〃생명과환경 요약(6∼10강) (1).(방송대 법학과 큰나래 스터디)

[28나래/김추경.]

1. 교통과 지구온난화

 가. 산업혁명 이전의 교통수단 : 자연의 순환시스템 안에 있다(육상–동물이용, 강이나 바다–바람과 물의 흐름 이용)

         〃   이후의 교통수단 : 석유(교통 에너지원의 중심)-가장 뛰어난 에너지원, 자동차

 나. 교통부문의 석유소비(2002년 기준)

   1) 자동차(총 소비량의 40%)

① 수송부분(57%) 중 자동차(70%) 차지

        ② 화석연로 사용 증가(온난화에 막대한 영향 끼침)

        ③ 원유수입 증가(해상유류 사고 위험성 증가)

   2) 항공교통 : 수송비중은 크지 않지만 생태계 파괴가 상대적으로 훨씬 크다. 질소산화물(지표 –오존 만듦, 성층권 –오존파괴)

  다. 온난화 주요원인 : 자동차 중심의 사회구조, 관광산업의 규모 증대 등으로 석유에너지 소비량 증가

2. 교통과 대기오염

 가. 교통망의 발달

    ▪ 도시화 촉진(도로–교통 인프라 중심), 대기오염과 직결, 도로의 증가(생태계 악영향~생물 종 감소), 해양오염 심각

  나. 대기오염 : 세계보건기구가 정한 인류건강 위협하는 10대 원인

    1) 이산화탄소(CO2), 에어로졸 : 지구온난화

    2) 아연 : 자동차 타이어에서 발생, 빈혈․췌장 손상 등의 원인

    3) 질소산화물

        ① 산성비 유발→산림파괴

        ② 호수의 산성도(ph) 증가→수서생물 서식환경 파괴

       ③ 햇빛과 반응→오존발생 : 식물생장 억제, 호흡기질환 유발

    4) 미세먼지(PM-10) : 자동차의 유해물질(60%), 벤젠–암 원인, 도로변 주민–천식

  다. 한국 대기오염 : 전 국민의 80%정도가 PM-10 단기기준 초과지역에서 살고 있음(2002년)

    ․ 서울(2004년부터 5년 동안 세계에서 가장 심한도시로 선정)

3. 도로와 환경문제

  ⑴ 아스팔트 : 석유화학 공업의 산물로서 석유를 채굴하여 운반, 제조하는 과정에서 많은 에너지를 사용

⑵ 시멘트 : 원료인 석회석 광산을 개발하는 과정에서 생태계를 파괴하고 많은 에너지를 사용

에너지원으로는 거의 대부분 화석연료를 사용하므로 이산화탄소를 배출하고 지구온난화를 촉진시킨다.

  ⑶ 로드 킬(road kill)의 위험성

․ 생태계 단절시켜 동물들의 이동통로 끊김

․ 동물이 차량 뚫고 들어와 운전자 사망, 연쇄교통사고 발생

․ 생태계 파편화로 동물들의 이동제한→근친교배→멸종 순으로 변화

  ⑷ 생태이동통로 : 생태계 단절의 문제를 해결하기 위해 인공적으로 만든 구조물

(육교형, 터널형 등)

⑸ 지하수의 저하

․ 도시지역에 만들어지는 도로는 빗물이 지하로 스며드는 것을 막아서 지하수위의 저하를 불러일으킨다는 점도 중요한 문제

․ 도시지역에서는 건물과 도로로 뒤덮여 비가와도 빗물이 지하로 스며드는 양이 제한적이어서 지하수가 형성되기 어렵게 된다.

4. 다른 교통수단의 환경문제 및 해결책

⑴ 지하철의 문제

․ 건설과정과 운영과정에서 에너지를 과다하게 사용

→ 화력발전소와 원자력발전소에서 생산된 전기를 사용하기 때문에 지구온난화를 촉진시키고 핵폐기물의 위험성을 증대

․ 지하수위의 저하 현상

→ 건설 중 지하수를 퍼내면서 공사, 그에 따라 지하수위 저하

⑵ 해상교통

․ 한꺼번에 많은 물자를 수송할 수 있다는 장점이 있는 반면, 사고가 나면 엄청난 환경손상이 예상됨

→ 배가 좌초하게 되는 경우 기름이 바다로 유출되어 생태계에 심각한 피해를 초래

   - 소음 주원인

① 도로교통

② 항공기

③ 지하철(온난화, 핵폐기물 위험성)

④ 해상교통(원유운반→유출시 생태계 피해)

- 해결책으로 친환경적 교통수단 활성화 필요

① 자전거

② 노면전차, 지상철도

③ 카풀, Car Sharing 등을 통한 교통량 감축

< 공 란 >

제7강 화학물질과 환경문제

1. 생명 유지에 필요한 화학물질

 가. 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N)

: 지구상에 존재하는 동식물의 조직을 구성하는 물질(특히, C와 N은 단백질을 구성하는 물질임)

ㅇ 단백질의 50%가 탄소이며, 탄소는 광합성작용을 통해 식물을 성장하게 만들고 태양에너지를 지구에 고정시키는 역할을 함

  나. 규소(Si) : 지각을 구성하는 기초 단위인 광석·광물의 기본 물질, 대지 시멘트역할, 지각구성 원소 중 산소 다음 두 번째로 많은 물질

    ㅇ 규소가 없으면 토양의 존재가 불가능(암석권의 주요 구성 성분임)

  다. 생명체에 대한 원소의 유용성은 그 화학적 형태에 따라 달라질 수 있다.

ㅇ 수소, 탄소, 질소 세 가지 원소가 결합한 시안화수소(HCN)는 강한 독성을 띠게 되며, 미국 등에서는 공기 중의 허용농도를 10ppm으로 규제함

2. 생명을 위협하는 화학물질

□ 반수치사량(LD50)

ㅇ 유해 화학물질의 독성 표현 단위

    ㅇ 모집단의 50%를 죽일 수 있는 1회분의 투여량

ㅇ 상대적인 독성

ㅇ 독성효과는 주입방식과 다른 화합물이나 영양소의 유무의 영향을 받음

=> 동물실험을 통해 독성을 연구하기 때문에 인간의 독성 복용량에 대한 정확한 지식은 부족함

※ 10대 유해물질 : 대기오염, 비소, 석면, 벤젠, 카드뮴, 다이옥신류, 불소, 납, 수은, 농약

⑴ 비소

- 강한 독성 때문에 무기질 살충제로 사용

- 여러 가지 물질이 함유된 광석 속에 들어 있으며 화산, 바다, 샘물 속에도 소량 포함

- 수용성 무기 비소는 급성 독성이 있어 중독이 될 경우 피부증상, 말초신경장애, 당뇨, 신장계통의 이상, 심혈관계통 질병, 암 등의 건강문제가 발생

- 유기 비소화합물은 해산물에 풍부하게 들어 있으며, 몸 안에 들어와도 신속하게 배출되기 때문에 건강에는 크게 해롭지 않음

- 무기 비소에 대한 노출(예시)

․ 비소의 농도가 높은 지하수를 마시는 경우 또는 이러한 물로 조리된 음식을 먹는 경우

․ 비소 함유가 높은 물을 사용하여 경작된 곡물을 섭취하는 경우 등

- 식수의 비소 농도 기준

․ WTO : 10㎍/물 1ℓ

․ 한국 : 0.05㎎/물 1ℓ (WTO 기준의 5배)

⑵ 벤젠

- 벤젠에 대한 노출은 급성 및 만성적인 질병을 발생(특히, 암 또는 재생불량성 빈혈)

- 직업 또는 가정에서도 노출

․ 자동차 연료나 솔벤트 같은 석유정제 산물 중에 벤젠이 함유되어 있기 때문

․ 흡연 및 간법흡연도 중요한 노출원에 해당

- 휘발성이 매우 크고 대부분의 노출은 호흡기를 통해 이루어짐

- 노출 방지책

① 대체 솔벤트 사용

② 벤젠이 함유된 제품을 사용하지 않도록 안내

③ 소비자제품에서는 벤젠이 함유되지 못하도록 규제

④ 금연정책

⑤ 건물은 주차장과 별개로 건축(자동차의 배출가스로 인한 오염 방지)

⑶ 카드뮴

- 신장, 뼈, 그리고 호흡기에 영향을 미치며, 사람에게는 발암물질로 분류됨

- 환경 중에는 낮은 농도로 존재하나, 인류의 산업 활동으로 인해 그 농도가 증가되었음

- 발생원으로부터 먼 곳까지 대기 중으로 이동 가능

- 생태계 중 연체동물과 갑각류에 축적이 잘 되며, 야채․시리얼․감자․고구마 등에서도 검출됨

- 사람에 대한 노출은 주로 오염된 음식 섭취, 흡연(간접흡연 포함), 작업환경 등이 영향을 미침

- 노출 방지책 : 카드뮴 재활용, 작업환경 개선, 금연 등

※ 이타이이타이병 : 일본 도야마현의 강 하류에서 발생한 카드뮴 중독으로 인한 공해병

(아연 광산에서 카드뮴을 제거하지 않고 버린 것이 원인임, 일본의 4대 공해병 중 하나)

⑷ 납

- 독성 중금속, 오염이 많이 되어서 여러 지역에서 다양한 문제를 발생시키고 있음

- 신경계, 조혈계, 소화기계, 심혈관계, 신장계통 등 다양한부위에 영향을 미침

- 저농도의 노출에서 회복할 수 없는 장애를 줄 수 있는 ‘어린이 납 노출 문제’가 있음

- 전 세계 질병의 약 0.6%를 발생시키는 원인

- 석유화학, 페인트, 배관, 땜질 등에서 납 사용량 감소 노력 덕택에 인체 내 납 농도는 상당히 감소되었으나, 개발도상국에서는 중요한 노출원들이 여전히 남아 있음

⑸ 부적절한 또는 과도한 불소

- 긍정적 효과 : 충치 예장

- 부정적 영향 : 치아의 에나멜과 뼈에 불소침착증이 발생

⑹ 수은과 미나마타병

- 수은은 다양한 형태로 존재 : 금속수은, 무기수은(염화수은), 유기수은(메틸수은, 에틸수은) 등

- 수은은 존재형태에 따라 각각 서로 다른 독성을 가지고 있음

- 신경계, 소화기계, 면역시스템, 폐, 신장, 피부, 눈 등에 영향을 미침

- WHO 기준

․ 성인 1인당(1주일 기준) : 수은 0.3㎎ 이하, 메틸수은은 0.2㎎ 이하

- 미나마타병

․ 1950년대 일본 구마모도 미나마타 시에서 발생

․ 공장폐수에 포함된 메틸수은을 정제처리하지 않은 상태로 하천으로 방류, 바다로 유입, 물고기 등에 농축, 인근 주민들은 농축된 어패류를 잡아먹게 됨으로써 질환 발생

․ (중국)1970년대 쑹화강이 수은에 오염되어 인근 주민들 피해(메틸수은 중독)

․ (이라크)1971～1972년 메틸수은 살균제로 처리된 종자열매를 먹고 3,000여명이 사망

⑺ 농약과 침묵의 봄

- 농약은 잡초를 제거하고 병충해를 예방함으로써 농산물 수확을 늘려 주는 이점이 있는 반면, 환경 중에 노출되어 생태계에 피해를 가져오는 단점도 있음

- 『침묵의 봄(Silent Spring)』(레이첼 카슨-Rachel Carson, 1962)

․ 농약으로 사용하는 화학물질의 위험성을 경고하면서 환경보전의 중요성을 강조

․ 무분별한 살충제 사용으로 파괴되는 야생 생물계의 모습을 공개(화학물질의 유해성을 강조)

․ 농약, 살충제, 제초제 등 화학물질의 심각한 남용행위와 그로 인해 인간이 치러야 할 대가를 고발

․ 유기염소계 살충제인 DDT의 피해사례를 제시

⑻ 환경호르몬(내분비계장애물질)

- 우리나라에서도 1998년 환경호르몬이 인류를 멸종시킬 가능성이 있는 물질로 이슈화 함

- 세계 3대 환경문제(전문가) : 오존층 파괴, 지구온난화, 환경호르몬

- DES(디에틸스틸베스테롤, Diethylstilbesterol)

․ 가장 처음 알려진 환경호르몬으로 여성호르몬과 같은 기능을 하는 합성물질

․ 태아의 생식기능을 교란시킨 사례(태아가 성장 후 질암 또는 성기기형이 발생)

- 환경호르몬으로 작용하는 물질의 다수를 차지하는 것은 의약품이 아닌 환경오염 화학물질임

(예. 다이옥신, PCB, DDT, 농약 등의 합성화학물질)

※ 잔류성 유기화합물(Persistent Organic Pollutants ; POPs)

o 스톡홀름 협약에 의해 지정된 물질

o 이 물질들은 오염원으로부터 아주 멀리까지 이동하여, 생태계에 축적되고, 먹이 사슬 속에서 농축됨

o 화학적 구조가 생명체의 호르몬과 비슷하여 생명체에 흡수될 경우 정상적인 호르몬의 기능을 교란시킴으로써 성기의 기형, 생식기능의 저하, 행동의 변화, 암 발생 등을 유발할 수 있음

□ 유해 화학물질로 인한 피해는 20～30년 이상 지난 뒤에 나타나는 경우가 대부분임

ㅇ 유해 화학물질들은 일반적으로 공기, 물, 토양, 그리고 유기체 내에서는 농도가 낮기 때문임

ㅇ 환경 속에서 지속적으로 존재하고, 생물학적 농축이 일어나 문턱 값을 넘어서면 문제가 됨

□ 유해 화학물질의 원천 : 폐기물 소각장, 화학공장, 농약 등

 □ 화학물질에 대한 근본적인 해결책

① 합성화합물 개발과 사용을 줄이고, 아주 한정된 숫자의 화학물질만을 사용

  ② 플라스틱 제품을 재활용할 수 있는 유리, 토기, 금속으로 바꿈

 ③ 합성화학물질 제조방법 재구상(『도둑 맞은 미래』저자들 주장)

  ④ 자연에 순응하는 제2차 산업혁명 주장(독일의 브라운가르트, 미국의 맥도노)

비소 (As)	강한 독성, 무기질 살충제로 사용, 유기 비소화합물(해산물, 해롭지 않음), 무기 비소에 대한 노출(지하수, 음식, 곡물 섭취) * 허용기준(한국) : 0.05㎎/물 1ℓ (WTO 기준의 5배)
벤젠	급성 및 만성질병 발생, 암 & 재생불량성 빈혈 유발, 자동차연료 & 솔벤트 같은 석유정제산물에 함유, 휘발성 크고 호흡기 통해 노출, 흡연 및 간접흡연, 직업 & 가정에서도 노출
카드뮴 (Cd)	이타이이타이병, 신장, 뼈, 호흡기 영향, 연체동물 & 갑각류 축적 잘됨, 야채, 시리얼, 감자, 고구마→낮은 농도검출
납 (Pb)	독성 중금속, 오염 多, 신경계·조혈계·소화기계·심혈관계·신장계통 영향, 전 세계 질병의 0.6% 발생원인
불소(F)	긍정(충치예방), 부정(치아 에나멜, 뼈에 불소침착증)
수은 (Hg)	미나마타병 : 일본의 4대 공해병의 하나→중추신경계·전신마비·언어장애·시각장애·보행장애 등 자궁내 태아 등 조기의 발육장애 일으킴, 신경계·,소화기계·면역시스템·폐·신장·피부·눈 영향, 물고기에서 발견되는 화학종→오염된 조개, 어패 섭취, 작업장에서 원소수은 증기 흡입할 때 이루어짐
농약	DDT 피해사례 제시(레이첼 카슨→침묵의 봄), 제2차 세계대전이 낳은 부산물(곤충대상 실험), 이점(농산물수확 늘어남), 단점(생태계 피해)
환경 호르몬	내분비계 장애물질, 오존층 파괴, 지구온난화와 더불어 세계 3대 환경문제, 먹이사슬 농축, 생태계 축적, 인간이 합성한 화학물질(다이옥신·PCB ·DDT, 농약 등), 멀리 이동가능, DES(제일 먼저 알려진 환경호르몬, 여성호르몬 기능함) 기름에 잘 녹는 지용성→오염된 생선, 육류의 지방질에 많이 들어있음 생명체 흡수 시→성기의 기형, 생식기능저하, 행동의 변화, 암 유발 ▪ 스톡홀름 협약에 의해 지정된 잔류성 유기화합물

◆ 세계 10대 유해물질

< 공 란 >

제8강 자원의 이용과 환경문제

□ 지구의 구조

⑴ 암석권 : 토양층을 포함하는 지각과 상부 맨틀로 구성

⑵ 수권 : 강, 호수, 바닷물 및 지하수를 포함

⑶ 대기권 : 지구를 둘러싸고 있는 대기의 층으로 지상 약 1,000㎞ 까지를 의미

□『성장의 한계』

- 1972년 지구의 미래를 비관적으로 예측한 로마클럽의 보고서

- 비관적 예측의 근거 : 자원의 고갈, 인구증가

□ 자연자원의 범주

⑴ 재생가능한 자원 : 태양에너지, 바람, 조류, 유수 등

⑵ 재생불가능한 자원 : 화석연료, 철․구리․알루미늄 등의 금속성 광물자원, 점토․모래․인산 등의 비금속성 광물자원

⑶ 잠재적 재생가능 자원

․ 자연적인 과정을 통해서 비교적 빠른 속도로 새로 보충될 수 있는 자원

․ 비옥한 토양, 식물과 동물, 신선한 공기, 담수호와 지하수 등의 깨끗한 물 등

□ 산업혁명 이후 내연기관의 발명과 20세기 산업자동화로 인해 환경오염의 심각성이 증폭됨

ㅇ 현대 가장 많은 환경오염을 유발하는 자원은 화석에너지 중 하나인 ‘석유’임

1. 인구와 자원

가. 인간 활동으로 인한 환경 부담

ㅇ 인구수, 1인당 자원소비량, 기술 등

ㅇ ‘기술’이란 얼마나 많은 자원이 사용되며 자원소비량에 따라 얼마만큼의 폐기물 또는 공해물질이 발생하는가를 의미

나. 인구감소에 따른 사회문제화 경향

ㅇ 사망률 감소 및 고령화 → 젊은 층 인구 감소, 노동력 감소 등 경제구조 왜곡 → 파국 우려

ㅇ (한국)출산율 : 가구당 1.2명(2008년 기준)으로 세계 최저수준

다. 대체수준출산율

ㅇ 통계적으로 한 쌍의 부부를 대체하게 될 자녀들의 수(2.1명)

ㅇ 선진국은 2.1명, 개발도상국은 2.5명 <= 생식연령에 도달하기 전 유아기에 사망하기 때문임

  라. 생태학적 발자국(ecological footprints)

ㅇ 1996년 캐나다 마티스 웨커네이걸(Mathis Wackernagel), 윌리엄 리스(William Rees)가 고안한 지료로 한 사람이 밟고 선 땅의 넓이를 뜻함

ㅇ 육류와 에너지 소비가 많고 주거공간을 넓게 차지할수록 생태학적 발자국은 커진다.

ㅇ 인간이 살아가는 데 필요한 자원을 땅의 크기로 견주어 나타낸 것

․ 인간이 지구에서 살아가기 위해 필요한 의․식․주와 에너지․도로․폐기물 등 자원을 생산하고, 또 그것을 처리하는데 드는 비용을 토지 면적으로 환산한 것

ㅇ 부유한 선진국에 살고 있는 사람의 20%가 세계 자원의 86%를 소비

2. 재생불가능 자원

□ 지각에 한정된 양으로 존재하고, 이론적으로 완전히 소모될 수 있는 자원(공급량이 제한적)

  ▪ 에너지자원(화석연료, 원자력 등), 광물자원, 비금속 광물자원(석회석, 인산)

3. 석유자원의 한계

 가. 킹 허버트(King Hubbert, 1956년)

ㅇ 미국 산유량이 1970년대 초에 최대값에 달한 후 감소할 것이라고 전망

→ 그의 예측은 1971년에 들어맞았음이 확인될 때까지 무시당함

 나. 콜린 캠벨(Colin J. Campbell)

ㅇ 허버트 모델의 영향을 받아 석유 산유량 변화 관련 가장 신뢰할 만한 결과를 도출

ㅇ 세계 산유량도 미국의 경우와 마찬가지로 종 모양 곡선을 그린다고 전망함

ㅇ 분석도구

① 그동안 발견된 유전과 앞으로 발견될 유전의 누적매장량

② 그동안 해마다 생산된 석유의 양

□ 2000년의 석유 발견량은 연간 평균 8기가배럴, 소비량은 연간 평균 약 27기가배럴임

4. 석유와 환경오염

□ 유전의 생산과정, 원유 운반과정에서 환경오염 유발

⑴ 파이프라인의 파손, 유조선 및 유조차의 사고 등으로 석유누출에 따른 환경오염

⑵ 정유공장에서 휘발유 등의 연료나 화학공장의 원료를 생산하는 과정에서 대기오염물질(이산화탄소, 이산화황, 질소산화물 등) 배출

⑶ 자동차나 난방용으로 석유 사용에 따른 대기오염물질(이산화탄소, 황산화물, 질소산화물, 탄화수소 등) 발생

□ 화학물질의 생산과정 및 이용단계에서 환경오염 유발

⑴ 생산단계 : 화학물질 누출 → 생태계 파괴, 인명 사고 등

(예. 1983년 인도 보팔에서 발생한 화학공장 폭발사고)

⑵ 이용단계 : 화학물질의 독성으로 생태계 파괴, 소각 과정 시 독성물질 발생

(예. 1990년 대구 수돗물 페놀 오염 사고)

5. 석탄과 환경문제

□ 석탄 : 고생대, 중생대, 신생대 등 각 지질시대에 매장된 식물들의 잔해들이 퇴적되어 수억 년에서 수백만 년 동안 강한 열과 압력을 받아 생성된 것

  ㅇ 매장량은 약 5,600억 톤으로 추정, 이는 170년 동안 사용할 수 있는 물량

□ 석탄의 피해

ㅇ 채광 작업자나 야적장 주변에 석탄 분진으로 건강 피해(규폐증, 진폐증)

ㅇ 수질오염 : 산성광산배수(AMD, 산성폐수)를 배출하여 생태계를 파괴시킴

ㅇ 런던형 스모그 현상 : 연소 때 발생하는 매연․아황산가스․일산화탄소 등이 안개와 합쳐 생김

6. 광물자원과 환경문제

□ 광물 : 자연적으로 생성된 물질로서 단단하고 일반적으로 결정형태를 가진 것

ㅇ 광물자원의 소비량은 기술문명의 발전과 인구증가에 따라 지수함수적인 급격한 증가추세임

(1750～1900년까지 광물 소비는 10배로 증가, 1900년대 이후는 13배로 증가)

□ 세계 모든 나라가 미국과 같은 생활수준에 도달하려면 주요 광물자원을 현재의 200배 정도 소비해야 함

ㅇ 전문가들은 현재의 소비수준이 계속된다면 75년 후에는 유용한 광물 가채매장량의 절반이 고갈될 것으로 추정

(고갈소요기간 : 납-22년, 구리-28년, 니켈-34년, 아연-20년, 주석-37년)

* 가채매장량(可採埋藏量) : 기술적․경제적으로 채굴 가능한 매장량을 의미. 부존량이라고도 함

□ 환경문제(에너지 문제와 직결)

  ① 노천채광으로 인한 생태계 파괴

  ② 비산먼지로 인한 환경피해

  ③ 폐광한 후 지반침하 가능성

④ 산성광산배수로 지역 지하수 오염

⑤ 독성원소(카드뮴, 코발트, 구리, 납, 수은 등)로 인한 오염

7. 산성광산배수(Acid Mine Drainage, AMD)

⑴ ph 6.0 미만, 총산도가 총알칼리를 초과하는 물로서 노천광산이 가동되었던 지역, 가동 중이거나 휴광 또는 폐광된 지역에서 유출되는 물로 정의

⑵ AMD는 철, 망간, 구리, 납, 아연과 같은 금속을 암석 또는 토양으로부터 용해하여 운반하기 때문에 오염을 확산시킴

⑶ 철산화물은 물의 색깔을 붉은 색으로 변화시키고, 물속에서 광선의 통과를 방해하여 광합성반응을 저해하거나 정지시켜 생태계에 피해을 주게 됨

⑷ AMD로 인한 하천의 수질의 낮은 pH, 낮은 용존산소량, 높은 용존물질량 등은 생물에의 치명적인 요소가 됨

8. 중금속 원소 오염

□ 카드뮴, 코발트, 구리, 납, 수은 등의 중금속이 생물학적 농축을 통해 문제를 일으킴

① 카드뮴–이타이이타이병

․ 일본, 납과 아연을 생산하는 광산에서 정련 시 발생한 폐석에 함유되어 있던 카드뮴이 하천을 오염시키고, 그 하천수를 이용해서 농사를 지은 쌀에 카드뮴이 농축되어 그 쌀을 섭취한 주민들에게 발병됨

․ 한국, 가학광산(경기 광명) 주변지역의 카드뮴으로 인한 토양오염 사례(1993년)

② 수은–미나마타병

․ 1980년부터 개발이 진행되고 있는 브라질의 사금광에서 수은 사용으로 주변 강이 오염

9. 석회석과 환경문제

□ 석회석

ㅇ 석회석의 주성분은 ‘탄산칼슘’이며, 생성방법에 따라 다음과 같이 분류

․ 화학적 석회암 : 지질시대를 통해서 바닷물에 녹아있던 탄산칼슘이 과포화 상태에서 침전되어 생성됨

․ 유기적 석회암 : 산호․석회질조류․석회질 플랑크톤 같은 생물들의 사체가 퇴적되어 생성된 것

ㅇ 가장 풍부한 비금속 광물자원으로, 가장 많이 쓰이는 용도는 시멘트의 원료임

ㅇ 폐기가스와 폐수를 정화하는 데 쓰이기도 하고, 석회를 만들거나 철광석을 제련하는데도 사용

□ 환경문제

  ① 노천채굴 방식으로 광산이 개발됨에 따라 생태계가 회복 불가능한 상태로 괴멸됨

  ② 비산먼지로 주변 환경에 악영향

  ③ 소음․진동 피해, 용수고갈, 수질오염,도로 파손 등

④ 온실가스인 Co2 다량배출(전 세계 Co2 배출량의 5% 차지)

(예) 27년째 석회석 채광으로 능선이 70여m 잘려 나간 강원도 자병산의 환경파괴 사례

10. 석면

⑴ 자연계에 존재하는 섬유상 규산광물의 무기물질

⑵ 내마모성, 내화성, 방연성 등의 특성이 있어 1990년대까지 건축, 자동차, 섬유제품 등 다양하게 사용되었음

⑶ 세계보건기구(WHO)가 정한 1급 발암물질

⑷ 한국에서는 2009년부터 생산 및 사용 금지

11. 우라늄

⑴ 원자력 발전의 에너지원

⑵ 2009년 전 세계 연간 소비량 7만 톤, 추출가능 매장량 547만 톤 → 앞으로 80년이면 고갈

⑶ 채굴과정 노출 → 암 유발

⑷ 원자력 발전소 가동 중 사고로 인해 외부로 노출될 경우 광범위한 방사능 오염지역 발생

12. 잠재적 재생가능 자원

⑴ 물, 공기, 숲, 토양, 동식물 등은 자연적인 과정을 통해 비교적 빠른 속도로 새로이 보충될 수 있다는 의미로 ‘잠재적 재생가능 자원’으로 분류

⑵ ‘생물종 다양성’(biological diversity)

․ 생명의 궁극적인 원천이며, 인간과 생태계 등의 생명부양시스템을 유지하는 필수적인 자원

․ 현재 지구상에서 발견되는 다양한 환경에서 가장 잘 살아남을 수 있는 종들로 구성

․ 지구상에 생명체를 유지시켜 주는 핵심적 역할 수행

⑶ ‘지속가능한 생산’

․ 잠재적 재생가능 자원의 공급능력을 축내지 않는 범위에서 무한히 사용할 수 있는 최고의 정도

․ 새로이 보충되는 속도보다 소모되는 속도가 빠르지 않게 하는 것이 중요

→ 소모되는 속도가 빠르게 되면 점차 고갈되어 감

⑷ ‘환경파괴’

․ 자연적인 보충 속도를 초과해서 자원을 사용하면 이용가능한 공급량이 줄어들기 시작함

⑸ ‘공유지의 비극’(The Tragedy of the Commons)

․ 1968년 미국 생물학자 가렛 하딘(Garrett Hardin)이 발표

․ 공공소유 자원의 파괴의 위험성을 지적

․ 잠재적 재생가능 자원은 지속가능한 생산율을 넘어서서 사옹하게 되면 인간의 시간 범주에서 재생이 불가능한 상태가 될 수 있어 공유지의 비극이 발생하게 됨

13. 재생가능 자원

⑴ 태양에너지, 바람에너지 등의 재생가능에너지가 유일하며, 핵심은 태양에너지임

⑵ 지구상 에너지의 99%를 태양이 제공

⑶ 수동적 이용(태양열의 이용), 능동적 이용(태양광 발전 등) 모두 환경문제가 발생하지 않음

14. 문제의 해결

⑴ ‘피의 다이아몬드’(blood diamond)

․ 1991～2002년 아이아몬드를 둘러싼 아프리카 시에라리온의 내전으로 10만 명 이상의 희생자 발생

․ 분쟁지역에서 생산되어 그 수입금이 전쟁 수행비용으로 충당되는 다이아몬드를 지칭

=> ‘킴벌리 프로세스 인증 체계(KPCS : Kimberly Process Certification Scheme)’ 가동

․ 다이아몬드 원석의 수출입에 관한 사항을 협의․조정하는 국제적인 협의체

⑵ ‘피의 콜탄’

․ 휴대전화 배터리에 사용하는 원료(‘콜탄’이라는 광물자원에 포함되어 있는 탄탈륨)를 둘러싼 콩고민주공화국의 유혈분쟁

․ 1990년대 말부터 2000년대 중반까지의 내전, 수백만 명이 희생됨

⑶ ‘제2의 태양시대’

․ 현대의 기술들을 접목해서 태양에너지를 사용하는 현재를 일컬음

< 공 란 >

제9강 원자력의 이용과 환경문제

1. 원자력의 평화적(?) 이용

 ⑴ 냉전체제 하에서 소련이 핵무기 제조에 성공하면서 군비경쟁으로 핵무기가 증가하자 아이젠하워 미국 대통령이 1953년 유엔회의에서 ‘원자력(핵)의 평화적 이용’을 제안

⑵ 지구종말시계

․ 미국 시카고대학에서 발행하는 핵과학회지 『불리틴(The Bulletin of the Atomic Scientists)』의 표지에 실려 있는 일러스트 시계로 핵전쟁의 위기를 상징적으로 알려주고 있음

․ 핵전쟁으로 인류가 사라지는 시점이 시계의 자정이며, 2010년 초의 시각은 ‘자정 6분 전’임

․ 잡지를 발행(격월)할 때마다 지구 곳곳에서 진행 중인 핵실험이나 핵무기 보유국들의 동향과 감축 상황을 면밀히 살펴 분침을 조정함

2. 핵분열에너지(한국 : 설비용량 기준으로 세계 6위)

  ⑴ 핵분열을 이용한 원자력발전은 아무리 개량, 발전시킨다고 해도 환경문제를 근본적으로 해결하는 데는 도움을 줄 수 없다

⑵ 원자력발전소 건설 장애 요인

․ 품위가 낮은 우라늄 원석에서 우라늄을 추출해 낼 경우 핵 발전으로 생산할 수 있는 에너지의 30배를 소모하기 때문에 경제성이 없어짐

․ 원자력발전소에서 나오는 핵폐기물에 대한 안전대책 부재

⑶ 핵폐기물 처리의 문제

① 고준위폐기물

․ 사용 후 핵연료를 재처리하고 남은 부산물로 방사능함유량이 폐기물 중 가장 높음

․ 천연의 우라늄 수준이 되는데 30만 년 소요

     ② 고준위 방사성폐기물

․ 사용 후 핵연료와 같이 방사능 함유량이 높은 폐기물

     ③ 중저준위 방사성폐기물

․ 원전 내에서 사용된 작업복 등

3. 원자력발전소 안정성의 문제

⑴ 美. 펜실베니아주 스리마일 섬 원자력발전소 사고(1979.3월)

․ 노심(爐心, 원자h에서 핵분열 연쇄반응을 일으켜 열에너지를 발생하는 부분)이 거의 녹아 버릴 정도의 사고

․ 기계결함, 인간의 가동 실수

․ 방사성 물질 대기 노출로 5만 명 대피명령, 5만 명 자발적 피신

=> 종래 10만 로(爐)/년에 한 번밖에 생기지 않는다는 확률론이 잘못되었으며, 원자력발전 사고의 위험성이 그동안의 다른 설명보다 훨씬 큰 것이라는 사실이 입증됨

⑵ 구소련 체로노빌 원전 사고(1986.4월)

․ 원자로가 녹아 내리는 사상 최악의 원전사고

․ 긴급발전용 터빈 실험도중 발생한 것으로 잘못된 기술과 인간의 과오에 기인

․ 나가사키와 히로시마 원폭 방사능 방출량의 50배에 이르는 방사능이 방출

․ 반경 30㎞ 이내의 거주자 모두 이주

․ 적게는 14,000명～많게는 47만 명 정도의 사람이 암으로 사망할 것으로 추산

=> 원전의 위험성을 적나라하게 드러낸 사고였음. 이 사고를 계기로 국제적인 원자력안전에 관한 협약(원자력 사고의 조기통보, 원자력 사고 비상지원)이 체결됨

⑶ 日. 후쿠시마 원전 사고(2011.3월)

․ 체르노빌에 버금가는 원전사고

․ 지진 후 쓰나미로 인한 전기계통 정지, 냉각수 공급 중지

․ 반경 30㎞ 대피령

=> 안전대국이라고 불리는 일본에서의 사고로 원전의 안전성에 대한 재검토가 전세계적으로 일어남

4. 핵융합에너지

: 서로 다른 2개의 핵을 결합시킬 때 나오는 에너지, 핵분열에너지의 반대, 꿈의 에너지

⑴ 핵융합발전 가능성이 거의 없는 이유

  ① 폐쇄공간 안에서 지속적으로 진행될 수 없음

  ② 주로 연구되고 있는 것은 중수소–3중수소 반응이며, 3중수소는 리튬으로 만드는데 리듐은 우라늄만큼 희귀한 재생불가능한 자원임

③ 대형 핵융합로에서 연간 250톤의 핵폐기물이 만들어짐-핵폐기물 처리문제 발생

⑵ 핵융합은 안전한 것일까?

․ 미국, 소련의 수소폭탄 실험성공(1953년)으로 ‘지구종말시계’는 ‘자정 2분 전’까지 당겨짐

․ 중수소-3중수소 융합 반응은 1억℃에서 발생함

→ 이런 고온과 방대한 양의 방사선을 지속적으로 감당할 수 있는 물질은 아직 없음

⑶ 핵융합이 실용화된다면 지구온난화 문제가 해결될 수 있을까?

․ 이산화탄소가 방출되지 않을 것은 분명함

․ 그러나 값싸고 깨끗하며 고갈될 염려가 없는 핵융합발전이 도입되면 에너지 소비가 크게 증가할 것이기 때문에 지구는 뜨거워질 수밖에 없음

5. 방사성폐기물 처분의 무제

⑴ 저준위 핵폐기물

․ 유해성이 없어지려면 최소 100～500년간 안전하게 보관해야 함

⑵ 고준위 핵폐기물

․ 방사능, 방사선 방출로 수천 년 동안 안전하게 처분해야 함

․ 플루토늄-239가 재공정 중에 제거되지 않은 경우는 약 24만 년을 안전하게 저장해야 함

⑶ 핵폐기물 처리에 대한 하비 브룩스(美. 하버드大 교수)의 주장

․ “궁극적으로 원자력이 사회적으로 받아들여지지 않는다면, 그것은 주로 대중이 핵폐기물 처분문제를 제대로 이해했기 때문일 것이다.”

⑷ 세계 어느 나라도 아직 핵폐기물을 안전하게 처리하는 방법을 찾지 못하고 있음

=> 과학자들은 아직 핵폐기물을 안전하게 저장할 방법에 대해서 의견의 일치를 보지 못하고 있음

(기술적으로 가능하다↔최대 20만 년 이상 안전이 보장되지 않는다)

6. 핵에 대한 이해

□ 원자력 추진론자들은 현재 인류가 이용하는 에너지원 중 효율 대비 가격 경쟁력이 가장 높다고 주장

→ 현재까지의 결과로 본다면 비용 측면에서 경쟁력이 높다고 할 수 없음

․ 원자력발전소의 해체비용은 원자력발전소에 들어가는 총비용의 1/3을 차지하며, 핵폐기물을 처분하는 비용까지 고려하면 화석연료에 비해 2～3배 가량 비싼 편임

< 공 란 >

제10강 환경문제와 생활양식

▪ 환경문제의 근본원인 : 현재의 포디즘(Fordism)적인 대량생산과 대량소비

▪ 브레턴우즈 체제 : 현재 생활양식은 ‘번영에는 고정된 한계라는 것이 없다’고 하는 경제 패러다임에 기초하고 있어, 지구환경을 점차 악화시켰다

1. 생태계

 ⑴ 생태계(ecosystem) 란 : 생물과 그것을 둘러싼 무생물적 환경으로 이루어진 계

    ① 다양한 생물종들 사이에서 상호작용 일어남

    ② 생물과 무생물적 환경 사이에도 상호작용 일어남(육지생태계, 해양생태계, 하천생태계, 숲생태계, 사막생태계 등)

    ③ 각 생태계는 환경조건에 따라 다양한 생물들로 구송되고 복잡하게 얽혀있다

 ⑵ 창발성(emergence) : 생태계 내부의 요인에 의해 새롭게 생기는 성질

    ① 외래종이 들어오면 이 외부의 경쟁자를 배척하기 위해 개별적으로는 가지고 있는 않은 능력을, 각 종(species)이 협동하여 생태계 전체의 새로운 능력을 만들어냄

→ 이는 종의 소멸을 가져오기 보다는 생태계의 다양성을 증가시킴

     ② 생태계가 가지고 있는 상호연결성에 의해 나타나는 자체 조절기능에 의한 것임

③ 생태계는 어느 누구의 의도적인 조정 없이 내부의 상호연결을 통해 자체 조절되며 스스로가 발전함

 ⑶ 환류(feedback) : 입력된 에너지가 생태계의 먹이사슬 한 단계에서 소비되고 그 단계의 구성원이 다시 다음 단계 구성원의 새로운 에너지원이 되면서 이루어지는 에너지의 전체적 순환과정

긍정환류	부정환류
․ 에너지 투입-산출-투입 과정이 지속되면서 먹이사슬의 각 단계에 있는 개체들이 성장하고 생태계 전체가 자기갱신을 하는 과정 ․ 체계는 끊임없이 자기 갱신을 통해 양적성장과 질적 변환을 함 ․ 각 개체 역시 자신의 낡은 한계를 벗고 새로운 개체로 변환함	․ 생태계의 구성원들이 변화하고 발전하면서 자칫 초래될 체계의 불안, 불균형 파괴를 제어하는 과정임 ․ 서로 연결된 구성원들이 에너지의 투입-산출-투입의 고리를 통해 어느 하나가 변동하면 다른 것들이 함께 변동하여 전체관계가 유지 ․ 생태계의 전체 관계는 임계 수준을 넘어 파괴되지 않고 균형을 회복하고 유지함

  ⑷ 생물다양성(biodiversity) : 인간사회에 주는 다양한 혜택 중 하나로 경제적 활동을 영위하는데 중요한 요소

     ① 유전적 다양성(genetic biodiversity) : 단일 종 안에서 개체들 간의 유전적 구성에 변이가 일어난 결과 나타나는 다양성

     ② 종 다양성(species biodiversity) : 여러 서식지에 존재하는 종들 사이에 나타나는 다양성

     ③ 생태계 다양성(ecological biodiversity) : 서로 간에 상호작용하고 무생물과도 상호작용하는 생물군집들 사이에 나타나는 다양성

2. 지구의 생명체 부양체계

  ⑴ 4개의 권역 : 대기권, 수권, 암석권, 생물권으로 구분

    ① 대기권 : 지표로부터 대류권, 성층권, 중간권, 가장 바깥쪽의 열권

* 오존층-성층권 아래 부분, 유해 자외선 차단

* 오로라-우주로부터 들어오는 전자 또는 양성자가 지구의 공기분자와 충돌해서 빛을 내는 현상

    ② 수권 : 모든 생물체에 물 제공,

③ 암석권 : 지구의 고체부분(중심인 핵, 하부맨틀, 상부맨틀, 지각으로 구성) 중 상부맨틀과 지각을 일컬음

* 지각-식물생장에 필요한 영양소 공급원인 토양을 만듦

    ④ 생물권 : 생물체들 사이, 생물과 그것을 둘러싼 무생물적 환경사이에 상호작용이 일어나 생태계를 이룸

  ⑵ 생명유지 3가지 요인 : 태양에너지, 물질의 형태적 순환 또는 영양소(생물지화학적 순환), 중력

    ① 태양에너지 : 식물의 광합성작용에 의해 물질 내에 축적

→ 먹이사슬을 통해서 변환

→ 저질의 에너지 형태로서 주위환경으로 방출

→ 궁극적으로는 적외선으로서 우주로 방출

ㅇ 에너지는 순환하지 않고 한쪽 방향으로만 흐르는 특성을 가지고 있으며, 먹이사슬의 상위단계로 진행되면서 에너지의 총량은 연속적으로 감소하게 됨

(영양단계에서 다른 영양단계로 전이될 때 80～95% 에너지 손실이 발생)

※ 생태적 효율 : 한 영양단계에서 다른 단계로 전이될 때 쓰이는 에너지의 백분율

    ② 물질의 형태적 순환 : 생물체의 형태를 유지하고 생존을 위해 필요

* 생물지화학적 순환 : 생물–지구-화학적 순환을 의미

    ③ 중력 : 지구 대기권 유지, 모든 화학물질을 아래로 향하게 하여 물질순환이 가능

3. 인간이 변화시키는 생태계 - 산업혁명이 전환점이 됨

⑴ 생태계를 변형시키는 행위 : 도구의 발명, 불의 이용, 문자의 발명, 농업혁명, 산업혁명

    ▪ ‘잘못된 적응(maladaptation)’(모리스 고들리에, 프랑스 인류학자)

: 사육하는 소의 두수가 사회적 위세에 직결된 부족사회에서 사람들이 소를 계속 증가시키다가 급기야는 초지 생태계를 파괴하고, 그 때문에 인간사회가 지속되기 어려워진 동아프리카의 사례

4. 경제와 생태계(19 세기 영국에서 출발한 경제학)

 ⑴ 데이비드 리카도(David Ricardo, 영국) : 영국 입장에서 자연자원을 무한하다고 가정하여 무한한 상품생산을 논하는 경제학을 탄생

    ① 19세기 : 식민지 확장→산업혁명 성공→전지구적인 자연자원의 수탈

: 생태계 변화(환경위기, 생태계의 위기)

      ② 일본 : 서양발전 받아들임→한국, 중국 등 식민지하여 자연자원을 수탈, 한국에서 호랑이, 늑대가 멸종된 결정적 요인

  ⑵ 단기적인 이윤추구 : 자본투자→목적→이익

    ① 경제적 합리성 : 이익이 돌아오기까지의 기간 동안 발생하는 이자율 감수(삭감비율)

     ② 단기적 이익 추구

    ③ 최소의 투입으로 최대의 산출을 추구

5. 생태계의 경제적 가치

  ▪ 경제학 : 숲, 습지, 강, 바다 등 생태계가 가지고 있는 혜택이 얼마나 되는지 계량하지 못하는 것이 최대의 약점이다

  ⑴ 숲 생태계 : 생물들의 항구, 홍수조절, 기후조절

 ⑵ 갯벌 생태계 : 생물종 다양성, 어패류의 산란장, 오염물질 정화

 ⑶ 생태계 경제적 가치에 관한 연구 : 전 세계의 연간 총생산량에 해당하는 액수(33조 달러)

→ 생물학자들은 지구상의 동식물종 1/5이 30년 이내에 사라질 것이라고 경고함

6. 생태적 합리성과 적정한 사회

  ⑴ 생태적 합리성 : 환경문제에 자각 일어나고 생태계의 균형에 대한 합리적인 인식이 중요해지면서 등장한 개념

ㅇ 생태적 합리적 행위란 생태계의 부정환류를 보장함으로써 생태계의 균형을 유지하고 적정한 발전을 이루도록 하며, 그 토대에서 인간의 경제와 사회문화체계가 유지되고 발전되도록 하는 것

ㅇ 단기적 결과에 대한 예측보다 먼 미래의 결과에 대한 예측을 중시함

  ⑵ 적정한 사회 : 탈물질화와 재사회화의 사회, 생태적 합리성을 구현할 수 있는 사회

    ㅇ ‘지속가능한 발전 연구소’(캐나다 브리티시 콜로비아大)가 제시한 해결책

    ① 탈물질화 : 인간의 생활양식을 대량의 물질소비에서 벗어난 단순생활로 다시 체계화하는 것

1단계	효율성 혁명	기술적 진보, 생활양식 변화, 재활용·재사용을 통한 물질과 에너지를 낭비하지 않음
2단계	생태산업혁명	물질과 에너지 자원을 효율적으로 이용하여 환경의 퇴화와 오염을 감소
3단계	효율성 혁명	지구의 모든 사람들의 기본적인 욕구를 총족시키기 위해 노력하고, 의미있는 삶을 영위하기 위해 실제로 얼마나 많은 자원이 필요한가를 질문
4단계	인구 통계학적 혁명	인구크기·중가율→인간과 다른 생명체에 대한 지구의 수용능력과 균형에 기초

    ② 재사회화 : 사람들이 환경 친화적인 생활양식을 가질 수 있도록 다시 사회화 하는 것

ㅇ ‘환경혁명’이 가능하게 하려면 ‘생태적으로 사고하고 생태적으로 행동하라’는 생태적 합리성의 행동원리를 실천하는 것이 환경 위기 시대의 우리의 생활양식의 기본이 되어야 함