환경 문제는 어떤 원리로 발생하는 것일까?
59개 이슈로 알아보는 환경과학!

환경은 우리가 생활하고 활동하고 생산하는 곳이다. 크게는 우주나 지구이고, 작게는 사회나 거리가 되며, 더 좁히면 가장 작은 단위인 가정이 된다. 이러한 환경에서 발생하는 다양한 문제들, 즉 오염 문제의 감소 및 방지 등 공해 문제를 과학적으로 해결하고 응용하는 과학의 한 분야가 환경과학이다. 환경 문제가 무엇인지 제대로 알고 있어야 환경오염을 위한 다양한 노력을 할 수 있는 것처럼, 우리가 앞으로 반드시 알아야 할 분야이다.
『머릿속에 쏙쏙! 환경과학 노트』는 환경과 환경 문제가 정확히 무엇인지부터 출발하여, 우리의 환경에서 발생하는 문제들을 과학적으로 설명하고 분석해준다. 환경 문제가 역사적으로 언제부터 발생했고, 환경 문제를 해결하기 위해 필요한 정치적·경제적 시점과 방법을 알아본다. 또한 환경 문제 관련 의제가 많이 포함되어 2015년 9월 UN총회에서 채택된 SDGs, 즉 지속 가능한 개발이라는 개념 역시 알아본다.


우리가 살고 있는 소중한 환경을 과학적으로 이해해보자!

온난화, 이상기후, 해양오염, 대기오염 등 수많은 환경 관련 뉴스를 보다 보면 비관적이기 쉽고 막막해진다. 하지만 무조건 비관만 해서는 해결할 수 없다. 환경 문제를 해결하기 위해서는 좀 더 냉정하게 현상을 바라보고 분석하고 이해할 수 있어야 한다. 『머릿속에 쏙쏙! 환경과학 노트』는 이러한 환경 문제를 과학적으로 이해하고 같이 생각해볼 수 있는 기초적인 과학 지식을 소개한다.
이 책은 총 12장으로 구성되어 있다. 1장은 환경 문제의 정의와 역사를 짚어본다. 2장은 온난화, 3장은 수질오염, 4장은 대기오염, 5장은 토양오염을 다룬다. 6장에서는 인구 증가로 인한 환경 문제를 다루며, 7장은 편리한 만큼 엄청난 위협이 되고 있는 플라스틱 문제를 다룬다. 8장은 에너지 개발로 인한 환경오염과 재생에너지를, 9장은 ‘인체’라는 환경에서의 오염을 이야기한다. 마지막으로 10장은 원자력과 환경의 관계를 정리하고, 11~12장은 3R운동과 지속 가능한 개발을 다룬다. 각 분야의 환경 이슈를 한눈에 보고 관련 과학 지식을 이해할 수 있게 도와준다.


<책속에서>



이날은 안개가 짙게 낀 영국 특유의 우중충한 날씨였기에, 딱히 여기에 주의를 기울인 지역 주민이 거의 없었다. 그러다가 그날 오후, 하늘이 점차 노랗게 변하더니 썩은 달걀에서나 날 법한 냄새가 감돌기 시작했다. 이튿날에도 자욱한 안개뿐만 아니라 쓰레기 냄새 같은 악취가 진동했고, 이 상태는 5일이나 이어졌다. 숨조차 제대로 쉬기 힘들어졌고, 같은 해 12월 9일에는 15만 명이나 되는 사람들이 입원하게 되었다고 한다.
_03 환경 문제에 대한 대응은 언제 생겼을까?

현재 지구 온난화는 인간의 활동으로 말미암아 발생한 현상으로 받아들여지며, 세계 각국의 대처가 요구되는 상황이다. 하지만 지구의 온도는 과거에도 계속해서 변동해왔다. 이는 인간의 활동은 물론이거니와 여타 다른 동물의 활동에 따른 결과도 아니다. 아마도 지구 스스로의 활동에 따른 자율적인 온도 변화로 보인다. 지구의 온도는 따뜻한 시대와 추운 시대가 교대로 반복되면서 지금에 이르렀음이 널리 알려져 있다. 이때 추운 시대를 우리는 빙하시대라고 부른다.
_09 지금이 간빙기라면 이산화탄소는 누명을 쓴 것일까?

32억 년 전에는 광합성을 실시하는 세균인 사이아노박테리아(남세균)이 탄생했다. 특히 27억 년 전에 대량으로 발생하면서 산소가 왕성하게 만들어지기 시작했다. 이때 생겨난 산소는 처음에는 바닷속 철분과 반응하여 산화철 상태로 바닷물 속에 가라앉아 있었으므로 대기 중에 남은 양은 극히 적었다. 하지만 약 20여 억 년 전부터 대기 중에도 산소가 섞여 들어가기 시작했다. 이로 인해 지상의 철이
산화 상태를 이루게 된 때는 24~22억 년 전으로 보인다.
_17 지구의 대기는 어떻게 성립되었을까?

하지만 이는 표면으로 드러난 원인일 뿐, 문제의 배후에는 급격하게 불어난 인구 문제가 있다. 전 세계 인구는 엄청난 기세로 증가하고 있다. 1950년에는 25억 명이었던 인구는 2000년에는 61억 명, 2020년에는 77억 명까지 늘어났다. 이대로 가다가는 2030년에는 85억 명, 2055년에는 100억 명을 돌파할 것으로 예측된다. 이 정도의 인구를 부양하려면 그만한 농산물이 필요해진다. 그러면 그만큼 농지는 혹사당하게 되고, 결과적으로는 토양의 힘이 약해지거나 염류가 집적되는 현상이 발생하여 토지는 서서히 사막으로 변해가게 된다.
_26 급속한 사막화의 원인과 해결책은?

플라스틱의 해양오염은 이전부터 문제시되고 있었다. 불법으로 투기된 플라스틱 쓰레기는 최종적으로 바다로 모이게 된다. 그중 일부는 해류를 타고 해안까지 흘러들어, 마치 쓰레기장처럼 더럽혀놓는다. 낚싯줄은 나일론(폴리아미드 합성수지)으로 만들어진다. 이 낚싯줄이 끊어져 바다를 떠다니다 물질을 하던 해녀나 바닷새에게 휘감겨 위험을 초래하는 경우가 있다. 또한 바다로 흘러든 비닐 시트나 비닐봉투를 바다거북이가 해파리로 착각하여 그대로 삼켰다가 목숨을 잃기도 한다.
_34 새집 증후군, 해양오염, 멜라민 파동이란?

생물이 만들어낸 유기 자원 중 재생이 가능한 물질을 바이오매스라고 부른다. 화석연료 역시 생물이 기원으로 보이지만, 재생이 불가능하기 때문에 바이오매스라고 불리지는 않는다. 바이오매스의 전형적인 사례는 바로 식물이다. 식물은 이산화탄소와 물을 원료로 하며 햇빛을 에너지원으로 삼아 광합성을 실시해 글루코스 등의 당류를 합성한다. 광합성이 태양에너지를 이용할 때 에너지 효율은 이론적으로 1%라고 한다.
_40 폐기물에서 나오는 고형연료와 에탄올을 열원으로 쓸 수 있다고?

석유난로를 때면 방 안이 따뜻해진다. 그리고 나중에 석유탱크를 살펴보면 석유는 줄어들어 있다. 당연한 일이다. 그런데 여기에 마법의 난로가 있다. 이 난로는 방이 따뜻해진 뒤 석유탱크 안을 살펴보면 석유가 이전보다도 ‘늘어나’ 있다. 말도 안 된다고 생각하겠지만, 이러한 능력을 지닌 원자로가 있다. 바로 증식로이다. 고속증식로는 연료를 태우면 에너지를 발생시키는 데 그치지 않고, 사용한 연료의 양 이상의 새로운 연료를 만들어내는 마법의 원자로이다.
_49 고속증식로는 원자로에 필요한 자원을 무한히 만들어내는 마법일까?

시작하며

제1장 언제부터 어떻게 환경 문제가 시작되었을까
01 환경의 범위는 어디부터 어디까지일까?
02 환경이 파괴될 때, 문명은 어떻게 될까?
03 환경 문제에 대한 대응은 언제 생겼을까?
04 예전부터 사람들을 괴롭혀온 공해는?
05 음식물과 약도 환경 문제를 일으킬까?

제2장 지구 온난화의 원인과 진행 방식
06 방출 에너지와 입사 에너지의 절묘한 균형?
07 21세기 말에는 낮은 땅이 물에 잠긴다고?
08 석유 1g이 타면 3g의 이산화탄소가 배출된다고?
09 지금이 간빙기라면 이산화탄소는 누명을 쓴 것일까?
10 온난화는 우연일까? 지구 자전축 변화나 맨틀의 대류 때문일까?

제3장 지구의 물을 둘러싼 환경 문제
11 지구 기후를 유지시키는 심층 대순환이란?
12 오염 재생장치인 해양을 위협하는 것은?
13 오염물질이 흘러들어 부영양화가 발생하면?
14 셰일가스 개발로 지하수가 오염되고 있다고?
15 하수도 문제에서 가정 하수와 빗물의 분리는 어떻게 해야 할까?
16 하늘에서 떨어지는 산성비의 정체는 뭘까?

제4장 지구 대기의 성립과 오염 문제
17 지구의 대기는 어떻게 성립되었을까?
18 지구상 대기 90%가 고도 20km 아래에 있다고?
19 지구에는 어떤 종류의 바람이 불까?
20 인간의 건강을 위협하는 대기오염은?
21 광화학 스모그와 오존홀은 어떤 방식으로 위험한 걸까?

제5장 대지 환경 구조와 자원, 그리고 오염 문제
22 생명체의 터전인 토양이 만들어지려면 얼마나 시간이 걸릴까?
23 판은 맨틀에서 태어나, 맨틀로 돌아간다?
24 화석연료는 도대체 어디에서 왔을까?
25 땅속에 폐기되는 플라스틱과 중금속은 어떻게 되는 걸까?
26 급속한 사막화의 원인과 해결책은?

제6장 인구 폭발과 식량 위기의 대처
27 전 세계 인구가 10분의 1로 줄면 환경 문제가 없어질까?
28 인류를 굶주림에서 구해낸 공중 질소 고정이란?
29 전 세계에 거대 전쟁을 불러들인 강력한 폭탄의 탄생?
30 세계에서 농약을 가장 많이 사용하는 나라?
31 녹색혁명과 양식 어업이 산업을 바꿀까?

제7장 편리한 플라스틱과 환경오염
32 열을 받으면 말랑말랑해지는 인공 고분자?
33 온도가 높아지면 플라스틱은 왜 부드러워지는 걸까?
34 새집 증후군, 해양오염, 멜라민 파동이란?
35 오염의 주범인 플라스틱이 환경 문제를 해결한다고?

제8장 화석연료에서 재생에너지로
36 우리의 환경에 악영향을 끼치는 화석연료는 무엇이 있을까?
37 새로운 에너지원인 메탄 하이드레이트와 셰일가스의 문제점은?
38 높이나 바람을 이용한 자연 친화적인 에너지란 무엇일까?
39 고장이 나지 않고 폐기물도 발생하지 않는 청정에너지가 있을까?
40 폐기물에서 나오는 고형연료와 에탄올을 열원으로 쓸 수 있다고?

제9장 우리 인체의 환경과 건강
41 독극물로부터 몸을 보호하기 위해서는 어떤 지식이 필요할까?
42 피로와 공포를 잊게 해주는 무시무시한 약물은 무엇이 있을까?
43 DNA 정보의 복제 오류를 유도해 발병하는 게 암이라고?
44 식중독을 일으키는 세균은 무엇이 있을까?
45 백혈구가 우리 인체를 지키는 원리는 무엇일까?

제10장 원자력은 환경과 타협할 수 있을까
46 원자가 분열 혹은 융합할 때 방출되는 에너지는 어떤 원리일까?
47 중성자란 무엇이고 어떤 파괴력이 있을까?
48 원자로를 효과적으로 운용하는 데 필요한 재료와 문제점은?
49 고속증식로는 원자로에 필요한 자원을 무한히 만들어내는 마법일까?
50 지상에 태양을 실현할 수 있을까?

제11장 3R 운동으로 순환형 사회로 거듭날 수 있을까
51 자원 낭비를 어떻게 막을 수 있을까?
52 재사용과 재이용이란 무엇일까?
53 개인으로서 환경 문제는 어떻게 시작해야 할까?
54 국가 규모의 환경 대책은 무엇이 있을까?
55 친환경을 넘어 정화하는 화학이란?

제12장 지속 가능한 개발 목표는 어떻게 이룰 수 있을까
56 지속 가능한 개발이란 무엇일까?
57 지속 가능한 개발의 목표는 무엇일까?
58 지속 가능한 개발을 달성하는 기준은?
59 지속 가능한 개발과 환경 문제를 어떻게 조화시킬까?