깨끗한 강을 위한 소금의 순환 경제
-
0:01 - 0:03저는 위스콘신 북부에서 자라며
-
0:03 - 0:07자연스럽게 미시시피 강과
유대를 맺었습니다. -
0:07 - 0:08어릴 적,
-
0:08 - 0:10제 자매와 저는 누가 더 빠르게
-
0:11 - 0:16미시시피 강의 철자를 말할 수
있는지 겨루곤 했습니다. -
0:17 - 0:19초등학교 때는
-
0:19 - 0:23초기에 미시시피 강을 탐험했던 사람들과
그들의 업적에 대해 배울 수 있었습니다. -
0:23 - 0:27자크 마르케트와 루이 졸리에가
어떻게 오대호와 미시시피 강과 -
0:27 - 0:30그 지류를 이용해
미국 중서부를 발견하고 -
0:30 - 0:33멕시코 만으로 통하는 무역로를
지도로 그렸는지 배웠습니다. -
0:34 - 0:36대학원 시절엔,
-
0:36 - 0:38미시시피 강을
-
0:38 - 0:40미네소타 대학의 연구실 창밖으로
-
0:40 - 0:43내다보는 행운을 누렸습니다.
-
0:44 - 0:47대학원에서는 5년간
미시시피 강에 대해 배웠습니다. -
0:47 - 0:50미시시피 강의 변덕스러운 기질과
-
0:50 - 0:53어디쯤에서 갑자기
강둑을 넘어 범람하는지 -
0:53 - 0:55물이 넘쳐 흐르고 얼마 지나지 않아
-
0:55 - 0:57말라붙은 강가가 보인다는
사실도 깨달았습니다. -
0:58 - 1:01오늘날 저는 물리 유기화학자로서
-
1:01 - 1:03제가 배운 것을 바탕으로
-
1:03 - 1:06인간의 활동이 야기할 수 있는
과도한 소금으로부터 -
1:06 - 1:09미시시피와 같은 강을 보호하는데
열중하고 있습니다. -
1:10 - 1:12아시다시피
-
1:12 - 1:16소금이 강의 담수를
오염시킬 수 있기 때문입니다. -
1:16 - 1:22강의 담수는 염분농도가
겨우 0.05%입니다. -
1:23 - 1:26이 정도 염도는 마시기에 안전합니다.
-
1:26 - 1:30하지만 지구상의 물 대부분은
바다에 저장되어 있고, -
1:30 - 1:34바닷물의 염분 농도는
3%를 넘습니다. -
1:34 - 1:38바닷물을 마시게 되면
금새 메스꺼움을 느낄 수 있죠. -
1:38 - 1:43만약 우리가 지구에 있는 바닷물과
-
1:43 - 1:46강물의 총량을 비교하기 위해
-
1:46 - 1:49지구의 모든 바닷물을
-
1:49 - 1:52올림픽 경기장 크기의
수영장에 담았다고 가정하면 -
1:52 - 1:57강물은 겨우 1갤런(3.8 리터) 짜리
물병에 들어갈 정도입니다. -
1:57 - 2:00강물이 얼마나 소중한
자원인지 알 수 있습니다. -
2:00 - 2:03하지만 우리는 강물을
소중한 자원으로 취급하고 있나요, -
2:03 - 2:05아니면 문 앞에 놓고
신발을 터는데 사용하는 -
2:05 - 2:08오래된 깔개처럼 소홀히
다루고 있을까요? -
2:09 - 2:13강을 그런 낡은 깔개처럼 다루면
심각한 결과를 초래하게 됩니다. -
2:13 - 2:15한번 보겠습니다.
-
2:15 - 2:19아주 조금밖에 안 되는 소금이 어떤
영향을 미칠 수 있는지 보겠습니다. -
2:20 - 2:22찻숟가락 하나 분량의 소금을
-
2:22 - 2:25올림픽 수영장 크기에
해당하는 바닷물에 넣어도 -
2:25 - 2:28그 염도는 크게 달라지지 않습니다.
-
2:28 - 2:30하지만 같은 양의 소금을
-
2:30 - 2:333.8리터 크기 물병에
담긴 강물에 넣으면 -
2:33 - 2:36순식간에 염도가 너무
높아져 마실 수 없게 됩니다. -
2:37 - 2:38여기서 핵심은
-
2:38 - 2:44강물은 바닷물에 비교해
부피가 너무 작기 때문에 -
2:44 - 2:47인간의 활동에 특히 취약하므로
-
2:47 - 2:49강물을 보호해야 한다는 것입니다.
-
2:50 - 2:52최근 저는 전 세계 강의
상태를 확인하기 위해 -
2:53 - 2:56문헌을 조사했습니다.
-
2:56 - 2:59물이 부족하고 산업 발전에
치중하는 지역일수록 -
2:59 - 3:04강이 병들어 있으리라
충분히 예상할 수 있었습니다. -
3:04 - 3:07예상대로 중국 북부와
인도의 상태가 나빴습니다. -
3:08 - 3:12하지만 저를 놀라게 한 것은
2018년의 글이었는데, -
3:12 - 3:17미국 전역에서 표본으로 추출되었다는
-
3:17 - 3:19232개 하천 시료 채취 지역에
대한 내용이었습니다. -
3:19 - 3:21그 지역 가운데
-
3:21 - 3:2537%의 장소에서 염분 농도가
증가하고 있었습니다. -
3:25 - 3:27더 놀라운 점은
-
3:27 - 3:30가장 높은 염도 상승을 보인 지역이
-
3:30 - 3:33미 동부였던 반면에
-
3:33 - 3:35기후가 건조한 남서부에서는
그렇지 않았다는 사실입니다. -
3:35 - 3:38저자는 동부에서 염도가 높아진 이유가
-
3:38 - 3:43제설작업을 하는 데 소금을
사용하기 때문이라고 상정합니다. -
3:44 - 3:46염분 상승의 다른 이유로
-
3:46 - 3:50공업 폐수의 염분이
섞여들었을 가능성도 있습니다. -
3:50 - 3:55여기서 볼 수 있듯
인간의 활동은 강의 담수를 -
3:55 - 3:58바닷물처럼 바꿀 수 있습니다.
-
3:58 - 4:01너무 늦기 전에 조치를
취해야 합니다. -
4:02 - 4:04이에 제안하고자 합니다.
-
4:05 - 4:09우리는 3단계의 하천 보호
메커니즘을 취할 수 있습니다. -
4:09 - 4:14공업 용수 사용자가
이 보호 메커니즘을 실천한다면, -
4:14 - 4:19강을 훨씬 더 안전하게
지킬 수 있습니다. -
4:19 - 4:21이 메커니즘의 첫 단계는
-
4:21 - 4:24물 재순환과 재사용 작업을 도입해
-
4:24 - 4:28강에서 물을 적게 추출하는 것입니다.
-
4:28 - 4:30두 번째 단계는
-
4:30 - 4:34염분이 있는 공업 폐수에서
소금을 추출해서 -
4:34 - 4:37복원한 다음, 다른 용도로
재사용하는 것입니다. -
4:38 - 4:42세 번째로, 소금 소비자들을
변화시켜야 합니다. -
4:42 - 4:45지금처럼 광산에서 소금을 얻는 대신
-
4:45 - 4:49앞에서 재활용된 소금을
사용하게 하는 겁니다. -
4:50 - 4:53이 3단계의 보호 메커니즘은
이미 시행되고 있습니다. -
4:53 - 4:56중국 북부와 인도에서
오염된 강을 복원하기 위해 -
4:56 - 4:59이 방법을 도입했습니다.
-
4:59 - 5:01하지만 제가 제안하고자 하는 바는
-
5:01 - 5:05이 방법을 사용해
우리 강을 보호하자는 겁니다. -
5:05 - 5:07강을 복원시킬 필요가 없도록 말이죠.
-
5:08 - 5:12좋은 소식은 우리에게
그런 기술이 있다는 겁니다. -
5:12 - 5:13바로 막을 가지고 있습니다.
-
5:14 - 5:17물과 소금을 분리하는 막입니다.
-
5:18 - 5:21막은 이미 수 년간 사용되어 왔으며,
-
5:21 - 5:24입자의 크기나 물질의
전하에 따라 여과하는 -
5:24 - 5:28폴리머 소재의 거름막입니다.
-
5:28 - 5:32소금과 물을 분리하는데 사용하는 막은
-
5:32 - 5:35일반적으로 전하를 사용합니다.
-
5:35 - 5:38이 막은 음전하를 띄면서,
-
5:38 - 5:40소금에 녹아있는
-
5:40 - 5:43음전하 염화 이온을 밀어냅니다.
-
5:44 - 5:48앞서 말했듯 막은
이미 수년간 사용되었으며 -
5:48 - 5:55지금도 분당 2,500만 갤런(약 9,500만 리터)의
물을 정수하고 있습니다. -
5:55 - 5:57실제로는 그보다 많습니다.
-
5:58 - 5:59하지만 더 많은
일을 할 수 있습니다. -
6:00 - 6:05이 막은 역삼투의 원칙을 따릅니다.
-
6:05 - 6:10삼투 현상은 우리의 몸에도
일어나는 자연스러운 과정으로, -
6:10 - 6:12사람의 세포가
작동하는 방식이기도 합니다. -
6:12 - 6:16삼투 현상은 서로 다른 염도를
-
6:16 - 6:19두 단계로 각각 다른 공간에
나누는 것입니다. -
6:19 - 6:21하나는 낮은 염도이고
-
6:21 - 6:24다른 하나는 높은 염도입니다.
-
6:24 - 6:28그리고 반투막이 두 공간을 나눕니다.
-
6:28 - 6:30자연스러운 삼투 과정에서
-
6:30 - 6:34액체가 반투막을 통과하여
-
6:34 - 6:36염도가 낮은 곳에서
-
6:36 - 6:39염도가 높은 곳으로
-
6:39 - 6:41양쪽의 염도가
일치할 때까지 이동합니다. -
6:42 - 6:46다음으로 역삼투는 삼투가 반대로
진행되는 자연 과정입니다. -
6:46 - 6:48삼투를 반대로 진행시키기 위해
-
6:48 - 6:53염도가 높은 쪽에 압력을 가해
-
6:53 - 6:57액체가 반대 방향으로
옮겨가게 하는 것입니다. -
6:57 - 7:01따라서 염도가 높은 부분의
염도는 더욱 올라가고 -
7:01 - 7:02밀도도 높아지며
-
7:02 - 7:06염도가 낮은 부분은 염도가
없는 물로 정수됩니다. -
7:06 - 7:11역삼투를 공업 폐수에 사용하면
-
7:11 - 7:16공업 폐수를 최대 95%까지
순수한 물로 바꿀 수 있습니다. -
7:16 - 7:20오직 5%만의 농축된
소금 혼합물만 제외하고 말이죠. -
7:21 - 7:24하지만 이 5%의
농축된 소금 혼합물은 -
7:24 - 7:26폐기물이 아닙니다.
-
7:26 - 7:29과학자들은 특정한
염분만 통과할 수 있고 -
7:29 - 7:32다른 물질은 통과할 수 없게 변형시킨
-
7:32 - 7:34막을 만들었습니다.
-
7:35 - 7:36이 막은
-
7:36 - 7:39일반적으로 나노여과 막이라 부르는데
-
7:39 - 7:43이것을 사용하면
5%의 농축된 염분 용액이 -
7:43 - 7:46정제된 염분 용액으로 바뀝니다.
-
7:47 - 7:52즉, 역삼투와 나노여과 막을 사용해서
-
7:52 - 7:54공업 폐수 전체를 물과 소금이라는
-
7:54 - 7:58자원으로 바꿀 수 있다는 뜻입니다.
-
7:59 - 8:00이를 통해,
-
8:00 - 8:05하천 보호 메커니즘 1단계와
2단계의 토대를 세울 수 있습니다. -
8:06 - 8:10이러한 방법을 제가 공업용수
사용자 몇 분에게 소개했을 때, -
8:10 - 8:13일반적인 반응은 다음 같았습니다.
-
8:13 - 8:16“좋아요, 그런데 누가 내 소금을
가져다 씁니까?” -
8:16 - 8:19따라서 세 번째 단계가
무척 중요합니다. -
8:19 - 8:23광산에서 나온 암염을
사용하는 소비자들이 -
8:23 - 8:26재활용 소금을 사용하도록
변화시켜야 합니다. -
8:26 - 8:29그럼 누가 이 소금을 사용할까요?
-
8:29 - 8:312018년,
-
8:31 - 8:36저는 미국에서 사용된
소금의 43%가 -
8:36 - 8:40제설 목적의 소금으로 쓰였다는
사실을 알게 되었습니다. -
8:40 - 8:4439%는 화학 산업에서 사용했습니다.
-
8:44 - 8:46이 두 부문에서의 사용내역을
한 번 볼까요. -
8:47 - 8:50저는 놀랐습니다.
-
8:50 - 8:532018년과 2019년 겨울,
-
8:53 - 8:56무려 백만 톤의 소금이
-
8:56 - 9:00펜실베이니아주의
도로에 사용되었더군요. -
9:01 - 9:03소금 백만 톤은
-
9:03 - 9:06엠파이어 스테이트 빌딩의
2/3를 채우기 충분한 양입니다. -
9:07 - 9:11지상에서 채굴한 소금 백만 톤을
-
9:11 - 9:13도로에 뿌리고
-
9:13 - 9:16그 소금은 다시 환경과
강으로 씻겨 나갑니다. -
9:18 - 9:21따라서 저의 제안은
-
9:21 - 9:25적어도 공업 폐수에서
추출한 소금을 사용하여 -
9:25 - 9:27폐수가 강으로 흘러
들어가는 것을 방지하고 -
9:27 - 9:30대신 도로를 제설하는데
사용하자는 것입니다. -
9:30 - 9:33그러면 최소한 봄에
소금 섞인 빙판이 녹기 시작해서 -
9:33 - 9:36염분 높은 물이 도로에서
강으로 흘러 들어갈 때 -
9:36 - 9:38최소한 강은 그 염분에 저항하기 위해
-
9:38 - 9:41좀 더 나은 상태를
유지할 수 있을 것입니다. -
9:42 - 9:43화학자로서
-
9:43 - 9:48제가 더 흥분되는 것은
-
9:48 - 9:52화학 산업계에 소금 순환의 개념을
소개할 기회 때문입니다. -
9:53 - 9:57클로르 알칼리 산업이
여기에 완벽하게 들어맞습니다. -
9:58 - 10:01클로르 알칼리 산업은
에폭시의 원료이며, -
10:02 - 10:04우레탄과 용제를 비롯해
-
10:04 - 10:08우리가 일상에서 사용하는
많은 다양한 제품에 들어갑니다. -
10:09 - 10:13그리고 클로르 알칼리 산업은
염화나트륨을 핵심 재료로 사용합니다. -
10:14 - 10:16따라서 이 아이디어는
-
10:16 - 10:19우선, 이 과정에 적용되는
선형 경제를 살펴봅시다. -
10:19 - 10:22생산업체가 광산에서 소금을 구매하면,
-
10:22 - 10:24소금은 클로르 알칼리 공정을 거쳐
-
10:24 - 10:26기초 화학물질이 됩니다.
-
10:26 - 10:29그리고 기초 화학물질은
다른 새로운 상품이나 -
10:29 - 10:31더 기능적인 제품이 됩니다.
-
10:31 - 10:34그러나 이 전환 과정에서
-
10:34 - 10:38종종 부산물로 소금이 다시 나오고
-
10:38 - 10:40이 소금은 공업 폐수에
섞여 들어갑니다. -
10:41 - 10:46따라서 핵심은 우리가
순환성을 도입함으로써 -
10:47 - 10:51물과 소금을 공업 폐수와 공장에서
-
10:51 - 10:53재활용할 수 있고
-
10:53 - 10:57그것을 클로르 알칼리 공정 착수에
다시 보낼 수 있다는 것입니다. -
10:58 - 11:00순환하는 소금이죠.
-
11:00 - 11:02이게 얼마나 큰 효과를 낼까요?
-
11:02 - 11:05한 가지 예를 들어보겠습니다.
-
11:05 - 11:08전 세계에서 생산하는
프로필렌 옥사이드의 50%는 -
11:08 - 11:11클로르 알칼리 공정을
거쳐 생산됩니다. -
11:11 - 11:17연간 총 5백만 톤의
프로필렌 옥사이드가 -
11:17 - 11:19전 세계적으로 생산되는 것이죠.
-
11:20 - 11:24땅에서 채굴한
5백만 톤의 소금이 -
11:24 - 11:28클로르 알칼리 공정을 거쳐
프로필렌 옥사이드가 되고, -
11:28 - 11:30그 과정에서,
-
11:30 - 11:345백만 톤의 소금이
폐수로 들어갑니다. -
11:35 - 11:36소금 5백만 톤은
-
11:36 - 11:39엠파이어 스테이트 빌딩
세 채를 채울 수 있는 양입니다. -
11:40 - 11:42이 양은 연간 기준입니다.
-
11:42 - 11:48따라서 소금 순환이
과도한 염분 배출되는 것으로부터 -
11:48 - 11:52우리의 강을 지키는
장벽이 될 수 있음을 알 수 있습니다. -
11:52 - 11:54아마 의문이 드실 수 있을 겁니다.
-
11:54 - 11:58“글쎄, 막이 나온지
몇 년이나 됐다는데, -
11:58 - 12:02어째서 사람들은 폐수 재사용을
시행하지 않는 거죠?” -
12:03 - 12:05글쎄요, 중요한 것은,
-
12:05 - 12:08폐수 재사용을 시행하려면
비용이 든다는 점이고, -
12:08 - 12:10다음으로,
-
12:10 - 12:13이런 지역에서는 물의 가치가
경시되기 때문입니다. -
12:13 - 12:15너무 늦을 때까지요.
-
12:15 - 12:20사람들이 담수를 지속적으로
사용할 수 있게 계획하지 않으면 -
12:20 - 12:22심각한 결과를 초래할 것입니다.
-
12:22 - 12:25세계에서 가장 거대한
화학 제조업체 중 하나가 -
12:25 - 12:29작년 2억 8천만 달러의
손해를 봤습니다. -
12:29 - 12:33독일에서 라인 강의 수위가
낮아졌기 때문인데요. -
12:34 - 12:38남아프리카 공화국
케이프타운의 주민들은, -
12:38 - 12:42매년 수원을 마르게하는 가뭄을 겪으며
-
12:42 - 12:45화장실 물도 내리지 말라는
요청을 받았습니다. -
12:46 - 12:48여기 볼 수 있듯이
-
12:48 - 12:50막을 이용한 해결책이 있습니다.
-
12:50 - 12:55깨끗한 물을 제공할 수 있고
-
12:55 - 12:57순수한 소금을 제공할 수 있습니다.
-
12:57 - 12:59막으로 물과 소금을 재활용하여
-
12:59 - 13:02다음 세대가 살아갈 수 있도록
우리의 강을 보호합시다. -
13:03 - 13:04감사합니다.
-
13:04 - 13:07(박수)
- Title:
- 깨끗한 강을 위한 소금의 순환 경제
- Speaker:
- 티나 애로우드(Tina Arrowood)
- Description:
-
2018년과 2019년 겨울 펜실베이니아주에서만 도로 제설작업으로 소금 100만 톤을 사용했습니다. 이렇게 산업 용도로 사용한 소금은 종종 강으로 흘러들어 담수를 오염 시키고 세계가 겪는 식수 부족 문제를 악화시킵니다. 어떻게 우리의 소중한 강을 보호할 수 있을까요? 물리 유기 화학자 티나 애로우드(Tina Arrowood)는 강에서 염분을 제거하는 3단계 계획을 공유함으로써 공업 부산물을 귀중한 자원으로 바꾸는 소금 순환 경제로 나아갈 것을 제안합니다.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:19
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