지구는 녹색화학을 좋아해~

 

6월 5일인 오늘은 ‘환경의 날(World Environment Day)’입니다. 여러분은 오직 하나뿐인 지구🌏를 위해 어떤 노력을 하고 계신가요? 일회용품 줄이기, 대중교통 이용하기, 다회용기 사용하기…. 우리의 일상은 지구를 생각하는 방식으로 달라지고 있습니다. 그런데 화학도 지구를 생각하는 방식으로 변하고 있다고 하는데요. 함께 알아볼까요? 

 

 

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녹색화학이란?

   

 

녹색화학, 지속 가능한 화학으로 불리기도 하는 이 화학은 제품 생산과정에서 위험한 화학물질의 사용과 생성을 최소화하기 위해 노력하는 화학공학입니다. 오염 물질이 환경에 미치는 영향을 연구해 사후 처방에 집중한 ‘환경 화학’과는 달리, 생산과정에서 환경오염과 자원낭비를 줄이는 데 초점을 맞추고 있습니다. 물질의 생성, 배합, 화학 제품을 제작하는 데 있어 모든 과정을 ‘친환경’맞춤으로 진행하는 거죠.

급격한 성장을 향해 달려오던 지난 세기의 인류는 더 효율적이고 더 기능적인 물질의 생산에 초점을 맞춰왔습니다. 화학물질 연구도 이에 맞춰져 있었는데요. 그 과정에서 환경과 인체에 미치는 유해성은 간과되어 왔습니다. 대표적인 사례가 살충제인 DDT인데요. 살충 효과가 뛰어나 농업 분야에서 전세계적으로 사용되었지만, 인간의 몸에 축적되어 암을 유발하고 야생동물과 조류 등 생태계를 위협한다는 사실이 밝혀지며 사용이 금지되었죠. 

유해한 화학물질이 사람과 환경에 고스란히 돌아온다는 것을 알게 되자 화학물질의 사용이 친환경적 방향으로 나아가야 한다는 반성의 목소리가 커졌습니다. 1991년 미국 환경보호국에서 근무하던 과학자 폴 아나스타스(Paul T. Anastas)는 처음으로 지속가능한 ‘녹색화학’의 개념을 정립해 제시하면서 녹색화학이 등장하게 됩니다.

 

 

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녹색화학 12가지 원칙

  

 

폴 아나스타스는 녹색화학의 개념을 정립하면서, 12가지 원칙을 정립했는데요. 12원칙이란 ①폐기물 생성 방지 ②원자 경제성 극대화 ③유해성이 낮은 화학 합성법 설계 ④안전한 화학 물질 설계 ⑤ 사용 후 분해되는 화학 제품 설계 ⑥에너지 효율 향상 ⑦재생 가능한 원료 사용 ⑧불필요한 유도체 사용 회피 ⑨촉매 사용 ⑩ 안전한 용매와 보조 재료 사용 ⑪실시간 오염방지 분석 ⑫화학 사고 가능성 최소화를 말합니다. 

공통적으로 화학 물질 생성, 합성 과정에서 폐기물 생성을 경계하고 에너지 낭비를 자제하자는 내용을 담고 있습니다. 또한 인간과 환경에 무해한 재료, 방식을 사용하자고 언급하고 있죠. 

녹색화학 12원칙은 유독성 물질을 자연 재료로 대체하는 것뿐 아니라, 실험 과정에서 에너지 낭비를 막기 위해 온도와 기압을 외부와 차이가 나지 않게 설정하고 화학 물질이 과도하게 사용되는 것을 막기 위해 최소한의 물질 사용을 권장하고 있습니다. 인간을 비롯한 생명체에 위험한 화학을 사전에 저지할 뿐 아니라 환경에 영향을 주는 사소한 낭비까지 관리하기 위한 것이죠. 

 

 

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녹색화학은 어떤 방법으로 실천할까?

   

 

12가지 원칙을 준수하면서, 녹색화학을 실천하는 방법에는 크게 두 가지가 있습니다. 바로 제조 방식을 친환경적으로 바꾸는 것과 자연 생태계의 합성 방식을 모방하는 것이죠. 

먼저 제조 방식을 친환경적으로 바꾸는 것은 촉매 방식을 사용하거나, 화학물질 합성 과정에서 유해 물질을 사용하지 않는 것입니다. 대표적인 사례로는 제초제가 있는데요. 이전에는 제초제에 들어가는 성분 ‘이미노다이아세트산 다이소듐’을 얻기 위해 독극물인 시안화수소를 사용했습니다. 이 과정에서 포름알데히드가 포함된 폐기물이 발생하기도 했죠. 녹색화학이라는 개념이 생긴 뒤 화학자들은 촉매를 사용하는 방법을 연구했습니다. 유독성 물질을 사용하지 않고 ‘다이에탄올아민’을 산화시켜 ‘이미노다이아세트산 다이소듐’을 얻으면서 녹색화학의 가능성을 발견했답니다.

다음 자연 생태계의 합성 방식을 모방하는 것은 생분해성 비닐의 사례를 통해 알 수 있는데요. 생분해성 비닐은 바이오 플라스틱으로 만들어 땅 속에서도 분해가 가능합니다. 이 바이오 플라스틱은 옥수수를 이용한 고분자 물질로 만들죠. 환경에 피해를 주는 합성 방식을 사용하지 않고 효소를 이용해 옥수수를 발효시킨 뒤 젖산을 추출해 고분자중합을 통해 제작하기 때문에 자연 생태계 방식을 모방했다고 할 수 있습니다.  

 

 

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녹색화학, 완전한 친환경일까? 

   

 

지금까지의 설명만 들어본다면, 녹색화학으로 푸른 지구를 되돌릴 수 있을 것 같은데요. 녹색화학을 표방한다고 해서 완전히 친환경인 것만은 아닙니다. 오염물질을 최소화하는 과정을 발명했다고 하더라도, 대규모 생산 과정에서 오염은 불가피하기 때문입니다. 진정한 의미에서의 친환경이란 ‘탄소중립’은 물론 ‘생물 무독성’과 ‘민주적 의사결정성’을 모두 갖춰야 하는데요. 자연 소재를 사용한 화학 물질은 재료의 탄소 중립만 달성할 뿐 화학 공정의 유해성과 대량 생산의 경제 불평등성 문제는 여전히 남아 있습니다. 

기업의 그린워싱도 문제입니다. 일부 기업은 화석 원료 대신 친환경 재료를 사용하고 있다고 이야기하지만, 이러한 친환경 재료들 역시 유해한 성분을 가질 수 있기 때문입니다. 화학물질의 생성부터 공정, 제품의 생산까지 탄소 중립적이며 유해 물질을 포함하지 않고 기업과 지역 사회, 환경과 협력하는 완전한 친환경에 도달하기 위해서는 앞으로도 해결해 나가야할 문제들이 남아있습니다. 

 

환경운동가로도 유명한 배우 ‘레오나르도 디카프리오’는 환경과 관련해 ‘우리의 행성이 알람을 울리고 있다, 이제는 일어나서 행동할 때’라는 말을 남겼습니다. 인간은 과학 기술이 발전한 이래로 끊임없는 개발로 환경을 파괴해왔습니다. 우리가 가진 모든 기술과 편의성은 환경 오염 아래 발전했다고 해도 과언이 아니죠. 이제는 지구의 목소리를 듣고 우리 모두의 사고방식과 행동이 환경을 생각하는 방식으로 바뀌어야 하는 때입니다. 환경의 익숙함에 속아 소중함을 잊지 않도록 나부터 먼저 작은 실천을 더해보는 건 어떨까요?  

 

 

 

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종합 케미칼 & 에너지 리더,

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