강 아래 강 Rio Abajo Rio

우리를 매일 직장으로, 학교로 안전하게 데려다 주는 자동차는 이제 우리에겐 없어서는 안 될 필수품이 되었다. 최근 국내 자동차 보유 대수가 1,600만대 이상이라고 하니 상당히 어마어마한 규모라고 할 수 있다. 자동차 대수가 많은 만큼 그 부산물 또한 엄청나게 많은 양이 쏟아지는데 가장 대표적인 예로 폐타이어를 꼽을 수 있다. 일반적으로 차 한 대에 타이어가 4개이므로 폐차의 수보다 폐타이어의 수가 곱절은 많이 발생하고 있는 것이다.

한국뿐만 아니라 전 세계적으로 연간 수십억 개가 넘는 폐타이어가 발생하기 때문에 여러 나라에서 폐타이어 재활용을 시도해 왔으나, 환경오염물질인 카본(검댕)을 처리하는 비용 문제가 해결되지 않았다. 현재까지 폐타이어 재활용은 폐타이어를 분해하여 오일을 부산물로 얻어, 에너지원으로 재활용하는 시스템이 핵심이 되어 왔으며, 이 시스템만이 폐타이어 문제를 지구상에서 완전하게 해결할 수 있는 방법으로 생각되어 왔다. 하지만 아직까지 이 재활용 시스템은 가장 근본적인 두 가지 문제를 해결하지 못하고 있다. 첫째는 폐타이어를 열분해하기 위하여 폐타이어를 가열하는 방법의 문제이며, 둘째는 폐타이어를 열분해한 후 얻어지는 카본의 처리 문제이다.

폐타이어를 열분해하는 방법에는 크게 직접가열식과 간접가열식으로 나눌 수 있다. 직접가열식은 연소가스를 통하여 과량의 산소가 동반되므로 내부에서 발생하는 오일증기와 함께 폭발이 일어나기 때문에 위험하다. 또한 연소공기가 직접 주입되므로 많은 수분이 제품에 섞인다는 단점이 있다. 그리고 고온의 산소와 고무가 반응하여 다량의 카본이 생겨 제품에 섞여 얻어지는 오일의 품질이 매우 불량하다. 간접가열식은 낮은 열효율로 인해 연료의 소모가 많아서 얻어지는 오일의 상당 부분을 연료로 사용해야 하기 때문에 시스템 전체의 경제성에 문제가 있다.



그림은 최근 개발된 폐타이어 재활용 시스템의 개략도이다. 폐타이어를 플랜트의 통에 넣고 섭씨 450도의 이산화탄소와 질소가스를 흐르게 하면 타이어가 녹으면서 기름과 가스가 나온다. 여기서 기름을 추출하고, 플랜트가 추출된 기름을 걸러 휘발유, 경유로 분류한다. 그리고 기름과 함께 발생하는 가스와 검댕은 다시 공장가동에 필요한 원료로 사용하여 시스템 내부에서 필요로 하는 모든 전기 및 열에너지를 자급자족하도록 했다는 것이 큰 차이점이다.

이 시스템은 폐타이어 열분해를 위한 폐타이어의 가열 방식을 직접가열식으로 하면서 불연성 가스인 이산화탄소나 질소가스를 캐리어 가스로 사용하였다. 캐리어 가스는 플랜트 통의 폐타이어를 열분해하기 위해 사용하는 가스로, 불연성 가스를 흐르게 함으로써 폭발의 위험성을 없앴고, 얻어지는 오일도 최상의 품질로 얻을 수 있도록 하였다. 기름의 추출 효율 또한 48%에 달해 폐타이어 1kg을 처리했을 때 기름이 거의 절반가량 나온다.

부산물인 폐카본은 열교환기에서 소각시켜 여기서 얻어지는 열중 30%는 다시 플랜트 통의 폐타이어를 열분해하기 위해 캐리어 가스 가열용으로 사용된다. 나머지 70% 열중 60%는 고압 스팀을 발생시켜 소형 증기터빈을 가동하여, 시스템에 필요한 전기를 생산한다. 또한 증기터빈을 나온 저압 스팀은 흡수식 냉동기를 가동하여, 시스템에 필요한 냉수를 얻는다. 이 과정을 거친 후 마지막으로 남은 10%의 열은 폐가스 세정탑에서 황산화물(SOx)을 처리할 때 쓰인다.

폐타이어 재활용 기술을 비롯해 폐타이어 재활용 산업은 여러모로 전망이 밝다. 다른 폐기물은 발생처가 산재해있어 수거하기에 어려움이 있는 반면 폐타이어는 주로 폐차장이나 타이어 교환처에서 발생하므로 비교적 수거가 쉽다는 이점이 있다. 기존의 폐타이어 재생 산업이 카본을 처리하는 비용 때문에 경제성이 없었다면, 이 기술은 카본을 공장을 돌리는 연료로 재활용할 수 있기 때문에 환경보호와 경제성이라는 두 마리 토끼를 다 잡게 되는 것이다.

버려도 썩지 않고 태우려고 해도 냄새와 오염이 심해 골칫덩이였던 폐타이어가 고유가 대책으로 효과적인 에너지원으로 다시 태어났다. 이렇게 현명한 재활용 방법으로 폐타이어가 ‘보물타이어’가 되었듯, 이번 기회에 우리도 지난날 보잘 것 없다고 생각하고 무심코 버렸던 생각들을 다시금 돌이켜 보는 건 어떨까.

글 : 전영민 과학칼럼니스트

우리를 매일 직장으로, 학교로 안전하게 데려다 주는 자동차는 이제 우리에겐 없어서는 안 될 필수품이 되었다. 최근 국내 자동차 보유 대수가 1,600만대 이상이라고 하니 상당히 어마어마한 규모라고 할 수 있다. 자동차 대수가 많은 만큼 그 부산물 또한 엄청나게 많은 양이 쏟아지는데 가장 대표적인 예로 폐타이어를 꼽을 수 있다. 일반적으로 차 한 대에 타이어가 4개이므로 폐차의 수보다 폐타이어의 수가 곱절은 많이 발생하고 있는 것이다.

한국뿐만 아니라 전 세계적으로 연간 수십억 개가 넘는 폐타이어가 발생하기 때문에 여러 나라에서 폐타이어 재활용을 시도해 왔으나, 환경오염물질인 카본(검댕)을 처리하는 비용 문제가 해결되지 않았다. 현재까지 폐타이어 재활용은 폐타이어를 분해하여 오일을 부산물로 얻어, 에너지원으로 재활용하는 시스템이 핵심이 되어 왔으며, 이 시스템만이 폐타이어 문제를 지구상에서 완전하게 해결할 수 있는 방법으로 생각되어 왔다. 하지만 아직까지 이 재활용 시스템은 가장 근본적인 두 가지 문제를 해결하지 못하고 있다. 첫째는 폐타이어를 열분해하기 위하여 폐타이어를 가열하는 방법의 문제이며, 둘째는 폐타이어를 열분해한 후 얻어지는 카본의 처리 문제이다.

폐타이어를 열분해하는 방법에는 크게 직접가열식과 간접가열식으로 나눌 수 있다. 직접가열식은 연소가스를 통하여 과량의 산소가 동반되므로 내부에서 발생하는 오일증기와 함께 폭발이 일어나기 때문에 위험하다. 또한 연소공기가 직접 주입되므로 많은 수분이 제품에 섞인다는 단점이 있다. 그리고 고온의 산소와 고무가 반응하여 다량의 카본이 생겨 제품에 섞여 얻어지는 오일의 품질이 매우 불량하다. 간접가열식은 낮은 열효율로 인해 연료의 소모가 많아서 얻어지는 오일의 상당 부분을 연료로 사용해야 하기 때문에 시스템 전체의 경제성에 문제가 있다.



그림은 최근 개발된 폐타이어 재활용 시스템의 개략도이다. 폐타이어를 플랜트의 통에 넣고 섭씨 450도의 이산화탄소와 질소가스를 흐르게 하면 타이어가 녹으면서 기름과 가스가 나온다. 여기서 기름을 추출하고, 플랜트가 추출된 기름을 걸러 휘발유, 경유로 분류한다. 그리고 기름과 함께 발생하는 가스와 검댕은 다시 공장가동에 필요한 원료로 사용하여 시스템 내부에서 필요로 하는 모든 전기 및 열에너지를 자급자족하도록 했다는 것이 큰 차이점이다.

이 시스템은 폐타이어 열분해를 위한 폐타이어의 가열 방식을 직접가열식으로 하면서 불연성 가스인 이산화탄소나 질소가스를 캐리어 가스로 사용하였다. 캐리어 가스는 플랜트 통의 폐타이어를 열분해하기 위해 사용하는 가스로, 불연성 가스를 흐르게 함으로써 폭발의 위험성을 없앴고, 얻어지는 오일도 최상의 품질로 얻을 수 있도록 하였다. 기름의 추출 효율 또한 48%에 달해 폐타이어 1kg을 처리했을 때 기름이 거의 절반가량 나온다.

부산물인 폐카본은 열교환기에서 소각시켜 여기서 얻어지는 열중 30%는 다시 플랜트 통의 폐타이어를 열분해하기 위해 캐리어 가스 가열용으로 사용된다. 나머지 70% 열중 60%는 고압 스팀을 발생시켜 소형 증기터빈을 가동하여, 시스템에 필요한 전기를 생산한다. 또한 증기터빈을 나온 저압 스팀은 흡수식 냉동기를 가동하여, 시스템에 필요한 냉수를 얻는다. 이 과정을 거친 후 마지막으로 남은 10%의 열은 폐가스 세정탑에서 황산화물(SOx)을 처리할 때 쓰인다.

폐타이어 재활용 기술을 비롯해 폐타이어 재활용 산업은 여러모로 전망이 밝다. 다른 폐기물은 발생처가 산재해있어 수거하기에 어려움이 있는 반면 폐타이어는 주로 폐차장이나 타이어 교환처에서 발생하므로 비교적 수거가 쉽다는 이점이 있다. 기존의 폐타이어 재생 산업이 카본을 처리하는 비용 때문에 경제성이 없었다면, 이 기술은 카본을 공장을 돌리는 연료로 재활용할 수 있기 때문에 환경보호와 경제성이라는 두 마리 토끼를 다 잡게 되는 것이다.

버려도 썩지 않고 태우려고 해도 냄새와 오염이 심해 골칫덩이였던 폐타이어가 고유가 대책으로 효과적인 에너지원으로 다시 태어났다. 이렇게 현명한 재활용 방법으로 폐타이어가 ‘보물타이어’가 되었듯, 이번 기회에 우리도 지난날 보잘 것 없다고 생각하고 무심코 버렸던 생각들을 다시금 돌이켜 보는 건 어떨까.

글 : 전영민 과학칼럼니스트

“김대리, 혈색이 영 좋지 않은데 무슨 고민이 있나?”
“영 소화도 안 되고, 밥 먹기가 힘드네요.”
“저런, 얼마나 된 거지? 많이 여위었네.”
“한 일주일은 된 거 같아요. 병원에 가봐야 할까요?”
“어이쿠, 일주일이나! 혀 좀 봐야겠네. 입 벌리고 혀 좀 내밀어 봐.”
“아니, 과장님. 소화가 안 된다는데 왜 혀를 보자는 겁니까?”

이과장은 혀를 끌끌 찼다.

“김대리, 알고 봤더니 헛똑똑이군. 혀는 소화기관의 거울 같은 존재야. 혀를 보면 몸이 건강한지 그렇지 않은지 알 수 있단 말이네.”
“네? 혀를 보면 건강을 알 수 있다고요?”
“그래, 내가 이제부터 김대리에게 혀 보는 방법을 알려주지. 혀 건강만 잘 관리해도 큰 병을 피할 수 있으니 잘 들어두라고.”

이과장은 ‘메롱’하고 김대리에게 혀를 내밀어 보였다.

“건강한 혀는 이렇게 핑크색이지. 혀의 색깔이 너무 붉거나 창백하면 정상이 아니야. 혀가 선홍색을 띠고 촉촉한 느낌이 든다면 걱정하지 않아도 좋아. 이제 거울로 자네 혀를 한번 살펴보게. 어떤지 말이야.”

“네, 혀의 색깔을 확인하면 되는 거군요. 제 혀는 과장님 혀에 비하면 하얀 이끼가 상당히 많네요. 가장자리도 울퉁불퉁하고 영 모양이 예쁘질 않네요.”

“혀 윗면에 끼는 회백색 이끼를 설태라고 하는데, 가장 흔한 증상으로 혀 건강의 바로미터라고 할 수 있어. 설태는 입 안 조직에서 떨어져 나온 상피세포와 백혈구, 혈액의 대사산물, 음식물 찌꺼기가 주름 사이에 침착되어 생긴다네. 설태가 두꺼워진다면 위 등 소화 기능이 떨어진다는 뜻이고, 색이 노래진다면 몸에 열이 많아져 변비나 간 질환이 생긴 걸 의심해 볼 수 있어. 항생제를 과다 복용하면 검은색 설태가 나타나기도 한다네.”

김대리는 알겠다는 듯이 고개를 끄덕이며 말했다.

“그럼 설태를 깨끗이 제거하는 게 좋겠군요.”

“그렇지는 않다네. 어느 정도의 설태는 정상적인 구강 기능을 위해 필요해. 하얀색 설태가 고르게 덮여 있어야만 건강한 상태야. 혀의 표면에 있는 유두가 혈액 부족 때문에 위축되면서 염증을 일으켜 붉어진다네. 즉, 빈혈일 때 설태가 없어지는 거지. 급성 전염병이나 폐렴, 열이 높을 때도 혀가 벌겋고 설태가 없어지지. 설태가 없는 벌건 혀는 고혈압이나 당뇨병일 때도 나타나고, 비타민 결핍이나 만성 간염도 의심해볼 수 있는 증상이야.”

“많아도 안 되고, 없어도 안 된다. 설태 관리하기가 참 어렵겠네요. 참, 혀의 가장자리가 울퉁불퉁한 건 괜찮나요? 전 원래 이렇게 생긴 거 같기도 하고…”

이과장은 단호하게 말했다.

“원래 그렇게 생기긴. 혀 주변에 이 자국이 난 것처럼 울퉁불퉁해지는 건 소화기가 나쁘기 때문이야. 뱃속에서 소리가 나거나 설사를 하거나 속이 매스꺼울 때 혀를 쭉 내밀어 보게. 분명히 혀 가장자리가 울퉁불퉁해져 있을 테니.”

이과장은 어리둥절해하며 거울을 보는 김대리에게 몇 가지를 더 알려 주었다. 혀를 살필 때는 색깔뿐 아니라 혀의 굳기나 가시 등도 함께 살펴야 한다는 점, 혀가 둔하거나 무겁게 느껴진다면 신장에 이상이 있을 수 있다는 점, 혀 아래에 있는 혈관이 부풀어 있다면 심장에 이상이 있을 수 있다는 점 등을 차근히 설명해 주었다.

김대리는 혀를 내밀어 거울에 비춰보면서 새삼 이과장의 말에 고개를 끄덕였다. 하지만 설태가 많아도 안 되고 적어도 안 된다니 혀를 어떻게 관리할지 막막한 생각이 들었다. 이과장은 김대리의 생각을 읽기라도 한 듯 자세하게 혀의 관리가 필요한 이유를 설명해주었다. 김대리는 덕분에 혀에 대해서 많은 것을 알게 되었다.

혀에는 10만 개에서 100만 개의 세균이 살고 있는데, 종류만도 500개가 넘는다. 그중에는 치주질환을 일으키는 긴기발리스, 로프시덴시스, 인터미디아, 렉터스 같은 고약한 놈들도 포함되어 있다. 이런 균들 때문에 생기는 충치나 잇몸병은 입안에서 끝나는 병이 아니라는 것이 문제다. 치주질환은 심혈관질환이나 당뇨병을 악화시키는 요인이 되고, 이런 병에 걸리면 치주질환이 심해지는 악순환을 겪게 된다. 또 이런 세균이 있는 여성의 잇몸 뼈는 그렇지 않은 경우에 비해 뼈 소실이 많다는 연구 결과도 있다. 설태를 계속 방치해두면 구강암 발생률이 높아진다는 연구 결과도 있다. 입 냄새의 주범 중 하나도 혀에 있다.

다행인 것은 혀를 잘 닦아주기만 해도 세균이 29%까지 줄어든다는 것. 또 혀를 닦으면 입 냄새 고민도 줄어든다. 입 냄새의 주범은 휘발성 황화합물(VSC)인데, 혀와 잇몸 부위에 주로 존재한다. 칫솔질만 할 때는 25%만 없어지지만, 혀를 같이 닦아주면 75%까지 없어진다. 설태가 많이 쌓이면 맛을 느끼는 감각도 둔해지기 때문에 혀를 닦아주면 미각도 살아난다.

이과장은 김 대리에게 혀 닦기의 중요성을 몇 번이나 강조한 뒤, 이렇게 매듭을 지었다.

“혀를 닦는 것도 중요하지만, 무엇보다 중요한 것은 혀가 싫어하는 담배와 술을 멀리하고 규칙적인 식사와 충분한 수분을 섭취하는 일이라네. 치약이 좋다지만, 우리 몸에서 혀를 깨끗하게 청소하는 역할을 하는 것도 있어. 바로 침이지. 적절한 식사와 수분 섭취가 침의 분비를 도와 결국 혀를 건강하게 해주는 거라네.”

김대리는 이과장의 해박한 지식에 감탄을 금할 수 없었다. 김대리는 혀에도 암이 생길 수 있으며, 설암이 치료도 어렵다는 것을 처음 알았다. 그리고 나이가 들면 침샘의 기능이 떨어져 ‘혀 건조증’이 생기는데 요즘 어머니가 해주시는 음식 맛이 변했다 싶은 것도 그 때문이 아닌가 의심스럽다. 어머니한테 물을 더 많이 드시면 한결 나아질 거라고 말씀을 드려야겠다고 생각했다. 오늘은 입속에 항상 갇혀 있어 잘 몰랐던 혀의 중요함을 새삼 깨닫는 날이었다. 혀가 헐거나 딱딱해지지 않는지, 항상 선홍색에 적당한 양의 설태가 끼어 있는지 꼼꼼히 확인하고 보살피겠다는 마음을 먹었다.

“이제부터 아침에 일어나면 제일 먼저 화장실에 가서 혀를 쭉 내밀어 보겠습니다. 혀를 보기만 해도 저절로 건강해질 것 같은 생각이 드는 걸요. 하하. 이과장님. 그런데 이제부턴 혀과장님이라고 불러야겠어요. 좋은 정보 감사합니다.”

글 : 이소영 과학칼럼니스트