중등교실 10

“철과 환경”

환경문제가 큰 이슈로 대두되고 있는 이때에, 철은 환경에 얼마나 어울리는 성질을 가지고 있는지 알아본다.

1. 땅 속에서 빨리 분해되는 철

하나뿐인 지구 환경과 더 없이 조화를 이루는 녹색 소재는 바로 철이다. 철은 모든 생명체에 필요한 필수 금속인 동시에 산업현장에서 이용될 때도 리사이클링이 뛰어난 천혜의 자원이기 때문이다.

철이 다시 땅 속으로 되돌아가려면 불과 수십년 안에 자연분해된다. 철이 지구에서 태어났기 때문이다. 땅 속에서 분해되는데 수 백년이 걸리고, 땅 속을 오염시키며, 땅 속에서 녹아 호수와 늪을 파괴시키는 다른 금속들에 비하면 철이 얼마나 환경 친화적인지 알 수 있다.

2. 이산화탄소를 줄이는 철

공해의 주된 원인이 되는 이산화탄소를 줄이는 데도 철은 중요한 역할을 한다. 바닷속의 식물 플랑크톤은 바닷물 안의 이산화탄소와 태양빛을 가지고 광합성을 하며 성장한다. 따라서 바다에 식물 플랑크톤이 늘어나면 그 결과로 대기외 이상화탄소가 줄어든다. 이 식물 플랑크톤 증식에 도움을 주는 것이 바로 바닷물에 녹아 있는 철 성분이다. 남극에서 이루어진 한 실험에 의해 바닷물 안에 포함되어 있는 철 성분의 농도를 높이면 플랑크톤이 크게 늘어나는 것이 증명되었고, 현재 철을 인공적으로 남극해나 태평양 적도 영역에 투입해서 플랑크톤을 늘리고자 하는 계획이 검토되고 있다.

3. 재활용하고 또 재활용하는 스틸캔

물건을 싸서 오래 보관하는 포장용기 재료로는 스틸, 알루미늄, 플라스틱, 유리, 종이 등이 있다. 그러나 우리가 일상적으로 먹는 음식을 상하지 않게 오래 보관할 수 있는 용기는 흔하지 않다. 이 문제와 관련해서 스틸은 여러 가지 장점이 있다.

우선, 스틸캔은 내용물을 가리지 않는다

다른 금속캔은 염기성 식품에 적합하지 않다든가, 산성 식품을 담으면 녹이 슨다든가 하는 특정한 약점을 보이지만 스틸캔은 어떤 내용물도 담을 수 있다. 일반적으로 통조림 식품을 만들 때는 안정성을 확보하기 위해 고온, 고압에서 완전 멸균을 한다든가, 섭씨 120도 정도에서 열처리를 하는 등 다양한 살균 방법을 동원한다. 이 과정을 거치려면 용기로 쓰이는 캔은 일정한 강도를 지니고 있어야 하는데, 스틸캔은 다른 금속캔과 비교할 때 구조적으로 가장 강하므로 이런 조건에 안성맞춤이다.

또한, 스틸캔은 가벼우면서도 충격에 강하며 수송할 때도 쉽게 변형되지 않는다. 스틸캔에는 3피스캔과 2피스캔이 있다. 3피스캔은 몸통, 뚜껑, 바닥 세 부분으로 구성돼 있고, 강도가 높아 통조림 같은 식품이나 커피, 주스 같은 비탄산 음료 포장에 사용한다. 2피스캔은 몸통과 뚜껑 두 부분으로 구성돼 있는 경량의 스틸캔이다. 원형의 스틸을 컵 모양으로 만들고, 끌어당기는 가공에 의해 측벽을 얇게 늘려서 캔으로 만든 것이다. 맥주, 콜라, 탄산 음료 등을 담는 데 쓰인다.

게다가 스틸캔은 빛으로부터 내용물을 보호하는 성능이 병보다 우수하며, 밀봉성도 페트 용기나 종이 용기보다 우수하다. 따라서 스틸캔은 식품은 물론 내용물을 변질되지 않고 오래 보존해야 하는 경우에 많이 사용된다.

또한 스틸은 가공성이 좋다. 구부려도, 펴도, 용접해도 좋기 때문에 어떤 모양의 캔도 제조할 수 있다. 이런 까닭에 외관을 자유자재로 디자인해 여러 모양의 캔을 만들 수 있다. 아름다운 금속 광택을 표현해 내는 특색 있는 디자인도 가능하다. 다양한 디자인의 소비자 기호에 맞는 캔을 만들 수 있다는 것은 상품의 이미지 구현에 큰 도움이 되므로 현대의 소비재 산업에서 스틸캔은 여러 모로 사랑받고 있는 용기이다.

그리고 더욱 중요한 스틸 캔의 장점은 에너지를 적게 사용한다는 것이다.

철 1톤을 생산하는데 필요한 에너지는 알루미늄을 생산하는데 필요한 에너지의 4분의 1 수준. 또 스틸 캔은 자성을 가지고 있어 다른 물질과 쉽게 구별돼 알루미늄 캔에 비해 재활용 비율이 높다. 그 이유는 바로, 스틸캔이 가지고 있는 자석에 붙는 성질 때문이다. 다른 것과 섞여도 자석 선별기를 써서 자동으로 처리할 수 있고 처리 가격도 매우 싸다. 게다가 스틸 캔은 세척 공정에서 화학약품을 사용하지 않기 때문에 수질오염을 줄일 수도 있다.

스틸 캔은 석도강판이라고 하는 철강재를 사용한다. 석도강판은 냉간압연강판에 주석을 도금한 것으로 주스, 커피, 스포츠 음료 및 탄산음료를 포함한 각종 식품 통조림, 금속용기와 병마개 재료로 사용된다. 또한 내부에는 라카라는 물질을 한 번 덧씌워 안전을 기하고 있다.

이 밖에도 스틸 캔은 외부 충격과 내부 압력에 잘 견디므로 공정에서 뿐 아니라 수송과정에서도 불량률을 크게 줄일 수 있다.

4. 폐플라스틱을 재활용 할 수 있는 용광로

우리 생활에 많이 이용되고 있는 플라스틱. 하지만 플라스틱은 가장 낮은 재활용 수치를 나타내고 있는 것 중의 하나다. 하지만 폐플라스틱을 재활용할 수 있는 방법이 연구되었는데, 그것이 바로 ‘철’과 연관된다.

더 이상 재활용 될 수 없는 폐플라스틱을 잘게 부수어 용광로의 연료로 사용하는 것이 바로 그것이다. 즉, 철광석을 녹이는 연료가 되는 것이다. 이는 기존의 연료인 코크스보다 연료량이 39% 더 높고, 이산화탄소 발생율이 30% 낮게 된다는 이점이 있으며, 소각로나 별도의 설비가 필요하지 않다는 장점도 가지고 있다. 또한 인체에 해로운 물질을 없애기도 한다.

그리고 철강산업에서는 현재 ‘폐유’를 재활용하는 방법도 모색하고 있다니 철강산업은 경제적 부분만이 아니라 환경적인 면에서도 인류에게 큰 공헌을 하고 있는 셈이다.

5. 우리가 해야 할 일

우리나라에서는 ‘철강’의 원료인 철광석이 많이 나지 않는다. 철광석이 있다고 해도 양질의 철광석이 아니기 때문에 거의 다 수입에 의존하고 있는 실정이다. 하지만 그럼에도 우리 곁에는 철강으로 만든 물건들이 가득하다. 철강이 없다면 지금의 생활을 전혀 할 수 없다는 것은 이미 앞의 내용을 통해서 느꼈을 것이다.

그렇다면 우리는 어떻게 해야 할까? 그것은 우선 ‘철’이 얼마나 귀한지 아는 것에서 시작할 것이다. 그리고 거기에는 ‘고철’을 분리하는 등의 노력이 수반되어야 할 것이다. 철광석이 나지 않는 우리나라에서 철광석을 확보하는 유일한 방법이 바로 그것이기 때문이다. 철의 중요성을 알고, 그것의 더 큰 활용을 위해 연구하고 노력한다면 우리나라 그리고 세계의 미래는 밝을 것이다.