보를 만들면 수질이 나빠지는 두 가지 이유
4대강 사업에 대한 논란의 핵심은 4대강에 16개의 보를 만드는 것과 5억4000만 톤의 모래와 자갈을 파내는 준설공사다. 우선 '보'라는 것은 흐르는 강을 막아서 정체된 저수지로 만드는 구조물로써 수질 측면에서는 매우 불리하다. 보를 만들면 수질이 나빠진다는 것은 두 가지 측면에서 설명할 수 있다.
첫째, 흐르는 강물을 막으면 수심이 깊어지고 유속이 느려져서 공기로부터 산소가 천천히 녹아들게 된다. 유료 낚시터에 가본 사람은 알 것이다. 낚시꾼이 던지는 밑밥과 미끼는 수질오염물질이고, 분해되면서 물속 산소를 소모시킨다. 물속에서 산소가 고갈되면 물고기는 숨쉬기가 곤란해져서 죽게 된다. 그러므로 수온이 높은 여름에는 작은 수차를 돌려서 물속에 산소를 넣어 주어야 수질이 좋아지고 물고기와 다른 수생생물이 살 수 있다. 즉 산소가 많은 물이 좋은 물인데 하천을 보로 막아 저수지가 되면 산소가 적게 녹아들므로 수질이 나빠지게 되는 것이다.
둘째로, 보를 막아 물이 정체되면 영양염류(질소, 인 등 세포를 만들 때 필요한 물질)가 축적돼 조류(藻類, 식물성 플랑크톤)가 생겨 수질이 나빠진다. 조류는 맨눈에는 안 보이는 작은 미생물인데, 조류가 많아지면 물이 탁해지고 냄새가 나기도 하며 정수과정에서 여과지를 막히게 하여 수돗물 생산의 효율성을 떨어뜨린다. 조류는 수명이 짧으며 죽게 되면 수질오염물질이 되고 만다. 정체된 저수지에서 조류가 많아지는 오염 현상을 부영양화라고 부른다. 그러므로 조류가 적을수록 좋은 물이라고 말할 수 있다.
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흐르는 강을 보로 막으면 물이 정체되어 수질이 나빠진다는 것은 새로운 이론이 아니고 수질교과서에서는 다 인정하는 과학적인 사실이다. 또 우리 조상들은 오랫동안 이런 현상을 관찰하고서 "고인 물은 썩는다"고 표현했다. <환경백서>를 보면, 환경부의 관리들도 이러한 사실을 잘 알고 있는 듯하다.
"호소는 대부분 폐쇄성 또는 준폐쇄성 수역공간이라는 구조적 특성 때문에 하천에 비해 자체 정화능력이 떨어지며, 영양염류의 축적이 용이하여 일단 오염이 되면 부영양화 등 2차 오염이 유발될 우려가 크다는 특성을 지니고 있다." - <2009 환경백서> 393쪽
이처럼 엄연한 사실이 4대강 사업으로 인해 갑자기 왜곡되기 시작했다. 4대강 살리기 추진본부가 만들어진 후 정부에서는 보를 만들어도 수질은 나빠지지 않고 오히려 좋아진다고 주장하고 있는데, 이러한 주장은 매우 교묘하게 사실을 왜곡시켜 주의 깊게 살펴보지 않으면 속기 쉽다.
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이 그림3은 어떤 점에서 사실을 왜곡하고 있는가? 우선 수량(水量)과 유량(流量)을 구분할 필요성이 있다. 수량이란 그릇에 담긴 물의 양을 말하며, 단위는 m3(톤)이 된다. 보를 만들면 높이에 따라서 저수용량이 결정되는데, 저수용량을 수량 또는 담수량이라고 보면 된다. 예를 들어 여주보의 저수용량은 1000만 톤이고 함안보의 저수용량은 1억2700만 톤이나 된다.
유량이란 흐르는 물의 양으로써 시간이라는 단위와 함께 표현해야 한다. 하천의 한 지점에서 하천 단면을 통하여 1초당 10톤의 물이 흐른다면 유량은 '10톤/초'라고 표현해야 한다. 100톤 용량의 그릇에 10톤/초의 유량을 계속해서 흘려보내면, 그릇을 채우는 데는 10초가 걸릴 것이다. 물론 그릇을 채운 후에는 다시 초당 10톤의 유량이 계속 흘러나갈 것이다.
보를 세우면, 유입수 질과 상관 없이 수질은 나빠진다
정부측 학자 중에서 박재광 위스콘신대 건설환경공학과 교수는 '4대강 살리기 사업의 진실'이라는 슬라이드 자료 24번(그림 4)에서 물그릇을 크게 하면 수질이 개선된다는 주장을 펴고 있다. 그림 4에서 무엇이 잘못되었는가? 이 자료에서는 수량이라는 말 대신에 유량이라고 표현하고 있다. 보를 막기 전에는 유량이 100(단위는 표시하지 않았지만 환경부 자료처럼 만톤이라고 가정하자)이던 것이 보를 막은 후에는 200만 톤으로 증가했다. 자세히 보면 슬라이드의 오른쪽 위에서 '보, 댐 건설로 담수량 증가'라고 표현하고 있으므로 담수량이 2배로 증가했다는 뜻으로 해석되고, 그렇다면 200만 톤은 유량이 아니고 수량이 정확한 표현이라고 하겠다. 즉 보를 막아서 수량 즉 저수용량이 2배로 증가했다는 의미로 해석된다.
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첫째 오류는 '보 건설 후 오염물질이 어떻게 해서 1/2로 줄어들었는가'다. 박 교수의 자세한 설명을 들어보아야 알겠으나 내가 추측하건대, 보의 상류유역에서 하수처리장을 만들고, 비점오염원을 관리하고 등등 4대강 사업에서 발표한대로 총 3.9조 원의 수질개선사업을 시행하면 유역에서 배출되는 수질오염물질의 양을 반으로 줄일 수 있다는 뜻으로 해석된다.
그러나 이것은 불가능한 일이다. 정부측 자료(그림3에서 인용한 환경부 슬라이드 15번)를 보면 환경기초시설을 확충하여 계획대로 오염물질의 양을 저감시키더라도 수질은 20% 개선될 것이라고 예측하고 있다. 사실 이러한 예측은 검증해 보아야 한다. 보로 인한 수질악화 현상을 제대로 반영했는지 확실하지 않다.
그러나 이 자료에는 보다 근본적인 중대한 오류가 숨어 있다. 상류유역에서 오염물질의 양을 줄이는 것은 "보를 막으면 수질은 어떻게 되는가"라는 질문과는 전혀 별도의 문제다. 이 점은 박 교수가 착각을 하고 있는 것으로 보이며 명백한 오류다. '보를 막으면 수질이 악화된다'는 것은 보로 흘러드는 유입수 수질의 정도에 관계없이 수질이 나빠진다는 의미이다.
흐르는 물이 정체되면 수질이 얼마나 나빠질 것인가라는 질문은 대답하기 매우 어렵다. 그러나 경기개발연구원의 수질팀이 2009년 7월에 발표한 '4대강 살리기 사업과 후속 사업 대응 방안'이라는 보고서에 의하면 남한강에서 보를 막아 강이 저수지가 되면 유속이 느려지고 확산계수가 작아져서 수질이 33% 나빠질 것이라고 한다. 이 연구에서는 조류 발생으로 인한 수질악화는 고려하지 않았다. 그러므로 조류 발생도 포함시키면, 조류의 번성기에 저수지 물은 하천수에 비해 보수적으로 계산해도 최소 50% 수질이 나빠질 것으로 보인다.
두 번째 오류는 유량이(나의 해석으로는 수량이다) 100에서 200으로 2배로 증가했는데 오염물질의 양은 늘지 않았다고 계산한 점이다. 앞서 2% 소금물의 예에서 보듯 저수지를 만들어서 저수용량이 2배로 늘어도 똑같은 물이 흘러 들어와서 저수지를 채울 것이므로 담수량이 늘어난다는 사실은 수질에 영향을 줄 수가 없다. 이 자료의 계산이 의미가 있으려면 늘어난 100의 수량은 오염물질이 조금도 포함되어 있지 않은 증류수여야 한다.
여기서 우리가 혼동하지 말아야 할 사실은 흐르는 물이 정체되면 그때부터 수질이 나빠진다는 것이다. 예를 들어 BOD 10ppm의 물이 흘러들면 저수지의 담수량이 커진다고 해서 수질이 변하지는 않으며, 자정능력이 작아지고 조류가 발생하여 수질이 50% 나빠져서 15ppm이 될 것이다. 만일 상류 유역에서 수질오염물질을 반으로 줄여서 BOD 5ppm의 물이 흘러 들어오면 수질은 50% 나빠져서 저수지의 수질은 7.5ppm이 될 것이다. 조류 발생의 조건은 다른 요인도 있으므로 언제 어디서나 꼭 50%가 나빠질 것이라고 단순하게 예측할 수는 없다. 그러나 확실한 것은 유입수의 수질이 좋거나 나쁘거나 저수지로 흘러 들어오면 수질은 그 상태에서부터 악화된다는 점이다.
그러므로 만일 상류유역에서 엄청난 예산을 들여 수질개선사업을 성공시켜 유입수의 수질을 BOD 2ppm으로 개선하여도 저수지에 들어오는 순간부터 수질이 나빠져서 최악의 경우 3ppm으로 나빠질 것이다. 물이 정체되면 수질이 나빠진다는 주장은 저수지에 들어온 물에 적용되는 주장이다. 상류에서 오염물질의 양을 줄이면 유입수의 수질이 개선되는 것은 너무도 당연하지만, 물그릇의 크기와 수질의 관계를 따져보는 우리의 논점과는 전혀 관계가 없는 사실이다. 흐르는 물을 보로 막아 정체시키면 수질은 나빠질 수밖에 없다.
정부 주장, 간식 먹으면서 운동 늘려 살 빼겠단 이야기
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MB, "단군 이래 최대의 환경파괴자"란 명칭 원하나
이 글에서는 4대강의 16개 보로 인한 수질 악화만을 중점적으로 설명했지만 4대강 사업이 강 죽이기라는 것은 다른 측면에서도 그러하다. 4대강에서 5억4000만 톤을 준설하는 사업 역시 수질을 악화시키는 사업이다. 이 글을 읽는 이들에게 4대강 사업 현장에 꼭 한번 가보라고 권하고 싶다. 엄청난 양의 모래와 자갈을 강에서 파내 '농지 리모델링'이라는 미명으로 현재 농사를 짓고 있는 땅을 매입해 그 위에 쏟아 붓고 있는 현장을 두 눈으로 보면, 왜 4대강 사업이 강 죽이기 사업인가를 쉽게 알 수 있다.
모래와 자갈은 강에서 물을 정화시키는 천연 하수처리장이라고 볼 수 있다. 옛날에는 나무통에 자갈, 모래, 숯을 층층으로 담아 일종의 수질정화시설로 이용했다. 요즘에도 상수도사업소에서는 급속모래여과지를 이용하여 물을 정화시키고 있다. 한민족이 한반도에 정착하기 이전 수백만 동안 자연의 침식, 운반, 퇴적작용으로 만들어진 4대강의 모래와 자갈을 단 2년 동안에 6m 깊이로 파내어 강을 저수지로 만드는 4대강 사업은 수질 측면에서는 단연코 해로운 사업이다.
이명박 대통령은 청계천을 보라고 말한다. 그러나 4대강 사업은 청계천 복원사업과는 방향이 다른 사업이다. 청계천 사업은 복개와 고가도로로 덮인 청계천을 들어내는 하천 복원 사업이었다. 그러나 4대강 사업은 굽이굽이 잘 흐르고 있는 건강한 강에 콘크리트 보를 만들고, 콘크리트로 강변을 치장하여 인공의 저수지로 만드는 토목사업이다.
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