지구는 석탄을 태워 에너지를 만든 증기기관이 발명된 이후 급속하게 오염되고 있다. 이산화탄소와 기타 물질의 배출로 대기가 오염되는 것부터 시작한다.

오염된 대기는 비와 눈의 매개체로 지상에 내려와 물과 토양을 오염시킨다. 오염된 물은 동식물 모두에게 치명적인 피해를 입힌다. 인간은 정수 과정을 거쳐 오염된 물을 식수로 사용하지만 동식물은 대응책을 찾기 어렵다.

인간이 수질오염에 대한 대처방법은 쉽게 찾았지만 광범위하게 오염된 토양을 정화할 노하우는 여전히 고민 중이다. 눈에 보이지 않는 미지 공간인 지중환경(subsurface)에 대한 오염 해결 방안을 찾아야 한다.

◇ 한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단의 임무 소개

한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단은 2010년 설립됐다. 국방 연구개발 제도개선, 국방 연구개발 과제화/연구지원, 군에 과학기술 지원 등의 임무를 수행하고 있다.

더불어 안보⸱재난안전기술단 소속 미래국방국가기술전략센터는 2022년 만들어졌다. '국방과학기술 혁신을 위한 국가 연구개발 투자전략 싱크탱크'로 비전을 설정했다.

주요 임무는 △과학기술정보통신부의 국방 연구개발(R&D) 투자정책 수립 지원 △국방적용 가능 민간 R&D 역량 발굴-과제 기획 △국방 R&D 민관군 협력 기반 마련 등이다.

이번에 소개할 기술은 기후․환경연구소물․자원순환연구단 이승학, 정재식 책임연구원, 김상현 선임연구원(eunglee@kist.re.kr) 이 수행한 '지속가능한 지중환경 관리 및 활용 기법'이다.

◇ 지중환경 현상 이해를 통한 고도화 및 환경 현안 이슈에 대한 최적 솔루션 제시

▲ 지속가능한 지중환경 관리 및 복원 기법 개념도 [출처=한국과학기술연구원]

지중환경(subsurface)은 오염물질의 이동을 억제할 수 있는 매체(토양)가 존재하는 유일한 환경계이다. 최근 가장 중요한 환경 이슈인 탄소중립과 관련해 대기 중 탄소를 흡수, 저장할 수 있는 중요한 환경매체 중 하나다.

국내 물 관련 최상위법인 물관리기본법은 2018년 시행됐다. ‘유역 기반 물관리’에 있어 지중환경은 지표수-지하수간 수량·수질적 연결성을 결정하는 가장 중요한 공간이다.

또한 지하수의 상수원화가 국가물관리기본계획(2021-2030)에 명시됨에 따라 지중환경 내 오염 물질 거동에 대한 이해는 필수적인 자료로 요구된다. ·

지중환경(subsurface)에서 일어나는 복잡한 현상에 대한 이해를 고도화함으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 지중환경 모사장치를 이용한 현상학적 오염물질 거동특성을 평가할 수 있다.

둘째, μ-CT/미세유체시스템 등을 활용한 미시규모 현상의 가시화 및 기작규명이 가능해진다.

셋째, 오염물질 지중 거동을 예측할 수 있는 수치해석 기반 반응-이동모델링이 용이해진다.

넷째, 거동 특성에 근거한 오염물질별 위해성 평가 및 맞춤형 위해저감 조치방안 도출이 가능해진다.

현재 KIST 원내 주요 사업 (K-Lab)으로 진행 중이며 구체적인 성과에 대해서는 향후 공개할 예정이다.

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