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해수 담수화용 나노 여과막 성능 개선을 위한 원자력 현미경의 이용

전문가 제언: □ 지구상의 물은 그 추정량이 모두 13억8천5백만㎦으로 막대한 양이 존재한다. 이 물은 약 46억년 전에 생성되었다고 추정되며 그 이후 그 총량은 불변이라는 것이 정설이다.

○ 그 중 97.5%는 해수로 염기나 다른 광물질이 포함되어 있어 산업과 생활용수로 사용할 수 없다.

○ 담수는 지구 상 물의 2.5%로 그 중 69.6%눈 만년설 또는 빙하 형태로 존재하며 30.1%는 지하수이다. 실제로 인류가 사용할 수 있은 강, 호수 등의 지표수인 담수는 0.34%에 불과하다.
- 이 담수의 양은 10만4천 ㎦로 지구상 총 수자원에 0.0075%이다.

□ 이 지구상에서 자원의 고갈이 없이 인간과 생물이 사용할 수 있는 담수의 연간 공급량은 9,000㎦이며 이 중 인간이 실제 사용하는 양은 4,300㎦로 아직 절대량이 부족한 것은 아니지만 인구 증가에 따른 물 사용량의 급증, 담수의 오염과 지역적인 편재가 문제가 된다.

○ OECD는 그 보고서에서 현재 28개국 3억4천만명이 물 부족으로 어려움에 처해 있으나 2025년에는 52개국 30억명이 물 부족으로 고통을 받으리라고 예측했다.
- 세계은행은 “20세기의 국가간 분쟁의 원인이 석유에 있었다면 21세시는 물 분쟁 시대가 될 것이다”고 경고했다.

□ 우리나라의 평균 강수량은 전 세계 평균(973mm)의 1.3배인 1,283mm로 비교적 풍부한 편이나 세계에서 세 번째로 높은 인구밀도를 고려하면 1인 당 강수량은 2,705㎥/년으로 세계 평균(22,096㎥/년)의 12%에 불과하다.

○ 우리나라의 수자원 총량은 1,267억㎥정도로 이 중 증발하거나 지하로 스며드는 양이 45%인 570억㎥, 하천으로 유출되는 양이 55%인 697억㎥이다.

○ 그러나 우리나라의 강수량은 여름철 3개월에 집중되어 홍수 때 467억㎥가 한꺼번에 바다로 유출되고 평상시 유량은 230억㎥로 수자원의 18%에 불과하다.
- 따라서 우리나라는 홍수와 가뭄의 고통을 같이 겪어야 하는 독특한 기후 구조를 갖고 있다.

□ UN은 우리나라의 현재 활용 가능한 물 자원 양을 630억㎥로 보고 있으며 이를 1인당 활용가능 양으로 환산하면 55년 2,941㎥에서 90년에는 1,470㎥로 감소하여 우리나라를 물 부족 국가(1,700㎥/인/년)로 분류하고 있다.

□ 이에 대한 대책은 우리나라를 포함하여 세계적으로 바다에서 생활 및 산업 용수를 얻는 해수의 담수화뿐으로 이는 21세기에 중요한 기술이 될 것이다.

○ 우리나라의 두산 중공업은 90년대 담수화 공장 건설에 진출하여 중동국가를 비롯한 세계 담수설비 시장에 약 30% 점유율로 세계 제 1위이다.

□ 해수의 담수화 방법으로는 열 이용공정(Thermal Processes)과 막 분리 공정으로 대별된다. 이 논문에서는 이 담수화 공장에 투입되는 해수의 전처리에서 AFM을 이용하여 막의 성질과 각 파라미터의 영향을 파악하고 그 성능과 경제성을 향상 시키는 방법을 제시하였다는 점에서 가치가 있다.

저자: Hilal, Nidal; Mohammad, A. Wahab; Atkin, Brian; Darwish, Naif A.
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