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철 이야기/스틸캐스트 2018.03.22 18:31

세계 물의 날 특집! 물 부족으로 허덕이는 지구, 철에서 해결책을 찾다


△이미지 출처 - the spruce


3월 22일은 수질 오염과 물 부족에 대한 경각심을 일깨우기 위해 UN에서 지정한 세계 물의 날입니다. 오늘은 세계 물의 날을 맞이해, 전 세계적으로 드러나고 있는 식수 부족 현상과 배수관 노후로 발생하는 문제를 살펴보고, 스테인리스강을 활용한 해결방안을 살펴보고자 합니다. Hello, 포스코 블로그와 함께 물 부족에서 지구와 인류를 구할 수 있는 스테인리스강 이야기를 만나보세요. 

 

물 부족으로 허덕이는 지구와 인류


전세계적으로 약 8억 4천만에 달하는 인구, 즉 9명 중 1명은 깨끗한 물을 마실 수 없다고 합니다. 그 중 약 절반은 아프리카 거주민이고, 주로 도시를 벗어난 외곽 지역에 거주하고 있습니다. 하지만 이들과는 대조적으로 선진국 국민들은 식수를 쉽게 구할 수 있으며, 그 편리함은 당연한 권리로 인식되고 있습니다. 또한 하루, 한 달, 일 년 단위로 어느 정도의 물이 소비되는지도 관심의 대상이 아니죠. 


△ 이미지 출처 - World Finance / 식수를 얻기 위해 일렬로 늘어서 있는 인도의 주민들


수많은 인구가 물 부족으로 허덕이지만 물에 대한 수요는 줄어들 기미를 보이지 않고, 오히려 2050년까지 55퍼센트나 증가할 전망입니다. 이 중 대부분의 수요는 농업에 사용될 것으로 보이는데요. 현재 농업은 총 담수 사용량의 70퍼센트를 차지하고 있으며, 인구 증가에 따라 늘어나는 식량 수요를 충족시키기 위해 현 사용량의 69퍼센트에 달하는 물을 추가로 쓰게 될 것이라고 합니다.


한편, 신성장 산업에서의 물 수요 증가는 또 하나의 원인입니다. 한 사례로, 발전소 냉각에 필요한 물의 양이 2055년까지 20퍼센트나 증가할 전망이고, 개발 도상국 내 제조업체들이 필요한 물 수요 역시 400퍼센트 증가할 것이라고 합니다. 이렇게 물에 대한 수요가 늘어날 수록 더욱 안타깝게 다가오는 사실은, 지구 표면을 덮는 물의 97.5퍼센트가 인간이 사용하기에 부적합하다는 사실이죠.


끊임없이 늘어나는 물 수요에 반해, 지구 온난화와 기후 변화로 줄어들고 있는 상수 공급은 더욱 부담으로 다가오게 됩니다. 그에 따라 개인과 가정 차원에서 물을 보존하고 재활용하기 위해 광범위한 노력을 기울이고 있지만, 오히려 세계 주요 도시들에서는 수도꼭지를 틀기도 전에 상당량의 물이 유실되고 있는 현상이 보편적이기도 합니다.


수도관 균열로 인한 누수의 심각성


미국에서는 매년 약 2조 1천억 갤런에 달하는 물이 수도관 균열을 통해 누출된다고 합니다. 다시 말해 매일 60억 갤런이 낭비된다는 것이죠. 이러한 고질적 문제는 누수가 잦은 파이프, 금이 간 수도 본관, 고장난 수도 계량기 등 노후된 수도관 인프라로 인한 것입니다  


예를 들어, 시카고에 위치한 세계 최대 정수장 Jardine Water Filtration Plant는 수천 마일에 이르는 파이프를 통해 약 5백만명의 주민들에게 정제수를 공급하지만, 한 해에 약 220억 갤런의 물이 낡은 파이프와 수도 본관으로 인해 누출된다고 합니다. 마찬가지로 필라델피아 수도국은 2억 5천만 갤런을 인근 주민에게 공급하고 있으나 그 중 6천만 갤런 이상이 파이프를 통해 유실됩니다.


△ 이미지 출처 - UCLA / 지하 수도관의 갈라진 틈으로 새어 나오고 있는 물


가장 풍부한 담수 공급의 본거지인 캐나다에서도 공급량의 35~45퍼센트의 물을 손실하는 도시들이 있는데요. 대표적으로 온타리오에서는 낡아 누수되는 파이프로 인해 연간 식수 손실이 700만 캐나다 달러에 달한다고 합니다.


영국에서는 약 8억 2천만 갤런, 즉 전국 공급량의 20퍼센트가 주민들에게 도달하기도 전에 유실됩니다. 이는 10년 전 일일 물 손실량보다 6천 2백만 갤런이나 증가한 수치이며, 노후된 파이프가 초래할 수 있는 심각한 결과를 상징적으로 보여줍니다.


파이프 노후화로 인한 수질 오염 


전세계 급수시설의 가장 심각한 문제는 아주 간단하게도 ‘낡았다’는 사실입니다. 오래전에 부실한 자재와 구식 기술로 만들어진 시설들임에도, 수리 또는 교체하기에 시간과 비용이 지나치게 소요되기 때문에 이러지도 저러지도 못하는 실정이죠.


정제수 낭비 외에도 낡은 파이프는 수많은 문제를 초래할 수 있는데, 건강상 위험이 그중 하나입니다. 파이프 부식과 자재 결함으로 관에 틈이 생기는 경우, 오염 물질이 침투할 수 있다는 사실은 이미 입증된 바인데요. 이렇게 빈약한 수자원 인프라로 인해 미국 인구 4명 중 1명은 비위생적인 식수를 음용하고 있다고 합니다. 


△ 이미지 출처 - Micro Power Grids / 노후되어 녹슬고 파손된 파이프들


수 십 년 전 설치된 수도관은 보통 주철 소재이며 바위나 목판 위에 놓여 있는데, 이들은 부식성이 매우 높고 손상에 취약합니다. 또한 정상적인 파이프는 수도 본관의 압력을 이용해 작은 틈으로 물을 밀어내며 오염된 물의 침투를 막는데요. 파이프의 특정 부분이 손상되면 압력이 점차 낮아지고, 결국 지하수가 갈라진 틈을 통해 유입될 수 밖에 없습니다.


철강으로 바로 잡는 수자원 관리 체계


낡고 결함 있는 수도관 문제에 가장 이상적인 해결책은 최신의 손상 방지 기술과 수리 기술이 적용된 수도관으로 교체하는 것입니다. 그러나 단순히 비용 문제 외에도, 도시의 수도 시스템은 주로 정치적으로, 혹은 지역적으로 외부 기관과 얽혀 있을 가능성이 있어서 도시 전체에 해당하는 거대 규모 작업은 수행하기 어렵습니다.


따라서 이에 대한 차선책으로 일부 손상된 부분을 스테인리스강 클램프로 덮어서 고정하거나, 기존 파이프 내부에 더 작은 스테인리스강 파이프를 삽입하는 독립적인 수리 방식을 채택합니다. 스테인리스강은 우수한 강도와 내식성으로 주철, 콘크리트, 납 등으로 제작된 오래된 파이프를 대체하는 데에 가장 보편적으로 사용되는 재료입니다. 대표적으로 포스코의 PossSD와 같은 고강도 스테인리스강은 두께 절감이 가능하고, 극단적인 온도도 견딜 수 있을 뿐만 아니라 유해 성분 용출이 없어 안전성도 인증받았습니다.



도쿄, 서울, 타이베이와 같은 대도시에선 시민들에게 더욱 안전한 식수를 부족함 없이 제공하기 위해 이미 대규모 수도관 교체 작업을 시행하고 있습니다. 이 외에 많은 도시의 경우, 손상된 파이프를 교체하는 것만으로도 수자원 낭비, 즉 자금 낭비를 방지할 수 있으며, 오염수로 인한 질병을 예방할 수 있습니다.


전 세계적으로 증가하는 수자원 수요에 비해 담수 공급 감소가 지속되면서 시설 보호와 관리가 중요해진 지금, 수도관 수리 및 교체, 그리고 더 나아가 시민들의 삶의 질 향상에 스테인리스강이 큰 역할을 할 것입니다.

Posted by 포스코 블로그지기
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