비료공장의 굴뚝에서 채집한 불화규산?

우리나라 불소화 반대 사이트는 거의 전부 불소 농도 조절사업에 사용되는 불소에 대해서 비료공장의 굴뚝이라는 단어를 자주 사용합니다.

그나마 불소의 채집과정을 잘 표현한 불소화 반대론자들의 사이트에서 인용해보면 다음과 같습니다.

수돗물에 들어가는 불소는 독성 산업폐기물!!
유해가스 처리공학이라는 책에는 알루미늄공장과 비료공장에서 불화나트륨과 불화규산이 발생하는 과정을 잘 설명해 주고 있습니다.

 

 

1) 알루미늄 전해과정에서 생성되는 불화나트륨(NaF)

알루미나의 전해에 의해서 알루미늄을 제조하는 공정에서는 빙정석(3Na.AlF3), 불화알루미늄(AlF3)이 약 1000℃에서 불화수소(HF)를 발생시킵니다. 이 불화수소가 공장 굴뚝으로 배출되기 전 가성소다나 황산나트륨 용액에 처리시키면 수돗물에 들어가는 물질인 불화나트륨이 형성됩니다.

2) 비료공장 굴뚝에서 생성되는 불화규산(H2SiF6)

인산비료인 과인산석회는 인광석을 황산으로 분해해서, 중과인산석회는 인산으로 처리해서 제조되는데, 여기서 불화수소, 규산이 있을 때는 4불화규소가 배출됩니다. 불화규소를 공장 굴뚝의 세정탑에서 물에 흡수시키면 불화규산이 만들어집니다.

 

  ※ 비료공장 굴뚝의 불화규산 생성과정

불화규소 [3SiF4] + 물 [2H2O] → 이산화규소(SiO2) +불화규산 [2H2SiF6]
4불화규소 [SiF4] + 불화수소 [2HF] → 불화규산 [H2SiF6] + 물 [H2O]
 

고온의 처리공정을 거친 후 굴뚝으로 배출되는 불화수소와 불화규소를 잡기 위한 공정을 ‘수세에 의한 불화수소제거법’이라 부릅니다. 그리고 주의할 점으로 불화규산은 강산성이기 때문에 가열하면 불화규소와 불화수소로 분해되고 pH 미터의 유리전극을 침식시킬 정도로 독성이 강합니다.

유해가스 처리공학, 장철현&신남철

 

유리를 침식시킬 정도로 농축한 강산성의 물질! 수돗물에 들어가는 불소는 안전성이 검증된 자연물질이 아니라, 그 자체로 독성이 아주 강한 산업폐기물입니다. 안양 학의천에서 물고기가 떼죽음을 당한 이유도 불화규산이 희석되지 않고 그대로 방류되어 물고기가 떼죽음을 당한 것입니다. 어떻게 이런 물질을 우리가 먹는 수돗물에 투입할 수 있는지 놀라울 뿐입니다.

 

위의 주장에서 틀린 말은 별로 없어 보입니다. 불소를 자연물질로 볼 것이냐 산업폐기물로 볼 것이냐라는 질문도 사실은 본질을 흐리는 말에 불과합니다. 불소가 인체에 유해한가 아닌가라는 질문에 대한 답변은 자연물질이냐, 산업폐기물이냐라는 말에 의해 좌우되는 것이 아니기 때문입니다.

1. 알루미늄 산업에서 불소를 배출한다?

위의 생산과정에서 알루미늄 산업에서 불소를 배출하는 과정을 예시했습니다. 하지만, 일반적으로 알려지기로는 불소는 알루미늄 산업에서 촉매로 사용되는 물질이지, 부산물로 만들어지지 않습니다.

역사적으로도 알코아사(社)가 불소 촉매를 만들기 위해서 비료 공장에서 생산하는 방식대로 불소를 제조하여 사용하기도 하였으나, 이 비용이 비싸기 때문에 좀더 값싼 불소화합물을 이용하였으며, 결국 알코아 사도 1952년 이후로는 사용하지 않습니다. 이러한 점은 불소화에 대해서 반대하는 입장을 가지고 있는 과학사가인 브라이언 마틴 조차도 인정하는 내용입니다. 그러므로 알루미늄 산업이 불소를 배출한다는 것은 거짓말입니다.

 

2. 비료 공장 굴뚝에서 불소를 채집한다.

비료 공장의 설계도를 구할 수 없기 때문에 간단히 세정탑이라는 것이 무엇인지 살펴보겠습니다. 비슷한 산업으로 보이는 곳에서 하나 그림을 인용해 보겠습니다.

(인용한 곳)

아마 비료 공장의 구조도 이와 크게 다르지 않으리라고 보입니다. 위의 그림은 세정탑의 개념을 아주 잘 보여 준다고 생각합니다. 인광석을 황산과 반응시키면 불소화합물 기체가 발생하고 이 기체를 물에 녹이기 위해서 세정탑을 거치고, 그 후에 환경으로 내 보내게 됩니다. 그렇다면 세정탑은 보기에 따라서는 굴뚝도 될 수 있지만, 전통적인 의미에서 말하는 굴뚝은 연기를 배출하는 장치에 불과하기 때문에 세정장치 혹은 수세장치, 채집장치 등으로 불릴 수도 있을 것입니다. 뭐라고 불소 반대론자들이 부르던 간에 제가 상관할 일은 아닙니다.

영문을 찾아보면, smokestack scrubbers 라는 단어로 표현했는데, smokestack는 굴뚝이라는 의미이고, scrubbers는 세정기라는 의미입니다. 이 단어를 굴뚝으로 번역한 사람은 세정기라는 단어를 의도적으로 빼놓은 것으로 보입니다. 하지만 이 두 단어를 가만히 보면 굴뚝 세정기라고 직역이 가능하며, 이중에서 좀더 정확한 의미를 가지는 단어는 당연히 세정기입니다.

남들이 열심히 만들어 놓은 세정장치를 의도적으로 굴뚝이라고 표현하는 것을 도대체 어떻게 이해해야 할지 모르겠습니다. 인간이 음식을 먹고 결국 배설한다고 해서 인간을 똥주머니라고 표현하는 것과 뭐가 다를까요?

 

어떻게 만들었는가 하는 것보다 더 중요한 문제는 만들어진 제품의 질적인 문제입니다. 불화규산은 화학적으로 순수하다면 오염될 이유가 없습니다. 하지만 여러 가지 중금속으로 오염되어 있다고 합니다. 그렇다면 그 오염원은 인광석 때문일 것입니다. 암석중에 중금속이 포함되었다는 것은 그다지 놀라운 일이 아니기 때문입니다. 하지만, 얼마나 오염되었는가에 대해서는 깊이 자세히 언급하고 있지 않습니다.

사실 오염원에 대해서는 전(前) 수원대학교 교수였던 안혜원님의 분석이 있습니다. 이 분석 결과를 간단히 분석한 것을 제가 딴지 일보에 올렸습니다. 그 내용을 그대로 인용하겠습니다.

불소화에 사용되는 불소는 공업용이라서 위험하다. 불소에는 위험한 양의 비소가 함유되어 있다.

이 내용은 지난 호에서 다룬 것이지만 게시판에 자주 올라오는 글이라서 다시 정리합니다.

자연에서 추출하는 불소와 수돗물 불소화에 사용되는 불소가 다르다고 주장하거나, 수돗물 불소화에 사용되는 불소가 공업용이라서 위험하다고 주장하는 사람들이 있습니다.

폐기물이건 부산물이건 간에 중요한 것은 정말로 불소에 심각한 독성물질이 오염되어 있는가라는 실질적인 분석 결과입니다. 이에 대해서 녹색평론에 안혜원 교수님이 분석자료를 올렸습니다. 그분의 분석자료를 읽어보면 저는 문제가 될 것이 없다고 생각하는데, 안혜원 교수님의 결론은 저와 반대입니다. 왜 그렇게 되었는가 살펴보겠습니다.

자료를 살펴보겠습니다.  

표1. 불화규산과 불화나트륨의 금속 오염도

 

불화규산

불화나트륨

As

18000 ppb       

7 ppb          

Be

19 ppb       

1 ppb미만   

Cd

38 ppb       

10 ppb          

Cr

4700 ppb       

520 ppb          

Pb

66 ppb       

44 ppb          

Ni

3600 ppb       

190 ppb          

Hg

2 ppb       

4 ppb          

여기서 알 수 있듯이 불화규산에 포함된 오염물질중에서 가장 위험한 것은 As 즉 비소입니다. 하지만 한가지 지적할 사항은 불화규산을 바로 사용하는 것이 아니라 불소 농도가 0.8 ppm이 되도록 희석해야 한다는 것입니다.

안교수님은 다음과 같이 말합니다.  

특히 수돗물 불소화 사업시 불소의 최종 농도가 2ppm이 되도록 불화규산을 첨가할 때 수돗물 중의 독성 금속 중에서도 특히 비소의 최종 농도는 0.2ppb로 비소의 독성이 우려되는 규제치 50 ppb보다는 낮은 농도로 희석되었다.

즉 다시 말해서 위의 원액을 수돗물 불소화에 적절하도록 희석하게 되는 경우 최종 비소의 농도는 0.2 ppb가 된다는 것입니다. 하지만 위의 계산은 잘못된 것입니다. 수돗물 불소화의 농도는 2 ppm이 아니라 0.8 ppm입니다. 더군다나 물속에는 이미 0.2 ppm이 있기 때문에 2ppm이 되기 위해서는 적정량의 3배를 넣어야 합니다. 그러므로 추가되는 비소의 최종 농도도 0.2 ppb가 아니라 0.07ppb가 되어야 합니다. 그리고 이미 수돗물에는 비소가 포함되어 있습니다. 우리가 그 농도를 정확하게 자료를 통해서 얻을 수 없지만, 미국의 경우에는 평균적으로도 6~7 ppb정도가 포함되어 있습니다. 그렇다면 수돗물 불소화로 추가되는 비소의 양은 단지 원래 있던 비소의 농도를 1% 정도만 높여줄 뿐입니다. 비소는 수돗물에만 존재하는 것이 아닙니다. 비소는 적은 양이지만 식품에 조금씩 다 함유되어 있습니다. 국내의 자료는 알 수 없으나, 미국인들은 물 뿐만 아니라 다양한 음식에서 비소를 섭취하고 있으며 미국 식약청에 의하면 평균 성인의 비소 섭취량은 53µg/day 이며, 이중 20%(13µg)가 무기질의 형태라고 합니다. 다시 말해서 수돗물 불소화에 사용하는 불화규산으로 오염되는 비소의 양은 극히 미미하다는 것입니다.

이러한 상황에서 안교수님은 다음과 같은 말을 합니다.

비소의 발암성에 대하여 Smith등의 연구 논문을 인용하고 있는데 50㎍이상의 비소가 함유되어 있는 물을 하루에 1ℓ씩 평생 마시는 사람이 간, 폐, 신장암 등으로 사망할 확률은  1000명당 13명으로 매우 높은 것으로 추정된다고 한다.

사실 비소의 문제는 현재 미국에서는 10 ppb로 기준을 낮추려고 하는 것으로 알고 있으며 곧 10 ppb가 기준이 될 것으로 생각됩니다.

그런데 문제는 스미스의 이 실험이 50ug의 비소를 섭취하는 사람들을 대상으로 연구한 것이 아닙니다. 이 실험은 실제로는 대만에서 수행된 연구 결과를 이용해서 추산한 것입니다. 대만의 시골 지역의 물의 비소 함량은 상상하기 힘들 정도로 매우 높습니다. 연구에 사용된 대만의 시골 지역의 비소 농도의 중간값은 780 µg/L입니다. 우리의 기준으로는 완전히 먹지 못하는 물이죠. 대만의 Chen이라는 사람이 비소의 농도를 측정하고 비소의 농도와 암의 발생이 관련이 있다고 주장했습니다. 그런데 그 조사에서 사실은 자신이 필요한 자료에 맞추어서 일부 자료를 선택적으로 사용한 것이 나중에 알려졌습니다. 글쎄요.. 이러한 일은 사실 종종 일어니긴 합니다. 실험을 하다가 납득하지 못한 결과가 나오면 그 결과를 자신이 실험을 잘못했겠거니 하고 버리게 되죠. 하지만 이러한 태도가 과학적인 것은 아니죠. 스미스가 이 결과를 외삽시켜서 미국에서 50 ppb라고 해도 매우 위험할 것이라고 주장한 것이 시발이 되어서 물속의 비소 농도를 재조정하는 작업에 들어갔습니다.  

하지만 Chen의 연구는 이것만이 문제가 아닙니다. 거의 동일한 지역의 대조구를 사용하지 않고 그냥 대만 평균치와 비교한 것입니다. 뿐만 아니라 늘어난 암이 폐암과 방광암이었는데, 이것은 물보다는 담배에 의한 것일 가능성이 매우 높음에도 불구하고 이것에 대한 보정이 없었습니다. 그렇기 때문에 이 결과는 오히려 신뢰성이 떨어진 상태입니다. 다만 신뢰도가 떨어졌다고 해서, 그 가치가 무시될 정도는 아니라고 생각합니다. 현재 대규모의 연구가 진행되지 않은 이상, 내릴 수 있는 결론은 200 ppb 이상의 농도에서는 유해하지만 50ppb의 농도는 스미스가 제시한 것보다는 안전하다고 볼 수 있다고 생각하고 있습니다.

하지만 미국에서는 이 기회에 비소의 기준을 10 ppb로 낮추려고 하고 있습니다. 개인적으로 생각하기에 미국의 비소 기준치가 내려간다면, 우리나라의 비소의 기준치도 10 ppb로 낮아질 것이 분명합니다. 50ppb가 10 ppb로 낮아질 필요가 있냐는 질문에 대해서조차도 미국내 전문가들의 의견이 갈라지지만 한가지 분명한 것은 10 ppb마저도 위험하다고 생각하는 사람들은 거의 없다는 것입니다. 그러므로 우리는 10 ppb의 비소의 농도는 안전하다고 생각할 수 있습니다. 그리고 수돗물의 비소의 농도 기준을 설사 10 ppb라고 생각하더라도, 수돗물 불소화에 의한 비소의 농도가 증가하는 양은 미미하다는 것입니다.

즉 결론적으로 다시 말하면, 수돗물 불소화에 의해서 물에 첨가되는 비소의 양은 전체적으로나 혹은 기준치 상으로나 매우 미미하다는 것이며, 이것으로 더 이상 불소화합물이 산업 폐기물이며 공장의 굴뚝에서 얻어내기 때문에 유독하다는 식의 말은 없었으면 합니다. 그리고 지난 호에서 지적했듯이 불소는 알루미늄 산업의 폐기물이 아니라 비료산업의 부산물입니다. 그리고 그 원료는 인광석입니다.

 

결론

굴뚝 운운하고 폐기물 운운하는 것은 한마디로 겁주기에 불과한 것입니다. 굴뚝이라는 단어는 굴뚝 세정기라는 단어중에서 의도적으로 세정기를 빼 버린 말에 불과하며, 중금속에 오염되었다는 주장도 실제 사용하는 농도를 감안하면 전혀 문제가 되지 않으며, 알루미늄 산업의 폐기물이라는 주장은 뻔뻔한 거짓말에 불과합니다.