KICT 한국건설기술연구원

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• 재생자원을 활용한 도시 그린인프라 조성 기술 재생자원을 활용한 도시 그린인프라 조성 기술 ▲ 안창혁 KICT 환경연구본부 수석연구원 들어가며 우리는 어느 때보다 재생자원(renewable resources)이 필요한 시대에 살고 있다. 재생자원은 지속해서 순환 공급이 가능한 자원을 의미한다. 이는 태양열·공기·물·에너지와 같은 자연자원뿐만 아니라 식량·제품과 같은 인공자원을 포함한다. 지구적으로, 1950년대 이후부터 급증한 자원 활용 요구와 거대 도시화(megalopolis)는 신속한 산업 고도화를 이루었지만, 그 이면에는 막대한 폐기물 증가와 신종 유해물질 노출과 같은 악영향이 있었다. 또한, 국민소득증대와 경제발전은 자원의 대량생산/대량소비 체제로 이어지면서 기존의 선형(linear)이 아닌 순환경제(circular economy)로의 전환을 강력히 요구하고 있다. 뿐만 아니라 최근 강조되고 있는 기후변화 이슈는 인간 활동과 생존에 직접적으로 관여하면서 재생자원 이용에 대한 관심과 필요성을 더욱 증대시키고 있다. 이러한 지구적/국가적 악영향을 해결하기 위해서는 기존 폐기물 생산을 최소화하고, 재생자원의 활용을 최대화하는 3R 전략(Reuse, Recycle, Recovery)이 필요하다. 국제적으로 UN은 2030 아젠다의 지속가능한 목표(SDGs, ’15.9)에서 ‘Ensure sustainable consumption and production patterns’과 같은 새로운 패러다임을 제시하였으며, 국내에서도 최근 2050 탄소중립 선언을 통해 WtR(Waste to Resources) 전략 수립에 적극적이다. 특히 국내에서는 1992년 이후 시행된 분리배출과 1995년 이후의 쓰레기종량제 정책 등의 성공으로 약 86.4%(2017년)의 높은 재활용률을 달성한 바 있다. 또한, 2018년 국내 1인 하루 폐기물 배출량은 약 0.93kg/person/day로써 타 국가 대비 우수한 지표를 나타내었다. 그런데도 연간 폐기물 발생량은 지속해서 증가하는 추세이며, 여전히 상당량의 재생 가능한 폐기물들이 한정된 매립지로 집결되고 있고, 해양투기 금지에 따른 막대한 유지비용 절감을 위해서는 가까운 미래에 인류가 반드시 해결해야 하는 이슈임에 틀림없다. 도시 고형 폐기물(Municipal Solid Waste, MSW)은 가정과 사업체에서 발생하는 대표적인 폐기물이다. 이는 액상이나 가스상이 아닌 불용성 고형물질로써 주로 도시에서 발생하는 특징이 있다. 많은 연구에서 MSW에 대한 3R 전략을 수행한 바 있으며 최근에는 에너지 회수나 안전처리와 같은 분야에 집중하고 있다. 대표적인 MSW 중 하나인 음식물쓰레기는 가장 높은 비율을 차지하는 유기성 도시 고형 폐기물(Organic Fraction of Municipal Solid Waste, OFMSW)이다. 이는 기후변화 이슈와 밀접하게 관련될 뿐만 아니라 다양한 형태로 개질되거나 현장 적용에 대한 가치가 있어 많은 연구에서 관심을 받고 있다. 국내 음식물쓰레기는 사료, 퇴비, 에너지화 등의 공정을 거쳐 상당 부분이 중앙시스템을 통해 재활용되고 있으며 국외에 비해 잘 관리된 모범사례 중 하나로 꼽힌다. 하지만 생산·유통, 품질, 수요·공급 불균형, 양적 증가 등의 환경 경제적 이슈로 보다 지속 가능하고 활용처를 다변화할 수 있는 융합연구개발이 필요한 실정이다. 이 글에서는 자원순환 경제를 향상시키기 위한 대안으로, 대표적인 OFMSW인 음식물쓰레기를 포함한 재생자원을 활용하여 국토환경 가치를 생태공학적으로 향상시키고 궁극적으로 탄소중립에 기여할 수 있는 도시 그린인프라(green infrastructure) 조성 기술에 대한 현황과 방향을 간단히 소개하고자 한다. 그린인프라 기술의 개념과 개발 방향 그린인프라는 ‘전략적으로 계획된 자연에 가까운 공간 네트워크’로 정의된다. 이는 기존 녹지가 가진 일반적인 생태 기능을 확장하여 환경·사회·경제적 기능이 고려된 종합적인 시스템으로 볼 수 있다. 도시 그린인프라는 단순한 녹지공간 창출뿐만 아니라 도시홍수 및 기후변화 완화, 오염물질의 환경적거동(environmental fate) 제한과 같은 다양한 수단으로 활용된다. 따라서 최근에는 국내외 도시계획을 기획할 때 사회·경제·환경적 요소들이 종합적으로 접목된 신개념 인프라 시설 구축이 부각되고 있다. 무엇보다 그린인프라는 도시화 영향(urbanisation impacts)을 완화시키기 위한 목적을 가진다. 도시화 과정은 불투수층의 확장, 토양 다짐(soil compaction), 집중된 토지이용 활동을 수반하므로 필연적인 오염물질의 빠른 유출을 야기한다. 특히 도로나 주차장과 같이 아스팔트로 구성된 넓은 불투수층은 강우유출수의 강제적인 배수를 촉진하고 도시유역에 특화된 오염물질(중금속, 유기오염물질 등)의 이송과 확산에 기여한다. 여기서 유입된 오염물질은 도시 그린인프라의 구성요소인 토양이나 식생에 여과/흡착되거나 화학적 결합이나 미생물 분해와 같은 기작을 통해서 제거 또는 격리된다. 그림 1과 같이 bioretention cell, 초지수로(swale), 초지여과대(grass filter strips) 등은 도시화 영향을 완충할 수 있는 대표적인 도시 그린인프라 시설 중 하나로 인식된다. 최근에는 도시 그린인프라의 기능과 효과 검증을 위해 다양한 분야(수자원·환경·지반·재료 등)에서 연구적 협업이 이루어지고 있다. 재생자원과 도시 그린인프라 연계 방향 재생자원 활용이라는 새로운 패러다임은 탄소중립을 지향하고 자원순환 경제의 선순환을 유도하기 위한 전략이다. 또한, 이의 실용적인 접근법 중 하나인 도시 그린인프라 기술과의 연계는 도시화에서 발생한 환경적으로 부정적인 영향을 완화하고 지속가능성에 다가갈 수 있는 생태공학적 국토환경 시스템이다. 이러한 상호연계적인 목표를 달성하기 위해서는 자원순환에 도움이 될 수 있는 재생자원의 적절한 개질, 반응 산물을 포함하는 재료의 개발 및 검증, 도시 그린인프라에서 작동 가능성 검토 등의 단계적 절차가 필요하다. 뿐만 아니라 현장에서 토양환경과 상호관계를 나타내는 토양미생물의 분포와 영향, phytotoxicity test, 중금속 및 소수성유기오염물질의 흡착과 생물이용성, 위해성 평가, 유출모델 평가 등을 병행하여 고도화시킬 필요가 있다. 본 기술을 기반으로 광의적으로는 지구환경을 고려한 진보된 친환경 녹색기술 플랫폼 구축이 가능하며, 향후 국가 산업적으로는 관련 신수종 산업을 창출이 가능한 사회문제 해결형 안전한 국토인프라 기술을 기대한다. 환경연구본부 게시일2022-08-23 조회수 1111

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