악마의 원소 (인의 남용과 생태계의 위기)

악마의 원소 (인의 남용과 생태계의 위기)

$23.00
Description
인(P), 작물 영양에 필수적이지만 위험하고 희소하지만 낭비하는 원소!

퓰리처상 최종 후보이자 〈뉴욕 타임스〉 베스트셀러 작가,
우리 시대 가장 위험하지만 거의 알려지지 않은 환경 문제를 파헤치다
폭염과 함께 녹조가 찾아왔다. 언젠가부터 이맘때면 녹조가 강을 뒤덮었고, ‘녹조라떼’라는 말은 고유명사가 되었다. 여러 원인이 복합적으로 작용해 발생할 텐데, 기후 변화로 인한 수온 상승과 수질 오염이 가장 큰 원인이지 싶다.
이 책은 매우 중요하고 위험하지만, 상대적으로 덜 알려진 수질 오염을 다룬다. 그 중심에 인(P), 주기율표의 15번째 원소가 있다. 인은 위험할 만큼 강력한 독성을 내뿜는 조류의 창궐을 촉진하지만 작물 영양에 필수적이고, 게다가 그 가치가 점점 더 희소해지는 이중적 특성도 갖고 있다. 그런 까닭에 우리는 직면한 문제를 아직 인식하지 못할 수도 있다. 하지만 이런 문제를 오랫동안 연구해온 과학자들이 있고, 인과 관련한 남용과 희소성 문제를 해결하기 위한 새로운 기술과 노력이 존재한다. 그러나 이 책은 그런 기술과 노력을 다루지 않으며, 세상을 더 나은 인 균형으로 되돌리기 위한 잠재적 방법과 인의 역설을 소개한다.
인은 소이탄, 쥐약, 신경가스 등 매우 치명적인 물질의 핵심 역할을 해왔다. 그런가 하면 수십억 명의 사람을 먹여 살리는 데 필수적인 비료의 핵심 구성 요소이기도 하다. 댄 이건은 설명과학과 환경 저널리즘을 결합한 이 중요한 책에서 ‘우리 시대의 석유’라는 인의 과거, 현재, 미래를 탐구한다.
인 이야기는 전 세계와 인류 역사의 광대한 영역에 걸쳐 있다. 17세기 함부르크의 연금술 실험실에서 처음 발견된 이 물질은 곧 세간의 관심을 끄는 자원이 되었다. 인을 채굴하기 위한 경쟁은 전사한 군인의 뼈를 약탈한 워털루 전장에서부터 페루의 전설적인 구아노 섬과 플로리다주 본밸리, 서부 사하라의 사구로 사람들을 내몰았다. 지난 세기 동안 인은 농업의 생산성을 획기적으로 높여주었고, 이는 엄청난 인구 증가로 귀결되었다.
그러나 댄 이건이 보고한 끔찍한 상황처럼, 이 중요한 작물 영양소에 대한 과도한 의존은 오늘날 플로리다 해안에서 미시시피강 유역, 오대호와 그 너머까지 물길을 따라 독성 조류의 창궐과 ‘데드 존’을 만들었다. 더욱이 인에 대한 접근성이 줄어들면 전 세계 식량 시스템이 위협받아 분쟁, 심지어 전쟁이 증가할 수 있다는 믿기 어려운 현실을 마주하게 된다.
저자

댄이건

저자:댄이건(DanEgan)
위스콘신대학밀워키캠퍼스(UniversityofWisconsin-Milwaukee)담수과학과의수자원정책센터(CenterforWaterPolicy)상주기자로일하고있으며,다양한매체에기고하고있다.환경저널리스트로〈뉴욕타임스〉베스트셀러《오대호의죽음과삶(DeathandlifeoftheGreatLakes)》의저자이기도하다.2002년부터2021년까지〈밀워키저널센티널(MilwaukeeJournalSentinel)〉의기자로오대호지역을취재했다.퓰리처상최종후보에두번올랐으며,〈로스앤젤레스타임스〉도서상을비롯해여러상을받았다.
위스콘신주그린베이에서태어나미시간대학역사학과와컬럼비아대학언론대학원을졸업했다.옐로스톤국립공원에서공원역사가보조로일했으며,1992년에아이다호주선밸리의〈아이다호마운틴익스프레스(IdahoMountainExpress)〉에서신문기자로경력을시작했다.이후아이다호주아이다호폴스와유타주솔트레이크시티의신문사에서일했다.서부에서10년동안활동하면서늑대,연어,회색곰등멸종위기종을복원하기위한노력을비롯해다양한환경문제를다루었다.2002년위스콘신주밀워키로돌아와아내,네자녀와함께살고있다.

역자:한지환
건국대학교화학과를졸업하고,고려대학교화학과에서유기화학박사학위를취득했다.이후유전자치료제회사에서유기합성,세포내약효평가등의경력을쌓으며화학과생물학분야의실험적경험을두루습득했다.글로벌제약사와의협업,ALS(루게릭병)치료제개발등의업무를수행했다.현재새로운도전을위해준비중이며,번역일에도관심을갖고있다.

목차


독자에게
서론

1부인을향한경주
1악마의원소
2깨져버린생명의순환고리
3뼈에서암석으로
4모래전쟁

2부인을사용한대가
5더러운비누
6유독한물
7텅빈해변
8병든물빛심장

3부인의미래
9낭비하지않기

감사의글

참고문헌
찾아보기

출판사 서평

대체불가능하고생명순환의완성을연결하는원소

인은식물성장에매우중요하고우리에게도필수적이지만,비료의역할보다더중요한게있다.즉우리가먹은음식을근육을움직이는데필요한화학에너지로변환하는데도움을준다.또우리뼈와치아의주요구성성분이며,DNA에도포함되어있다.DNA자체라고해도무방한데,지구상모든세포에생명을불어넣는유전자의이중나선골격이인으로만들어져있으니말이다.옥수수부터그것을먹는가축,나아가그가축을먹는사람에게인은생명의매단계에서매우중요한역할을한다.
인이없으면지구에생명도없다.물론현대비료의다른두주요구성요소인질소와포타슘을비롯한생명에필수적인여러원소도마찬가지다.
하지만인은이원소들과큰차이점이있다.포타슘은과거바다였던바짝마른고대의해저퇴적층에엄청나게많은양이매장되어있고,따라서지구에서포타슘이고갈될위험은없다.질소는대기중에가장풍부한기체이고,이미1900년대초반부터대기에서질소를뽑아내농지에살포하는데적합한형태로만드는기술이있었다.이는계속증가하는지구의인구를먹일수있을만큼충분히크고빠르게농작물을키워낼비료를만드는데이두원소가부족해질걱정은없다는의미다.
반면생명순환의완성을연결하는원소인인은유한하고대체할원소가없다.
1959년유명한과학자이자작가아이작아시모프는“우리는석탄을원자력으로,나무를플라스틱으로,고기를효모로,외로움을친절함으로대체할수있을지모르지만,인은다른무엇으로도대체할수없다”고말했다.

악마의원소,인의발견

순수한인은17세기에연금술사가소변을강열(?熱)하다우연히발견했는데,마늘냄새가희미하게나고매혹적인빛을발하는밀랍같은흰색덩어리였다.사람의배설물에는세포들이포함되어있는데,그세포에들어있던인을추출해낸것이다.연금술사는이물질에포스포루스(phosphorus,‘금성’을뜻하는그리스어로대략‘빛을가져오는자’라는뜻)라는이름을붙였다.
하지만연금술사는이원소의성질을제대로알지못한채이이름을지은듯하다.이의문의덩어리가자연발화하면,지옥불처럼사납게타는경향이있다는걸이름을붙일때는몰랐기때문이다.
인을‘악마의원소’라고부르기시작한것은그리오래되지않았다.이런악명은지독한독성(쥐약의활성성분)과폭발성(러시아가우크라이나에서사용한것으로알려진백린탄등)때문에붙었다.
인이악마의원소라는생각은오늘날훨씬더적절해보인다.지난세기동안우리는채굴한인비료의힘에눈을뜨고,그것이맺어준모든열매를만끽했다.그러나지구가유지할수있는인구수를제한하는자연적조절장치를깨는대가로우리는깨끗한물을인비료로오염시켰고,그물은이제마시기는커녕수영과낚시도못할정도로더럽혀졌다.
이러한물을보호하고되살리는동시에다음세대가사용할수있는충분한인,즉충분한식량을보장하도록지금우리가할수있는유일한일은우리가깨뜨린고결한생명의순환을되찾기위해이근대의악마가제꼬리를쫓도록훈련시키는것이다.
이는우리가사용하는화학비료의양과사용방법에대한극적인변화를요구할것이고,인간의배설물을비롯해문명의폐기물흐름을관리하는방식에혁명을일으킬것이다.

인의균형

인간이자연속원소의흐름을파괴하기전까지인교환은수십억년동안절묘하게균형을유지해왔다.초기의인원자는굳어버린지구의마그마에서생명의세계로흘러나옴으로써바다에정착한최초단세포유기체의구성요소가되었다.그리고화성암석판에서인이빠져나가면빠져나갈수록더많은생명체,더복잡한형태의인이전지구적으로퍼져나갔다.처음에는바다에서이런사건이일어났지만,결국에는육지에서도암석이침식해모든생명체에필요한귀중한원소의흔적을남기기에이르렀다.
세상에방출된인원자는물속이든,육지든,또는그두곳을오가든생물과무생물사이에서시간을초월해존재했다.미항공우주국(NASA)이지원한한연구에서,인간이인을중간에가로채기전까지지구의자연적흐름이얼마나우아하게조절되었는지밝혀졌다.위성데이터를활용해연구자들은사하라사막에서솟아올라대서양을건너서쪽으로표류하며아마존정글까지이동하는먼지구름속인의양을분석했다.제트기류가지구에서가장건조한지역과가장푸른지역을잇는데,놀랍게도그토록푸른아마존정글은인이부족했다.
지난200년동안인간은인으로잘연결되어있던생명의순환고리를끊고,광산에서농장과바다로곧장이어지게끔경로를바꿔버렸다.그결과독성조류로인한오염이점점더증가하고있다.
하지만우리는골칫덩어리인의일부를농경과관련한생태계의순환과정으로다시끌어들이는조치를취할수있다.이를통해급증하는녹조발생을억제하고,지구에묻혀있는인매장량의수명을연장할수있다.

신들러의실험

35밀리카메라를들고버블캐노피헬리콥터에올라캐나다의황야로날아간선구적인생태학자데이비드신들러가인위적으로인비료를과다투여해초록색으로변해버린외딴호수를찍은사진은상징적이다.
무시무시한녹색호수사진은인으로가득한세제가20세기중반이리호와대륙전역의담수를황폐화한녹조창궐의배후라는신들러의최종결론을뒷받침하는데쓰였다.이사진보다더설득력있는주장은있을수없었고,대중의판단은즉각적이었다.

227번호수탄소실험
세제업계는이리호의조류문제가그들제품으로인해발생하는(인이풍부한)폐수가아니라(탄소가풍부한)가정의하수가원인이라고주장했다.신들러는정말탄소때문인지시험해보기로결정했다.
1969년봄,약5만제곱미터면적의호수에서실험을진행했다.그들은10마력의엔진이달린보트에시동을걸고호수한가운데로나아간뒤엔진을끄고보트뒤쪽에있는배수플러그를뽑았다.시동을끈채배수플러그를뽑으면그구멍으로물이밀려들어온다.
보트에호숫물이차오르면배수플러그를다시꽂고인과질소기반비료두봉지를부은뒤휘저어혼합한다.그러고는다시시동을걸고출발하면서배수플러그를다시뽑은다음호수를돌며보트에있는비료혼합물이호수로흘러들어가도록했다.그리고2주뒤,녹조류가호수에창궐했다.
과학자들이물에탄소를뿌리지않았기때문에인간이방출한탄소가녹조창궐의원인일수는없었다.그렇더라도생태학자들의계산결과,물속에자연적으로존재할수있는탄소의양은그들이질소와인을첨가한후발생한규모만큼큰녹조를발생시킬수준이아니었다.
신들러는227번호수실험결과에대해“우리가가장깊게관심을기울인점은대체조류가충분한탄소를어디서얻었는지알아내는것이었다”고말했다.연구원들은24시간탄소측정을통해결국조류가광합성을하고성장하며낮동안에호수의이용가능한탄소를소비한다는결론을내렸다.

226번호수질소실험
신들러는다음실험에서질소를시험해보기로결정했다.그는땅콩모양의226번호수를반으로잘라표면에서바닥까지이어지는폴리우레탄칸막이를설치했다.칸막이로가로막자하나의호수가둘로나뉘었다.연구원들은양쪽모두에탄소와질소를투여하고한쪽에만인을추가로공급했다.영양공급을시작하고몇주만에한쪽호수가확연히밝은녹색으로변했다.인을공급한쪽이었다.
칸막이로나뉜호수한쪽의깨끗하고짙푸른물과다른쪽의골프장잔디같은녹색물은인이조류문제를일으키지않는다는세제업계의주장에큰타격을입혔다.
물론인이호수에서조류를증식시키는유일한영양소는아니지만,신들러팀은226번호수실험과후속실험을통해이것이대부분의담수에서조류성장의제한요인이라는것을확신했다.

실험의파장:인사용제한
“이리호는재앙이되어버렸고,타호호는위험에빠졌다.퓨젓사운드는생태학적악몽이되어버렸고,찰스강은명성을잃었다.……더이상시간이없다.우리는당장오염문제를해결해야한다.그렇지않으면결코해결하지못할수도있다.”1970년신문에실린광고문구다.
이광고는세제에포함된인을문제의근원으로지목했다.시에라클럽등환경단체에서낸광고가아니다.타이드의경쟁사가환경적으로책임있는선택을한다면서,자사의세제를홍보하기위한광고였다.이광고는인함량이가장높은브랜드의이름뿐만아니라,경쟁브랜드의인산염비율도제시했다.
그해말,미국세제업계는제품의인함량을중량기준8.7퍼센트이하로제한하기로합의했다.비슷한시기에인세제에대한전면적금지명령을내린시카고의경우에는이런제한으로충분하지않았다.P&G는연방법원을통해조율을시도했지만실패했다.인디애나주는미국최초로주전역에서인세제를금지했다.세제업계는인을금지한디트로이트와애크런,오하이오에서도소송에패했다.
1973년이후많은주에서인디애나주를따랐고,1990년대중반부터는세제업계가자발적으로가정용세제에서인을제외했다.

지구상의물은현존하는게전부다.물은한동안뭔가에오염될수도있고,영겁의세월동안빙하에갇혀있을수도있고,전지역이수십년동안가뭄을겪을수도있다.하지만지구의전체적인물균형은변동하지않는다.따라서물이부족해질일은없다.그렇다고오염,가뭄,물길전환프로젝트로인한공급부족이나기후변화로인한공급과잉등을걱정할필요가없다는의미는아니다.예를들어모든빙하가단몇십년만에녹는다면해수면이약70미터상승해지구상의모든해안도시가물에잠길수있다.
인의순환도이와비슷하다.즉지구상의인원자는현존하는게전부다.인은수십억년동안마치빙하에서떨어지는물방울처럼모암(母巖)이침식하면서생명의세계로스며들었다.이제우리는죽은해양생물이해저에가라앉아생긴퇴적암을채굴해이러한물방울을분출구로뿜어내는방법을알아냈고,때로는재앙적결과를가져올만큼세상을인으로가득채우기도한다.물과마찬가지로,우리는인없이살수없지만한편너무많으면심각한문제가발생한다.
우리가촉발한급류를늦추려면화학비료를채굴하고,처리하고,적용하는방법을더욱효율적으로만드는것이상으로이원소와의관계를변화시킬필요가있다.

“우리가해야할더나은대비책은인의사용과유출을촉진하는토지이용에매우엄격한제약을가하는것입니다.하지만동시에인내심도필요하죠.변화는몇년안에일어나지않을겁니다.일을방해하는것은언제나인내심이죠.어떤이유인지사람들은50년동안이나호수를망가뜨렸으면서단지몇년안에그걸회복시킬수있을거라고기대합니다.하지만그렇게빨리해결될일은아닙니다.”〔데이비드신들러(DavidSchindler),선구적생태학자〕-본문중에서

“2050년까지90억~100억명이식량을공급받아야하고,그렇게되면그들은더나은삶을살수있을것이다.물론이는좋은일이다.하지만이것은또한더많은육류를생산해야한다는걸의미하고,결국인시스템에더큰부담을주는것과직결된다.동시에우리는사람들이물을마셔야한다는사실을잊지말아야하고,그렇게할수있도록해야한다.……우리는이두가지를동시에달성해야하는데,결코쉬운일은아니다.”〔제임스엘저(JamesElser),몬태나대학의생태학자〕-본문중에서