[캐나다] 오일샌드 산업 폐수를 처리하는 신기술

앨버타 북동쪽 모퉁이에는 담수를 두고 캐나다가 진퇴양난에 빠져있다. 포트 맥머레이 인근의 거대한 인공못이 유독물로 가득찬 채 수 마일에 걸쳐 뻗어있기 때문이다.

수십 년 동안 캐나다의 오일샌드(지하에서 생성된 원유가 지표면 근처까지 이동하면서 수분이 사라지고 돌이나 모래와 함께 굳은 원유) 산업은 이 연못을 오일 추출로 발생한 폐수로 채웠다.

오일 추출을 위해 물을 재사용하면서 인공호에는 점점 더 많은 유해 오염물질이 축적됐다. 이는 물고기, 개구리, 식물, 새 등에게도 치명적으로 위험하다. 현재, 인공못에는 50만 개의 올림픽 수영장을 채울 수 있을 정도의 폐수가 있으며, 이는 점점 더 증가하고 있다. 이에 따라 앨버타 당국의 규제에 따라 최근 인공호 관리를 재고하게 됐다. 
 
앨버타의 새로운 정책은 인공호에서 발생하는 물을 억제하는 것이다. 인공호는 일정한 기간 이내에 사라지고, 독성이 있는 수공간이 이곳에 무한히 남아있는 것에 대한 책임이 줄 것이다.

그러나 2022년부터 시행되는 새로운 정책은 오일샌드 회사가 1조3천억L의 액체 폐기물을 아타바스카 강에 방출할 수 있도록 허용하고 있다. 이러한 계획들은 앨버타에서 환경 모니터링에 느슨해진 규제와 함께 야생동물과 오일샌드 개발 하류에 사는 사람들에 대한 잠재적 피해에 대한 우려를 제기하고 있다.

오일을 추출하는 과정에서 발생한 폐수는 반드시 정화 과정을 거쳐야 방류할 수 있다. 이 폐수를 안전하고 효율적으로 정화할 수 있는 기술을 찾는 것이 시급하다. 앨버타의 오일샌드에서 나오는 폐수를 정화하는데 효율적인 이산화티타늄 마이크로파티클레스라는 신기술을 실험했다.

새로운 녹색 기술

이산화티탄은 치약, 자외선 차단제와 같은 가정용품에서 흔히 볼 수 있는 성분이다. 유리로 만들어진 아주 작고 둥그런 물체인 미세한 입자인 이산화티탄은 오일샌드 폐수의 유기 화학물질을 분해할 수 있다.

이는 재활용도 가능하다. 미세입자는 수면 위에 떠 있어 쉽게 채취한 후 재사용할 수 있다. 또한 이 기술은 태양의 에너지를 사용하므로 에너지 집약적인 방법에 비해 오래 지속가능한 방법이다.

이 기술은 태양 에너지를 이용하여 물에서부터 활성산소라고 알려진 치료 화학물질을 만들어낸다. 라디칼은 이론적으로 깨끗한 물을 남기는 독성 유기 화학물질을 분해한다.

실제로 사용할 수 있을까?

모든 폐수 처리의 근본적인 시험은 처리된 제품이 식물과 동물에게 안전한지 여부다. 이산화티탄 미세입자가 나프테닉산이라고 불리는 인공호의 독성 유기 화학물질을 분해할 수 있는지 시험해 보았다. 먼저, 나프테닉산을 앨버타의 인공호에서 발견되는 농도로 희석해 이산화티탄으로 처리했다. 효과를 알아보기 위해 이 화학물질에 물고기알을 노출시켰다.

그 결과, 정화되지 않은 오일샌드 폐수의 나프테닉산은 매우 강한 독성을 가진 것으로 확인됐다. 나프테닉산에 노출됐을 때 생선알은 대부분 부화하기도 전에 폐사했다. 반면, 이산화티탄으로 희석된 나프타닉산에서 물고기에 대한 독성은 거의 사라졌다. 물고기알의 생존도 급격히 증가했다.

이러한 결과는 이산화티탄 기술이 앨버타의 인공호를 청소하는 데 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 실질적으로 사용하기 전에 고려해야 할 점이 있다. 이산화티탄 기술은 인공못의 물을 청소하는 데 다른 강도로 사용될 수 있다. 강도에 따라 폐수 내 독성 화학물질의 양이 다르게 분해된다.

적어도 80%의 화학물질이 분해되었을 때, 처리된 물이 물고기에게 치명적이지는 않았다. 나프테닉산이 치료에 의해 부분적으로만 분해되었을 때 실제로 치명적인 효과가 증가할 수 있다는 것을 확인했다. 폐수를 철저히 처리하지 않으면 여전히 물고기에게 해로울 수 있다는 뜻이다. 만약 이 기술이 앨버타에서 사용된다면, 주의를 기울여서 다루어야 한다. 그렇지 않으면 야생동물들에게 또다른 해를 끼칠 수 있다.

이 연구는 이산화티탄 미세입자가 앨버타의 꼬리 연못에 있는 대량의 폐수를 청소하는 유망한 기술이라는 것을 보여주었다. 그러나 더 많은 연구가 여전히 진행되어야 하며, 특히 다른 종과 생명 단계 그리고 더 복잡한 생태학적 종말점에서 이 기술의 안전성을 시험하는 연구가 필요하다. 또한, 환경에 유출되기 전에 오일과 폐수를 부적절하게 처리하면 의도하지 않은 생태학적 결과를 초래할 수 있다는 우려도 생긴다.

어떻게 해야하나?

캐나다 오일샌드 산업에서 생산되고 저장되는 폐수가 거대하고 복잡한 문제라는 것에는 의심의 여지가 없다. 인공호가 야생 동물과 환경 건강에 상당한 영향을 미친다는 것은 잘 알려졌지만, 아직 폐수 정화 및 처리 과정은 진전하지 못하고 있다.

앨버타의 새로운 정책 방향은 인공호 제거로 옮겨갔지만, 폐수 처리를 안전하게 실행할 수 있는 적절한 규제와 감시 프로그램을 가지고 있는지는 불분명하다. 인공호 문제를 해결하기 위해선 연구, 규제 및 환경 모니터링 프로그램과 지방과 연방의 실질적이고 장기적인 투자가 이루어져야 한다.

[출처 = Wateronline(https://www.wateronline.com/doc/new-technology-makes-wastewater-from-the-oilsands-industry-safer-for-fish-0001) / 2020년 9월 18일]