우리가 매일 쓰는 물은 어디에서 와서 어디로 가는 걸까?

과학 이야기
과학과 놀자 (54) 물 순환과 기후변화

사진=뉴스1

우리는 매일 물을 마신다. 또 손을 씻고, 수세식 화장실도 사용한다. 우리가 매일 쓰는 물은 어디에서 와서 어디로 가는 걸까? 물은 지구 시스템을 크게 순환하고 있으며, 우리는 그 물의 일부를 활용하고 있다. 지구 시스템의 수권에 있는 물의 97%가량은 바닷물, 3% 정도가 육수(담수)다. 육수의 약 68.697%는 빙하로 존재하며, 30.061%는 지하수로 존재한다. 인류가 주로 사용하는 물은 강(0.006%)과 호수(0.26%)에 존재한다.

우리나라에는 어느 정도의 비가 내리는 걸까? 2019년 기준으로 기상청 기상자료개방포털에서 전국 기준 강수량을 확인해 보면 1184.3㎜다. 2019년 기준 우리나라 면적은 약 1004억㎡이므로, 강우 총량은 강수량에 우리나라 면적을 곱하여 계산해 보면 1190억t 수준이 된다. 비는 강, 호수, 그리고 땅 위로 내리고, 땅 위로 내린 비는 땅으로 스며들거나 땅위를 흘러 결과적으로 강 또는 호수로 흘러간다. 강 또는 호수에 있는 물은 일부 증발되어 다시 대기 중으로 돌아가게 된다. 제주도는 지층을 구성하는 현무암의 투수성(땅으로 물이 투과하는 성질)이 높아 강이 없고 지하수 형태로 존재하게 된다. 지질학적 특징에 따라 물 순환의 형태가 다를 수 있다. 예를 들어 입자가 상대적으로 큰 암석 또는 모래가 포함된 지층은 물 투과 속도가 빠르고, 입자가 상대적으로 작은 진흙이 포함된 지층은 투과 속도가 느리다. 국민 1인당 하루 1260L의 물을 사용2019년 빗물로 내린 1190억t 중에 우리는 어느 정도의 물을 사용하는 것일까? 지구 시스템의 큰 물 순환 중에서 인간 활동을 위하여 사람들이 사용하는 물은 생활용수 공업용수 농업용수로 구분되며, 환경부 수자원장기종합계획에 따르면 2014년 기준으로 생활용수가 76억t, 공업용수 23억t, 농업용수는 152억t이었다. 생활용수를 공급하기 위하여 상수도 시스템이 사용되며, 사용된 생활용수에서 오염물질을 제거해 자연으로 돌려보내기 위하여 하수도 시스템이 사용되고 있다. 환경부 2019년 상수도통계 자료에 따르면 우리는 69.6억t가량의 물을 취수하였으며 이 중 34.7억t(46.8%)을 강에서, 32.6억t(43.2%)을 댐에서 얻었다. 그리고 지하수에서 1.6억t(2.3%)을, 기타 저수지에서 0.7억t(1.0%)을 취수하였다. 상수도 시스템에서 생산된 수돗물은 각 가정, 학교, 공공시설, 상업시설, 목욕탕 등에 공급된다.

하루 기준으로 우리나라의 국민 1인당 물 공급량은 어떻게 될까? 전체 빗물이 모두 공급될 수 있다면, 한 명당 하루에 6100L 정도이다. 이 빗물 중 하루 기준 1인당 약 1260L 정도를 활용하고 있다. 생활용수에는 360L, 공업용수에는 130L, 농업용수에는 770L 정도다. 전 국민이 모든 활동을 동일하게 한다면 이 정도의 물을 사용하게 되는 것이다.

우리는 물을 마시고 씻는 용도로 사용하고, 사용된 물은 하수도 시스템으로 이동하게 된다. 그리고 하수도 시스템에서는 강에서 부영양화를 일으킨다고 알려진 탄소, 질소, 인을 일정 농도 이하로 제거하여 자연으로 돌려보낸다. 기후 변화로 물 부족 현상 심화인류 복지 향상과 산업 용수 사용량 증가에 따라 물 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 기존의 빗물로 확보한 수자원은 기후 변화에 따라 지리적 또는 계절적으로 공급량 변동이 크게 발생하고 있다. 세계적으로 안정적인 물 공급을 위하여 도시 내 물 자립률을 확보하기 위한 다양한 노력을 하고 있다. 우리나라는 빗물을 적극 활용하기 위한 각종 정책을 추진하고 있으며, 하수도 시스템에서 다시 쓸 수 있는 물을 추가 생산하여 공업용수로 공급하거나 청계천에 하천유지용수로 공급하고 있다. 중동, 이스라엘, 미국, 호주, 중국 등의 국가들은 해수 또는 염분이 포함된 지하수에서 염분을 제거하는 담수화 기술을 통해 물 부족 문제를 해결하고 있다. 최근 건조한 지역의 대기 또는 공장 굴뚝에서 발견되는 다량의 수증기를 포함하는 하얀 연기(백연)에서 물을 회수하는 기술에 대한 연구도 추진되고 있다.

기후 변화에 따라 지구적으로 예전에 없던 홍수 또는 가뭄이 발생하고 있어 물 공급에 어려움을 겪고 있다. 기후 변화에 따른 물 위기는 인프라 구축 비용이 부족한 개발도상국에서 더 심각하게 발생하고 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 개발도상국에서는 소규모 물 공급 시스템을 다수 설치하는 방식을 적용하고 있다.

이렇게 다양한 방식으로 물은 지구 시스템을 순환하고 있다. 기후 변화 등으로 지구 시스템에서의 물 순환이 달라지고 있어 이에 따른 대응 및 적응이 앞으로 더 필요할 것이다. √ 기억해주세요

정성필 한국과학기술연구원 책임연구원

물은 지구 시스템을 크게 순환하고 있으며, 우리는 그 물의 일부를 활용하고 있다. 지구 시스템의 수권에 있는 물의 97%가량은 바닷물, 3% 정도가 육수(담수)다. 인간 활동을 위하여 사람들이 사용하는 물은 생활용수 공업용수 농업용수로 구분되며, 국민 1인당 하루 기준 약 1260L를 활용하고 있다. 기후 변화에 따라 물 공급에 어려움을 겪고 있어 대응이 필요하다.