기후변화,  하수처리 설계·운영에도 영향 끼쳐
하수처리장 운영 시 메탄·아산화질소 등 온실가스 배출
기후변화에 영향 미치는 ‘생애주기비용’ 민감도 주시해야 

▲ 짐 버러(James L. Burror)/ 캘리포니아 오렌지카운티 위생국장

▲ 캘리포니아 오렌카운티 파운튼 계곡(왼쪽)과 헌팅턴 해변(오른쪽)에 있는 미국에서 5번째로 큰 하수처리장 전경.

대기 중 이산화탄소, 메탄가스 등 온실가스(GHC, Green House Gas)의 농도가 증가함에 따라 이른바 온실효과가 발생, 지구 표면의 온도를 점차 상승시켜 지구 온난화 현상이 나타나게 된다.

그 원인으로는 탄소순환(carbon cycle)과 밀접한 관계가 있으며, 이는 대기중의 약 0.036%를 차지하는 CO2에 의한 온실 효과, 대기 중의 수증기와 CO2 등이 온실의 유리처럼 작용하여 지구표면의 온도를 높게 유지하는 효과(greenhouse effect)라고 하는 지구 온도의 불균형이 수반되어 일어나는 현상이다. 즉, 온실가스가 증가함에 따라 대류권의 적외선 흡수량이 증가하여 기온이 상승하게 된다.
온실가스는 대부분 화석연료의 연소에서 발생되거나, 프레온 가스 같은 합성화학물질을 사용할 때 발생된다. 태양에서 방출된 빛에너지는 지구의 대기층을 통과하면서, 일부분은 대기에 반사되어 외계로 방출되거나, 대기에 직접 흡수된다.

그리하여 약 50% 정도의 햇빛만이 지표에 도달하게 되는데, 이때 지표에 의해 흡수된 빛에너지는 열 에너지나 파장이 긴 적외선으로 바뀌어 다시 바깥으로 방출하게 된다. 이 방출되는 적외선은 반 정도는 대기를 뚫고 외계로 빠져나가지만, 나머지는 구름이나 수증기, 이산화탄소 같은 온실효과 기체에 의해 흡수되어지며, 온실 효과 기체들은 다시 지표로 되돌려 보낸다. 

실제 대기에 의해 일어나는 온실효과는 지구를 항상 일정한 온도로 유지시켜 주는 매우 중요한 현상이다. 만약 대기가 없어 온실효과가 없다면 지구는 화성처럼 낮에는 햇빛을 받아 수십도 이상 올라가지만, 반대로 태양이 없는 밤에는 모든 열이 방출되어 영하 100℃ 이하로 떨어지게 될 것이다.

따라서 현재 환경 문제와 관련하여 나쁜 영향으로 많이 거론되는 온실효과는 그 자체가 문제가 아니라, 일부 온실효과를 일으키는 기체들이 과다하게 대기 중에 방출됨으로써 야기되는 이상 고온에 따른 지구 온난화 현상을 이야기하는 것이다.

혐기·슬러지 처리 시 메탄가스 발생

▲ 제한된 하수처리 제어, 시민들은 현재의 세금수준으로 새로운 문제를 해결하려고 하고, 하수처리를 당연한 인위적인 공정으로 간주하는 것들이 하수처리의 또 다른 이슈가 된다.

▲ 하수처리장 운영에 있어서 혐기처리 공정과 슬러지 소화과정에서는 메탄이, NDN 공정과 방류수 내 탈질미생물에서는 아산화질소 등과 같은 온실가스 배출이 예상된다.

뛰어난 과학기술로 일관된 메시지를 만드는데 상호 협력해야 함은 물론, 기후변화에 대해 기관들이 관심을 갖고 배출 이외의 이슈에 대해서도 협의가 필요하다. 또한 신뢰성, 공중위생의 보호, 장기 지속적 운행, 설비, 기관들에 대한 위험 경감 등이 필요하다.

▲ 오렌지 카운티 위생국은 배출조절 프로그램을 만들고 생물고형물(슬러지)의 심정 주입, 유입수의 특성에 대해 연구함으로써 저에너지 대체처리기술과 발전가능성이 증가할 것으로 보고 있다.