▲ 시멘트 공장에서 쓰레기를 소각하며 푸른빛 연기를 뿜어내고 있다. ⓒ 최병성
시멘트 공장에서 쓰레기를 소각하며 푸른빛 연기를 뿜어낸다. 지역 주민들은 시멘트 공장이 쓰레기 소각을 늘린 최근 들어 정체불명의 연기가 더 많아졌다고 말한다. 시멘트 공장에서 쓰레기를 소각하며 배출되는 연기 속에는 유독물질인 '수은'도 포함돼 있다.
수은은 미량으로도 인체에 영향을 미치는 유독물질이다. 온도계와 건전지 등 우리 일상에 흔히 사용되지만 지속적으로 노출되면 암을 일으키기도 하고, 시력 장애, 언어 장애, 기억력 상실 등과 같은 신경 계통과 신장, 간 등에 심각한 질병을 유발한다.
국제사회는 2009년 유엔환경계획(UNEP)에서 협약 제정을 결정한 이후 수년 동안 정부 간 논의를 거쳐 2014년 10월 일본에서 '수은에 관한 미나마타협약'을 채택하고 수은 확산을 막기 위해 노력 중이다. 환경부는 '수은으로부터 안전한 사회 만들기 위한 수은 관리 종합대책 수립'(2015.12.16)에서 수은이 인체에 미치는 심각한 증상에 대해 다음과 같이 강조했다.
□ 인체 영향
❍ (체내 축적) 몸속에 들어온 메틸수은은 뇌에 축적되기 쉬우며, 수은 중독으로 주로 중추신경장애 등 질환 유발, 특히 태아에게 치명적
❍ (증기 흡입 및 섭취) 폐부종, 간질성 폐렴, 구토, 가슴통증, 호흡 곤란 등
❍ (장기 노출) 신장 기능 저하, 알레르기 반응, 구강 염증, 신경계 영향 등
대한민국은 수은 배출 세계 9위에 이를 만큼 수은 배출이 심각한 나라다. 특히 환경부의 '국민혈중 중금속 농도 조사'(2006년) 결과에 따르면, 한국의 여성은 3.76㎍/L으로 16~49세의 미국 여성 1.02㎍/L(99~2000년), 0.82㎍/L(2001~2002년)과 18~69세의 독일인(0.58 ㎍/L)의 혈중 수은 보다 높게 나타났다.
▲ 환경부 조사 결과, 한국인은 미국과 독일인보다 혈중 수은이 높다. ⓒ 환경부
국민 건강을 위협하는 수은은 대체 어디서 발생하는 것일까? 환경부는 위 자료에서 우리나라 주요 수은 배출원을 ①화력발전소 등의 고정연소 34.7% ②시멘트공장 34.7% ③폐기물 13.9% ④철강생산 6.9% 등이라고 밝히고 있다.
▲ 시멘트공장은 국내 수은 배출량의 무려 34%를 차지하고 있다. ⓒ 환경부
대기 중으로 배출되는 수은은 종류가 다양하다. 수은은 크게 '입자상수은', '산화수은', '원소수은'으로 나뉜다. 입자상수은의 대기 중 체류시간은 0~10일, 산화수은의 대기 중 체류시간은 0~5일에 불과하다. 입자상수은과 산화수은은 배출원에서 대기 중으로 방출된 후 바로 인근에 낙하되어 침전된다.
그러나 원소수은은 심각한 환경문제가 된다. 대기 중 체류시간이 무려 150~350일에 이른다. 대기 중 체류시간이 매우 길기 때문에 배출원 부근뿐 아니라 대기 중으로 확산되며 전 지구적인 오염원이 된다.
▲ 환경부는 수은 중 원소 수은은 대기 중에 오래 더 있으면서 전지구를 오염시키는 위험 원인이 되고 있다고 환경부 자료에 밝히고 있다. ⓒ 환경부
중국 시멘트 공장의 수은 배출이 적은 이유
시멘트 공장은 국내 총생산(GDP)에서 차지하는 비중이 겨우 0.3%에 불과한 업종이다. 그런데 국민을 병들게 하고 전지구적으로 광범위한 환경오염을 일으키는 수은을 무려 34.7%나 배출하고 있다. 환경부 자료(수은으로부터 안전한 사회 만들기 위한 수은 관리 종합대책 수립 2015.12.16)에 따르면, 우리나라 수은 배출량의 무려 1/3이 시멘트 공장에서 발생하는 셈이다.
시멘트 공장의 수은 배출은 어쩔 수 없는 것일까? 중국의 시멘트 공장과 비교하면 답을 쉽게 찾을 수 있다. 중국은 시멘트 생산 세계 1위 국가다. 그러나 중국의 시멘트 공장은 수은 배출량이 적다. 시멘트 제조에 쓰레기를 넣지 않기 때문이다.
'시멘트 소성 공정 수은, 미세먼지 (PM2.5, PM10), NOx 동시제거를 위한 고효율 처리시스템 개발'(2015.6)에 따르면, 중국의 시멘트 공장은 한국처럼 수은 배출이 높지 않다. 중국 시멘트 공장은 시멘트 제조에 석탄 외의 폐기물을 사용하지 않는다. 석탄에서도 수은이 발생하지만 석탄에서 발생하는 수은은 대부분 입자상수은으로 시멘트 공장의 백필터로 걸러지는 분진과 함께 대부분 제거된다.
이는 환경부가 16억 7000만 원, 기업이 6억 6700만 원을 투자하여 2011년 11월 1일부터 2014년 9월 30일까지 약 3년 동안 중국과 한국을 비교 조사하고 2015년 6월 환경부 장관에게 보고한 용역 결과다.
특히 이 보고서는 한국이 문제라고 지적한다. 한국은 시멘트 소성로에 석탄뿐 아니라 각종 다양한 폐기물을 소각하기 때문에 기존 국내 시멘트공장에 설치된 집진시설인 백필터로는 제거가 어려운 원소수은과 산화수은이 많이 발생되고 있다는 것이다.
▲ 입자상수은은 백필터에서 제거되지만, 원소 수은은 문제임을 강조하고 있다. 심지어 입자상 수은을 다시 사용하는 시멘트 제품도 문제될 수 있다며 연구가 필요하다고 강조했다. ⓒ 환경부
이 보고서에 따르면, 쌍용C&E 영월공장에서 시멘트소성로 배기가스의 수은을 측정 해 본 결과, 사용하는 연료의 수은 함량에 따라 배기가스 중 수은 농도에 많은 차이가 발생함을 확인했다. 석탄을 주로 사용하는 소성로의 경우에는 수은 농도가 낮았다. 그러나 정제유나 폐비닐처럼 수은 함량이 높은 폐기물을 사용하는 소성로에서는 수은 함량이 높게 측정되었다.
▲ 중국은 석탄만 사용하여 수은 농도가 낮은 반면, 한국의 쌍용양회는 폐기물 사용으로 수은의 농도가 높음을 지적하고 있다. ⓒ 환경부
특히 연구진이 분석한 중국 시멘트 공장은 쓰레기를 사용하지 않고 석탄만 사용한다며 석탄의 수은 농도는 평균 0.17mg/kg 정도의 일정한 수준이라고 했다.
그러나 쌍용C&E 영월공장에서는 다양한 쓰레기를 소각해 시멘트를 만들고 있는데, 폐비닐과 정제유(폐유) 등의 가연성 폐기물의 수은 농도가 석탄보다 훨씬 높은 결과를 나타냈다고 밝혔다. 결국 자원재활용이라는 미명 아래 시멘트에 사용하는 쓰레기가 시멘트 공장 수은 배출의 주원인이었다.
▲ 시멘트 공장 창고에 가득 쌓여 있는 가연성 쓰레기. 결국 이런 쓰레기들이 시멘트 공장의 수은 배출을 증가시키고 있다. ⓒ 최병성
화력발전소와 시멘트 공장을 비교해보니
중국의 시멘트 공장은 석탄만을 사용하기에 입자상수은이 백필터에 제거되어 굴뚝 밖으로 배출되는 양이 미미하다. 이는 화력발전소의 수은 배출 특성에서도 쉽게 확인된다.
환경부 자료에 따르면, 화력발전소와 시멘트 공장은 각각 34%의 수은을 배출하는 1~2위 업종이다. 국립환경과학원은 '고정오염원의 수은 배출량 저감과 감시를 위한 연속모니터링 실시 및 수은 저감 기술의 효과 연구(II)'(2015)에 시멘트 공장과 화력발전소의 수은 발생 특성을 자세히 조사 비교 정리해놓았다.
석탄만을 에너지원으로 사용하는 화력발전소는 약 0.3㎍/S㎥로 낮은 농도의 수은을 배출한다. 그러나 시멘트 공장은 수은의 최대 발생 농도가 약 600㎍/S㎥까지 높게 나타났으며, 평균 26.3㎍/S㎥로 수은 농도의 차이가 크고 일정치 않다고 강조했다.
▲ 화력발전소와 시멘트공장의 수은 발생 농도 차이. 화력발전소의 수은 발생농도는 아주 낮은 반면 시멘트공장은 수은 발생 농도가 높고 그 차이 역시 크다. ⓒ 국립환경과학원
국립환경과학원은 '시멘트 소성시설에서의 수은 배출특성 및 최신 측정방법 적용성 평가 연구'(2017.6)에서 시멘트 공장의 수은 발생 농도 차이가 큰 이유를 시멘트 공장 구조와 시멘트 제조에 사용하는 폐기물 때문이라고 설명한다.
첫째, 시멘트 제조시설은 단일 공정이 아닌 배출시설이 다양하고 병렬 형태로 연결되어 있기 때문에 공정의 운영이 일정하지 않다.
둘째, 시멘트 제조에 사용되는 원료의 다양성이다. (중략) 석탄 비산재 및 폐주물사 등이 보조원료로 사용된다. 이러한 원료(폐기물)에 수은이 고농도로 함유되어 있기 때문에 수은 발생량이 높으며 성상에 따라 큰 차이를 보인다.
셋째, 연료의 다양성이다. 기존에는 유연탄을 수입하여 연료로 사용하였지만, 최근 (중략) 화석연료와 함께 폐기물고형 연료 (Solid Refuse Fuel, SRF)를 혼소하기 때문에 수은의 발생 원인이 다양하다.
특히 환경부는 '수은 국제협약 대응을 위한 고정 오염원 조사 국제공동연구'(2013년)에서 시멘트 공장의 수은 발생 원인이 쓰레기로 시멘트를 만들기 때문이며, 다양한 폐기물 사용으로 인해 배출 특성을 예측조차 어렵다며 시멘트 공장의 수은 배출 심각성을 다음과 같이 강조했다.
시멘트소성시설의 경우 연료 및 부연료, 원료 및 부원료로 다양한 폐기물을 혼소 하고 있다. 투입되는 폐기물의 성상이 일정치 않으며, 동일 시간에 동일한 성상의 폐기물이 투입되는 것이 아니기 때문에 투입되는 폐기물의 특성을 통한 수은화합물의 배출특성을 예측하기 힘들며 이에 따라 배출농도의 변화 폭이 크다. 시멘트 소성시설의 경우 폐기물 혼소율, 폐기물원료 대체율 등 복합적인 이유로 인하여 시설 간의 차이뿐만 아니라 측정시간별로 차이가 많이 나는 것을 알 수 있다.
▲ 환경부는 시멘트 제조시 투입하는 폐기물의 성상과 투입량과 시기가 일정하지 않아 배출되는 수은 특성 파악 조차 어렵다고 지적하고 있다. ⓒ 환경부
환경오염 방지시설조차 빈약한 시멘트 공장
시멘트 공장에서 수은을 다량 배출하는 이유는 쓰레기 외에도 하나 더 있다. 그 많은 쓰레기를 소각하면서도 다른 시설에 비해 빈약한 환경오염 방지시설 때문이다.
국립환경과학원은 '시멘트소성로는 다양한 수은이 발생됨에도 불구하고, 수은을 제어할 수 있는 별도의 습식 방지시설이 설비되어 있지 않아 입자상 수은을 제외한 대부분의 수은이 최종배출구로 배출된다'(시멘트 소성시설에서의 수은 배출특성 및 최신 측정방법 적용성 평가 연구)고 강조했다. 시멘트 공장은 다른 소각시설에 비해 수은을 제거할 습식 방지시설이 없는 심각한 환경오염 배출시설임을 지적한 것이다.
그동안 시멘트 공장은 시멘트소성로가 1450도의 고온이라 유해물질이 완전분해된다며 온갖 산업 쓰레기들로 시멘트를 만들어 왔다. 그러나 쓰레기에 함유된 유해물질이 완전분해된다는 주장은 국민을 속이는 거짓말이다. 시멘트업계가 자랑하는 시멘트 소성로의 고온이라는 특성 때문에 오히려 수은과 같은 유독물질이 휘발되어 굴뚝으로 배출되어왔던 것이다.
국립환경과학원이 시멘트소성로와 생활폐기물소각장과 지정폐기물소각장 등을 비교 조사한 '폐기물소각시설의 유해대기오염물질 배출특성 연구'(2006)에 따르면, 시멘트 공장의 방지시설은 '소성로(SNCR) ⇒ 세정탑 ⇒ 집진기 ⇒ 굴뚝'에 불과하지만, 폐기물 소각 전문 시설은 '소각로(SNCR) ⇒ 반건식반응시설 ⇒ 건식반응시설 ⇒ 집진기 ⇒ 촉매환원탈질시설 ⇒ 세정탑 ⇒ 굴뚝'의 세분화된 방지시설로 환경오염물질의 배출을 예방하고 있다고 강조한다.
▲ 시멘트공장과 쓰레기 전문 소각 시설과의 환경오염물질 방지 시설의 차이 ⓒ 국립환경과학원
특히 이 보고서에서 '시멘트소성로 1450도 고온에서 쓰레기의 유해물질이 완전분해된다'던 시멘트업계 주장은 국민을 속이는 거짓말임을 쉽게 확인할 수 있다. 시멘트 공장 굴뚝에서 나프탈렌, 벤조피렌 등의 발암물질인 다환방향족탄화수소류가 '발생'하고 있음을 보여주고 있다 특히 백필터에 불과한 시멘트 공장의 미약한 방지시설로 인해 결국 굴뚝 밖으로 '배출'되고 있음을 확인할 수 있다.
다환방향족탄화수소류(PAHs)는 두개 또는 그 이상의 벤젠고리가 융합된 유기화합물로 불완전연소에 의해 발생한다. 이는 쓰레기의 유해물질이 완전분해된다던 시멘트업계의 주장이 거짓이었으며, 결국 집을 짓는 시멘트도 안전하지 못하다는 이야기라 할 수 있다.
▲ 시멘트업계는 시멘트소성로가 고온이라 쓰레기 유해물질이 완전분해된다고 주장해왔지만, 이는 사실이 아님을 분명하게 보여주고 있다. ⓒ 국립환경과학원
환경부가 수은 배출의 주범
그동안 환경부와 시멘트업계는 독일 등 해외 시멘트 공장도 쓰레기로 시멘트를 만든다며 쓰레기시멘트로 인한 환경오염을 합리화해왔다. 그러나 '시멘트 소성 공정 수은, 미세먼지 (PM2.5, PM10) , NOx 동시제거를 위한 고효율 처리시스템 개발' 보고서는 유럽은 폐기물 가이드라인과 엄격한 배출가스 통제로 환경오염을 예방하고 있음을 다음과 같이 강조했다.
유럽에서는 산업폐기물을 시멘트에 재활용하는 경우 시멘트의 안전성을 확보하기 위해 시멘트에 재활용하는 폐기물의 가이드라인을 정하였다. 즉 배출가스의 엄격한 통제를 통해 환경오염을 예방하고 시멘트공장에 사용하는 폐기물의 종류와 양을 통제하고 있다. 또한 유럽의 경우 시멘트 제품의 안전성 확보를 위해 시멘트 소성로의 배출가스 중에 각종 중금속 규제를 하고 있다.
특히 국립환경과학원은 미국과 독일 등은 수은의 배출을 막기 위해 굴뚝에서 실시간 측정을 하지만 한국의 시멘트 공장은 그렇지 못하다며 대한민국 시멘트 공장의 수은 배출의 심각성을 지적했다.
'미국과 독일 등 선진국에서는 굴뚝 연속자동측정장치(Continuous Emission Monitoring) 측정 항목에 '수은'을 포함하여 수은에 대한 지속적인 모니터링을 하고 있다. 그러나 우리나라의 경우 굴뚝 연속자동측정장치의 대상 오염물질로 수은을 포함하고 있지 않아 수은의 배출 농도를 파악하기 어렵다.'
그동안 환경부는 '수은 관리 종합대책을 수립'하는 전담부서로 '수은에 관한 미나마타 협약'에 따라 수은 저감을 위한 대책을 마련해왔다. 그러나 환경부는 수은 저감 대책을 세운다면서도 한편으로는 쓰레기 치우기에 급급해 시멘트 공장의 쓰레기 사용으로 수은 배출을 확산시켜온 주범이었다.
환경부와 시멘트업계는 자원재활용이라며 쓰레기시멘트를 합리화해왔다. 그러나 쓰레기시멘트는 자원 재활용도 아니고 쓰레기를 해결한 것도 아니다. 쓰레기시멘트는 결국 새로운 유해물질을 재생산하여 전국민과 전지구적 환경 재앙이 되게 하는 것에 불과하다.
수은 배출을 조장해온 환경부의 잘못된 쓰레기 재활용 정책의 대전환이 시급하다.