토양정화방법은 오염원이 무엇인지에 따라 복원하는 방법도 차이가 많고 정화방식을 결정하는 첫 번째 요소가 된다. 물리화학적인 방법과 생물학적 방법이 있고 이 두가지 방법을 적절히 혼용하는 방법이 있다.

반환된 미군기지의 경우를 보면 경유, 휘발유 등 유류에 의한 오염이 많은데 이들 휘발유, 경유, 등유, 폐유 등 기름오염은 유기물로 분해를 하는 것이 효과적이다.

중금속으로 오염된 지역으로는 폐광, 금속광산 주변, 사격장, 제련소 등이 있고 화학물질, 독성물질 등으로 오염된 지역은 비료공장, 살충제공장 등이 있다. 이와 같은 오염원에 따라 분류와 정화방법에 따른 분류로는 물리화학적방법, 생물학적방법 등이 있다.

생물학적인방법은 오염물질을 잘 분해할 수 있는 미생물을 넣어주는 방법이 있고 미생물의 활성을 높여주어서 분해하는 방법이 있다. 중금속의 경우에도 미생물로 처리가 가능하다.

전 세계적으로 개발해서 사업으로 하는 곳은 독일의 한 곳밖에 없을 정도로 최신기술이다.

중금속 복원에도 미생물 이용

생물학적 방식은 토양에 붙어 있는 중금속을 떼어내는 방식에서 미생물을 이용하는 방법이 있다. 물 속에 녹아있는 중금속을 다시 흡착시켜서 처리해야 하는데 미생물로 용출된 것을 물로 흡착, 모아주는 방법이 있다.

물리화학적으로 처리를 하는 방식은 Soil Washing이라고 하는데 중금속으로 오염된 흙을 계면활성제를 이용해 씻은 다음, 중금속의 경우 강산처리를 한다. H+가 많으니까 중금속을 떼어내고 대신 중금속에 붙는다.

그래서 중금속이 떨어져 나온다. 5~10배 정도의 중금속 수용액을 응고, 침전시킨 후 화학약품을 투입하고 중금속을 굳혀서 가라앉히면 폐슬러지가 된다. 폐슬러지를 재 사용해서 중금속을 추출할 수 있는데 주로 생물학적 방법이 사용된다.

이미 응고가 되어서 응집침전 시킨 것도 부피가 많아 순도를 높여서 추출하기가 어렵다. 미생물이 중금속을 흡착해서 물에 녹여 주면 농도가 높아진다.

미생물이 포함된 슬러지를 태우면 미생물은 유기물이라 타고 재만 남는다. 그렇게 해서 농도를 높일 수 도 있다. 독일은 순도가 높아진 것을 재사용한다. 백금, 구리, 알루미늄, 니켈, 아연 등 생물학적 처리방법과 물리화학적 처리방법은 그런 장단점이 있다.

기름도 마찬가지로 기름이 뭉쳐 있을 때 물리적인 방법으로 비용을 많이 들여 태우면 고온에서 기름이 태워 없어진 토양덩어리만 남는다.

그 방법은 에너지 소모가 많고 효율이 떨어질 수 있다. 진흙도 있고 풀어지지 않은 흙도 있고 태워지지 않은 흙도 있을 수 있어 효율이 좋지 않을뿐더러 그 흙은 이미 죽은 흙이라 식물이 자랄 수 없다.

유류오염토양의 정화방법 중 하나는 흙을 퍼낸 다음 차수막을 치고 일주일에 한두번 정도 뒤집어 주고 미생물을 뿌려주면서 섞는다. 호기성조건을 완전히 분해하면 CO2와 H2O가 나온다. 이것을 미생물이 분해 해주는 방법이 있다.

주유소의 경우 탱크를 들어내고 토양을 파낸 다음 정화를 해야 하는데 시간적인 소요가 많다. 유류탱크, 배관이 노후되어서 기름오염이 되면 거의 1년의 기간동안 주유소를 닫아야 한다.

주유소 영업에 제한을 받지 않고 정화할 수 있는 방법이 원위치처리방법이다. 이 공법은 탱크주위를 파고 벽을 만든 다음 위를 덮어서 영업에 지장이 없게 한 다음, 안쪽으로 따뜻한 공기를 불어 넣어 주는 증기추출법을 쓰면 휘발성 가스가 다 날아간다.

미생물을 공기 넣는 곳에 투입해 미생물이 들어가면 산소와 분해해서 오염농도가 점점 줄어든다. 물리화학적인 방법은 생물학적인 방법에 비해서 효과는 빨리 볼 수 있지만 2차 오염이 더 심해질 수 있고 생물학적인 방법은 2차 오염은 없지만 복원시간이 길어진다.

생물학적인 방법은 미생물을 이용해서 물리화학적인 방법으로 사용했을 때와 거의 같은 시간에 효과를 내는 것에 기술개발의 초점을 맞추고 있고 물리화학적인 방법은 에너지를 써가며 복원해야 하니까 비용적인 측면에서 부담을 줄이는 것에 초점을 맞춘다.

미생물을 이용해 토양정화를 하는 분야에서는 단순히 외국제품을 사서 국내 총판을 하는 곳이 많아서 전문적인 기술개발에 어려움이 있다.

수입품이라 가격도 비싸고 외국에서 검증된 것이라 잘 될 것이라는 기대도 있지만 실제로 각 지역의 토성이 다르고 오염원이 다르면 결과도 달리 나온다.

외국의 주유소는 계획되어진 곳에 세워져서 인근의 토성이 일정한 반면 한국의 주유소 토성은 대부분 다양한 토성을 가진 곳에 건설된 경우가 많다.

공단주유소 등은 바다에 매립한 곳이고 부두 인근의 선박주유소는 선박의 폐유를 덤핑한 곳이 대부분이다. 오염원도 다양하고 토성도 다양하듯이 땅을 파보면 다양한 성질의 오염원과 토성이 나온다.

진흙, 자갈, 복토 등 다양한 토성이 혼재되어 있어 외국의 미생물제재가 한국의 토양에 맞는지는 사전에 검토해봐야 한다.

외국의 미생물들은 우리의 토양에서 자생한 미생물보다 자생력이 낮을 것이다. 생물학적 처리가 제 기능을 발휘하려면 미생물의 특성을 먼저 파악해야 한다.

습도, 토성, pH, 오염원의 종류, 혐기성질이 미생물과 궁합이 맞는지를 먼저 조사해야 한다. 사전조사 없이 비싼 수입제재를 가져와서 효과에 대한 검증이 잘 안된 상황이 빈번해 외국산 미생물제재에 대한 인식이 좋지 않은 것도 사실이다.

미생물 분야 전문가층 넓지 않아

토양복원 분야에서 미생물을 전문적으로 취급하는 사람들이 많지 않고 대부분 환경공학을 전공한 사람들이라 미생물에 대한 인식이 낮은 것이 사실이다.

만약 미생물이 오염원의 환경과 맞지 않으면 역으로 그 환경을 개선해주어서 미생물의 작용을 원활하게 할 수도 있다.

질소, 인의 비율이 높고 탄소의 비율이 높을 때 인과 질소의 비율을 더 높여주면 활성이 되는 경우도 있다. 토성이 물에 닿으면 경화되는 토질이 있다. 그러면 미생물이 들어가지 못해서 역할이 안되는 경우도 있다. 이 경우에는 입제를 사용하면 된다.

국내 일부업체의 경우 외국제재에서 미생물을 분리 배양해 헐값에 납품하는 사례도 있다.

토양복원을 사업의 구조를 살펴보면 국방부 등 정부 발주처에서 농어촌공사나 광해공단 등 에 위임을 하면 대형 건설사 위주로 일감이 몰리는데 그 이유는 사업추진 중 문제가 되는 것을 피하고자 꺼리는 측면도 있다.

대형 건설사들은 토양정화에 대한 기본 기술은 없다. 그래서 전문업체에 하청을 주는데 하청을 수주한 전문업체는 고유의 미생물을 사용하면 그나마 다행이다.

채산성의 문제 등으로 재하청이 이뤄지면 최종하청을 받아 실제 작업을 하는 하청업체에서는 미생물을 사와야 하는데 본인들의 미생물이 있을 경우에는 그것으로 정화결과에 초점을 맞출 수 있지만 미생물을 사서 작업을 해야 하는 입장이라면 초점은 가격에 맞춰져서 무조건 싼 것을 사서 쓸 수밖에 없다.

그러면 정화결과에 대한 예측은 불을 보듯 뻔하다. 그런 상황이라도 제대로 된 제재를 사용하게 할 수는 있는 방법은 있다.

복원 완료검사단계에서의 문제점도 있다. 통상 복원토에 대한 전량검사가 불가능 해 표본검사를 해서 복원 완료를 인정해 줄 때의 문제점은 업계에서는 공공연한 비밀이다.

중국의 경우 전 세계에서 토양복원에 대한 경쟁을 하니까 토양정화에 대한 예산에 구애받지 않고 공사가 진행되고 있고 중국정부의 의지도 생물학적 방법으로 선회하고 있다.

중국인들의 인식도 물리화학적인 방법인 태우고 약품을 사용하고 하는 것에 대한 반감이 있어서 생물학적인 방법에 관심이 쏠리고 있다.

비합리적 검수기준·방법 바꿔야

정화사업시 미생물제재를 납품할 때 정부의 검수하는 기준이 ‘ml당 CFU(Colony Forming Unit)가 10의 9승개가 나와야 된다’라고 되어 있다.

콜로니의 개수가 10의 9승개가 나와야 하는데 곰팡이나 효모는 그 단위로 셀수가 없다. 왜냐하면 효모는 실처럼 되어 있어 떨어져 나올 수가 없기 때문에 셀 수가 없는 것이다.

그 기준에 따르자면 납품을 할 수 있는 곳은 세균을 이용한 곳만 입찰이 가능하다. 그런데 아직도 그 단위를 쓰고 있다.

새로운 기법이 나오면 스펙(Spec)도 바뀌어야 하는데 그것이 바뀌지 않고서는 진입을 할 수가 없다.

한 미생물제재 처리업체의 경우 TKP사업을 수행하는 과정에 입찰 기준을 설득하는데 많은 시간이 소요되었다. 환경공단이 검수를 했는데 환경공단의 검수기준이 ml당 CFU가 10의 9승개가 나와야 된다는 것이다.

이 업체는 효모의 개수가 10의 1승도 안된다며 검수기준을 설득했다. 셀 카운팅을 하는 다른 방법이 있다며 설득했다. 다행히 이런 의견이 받아들여져 TKP사업 1차 공사를 아무 문제없이 마무리하였다.

이와 같이 미생물제재의 경우 검수하는 기준, 방법을 바꿔야 된다. 곰팡이의 경우 건조중량 등으로 바꾸면 된다. 스펙트럼으로 검사하는 방법 등이 있다.

토양복원의 또 한가지 진입장벽은 스펙이 이미 정해져 있다는 것이다. 중금속 오염토양처리시 소일워싱을 하기 위해서는 기계를 설치하고 산성처리를 하고 그 물을 폐수처리하는 스펙으로 복원공사의 스펙이 이미 정해져 있다.

미생물업체에서는 강산을 넣지 않고 미생물 용출제를 넣으면 2차 오염이 생기지 않는다. 처리한 물도 물리화학적인 방법은 침전시켜서 폐수처리를 해야 하는데 미생물처리방법은 미생물을 거품 발생시켜서 물위에 띄운 다음 거둬서 태워버리면 순도 높은 금속물질을 회수할 수 있다.

그 재를 고형화 처리하면 부피가 휠씬 줄어든다. 30분의 1에서 심지어 100분의 1로 줄어든다. 공사가 입찰공고가 되면 스펙이 다 정해져서 나오기 때문에 중금속 오염처리를 한다면 소일워싱, 들어가는 화학물질 몇 통 이렇게 정해져서 공고가 나옴으로 정화방법이 다른 회사는 입찰 자체부터 장벽에 부딪친다.

일부 현장의 의견은 발주처에서 기존에 하던 것 중 문제 없던 것에 집착하기 때문에 새로운 방법을 해보고 싶어도 할 수 없다고 한다.

외국의 경우 벤처회사가 많아 기술력만 가지고 장비를 댈 수 있는 작은 기업과 협력을 해서 하든지, 조금씩 나누어서 공사를 한다.

전문정화업계에서는 1톤씩의 흙으로 한번 씩 각자의 방법대로 샘플링을 해보자고 하는 목소리가 나온다. 샘플링으로 현장에서 직접 실험해서 균등한 기회를 달라고 해도 막상 입찰공고가 나오면 정해진 방법 외에는 없다.

그것은 낙찰되는 업체는 이미 정해져 있는 것이나 마찬가지다. 또한 예를 들면 100억 원 공사가 있다면 여러 업체중 70억 원에 제살깎기를 통해 낙찰되면 다음번에는 70억 원에도 나오지 않고 그 이하로 입찰공고가 되어 나온다.

그 업체는 채산성이 안맞으니까 더 싼 곳에 하청을 주는 악순환이 되풀이 되는 것이다. 토양시장이 크다고는 하지만 남는 것은 점점 없어지고 이런 문제가 언젠가는 불거질 것이라는 소문이 흉흉하다.

예를 들어 애초 토양정화를 하기로 한 구역보다 오염토양이 많을 경우 해당구역만 정화하고 작업을 끝냈는데 시간이 흘러 장마가 된다거나 비가 많이 오면 기름띠가 인근에 나타나면 부실공사가 된다.

비용을 더 들여서라도 더 조사해서 완전한 복원이 이루어져야 하는데 보통 공사의 경우 애초 계획된 구역을 벗어나는 경우 더 확대하려고 하지 않는다. 이는 토양정화의 부실사례를 단적으로 보여주는 경우이다.

환경부의 토양정화담당 사무관은 “미생물은 결과치의 안정성이 없어 요즘은 잘 쓰지 않는 편”이라며 다양한 방법으로 복원해결하려는 의지가 빈약함을 보여줬다.

이와 같이 미생물을 이용한 토양복원기술이 발주처의 무관심과 무지로 발전가능성을 차단당하고 있고 새로운 기술을 적용하는데 거부감이 만연해 기술발전에 장애물이 되고 있다.

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