“쓰레기는 문명의 가장 마지막 결과다”

 

더럽고 하찮아 보여도

알고 보면 신기하고 재미있는

쓰레기 속 놀라운 과학의 세계

환경공학자이자 SF 소설가로 활동하며, 과학 지식을 바탕으로 사회의 관심사를 폭넓게 풀이해온 우리 시대의 가장 유쾌한 이야기꾼 곽재식의 신작 『쓰레기 과학―집파리에서 인공지능까지 우리가 하찮게 여기는 쓰레기의 모든 것』이 문학과지성사에서 출간되었다. 저자 곽재식은 이번 책에서 우리가 가장 더럽고 하찮게 여기는 쓰레기를 정면으로 들여다보며, 그 속에 숨어 있는 놀랍고도 신기한 과학기술의 세계를 펼쳐 보인다.

2024년 통계청 발표에 따르면, 한국인들이 버리는 쓰레기는 1인당 매년 459킬로그램, 1인당 매일 1.2킬로그램, 전 국민이 하루에 버리는 쓰레기는 무려 6만 톤에 이른다(*생활 폐기물 발생량 기준). 그리고 이 많은 쓰레기는 매일 24시간 안에 처리되어야 한다. 1분, 60초마다 41.7톤의 쓰레기를 누군가가 치워야만 대한민국의 일상은 유지될 수 있다. 저자 곽재식은 “쓰레기는 가장 비루한 것이지만, 문명의 가장 마지막 결과”이며, “그리고 그 쓰레기 속에 우리에게 꼭 필요한 여러 수준의 과학이 가득하다”라고 말한다. 실제로 인류가 수십만 년 전부터 해온 쓰레기를 불에 태워 없애는 일조차 자세히 들여다보면 하나하나 따져야 할 것이 많은 고도의 기술이다.

이 책은 쓰레기 지옥의 악마 군단 집파리에서부터 예상 밖의 골칫거리 음식물 쓰레기와 플라스틱, 종이와 배터리 같은 우리 주변에 널린 온갖 쓰레기를 비롯해 우주 쓰레기와 쓰레기 처리의 새로운 희망 인공지능까지를 두루 아우르며 20개의 이야기를 통해 쓰레기의 모든 것을 되짚는다. 그리고 무심코 버려지는 수많은 쓰레기 속에는 생물학과 화학부터 양자역학과 머신 가이던스, 나노기술, 인공지능까지 쓰레기를 둘러싼 최첨단 과학의 세계가 가득 담겨 있다.

쓰레기는 가장 더럽고 하찮기에 우리에게 피하고 싶은 대상이지만, 저자 곽재식은 “더럽고 보기 싫은 쓰레기를 다루는 일에 더 많은 사람이 더 깊은 관심을 가질수록 그 사회는 한층 성숙해진다고 생각한다”라고 말한다. “문명이 만들어낸 풍요를 누리는 데서 그치지 않고, 그 뒤에 남은 것을 책임지는 사람이 어른”이기 때문이다. 따라서 이 책 『쓰레기 과학』은 우리 사회를 보살피고 진짜 어른을 만들어주는 이야기이며, 더 나은 세상을 꿈꾸는 독자들에게 특별한 시사점을 제공하는 책이 될 것이다.

 

 

쓰레기를 따라가면 과학이 보인다

 

1444년 세종대왕 시대, 쓰레기를 둘러싼 논쟁으로 시작하는 이 책은 『조선왕조실록』의 일화를 소개하며 환경문제가 정치적 다툼으로 변질될 때 벌어지는 일을 역사 속에서 끄집어낸다. 이후 책은 크게 두 축으로 전개되는데, 1부 ‘땅에 묻기’는 우주 쓰레기, 난지도, 집파리, 수도권 매립지 등 버려진 것들이 향하는 곳을 중점적으로 다루며, 2부 ‘재활용하기’에서는 알루미늄, 배터리, 플라스틱, 쓰레기 인공지능 등 버려진 것이 다시 쓰이는 과정을 흥미롭게 살펴본다.

무엇보다 이 책 『쓰레기 과학』은 쓰레기는 지저분하고 하찮은 것이지만, 알고 보면 수많은 과학기술이 만나는 현장이라는 점을 알려준다는 데 있다. 예를 들어 저자 곽재식은 우주 쓰레기를 이야기하며 인공위성과 GPS, 레이저 관측 기술로 향하고, 쓰레기 매립지를 파고 다지는 중장비를 따라가다가 파스칼의 원리와 유압 기술의 역사로 들어간다. 쓰레기 속 유해 물질을 찾아내는 분석 기술에서는 빛과 원자, 양자 이론이 등장한다. 매립가스에서는 미생물과 지구 생명의 역사를 이야기하고, 알루미늄과 철을 재활용하는 과정에서는 금속과 화학뿐 아니라 에너지와 기후변화 문제까지 살핀다.

전기차 배터리 재활용은 한국과 헝가리의 산업을 연결하고, 플라스틱 쓰레기는 석유화학 산업과 열분해 기술로 이어진다. 우리가 무심코 버리는 종이 한 장에는 조선 시대부터 이어진 재활용의 역사가 숨어 있고, 건설 폐기물을 부수어 다시 골재로 사용하는 과정에서는 거대한 도시가 어떤 물질의 순환 위에 세워져 있는지 보여준다. 마지막에는 카메라와 센서로 쓰레기를 구별하는 인공지능과 로봇 기술까지 등장한다.

이처럼 『쓰레기 과학』은 하나의 학문 분야에 머물지 않는다. 물리학과 화학, 생물학, 지질학, 기계공학, 재료공학, 우주과학, 인공지능은 물론 역사와 산업, 경제와 환경정책까지 자연스럽게 연결한다. 쓰레기라는 하나의 대상을 끝까지 따라가다 보면 현대사회가 얼마나 다양한 과학기술의 협력으로 유지되고 있는지를 발견하게 된다.

 

 

가장 하찮은 것에서 현대 과학기술의 폭넓은 세계까지

문명을 이해하는 핵심 열쇠, 쓰레기

 

이 책 『쓰레기 과학』은 기후위기와 자원순환이 일상어가 된 시대에, 보기 싫어서 치워버리는 것에 불과했던 쓰레기를 문명을 이해하는 핵심 열쇠로 재조명한다. 무엇보다 저자 곽재식은 과학 지식을 바탕으로 역사와 사회, 정치 분야를 자유롭게 넘나들며 쓰레기 속에 담긴 놀라운 과학의 세계를 일목요연하게 펼쳐 보이면서도 딱딱한 정보 전달에 머물지 않는다. 우주 쓰레기를 설명하며 호메로스의 『오디세이아』와 쥘 베른의 『해저 2만 리』, 애니메이션 「니모를 찾아서」까지 끌어와 니모 지점이라는 이름의 유래를 풀어내는 식이다. 조선왕조실록, 박제가의 『북학의』, 19세기 서양인 여행기 등 역사 자료를 폭넓게 인용하며 과거와 현재를 잇는다. 또한 과학을 공식과 원리만으로 설명하지 않는다. 다양한 사례와 구체적 데이터를 통해 ‘환경을 보호하자’라는 당위적 구호 대신 실제 수치와 기술적 조건을 근거로 논지를 전개한다. 과학과 역사, 산업과 사회를 자유롭게 넘나들며 어려운 원리를 친숙한 이야기로 바꾸어내는 곽재식 특유의 이야기 솜씨가 빛나는 대목이다.

특히 저자는 쓰레기 문제야말로 융합적인 사고가 필요한 분야라고 강조한다. 환경문제를 환경 분야만의 일로, 인공지능을 컴퓨터 분야만의 일로 나누어 생각해서는 새로운 해결책을 찾기 어렵다. 여러 분야의 학자와 기술자가 서로 다른 관점에서 힘을 모을 때 비로소 새로운 길이 열린다. 책의 마지막에 등장하는 인공지능 역시 인간의 일자리를 빼앗는 두려운 존재가 아니라, 쓰레기를 찾아내고 분류하고 처리하여 세상을 더 깨끗하게 만드는 현실적인 도구로 그려진다.

우주를 떠도는 인공위성 파편에서 발밑의 음식물 쓰레기까지, 조선 시대 청계천에서 인공지능 로봇까지, 이 책 『쓰레기 과학』은 가장 낮고 하찮아 보이는 곳에서 출발해 현대 과학기술의 가장 넓고 높은 세계로 독자를 데려간다.

[목 차]

들어가며: 세상의 쓰레기들을 똑바로 쳐다보기

 

1부 땅에 묻기

우주 쓰레기―지구에서 가장 큰 쓰레기장

난지도―지상 최대의 쓰레기 매립지가 탄생하기 직전

집파리―쓰레기 지옥의 악마 군단

위생매립―쓰레기의 마지막 운명

수도권 매립지―어떻게 이렇게 거대한 것을 우리가 만들었을까

매립지 중장비―아마꽃 연못을 활용한 쓰레기 구덩이 파기

폐기물 시험 기준―쓰레기에 양자 이론 적용하기

매립가스―태초의 생명과 최후의 재활용

쓰레기 대란―베이루트의 몰락과 중동 위기

쓰레기 불법 야적―몰락과 소멸의 경고

 

2부 재활용하기

알루미늄―경상북도 영주시에서 빛나는 재활용의 황제

철―스웨덴이 갈고 있는 복수의 칼날

희귀 금속―황금 도시 울산

배터리 재활용―한국과 헝가리의 아주 가까운 관계

종이―휴지의 진정한 의미

플라스틱―한마디만, 재활용

음식물 쓰레기―예상 밖의 골칫거리

건설 폐기물―땅 파서 먹고살기와 순환 골재

소각―최후의 재활용

쓰레기 인공지능―새로운 희망

 

참고문헌

[본 문]

니모 지점이 세계에서 가장 큰 쓰레기장이 된 것은 이름처럼 그곳에 정말로 아무것도 없기 때문이다. 니모 지점은 뉴질랜드와 칠레 사이의 드넓은 남태평양 바다 한가운데에 있고 이곳에는 섬도, 특별한 시설도 없다. 아무것도 없이 광활한 바다만 펼쳐져 있어, 지도만 봐도 쓸모를 다한 무언가를 갖다 버리기에 알맞은 곳처럼 보인다. 〔……〕 그렇다면 도대체 니모 지점에 어떤 쓰레기를 버릴까? 아무리 아무것도 없다고 해도 바다에 쓰레기를 함부로 버릴 수는 없다. 더욱이 니모 지점은 사람 사는 곳에서 너무 멀리 떨어져 있어서, 생활 쓰레기나 음식물 쓰레기를 가져다 버리기에는 적합하지 않다. 머나먼 바다까지 쓰레기를 실어 나르려고 광활한 바다를 몇 날 며칠씩 항해해 돌아오기에는 배를 움직이는 기름값도, 인건비도 너무 많이 든다. 그래서 니모 지점은 일반 쓰레기를 버리는 곳이 아니다. 인적이 드물어 사람이나 시설에 피해를 줄 가능성이 적고, 수심이 깊어 그 잔해가 주변에 미치는 영향이 비교적 작은 곳에서 안전하게 처리해야 하는 특별한 쓰레기를 버리는 장소다. 마침 그런 특별한 성격을 띤 쓰레기가 있다. 바로 우주 쓰레기다. (「우주 쓰레기」 26~28쪽)

 

별로 대단치 않은 일 아닌가? 누구나 생각할 수 있는 방법이다. 그래서인지 영국에서는 이 방법을 ‘관리하면서 버리기controlled tipping’라는 평범한 이름으로 부른다. 그러나 이렇게 쓰레기를 땅에 버리더라도 최대한 위생적으로 관리해보자는 발상이 그 싹을 틔워, 오늘날 현대 쓰레기 처리 방식의 세계적 표준으로 자리 잡았다. 〔……〕 땅에 버린 쓰레기를 흙으로 잘 덮어 관리하면 집파리 같은 해충의 접근을 막을 수 있다. 집파리는 흙을 조금만 덮어놔도 먹이를 찾으러 들어가지 못한다. 조금 더 신경 써서 관리하면 다른 해충들도 웬만큼 막을 수 있다. 냄새가 퍼지는 것도 훨씬 덜하다. 이 정도만 해도 쓰레기장에서 발생하는 여러 문제를 절반 가까이 해결할 수 있다. 게다가 가장 골칫거리라고 할 수 있는 침출수 문제를 줄이는 데도 큰 도움이 된다. (「위생매립」 74쪽)

 

수도권 매립지는 2010년대 중반을 지나면서 새로운 갈등에 맞닥뜨렸다. 2016년이면 시효가 다할 거라는 예측과는 달리 계속 사용하게 되었다는 점이 문제의 핵심이다. 〔……〕 왜 이런 일이 벌어졌을까? 쓰레기가 너무 늘어나 수도권 매립지조차 감당할 수 없을 만큼 온 세상이 쓰레기 천국으로 변해가고 있기 때문일까? 그렇지 않다. 사실은 정반대다. 수도권 매립지로 들어오는 쓰레기의 양은 가장 많을 때는 연간 1천만 톤을 넘길 때도 있었지만, 재활용 기술이 발전하고 쓰레기를 줄이기 위한 여러 정책과 기술이 도입되면서 점차 줄어들었다. 1995년에 시행된 쓰레기 종량제가 자리 잡은 것도 큰 영향을 미쳤다. 그 결과 수도권 매립지에 묻히는 쓰레기의 양은 과거에 비해 크게 줄어들었다. 연간 1천만 톤에 이르던 시절은 오래가지 않았고, 최근 통계를 보면 2023년에는 약 129만 톤, 2024년에는 약 107만 톤으로 감소해 앞으로도 계속 줄어들 것으로 보인다. 이처럼 당초 예상과는 달리 쓰레기의 양이 줄어들면서, 2010년대 중반에도 수도권 매립지에는 사용 가능한 공간이 꽤 남게 되었다. 그래서 “아직도 쓰레기를 묻을 땅이 이렇게 많은데, 수도권 매립지 사용을 중단하는 것은 낭비다”라는 주장이 나오게 된 것이다. (「수도권 매립지」 97~99쪽)

 

결국 베이루트 시내의 공터마다 쓰레기가 쌓이기 시작했다. 중동의 파리라 불리던 도시가 거대한 중동의 쓰레기통으로 변해버렸다. 이때의 쓰레기 문제는 해결되는 듯하면서 몇 년이나 이어졌다. 한동안 베이루트에서는 쓰레기 썩는 냄새가 도시를 뒤덮어 시민들이 코를 막고 다녔고, 보다 못한 사람들이 곳곳에서 쓰레기를 태우자 연기와 재가 자욱하게 깔리면서 도시의 공기가 오염되었다고 한다. 비가 내리면 길가에 쌓여 있던 쓰레기들이 빗물을 따라 떠내려가 도로가 거대한 쓰레기 강처럼 변하는 기괴한 광경이 펼쳐지기도 했다. 나중에는 바다에까지 쓰레기를 버리면서 아름다운 베이루트 앞 지중해가 쓰레기 국물이 되어버렸다. 당시 언론에는 지중해 오염으로 해양 생물이 점차 살기 어려워지고, 그 피해가 주변 국가로까지 번질 수 있다는 우려가 실릴 정도였다. 이렇게 되자 격분한 베이루트 시민들은 거리로 쏟아져 나왔다. 당시 시위에 참여한 인원은 5만 명에 달했다. 베이루트에서는 보기 드문 대규모 시위였다. 15년간 계속된 내전은 견딜지언정 쓰레기는 견디지 못하는 것이 현대인이기 때문이다. (「쓰레기 대란」 166~167쪽)

 

그러는 동안 선진국 철강 회사들은 전기로에서 이산화탄소 감축이라는 전혀 다른 가능성을 발견했다. 전기로 방식에서 가장 중요한 점은 막대한 양의 전기를 안정적으로 공급받는 일이다. 만약 전기를 태양광이나 풍력 같은 재생에너지로 충당할 수 있다면, 이산화탄소 배출을 크게 줄이면서도 철을 생산할 수 있다. 석탄을 사용하기 때문에 이산화탄소를 뿜어낼 수밖에 없는 고로 방식과는 다른 장점이다. 물론 쉬운 일은 아니다. 폐차 90만 대의 고철을 녹일 만큼 어마어마한 양의 전기를 모두 태양광이나 풍력으로 얻기는 무척 어렵다. 그러나 재생에너지에 꾸준히 투자해온 선진국들은 이미 상당한 규모의 발전 시설을 갖추고 있어 이런 일에 도전해볼 수 있다. 기술 선진국에서는 오랫동안 정부와 기업이 투자해 그 결실을 맺고 있는 풍부한 재생에너지가 이제 재활용과 같은 새로운 사업의 발판이 되고 있다. 같은 전기로라도 한국에서는 애물단지지만, 재생에너지가 풍부한 나라에서는 기후변화 시대에 경쟁력을 갖춘 강력한 무기로 활용되고 있는 것이다. (「철」 210~211쪽)

 

그래서 나는 재활용 사업이 환경보호, 자원 획득, 수익이라는 세 가지 장점과 오염 우려, 품질과 안전성에 대한 불안이라는 두 가지 단점이 맞서는 3대2의 다툼이라고 생각한다. 결국 재활용 산업의 성패는 장점을 얼마나 크게 살릴 수 있는지, 단점을 어떻게 줄여나가는지에 따라 달려 있다. 그리고 정부가 정책을 어떻게 운영하느냐에 의해 엄청난 양의 쓰레기가 그냥 버려지기도 하고, 사람들이 먹고살 수 있는 일거리를 만들어주기도 한다. (「배터리 재활용」 234쪽)

 

그러나 플라스틱이 등장한 초창기에는 생명을 위협하는 물질이 아니라 오히려 생명을 구하는 재료에 가까웠다. 옛날에는 따뜻한 옷을 지어 입거나 목도리, 모자 등을 만들 때 주로 동물 가죽을 이용했다. 그러나 현대에는 동물 가죽보다 훨씬 저렴한 플라스틱 계통 재료를 써서 따뜻한 옷이나 질감 좋은 소파 등을 손쉽게 만들 수 있다. 예를 들어 우리가 흔히 ‘레자’라고 부르는 인조가죽은 폴리염화비닐이나 폴리우레탄 같은 플라스틱으로 만드는 경우가 많다. 또 동물의 털과 비슷한 질감을 내는 털실에는 아크릴 섬유가 널리 쓰이는데, 이 역시 플라스틱의 일종인 폴리아크릴로니트릴을 섬유 형태로 가공해 만든 것이다. 〔……〕 만약 플라스틱 기술이 없었다면, 털옷이나 코트를 만들기 위해 수많은 여우와 족제비, 밍크를 잡아야 했을 것이다. 가격도 비쌀 수밖에 없다. 그러나 플라스틱이 보급되면서 그 많은 동물을 희생시키지 않고도 싼값으로 따뜻하게 지낼 수 있게 되었다. (「플라스틱」 256~257쪽)

 

심지어 소각장을 만드는 과학자들은 불길의 열을 최대한 활용하기 위해 펭귄 발과 원리가 같은 현상까지 응용했다. 남극의 차가운 얼음 위에서 사는 펭귄의 발은 놀랄 만큼 차갑다. 만약 펭귄의 심장에서 나온 따뜻한 피가 그대로 발까지 내려갔다가 차갑게 식어 몸속으로 돌아온다면 체온을 유지하기 어려울 것이다. 그래서 펭귄의 발에는 심장에서 내려가는 따뜻한 피가 흐르는 혈관과, 발에서 돌아오는 차가운 피가 흐르는 혈관이 서로 나란히 놓여 있다. 다시 말해 발에서 돌아오는 차가운 피는 몸으로 향하는 혈관을 따라 흐르면서, 심장에서 내려오는 따뜻한 피의 온기를 전달받아 다시 몸 안쪽으로 들어가는 구조다.

비슷한 원리로 소각장을 비롯한 많은 공장에서는 수도꼭지에서 받은 찬물을 곧바로 끓이지 않는다. 대신 수도꼭지에 긴 관을 연결해 뜨거운 연기가 지나가는 통로를 따라 흘려보낸 다음 보일러로 보낸다. 이렇게 하면 수도꼭지에서 나온 차가운 물이 뜨거운 연기에서 나오는 열을 흡수해 미지근해진다. 어차피 쓸모없이 버려지는 연기의 열기를 이용해 조금이라도 데우는 것이다. 이렇게 데워진 물은 찬물을 끓일 때보다 훨씬 빨리 끓는다. (「소각」 324~325쪽)