무한경쟁의 시대에 국가경쟁력 제고와 과학기술입국의 기반이 되는 요소로서 기초과학의 중요성이 날로 강조되고 있습니다. 사이언스타임즈는 국내를 대표하는 창조적 기초과학 공동연구기관인 '한국기초과학지원연구원'과 공동으로 기초과학 관심 증대를 위해 흥미로운 과학 이야기를 담은 기획시리즈를 마련해 연재합니다. 독자 여러분들의 많은 관심을 부탁드립니다. [편집자 註]

인간은 문명을 발전시키면서 생활의 편리를 위해 많은 물질을 만들어냈다. 지금까지 약 9만종의 화학물질을 사용해 온 것으로 알려져 있으며, 물론 이들 화학물질은 발견 당시 인류에게 있어 매우 유익하여 획기적인 것이었다.

예를 들어 DDT 등은 말라리아와 발진티푸스 등으로부터 수많은 사람들의 목숨을 구했고, 주로 변압기의 절연재로 사용된 PCBs는 가장 성능이 좋고 열에 타지 않는 절연유로 심지어 형광등의 안전기 등 매우 많은 전기기기의 필수품으로 쓰였다.

그러나 그러한 기적의 발명품들은 몇 년 가지 않아 인류의 지속가능한 미래를 위협하는 치명적인 물질들임이 밝혀졌고, 이러한 물질들을 검출해내고 제거하기 위해서는 다시 수십, 수백 배의 노력과 희생이 필요하다는 사실을 인식하기 시작했다.

1992년 리우 지구정상회담 이후 세계 경제발전의 패러다임은 환경을 고려한 지속가능개발로 전환되었다. 그런데 과거에 제품으로 생산된 이러한 물질뿐 아니라 이로부터 의도하지 않은 다이옥신과 같은 물질들이 발생하기 시작하였다.

산불이 발생하면 그 지역의 다이옥신 농도가 증가한다. 이는 나무에 뿌려진 여러 가지 살충제로부터 산불에 의해 다이옥신이 생성되기 때문이다. 또한 방부처리된 목재들은 가정용 스토브의 연소나 화재에 의해 다이옥신을 심각하게 증가시킨다.

이는 살충제의 주성분인 구리가 목재에 화학 결합한 후 다이옥신 생성 촉매로서의 역할을 하고, 방부처리제의 금속들이 타다 꺼진 목탄의 불씨를 살려 다이옥신 생성 온도를 조성한 후 방부처리제의 부성분인 염소계 유기물이 다이옥신 전구체로 작용하기 때문이다. 여러 가지 플라스틱 쓰레기들을 충분히 고온에서 소각하지 않을 경우 다이옥신이 생기는 것은 이미 잘 알려진 사실이다.

2001년 미국 뉴욕에서 세계무역센터가 테러로 붕괴된 후 많은 논문들이 뉴욕지역의 다이옥신 농도가 증가했음을 보고했다. 고층건물의 무너진 잔해에서 발생한 먼지에는 치명적인 다이옥신이 보통의 1천500배나 더 들어 있는 등 매우 유해하다. 산·유황·중금속 등의 수준도 매우 높고 석면은 통상의 27배이며, 암 등을 유발하는 400가지 유해물질도 검출됐다.

여기까지를 우리는 자연의 부메랑이라 말하여 왔다. 고도산업화 되면서 일어난 여러 환경오염이 다시 우리에게 돌아오기 때문이었다. 그러나 청정지역이라고 알려진 오염원으로부터 30만㎞ 이상이나 멀리 떨어져 거주하는 툰드라 지대의 이뉴잇인(북미 그린란드의 에스키모)들은 다이옥신 생성 지역에 인접한 다른 캐나다인들보다 2배 이상의 다이옥신을 체내에 축적한 것으로 알려져 있다.

과연 이들은 왜 자연의 부메랑을 맞았을까?

미국 뉴욕 퀸스 컬리지의 생태계 연구소의 연구에 의하면 대부분의 다이옥신 발생원에서는 극소량의 오염물질을 만들어낼 뿐이며 오염원의 지속적 배출지역과의 거리보다는 기상조건 등 다른 요인들이 더욱 중요한 것으로 나타났다.

소각로에서 인간의 섭생까지 경로를 살펴보면 다이옥신은 굴뚝에서 배출된 후 기상조건에 따라 이동, 비를 타고 내려온다. 이것이 다시 목초에 침적되고, 이를 먹은 젖소들의 지질세포에 축적돼 고기와 우유로 옮겨지고 결국에는 인간의 몸에 쌓이게 된다.

또한 조류를 통해서는 바다 먹이사슬의 하위층인 새우나 가재 같은 갑각류로 옮겨진다. 이를 통해 북극의 고래에 쌓이게 되고, 땅으로 내려앉은 다이옥신은 이끼에서 순록으로, 물고기에서 바다표범으로 이동된 공중의 다이옥신이 에스키모인의 몸속에 쌓이게 된다. 이것을 과학자들은 “메뚜기 효과”라 부른다.

오염이 된 지역뿐 아니라 예측할 수 없는 메뚜기 뜀을 이용해 전 지구적으로 돌아다니며 오염을 확산 시킨다. 바람과 해류를 따라 수백, 수천 킬로미터를 이동하며, 동 물질이 사용된 적이 없는 지역에서도 검출되며, 그 과정에서 분해도 잘 되지 않고 먹이사슬의 상위과정으로 올라갈수록 점점 더 생체농축이 된다.

과학자들은 이 메뚜기 뜀 자국을 가까스로 따라다니며 극소량의 오염물질을 검출해내고 환경을 복원하기 위해 안간힘을 쓴다. 부메랑 자국을 추적하기 위한 과학자들과 메뚜기 뜀으로 도망가는 환경오염물질.

얼마나 더 가야 메뚜기를 따라 잡을 수 있을지 알 수는 없지만 지속가능한 인류의 삶을 위해 더 넓게 확산하며 낮은 농도로 숨어드는 메뚜기들과의 쫒고 쫓기는 추격전을 우리는 오늘도 고감도, 고성능 장비를 가지고 계속하고 있다.