미생물 이용 등 획기적 기술개발 필요
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현대 산업사회는 언제나 스스로 복원되는 자연의 힘을 과신해 편리 지향적으로 산업과 국토를 개발해 왔다. 그 결과 자연의 자정력을 초과하는 부하를 주게 됨으로써 누적된 토양의 피로는 농업생산성을 저하시키고 농업생산물의 안정성을 위협하게 됐으며, 토양미생물까지 멸종에 처하게 하고 있는 것이다. 토양미생물은 토양이 호흡한다는 증거로 자연의 청소부이자 생물을 다양하게 만드는 중심에 있는 유기체이다. 우리가 폐기물을 토양에 매립하는 것도 그러한 미생물의 능력을 믿고 있기 때문이다. 사막과 옥토를 구분하는 기준이 토양미생물의 다양성, 크기, 활력이라는 것만으로도 그 중요성을 알 수 있다.
토양이 오염됐다는 것은 토양미생물이 다양하지 못하다거나 비정상적으로 활동한다는 것을 의미하는데, 이런 경우 토양이 그 독성과 폐기물을 처리할 수 있는 자정능력을 상실했다는 뜻이기도 하다. 토양은 다른 환경오염에 비해 일단 오염이 될 경우 복원이 거의 불가능하다. 최근에 미생물을 이용해 복원하는 방법 등 많은 기술이 개발되고 있지만, 비용과 시간이 많이 소요돼 극히 제한된 지역에서만 적용되고 있어 더욱 획기적인 기술개발이 필요한 실정이다.
오염된 토양의 재생기술에 대한 국내 특허출원 동향은 IPC특허기술분류상 B09C1에 해당하는 오염된 토양의 재생, 액체를 이용한 추출(세정, 침출), 부유선별, 열에 의한 것, 화학적 방법에 의한 것, 미생물 또는 효소를 사용하는 것, 현장처리 기술을 중심으로 특허청 내부DB를 이용해 조사했다. 동향조사 해당기간은 우리나라에서 특허에 대한 출원이 최초로 이뤄진 1949년부터 2006년 현재까지이다.
우리나라는 오염된 토양 재생기술은 1959년에 최초출원이 있었으며 2006년도까지 총 출원건수는 226건, 등록된 출원건수는 141건으로 조사됐다. 2000년부터 2001년도에는 오염된 토양의 재생에 대한 활발한 연구가 진행됐으며 그 여파로 2001년에는 42건의 출원이 있었다. 2002년부터 2004년에는 열에 의한 것과 화학적 방법에 의한 재생기술특허가 점진적으로 증가했으며, 2005년에서 2006년까지는 미생물 또는 효소를 사용하는 방법이 2005년 기준 14건(2005년 전체출원 대비 82%)으로 특허출원을 주도하고 있다. 전체 특허출원 수는 2005년을 기점으로 급격하게 줄어드는 현상이 나타났다. 1993년에서 1998년 사이의 출원된 특허의 등록률은 60% 가까이 낮은 등록율을 보였으나 2000년 이후 증가된 특허출원수와 함께 특허 등록률도 증가했으며 2000년 이후에는 꾸준히 약 70%의 특허등록률을 보이고 있는 것으로 나타났다.
상기의 특허출원건수와 등록률 분석을 바탕으로 2000~2006년 오염된 토양의 재생기술에 관한 특허출원의 세부적 구성을 살펴보면 우리나라의 특허기술은 오염물질의 재생(토양에서 돌 또는 유사 물질 제거, 증기에 의한 토양살균, 해안의 청소, 지면으로부터 바람직하지 않은 물질, 예를 들면 쓰레기 등의 제거)이 34.5%로 주류를 이루고 있다. 이 외 미생물 또는 효소를 사용하는 방법(19.45%), 액체를 이용한 추출(17.8%), 화학적 방법에 의한 것(17.87%)으로 구성돼 있다. 이러한 특허기술 구성에 있어서 미생물 또는 효소를 사용하는 방법은 2004년도 이후 새롭게 대두되고 있는 기술로써 바이오기술과 접목이 되어 적극적인 기술개발이 이뤄지고 있으나 개발된 기술들의 사업화 및 상용화는 향후 상당한 진전이 있어야 할 것으로 판단된다.
최근에 분해에너지-탄소를 자기번식에 이용해 폴리 염화 비페닐(Poly Chlorinated Biphenyl) 등 맹독성 화학물질에 오염된 토양을 정화하는 데는 미생물을 이용하는 것이 효과적임을 보여주는 사례들이 잇따라 발표되고 있다. 미국 노스웨스턴 대학의 브루스 리트만 환경공학 석좌교수는 전세계 환경정보 네트워크 구축을 위한 ‘에코-인포마’ 국제회의에서 “단세포 미생물들은 다양한 오염물질들을 섭취한 다음 무해한 부산물로 배출한다”며 “지구 환경보전을 위해 ‘좋은 미생물’을 적극 활용하자”고 촉구하기도 했다.
단독기술과 복합기술을 구분해 살펴보면 오염토양의 복원은 액체를 이용한 추출, 열에 의한 탈착, 화학적인 처리, 생물학적 처리 등 단독적인 처리와 관련된 특허출원이 전체출원의 55%인 121건으로 주류를 이루고 있다. 2001년 이후에는 단독처리기술이 가지고 있는 처리효율 및 경제성 등의 한계를 극복하기 위해 기존의 물리적, 화학적 처리기술과 생물학적 처리기술을 복합적으로 결합하는 기술과 관련된 출원도 증가해 총 84건을 차지하고 있다.
출원인별로 살펴보면 외국인의 출원비중이 2003년 8.3%에서 2004년 20.8%로 급격히 증가하고 있으나, 출원건수의 증가는 상대적으로 미미해 오염토양복원 시장에 대해 외국기업의 참여가 아직은 활발하지 않는 것으로 보인다.
토양오염은 다른 오염과 밀접한 관계를 가지고 있다. 대기가 오염되면 산성비가 내려 토양에 피해를 주고 물이 오염되면 물 속의 오염물질이 토양에 영향을 주게된다. 이처럼 토양은 다른 것과 밀접한 관계를 가지고 있다. 그러므로 토양오염을 예방하려면 대기오염, 수질오염도 함께 예방해야 할 것이다. 토양의 중요성에도 불구하고 수질이나 대기 보전에 비하여 소홀히 대처해 온 것은 사실이다.
특허출원 동향 분석에서 살펴 본 바와 같이 2000년 이후에야 국내에서 비로소 토양환경의 오염 및 재생기술에 관심을 가지게 됐다. 인류의 생존을 위해서 토양의 이용을 지속 가능할 수 있도록 토양 환경을 관리 보존해야 한다. 토양오염의 피해를 줄이기 위한 상기 오염유발 물질배출의 감소를 위한 노력과 더불어 오염물질의 제거기술에 대한 관련업계의 지속적인 연구개발 및 정부의 과감하고도 지속적인 연구사업 지원이 필요할 것으로 판단된다.