질소 오염을 줄일 수 있는 기술 주도 접근법 채택해야

2019-02-19 08:54:28 이택경 기자
▲질소 비료(사진=ⓒ123RF)

자동차 산업은 연료 효율성 기준을 사용하는 산업 부문 중 하나다. 관련 분야 연구자들은 농업 부문도 비료 생산에 해당 효율성 기준을 채택 및 적용하면 미국 경제가 50~80억 달러(5조6,000억 원~9조원)의 효용을 누릴 수 있을 것이라고 분석했다.

뉴욕대학의 데이비드 캔터 박사와 프린스턴대학의 팀 서칭거 박사는 기업평균연비규제제도(Corporate Average Fuel Economy, CAFE) 기준을 토대로 만든 정책으로 비료 생산에서 질소 배출량을 줄일 수 있는 방안을 조사했다. 이 기준은 미국 차량의 연료 효율성을 높이기 위해 사용하는 방법이다.

CAFE 유형 접근법의 중요성

이 접근법의 주요 취지는 질소 오염을 줄이는 것이다. 전문가들은 질소 제조업체들이 이 방법을 채택해 비료의 효율성을 강화할 방안을 익힐 수 있을 것으로 보고 있는 것이다. 그리고 농업 부문에서의 질소 오염을 줄이기 위해 특정 작물과 기후, 토양 상태에 사용할 수 있는 정교한 질소 상품을 개발할 수 있다.

연구팀은 미국 자동차 산업에서의 연료 효율성 기준을 분석하고 비료 산업에서도 질소를 규제하기 위해 동일한 기준을 사용할 수 있는지 여부를 조사했다. 그리고 판매되고 있는 효율성 강화 비료(enhanced-efficiency fertilizer, EEF)의 수를 증가할 수 있는 잠재적인 혜택이 있을 것이라고 판단했다.

비용 효율성

효율성 강화 연료는 매우 고가이지만 차량은 가솔린을 거의 필요로 하지 않는다. 그리고 이와 동일한 방식을 사용한 효율성 강화 비료도 농가에서는 상당히 고가의 부담이 될 수 있다. 그러나 최소한의 양으로 작물을 기를 수 있어 결국에는 수익을 증대할 수 있을 것이라는 분석이다. EEF를 생산한 여러 비료 기업들은 해당 비료가 질소 손실을 줄이고 전보다 작물 생산량을 높이는 데 효과가 있다는 것을 입증했다.

심각한 환경 문제인 질소 오염

질소 오염은 환경 오염의 주범 가운데 하나다. 사실, 지구 한계로 규정한 안전 수준을 초과한지 오래다. 농지에서 비효율적인 비료와 거름 사용으로 인해 발생되고 있는 질소의 양은 늘고 있기 때문이다.

수많은 농가에서 사용하고 있는 질소 중 절반가량은 식물이나 동물 성장으로 작용하는 대신 분자 구조가 변화되기 때문에 매우 비효율적이다. 암모니아는 화학적으로 질소산화물과 질산염, 아산화질소로 변화되며 이 모두 인체와 환경에 해로운 물질이다. 이 화학물질들은 수질 오염과 기후 변화, 생물다양성 손실, 대기권 밖 오존층 파괴를 유발한다.

현재, 이러한 화학물질 배출을 줄이기 위해 제정된 정책들은 효과가 없는 상황이다. 대부분의 정책이 농가 수준에서 자발적인 채택에 중점을 두고 있기 때문이다. 농민들에게 기존의 방식을 바꿀 것을 요구하기란 쉽지 않은 일이기 때문에 질소 오염 수준을 낮출 수 없는 상황인 것이다.

캔터 박사와 서칭거 박사에 따르면, 농업은 매우 강력한 정치적인 힘을 가지고 있다. 바로 이것이 미국의 모든 주가 환경 문제를 해결하고 효율성 강화 비료를 사용할 수 있도록 하는 새로운 정책을 시행할 이유라고 그들은 설명했다.

효율성 강화 비료는 두 그룹, 안정화 비료와 완효성 비료로 나눌 수 있다. 안정화 비료는 질화 작용을 통해 질소 손실 속도를 줄이는 첨가제가 들어있다. 반면 완효성 비료는 다른 수용성 질소 상품보다 느린 속도로 질소를 배출한다.

▲질소 오염은 환경오염의 주요 원인 중 하나다(사진=ⓒ123RF)

효율성 강화 비료 사용의 중요성

상기 연구에서 알아본 것처럼, 고효율성 기준이 미국의 주와 비료 제조 기업, 농가에 유익하다는 것은 명백한 사실이다. 따라서 연구진은 효율성 강화 비료의 사용이 작물 생산량과 업계 수익을 증대할 수 있기 때문에 미국의 경제 기준을 개선하고 농가의 수익을 증대할 수 있을 것이라고 주장하고 있다.

질소 수치가 낮아진다는 것은 환경오염이 줄어드는 것을 의미하기 때문에 사람의 건강에도 효용 가치가 있다. 비료는 자동차와 달리 수시로 구입할 수 있는 것이기 때문에 자동차 업계보다 농업 부문에서 즉각적인 정책 시행의 중요성을 깨닫는 것이 중요하다.

세계적으로 농업과 기후, 정치 체계는 각기 다른 분야로 간주되고 있다. 하지만 질소 오염 문제를 해결하기 위해서는 각기 다른 부문이 하나로 연결될 수 있는 정책이 필요하다. 따라서 각국의 정부는 온실가스 배출과 여러 유형의 환경오염을 줄이는 데 도움이 되는 규제 프로그램을 도입해야 한다. 그리고 제품을 개선하는 비료 제조 기업에는 인센티브를 제공해 보다 나은 결과를 도출할 수 있게 만들어야 할 것이다.

[리서치페이퍼=이택경 기자]

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