2학년 6반

？？？국내뉴스

？이산화탄소로부터 바이오 플라스틱을 생산하는 기술의 효율을 국내 연구진이 20배로 높였다. 

한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 이현주 교수와 이상엽 특훈교수 연구팀이 높은 효율로 이산화탄소로부터 바이오 플라스틱을 생산할 수 있도록 전기화학적 이산화탄소 전환과 미생물 기반 바이오 전환을 연계한 하이브리드 시스템을 개발했다고 30일 밝혔다.

연구팀은 전기화학 전환반응이 일어나는 전해조에서 이산화탄소가 탄소 1개로 이뤄진 포름산으로 전환되면 이 포름산을 미생물 배양이 이뤄지는 발효조에 공급해, 커프리아비더스 네케이터(Cupriavidus necator)라는 미생물이 섭취한 뒤 바이오 플라스틱을 생산하도록 했다.

이 같은 하이브리드 개념은 전기화학 반응의 낮은 효율과 미생물 배양 조건 차이 등 문제로 생산성이 매우 낮거나 비연속적 공정에 그친다는 단점이 있었다.

이를 극복하기 위해 연구팀은 전해액인 동시에 미생물 배양 배지로 이용할 수 있는 ‘생리적 호환이 가능한 양극 전해액’을 개발하고, 기체 상태의 이산화탄소를 이용하는 기체 확산 전극을 사용해 높은 생산성으로 포름산이 만들어지게 했다.

이어 개발한 전해액에 포름산을 포함시켜 발효조로 공급해 미생물 배양에 쓰이게 하고, 전해액만 다시 필터를 통과해 전해조로 순환되도록 했다.

이 시스템을 통해 연구팀은 4㎠ 전극에서 1.38ｇ의 바이오 플라스틱(PHB)을 생산하는 데 성공했다.

세계 최초의 그램 수준 생산이며, 기존 연구성과보다 생산성이 20배 이상 높은 것이다.

이현주 교수는 “바이오 플라스틱뿐만 아니라 다양한 화학물질 생산에 응용될 수 있는 기술”이라며 “앞으로 탄소 중립을 위한 핵심 기술로 많이 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

이 같은 연구 성과는 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS)에 지난 27일 온라인 게재됐다.

？？해외뉴스 

？얼마 전 예능 프로그램에 등장한 한 유명인이 아마존 유역을 여행하던 중 낚시투어를 하면서 줄곧 되뇐다. “언제 또 해보겠어.” 

여행은 그곳에서의 기억을 그리워하며 늘 막연한 ‘다음’을 기대하기 마련이다. 그러다가 여건이 허락되면 그 막연함이 현실이 되기도 하는데, 아마존 강에서 했던 낚시는 다시 경험하기 어려울지도 모르겠다. 아마존 강이 심하게 앓고 있기 때문이다. 그 안에 자연 생태 그대로 물고기를 품기 어려울 만큼.

아마존강에 자연과 인간의 개발이 공존할 수 있을까. ⓒThe Brazilian Report

아마존 생태계를 위협하는 수량 조절 시스템

사이언스(Science)지 1월호에는 아마존 벨로 몬테(Belo Monte) 수력 발전 프로젝트가 생태계에 어떤 영향을 미쳤는지에 대한 모니터링 결과가 실렸다.

국립아마존연구소와 브라질 전역의 대학교 소속 과학자, 그리고 아마존 원주민들로 구성된 환경 네트워크는 퓰리처센터(Pulitzer Center)의 지원을 받아 수력 발전 프로젝트가 시작된 2013년 이후 어종과 어획량을 매일 기록·조사해왔다. 또 이와는 별개로 계절별로 강의 흐름과 수량을 조사해 생태계의 기본적인 특징인 순환 시스템을 점검하는 연구를 진행했다.

그 결과 아마존 수력 발전 프로젝트 발표 때부터 댐 건설까지 전 과정에서 제기됐던 생태계 파괴 이슈가 실제 현실로 드러났다.

댐 건설 이후 아마존의 모든 어종 수는 눈에 띄게 감소했다. 텍사스 A&M 대학에 커크 와인밀러(Kirk Winemiller)가 작년에 발표한 연구에 따르면 물고기 수는 29% 감소, 어류 풍부도는 9% 감소한 것으로 나타났다.

수량 또한 현격히 줄어들었다. 댐 건설 전에는 12월부터 다음 해 5월까지 내린 겨울비가 초당 2만㎥ 가량 강을 따라 섬과 인접한 숲에 흘러내렸다. 이 양은 건기에 초당 2천㎥까지 줄어드는데, 아마존 우림은 바로 이러한 패턴에 따라 형성되어 풍경과 생태계가 유지됐다.

하지만 댐이 건설된 후 겨울에 흐르는 강물의 양이 절반 이상 줄었다. 그리고 이보다 더 나쁜 상황은 격년제로 댐이 겨울 최대 유량을 50%로 줄여서 원래 수준의 5분 1로 만들어 버린 것이다. 전문가들은 생태계를 유지하는 물의 순환이 이처럼 바뀌면 이로 인해 아마존에 모든 생태 관계가 교란되고, 훗날에는 영구적으로 파괴될 수 있다고 경고한다.

아마존의 싱구강 유역은 겨울(12월~5월)에 수량이 많고, 여름에는 적은데, 피멘탈 댐 건설 후 유량이 크게 줄었다. ⓒScience

개발 우선주의가 빚어낸, 아마존 강의 눈물

아마존 벨로 몬테(Belo Monte) 프로젝트는 아마존 강 유역 무라투 상류 30km 지점에 건설된 대규모 수력 발전 단지다. 저수지, 발전소, 댐 등이 포함된 이 프로젝트는 단일 댐만으로도 브라질에서 가장 크고 세계에서 세 번째로 큰 규모로 최대 1만1천kw의 전력 생산이 가능하다. 2011년 건설 승인부터 원주민, 환경단체, 과학자들의 거센 반대에 부딪혔지만, 브라질 환경부 산하 환경재생가능자원연구소(IBAMA)가 벨로 몬테 댐 건설을 승인하면서 결국 2016년에 완공돼 운영 중이다.

댐 건설을 반대하는 사람들은 대규모 수력발전 시설로 인해 ‘지구의 허파’라고 불리는 아마존의 생태계가 파괴될 것을 우려했다. 뿐만 아니라 약 500㎢에 이르는 산림이 물속에 잠겨 원주민 5만 명이 삶의 터전을 잃게 될 것이라 주장했다.

댐이 완공된 후 우려는 현실이 됐다. 실제로 메인 댐인 피멘탈(Pimental)은 아마존강에 가장 극적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 이 댐은 강물의 약 80%를 인공 수로로 돌려 약 359㎢ 크기의 저수지를 만들고, 싱구강의 유류를 북동쪽에 있는 2차 저수지와 터빈으로 보낸다. 이 과정에서 싱구강의 ‘빅벤드’라 불리는 130km의 강 유역의 물이 줄었고, 생물 다양성 또한 급감했다.