제4장 화학 물질 오염

  미나마타병을 불러 일으킨 치명적인 화학 물질 오염

  지구 생태계는 지금까지 인류가 지상에 쏟아 버린 낯선 화학 물질들로 몸살을 앓고 있다. 인류는 산업 발달 과정에서 새로운 물질들을 합성해 냈지만, 그것들을 다시 회수하는 방법은 개발하지 못했다. 이런 화학 물질들은 오늘날 숱한 환경 오염을 일으키면서 생태계를 파괴하고 있다. 악마를 불러내는 주문을 알아 냈지만 다시 땅 속으로 돌려보내는 주문을 알지 못해 악마에게 목숨을 잃었다는 이야기 속의 어리석은 마술사처럼, 인간들은 스스로 만들어 낸 물질을 처리할 방법을 알지 못해 서서히 그 독성에 중독되고 있는 셈이다. 과학 기술의 힘은 과연 유해 화학 물질들을 지구에서 씻어 낼 수 있을 것인가?

      침묵의 봄

  "미국의 어느 거리.
  아름다운 자연에 둘러싸인 이 거리에는 봄이 되면, 많은 새들이 찾아든다. 초록빛으로 물든 초원에는 꽃들이 어우러져 피어난다.
  그런데 어느 해, 이상한 일이 일어났다. 닭을 비롯한 소와 양 등이 이름 모를 병으로 쓰러져 갔다. 새들도 나타나지 않았고, 사과나무 꽃으로 모여들던 꿀벌의 모습도 찾아볼 수 없었다. 하천을 기운 좋게 노닐던 물고기도 없었다. 마치 모든 것이 죽어 없어진 것과 같은 알 수 없는 두려움이 말없이 다가섰다.
  봄은 왔으나, 그것은 침묵의 봄이었다... 들판, 숲, 늪지대, 모두 말이 없었다."

  이 이야기는 약 30년 전에 레이첼 카슨이라는 생물학자가 농약의 지나친 사용으로 인해서 파괴된 자연을 그린 글이다. 이 글이 쓰여진 지 30여 년이 흘렀지만, 그 때보다 상황은 나아지지 않았다. 오히려 점점 악화되고 있는 실정이다.
  이 지구상의 생명의 역사는 생물과 그 환경이 서로 상호 작용을 하면서 이루어진 역사이다. 모든 생물들이 현재 가지고 있는 형태나 기능은 전적으로 환경에 적응해 가는 과정에서 만들어진 것이라고 할 수 있다. 그런데 최근 극히 짧은 기간에 인간이라는 생물의 한 종이 자신들이 살고 있는 환경, 즉 자연을 무자비하게 변화시키고 있다.
  지구상에 살아가는 생물은 복잡하게 얽힌 생명의 그물코 중에서 한 자리를 차지하고 있다. 풀과 나무, 나무와 흙, 나무들끼리, 또는 나무와 동물들은 서로 끊을 수 없는 끈끈한 관계로 이어져 있다. 이러한 관계에서 벗어날 수 있는 생물은 하나도 없다.
  생태계의 구성원인 생물들은 서로 도움을 주고 도움을 받는 관계이다. 수많은 생물들이 어울려 사는 생태계에서 각각의 생물들은 서로 잡아먹히는 먹이 그물의 관계로 연결되어 있다. 생태계로 들어간 물질들은 먹이 그물을 통해 각 영양 단계의 생물을 골고루 거치며 순환하게 된다.
  오염 물질도 그 고리에서 벗어나지 않는다.
  어떤 오염 물질은 자연적으로 잘 분해되지 않고 계속 자연 속에 남아 있게 된다. 이처럼 잔류성이 강한 오염 물질은 생태계 내의 각 영양 단계를 거치는 동안 점점 농축되어 간다. 따라서, 영양 단계가 높은 생물일수록 농도가 점점 높아지게 마련이다. 그 농축되는 정도는 거의 기하급수적이다. 이런 현상을 '생물 농축'이라고 한다.
  생물 농축에 대한 자세한 과정은 아직 밝혀져 있지 않다.
  이처럼 생물과 주위 환경이 맺고 있는 관계를 연구하는 생물학의 분야는 생태학이다. 그 중에서도 독성 물질이 생물에 미치는 영향을 연구하는 분야를 독성 생태학이라고 부른다.
  실제로 태평양에서 조사된 PCB(폴리염화비닐)의 경우를 보면 생물 농축 현상이 매우 심각하다는 것을 알 수 있다. 각 영양 단계별로 생물 농축 계수를 알아보면, 바닷물에 들어 있는 오염 물질의 농도를 1이라고 했을 때, 플랑크톤은 1백, 어류는 10만, 고래 및 새는 1천만이나 된다고 한다.
  고래나 새처럼 먹이 그물의 맨 꼭대기에 있는 생물들은 이런 생물 농축 현상 때문에, 바닷물이 조금만 오염되어도 많은 양의 오염 물질을 몸 속에 축적하게 되어, 심각한 피해를 입게 된다.
  생물들의 몸에 쌓이는 독성 물질들은 생물의 종류에 따라 달라진다. 굴은 구리를 농축하기 때문에 구리의 색깔을 띠어 녹색굴이 되며, 우렁쉥이는 바나듐이라는 원소를, 바다에 사는 방산충은 스트론튬을, 해파리는 아연, 주석, 납을, 해조류와 해면은 요오드를 농축하는 것으로 알려져 있다.

      오염 물질의 확산

  그렇다면 중금속을 비롯한 화학 물질들은 어디에서, 어떤 경로를 통해 생태계로 흘러 들어오는 것일까?
  우리 인류는 20세기에 들어와 석탄이나 석유와 같은 화석연료를 에너지원으로 이용하면서 중금속 공업을 급속히 발전시켜 왔다. 한편 농업에서는 더 많은 수확을 얻기 위해 독성이 강한 농약을 개발했다.
  그 과정에서 중금속과 농약을 비롯한 다양한 화학 오염 물질이 배출되었다. 이렇게 무분별하게, 무차별적으로 배출된 오염 물질들이 주위의 자연 환경 속으로 들어갔다. 지금까지 인류가 만들어 낸, 자연 상태에서는 존재하지 않았던, 새로운 물질은 무려 1천만 가지나 된다고 한다. 그 중에는 생물체의 몸 안에서 분해가 일어나지 않고 잔류성이 강한 물질들이 상당수 포함되어 있다.
  불과 몇 십 년 전만 해도 우리 나라에서는 이를 없애기 위해서 사람의 몸에 DDT를 뿌리곤 했다. DDT는 아주 강력한 살충제로 지금은 사용이 금지되어 있다. 그 밖에도 PCB, BHC, 다이옥신, 납, 수은, 카드뮴 등이 세계 도처에서 허용 기준을 훨씬 넘게 사용되었다. 이렇게 많은 양이 배출된 오염 물질들은 사람을 포함한 많은 생물들의 생존까지 위협하고 있다.
  인간에 의해서 새롭게 만들어진, 독성을 가진 오염 물질들은 사람들의 활동 영역이 넓어지자 넓은 지역에 걸쳐 배출되었다. 이런 오염 물질들은 물에 녹거나, 바람을 타고 공기 중에 섞여서, 또는 생물의 몸 속에 들어가서 이들을 전달의 매개체로 삼아 지구 환경 전체로 확산되었다.
  이런 오염 물질들은 우선 생태계를 병들게 했다. 그리고 오염 물질에 의해 병든 생태계는 서서히 사람들에게 영향을 미쳤다. 그것이 공해병이란 이름으로 다가온 무서운 질병이다.

      최대의 공해 사건 '미나마타 병'

  가장 대표적인 공해병으로 전세계 사람들에게 공해의 무서움을 일깨워 주었던 사건은 일본의 '미나마타 병'이었다.
  '미나마타 병'이란 이름은 이 병이 발생된 지방의 이름을 따서 붙여진 것이다. 일본 구마모토 현의 가고시마 지방에는 미나마타란 곳이 있다. 이 곳은 바닷가에 접해 있고 넓은 만이 있는 지역이다. 이 곳 사람들은 바닷가가 가까이에 있어서 주로 어업에 종사했다.
  그런데 1956년경부터 미나마타 지방에 아주 이상한 일이 벌어졌다. 사람들 사이에 원인을 알 수 없는 병이 펴졌던 것이다. 이 병에 걸린 사람들은 몸이 휘청거려 제대로 걸어다닐 수도 없고, 말도 똑똑히 하지 못했다. 그리고 어떤 사람들은 온몸에서 경련이 일어나기도 했다. 이 병에 걸린 사람들은 원인도 모르는 채 시름시름 앓다가 하나 둘 죽어 갔다.
  원인을 알 수 없는 이 병은 미나마타 지역에서만 발생했기 때문에 사람들은 이 병을 '미나마타 병'이라고 불렀다. 일반적인 병은 대부분 병원균이 사람의 몸 속에 침투해서 일어난다. 하지만 미나마타 병은 세균에 의해 일어나는 병이 아니었다.
  미나마타 병은 사람의 몸 속에 수은이 조금씩 쌓여 가며 생긴 '수은 중독증'이다. 수은과 같은 중금속은 대개 비중이 4를 넘는 금속을 가리키는데, 일단 사람의 몸 속에 들어가면 밖으로 배출되지 않는 특성을 가진다. 따라서, 이런 중금속이 들어 있는 음식물을 먹으면 아무리 적은 양이라도 서서히 몸 속에 쌓여 병을 일으킨다. 수은 중독은 실수로 수은이 들어 있는 수용성의 수은염을 먹거나 공장에서 수은 증기를 많이 쏘일 경우에도 일어날 수 있다. 급성 중독일 경우에는 신장에 농축되어 설사, 구토, 탈수 증세를 일으키며 죽음에 이르는 무서운 병이다. 미나마타 병과 같은 만성 중독일 경우에는 수은이 중추 신경에 침투해 처음에는 손발이 저리는 증상을 나타내다가 말을 하지 못하는 언어 장애, 눈이 머는 시야 협착 등의 중증으로 발전하고, 이윽고 발광 증세를 일으키면서 사망에 이르게 된다.
  따라서, 미나마타 지방 사람들이 어느 날 갑자기 병에 걸린 것은 아니다. 공해가 일으키는 병은 모두 상당한 기간 동안 축적되어 어느 한도를 넘게 되면 증상이 나타나게 된다. 또한 사람이 병들기 전에 먼저 자연이 병들게 된다.
  미나마타 지방 사람들에게 증상이 나타나기 시작한 것은 1956년이다. 그런데 그로부터 3년 전, 즉 1953년에 벌써 이 지방에서는 이상한 징조가 나타나기 시작했다. 바닷물 위로 물고기가 허연 배를 내놓고 둥둥 떠오른 채 죽어 있는 모습이 발견되었다. 조개가 죽어 있는 일도 많았다. 물고기나 조개뿐만이 아니었다. 하늘을 날아다니던 물새나 까마귀가 떨어져 죽는 일도 생겼다. 그리고 바닷물 속의 해초도 잘 자라지 않게 되었다.
  괴이한 이변이 바다에서만 일어났던 것은 아니었다. 어떤 집에서는 키우던 고양이가 미쳐 날뛰다가 죽어 버리기도 했다. 얼마 후 미나마타 지방에서 기르던 고양이의 절반 정도가 이런 병으로 죽어 버렸다.
  미나마타 지역에는 아세트알데히드라는 화학 물질을 생산하는 공장이 있었다. 그런데 이 공장에서 아세트알데히드를 만들어 내는 과정에서 수은이 배출되었다. 그리고 공장에서는 아무런 생각도 없이 폐수에 수은을 섞어 떠내려 보냈던 것이다. 공장 폐수에 섞여 흘러나온 수은은 바닷물로 들어 갔다. 그 수은은 해초나 플랑크톤 같은 작은 바다 생물의 몸 속에 쌓여 갔다. 그러자 수은이 들어 있는 해초나 플랑크톤을 작은 물고기가 먹고 작은 물고기의 몸 속에 수은이 축적 되었다.
  그리고 먹이 사슬에 따라 그 작은 물고기를 더 커다란 물고기가 잡아먹고, 마지막으로 사람이 큰 물고기를 잡아먹었다. 결국은 미나마타 만에서 잡히는 물고기를 먹은 사람들은 대부분 미나마타 병에 걸리고 말았다.
  하지만 미나마타 병이 처음 발생했을 때에는 이런 병이 왜 생기는지 그 원인을 알 수 없었다. 어떤 사람들은 하늘이 노했다고 생각하면서 열심히 기도를 드리기도 했다. 하지만 과학적으로 생각하려는 사람들은 이 병이 생긴 원인을 알아내고자 했다.
  그들 중에 구마모토 대학의 연구반이 있었다. 이 연구반에서는 자세한 조사를 통해 미나마타 병의 원인이 수은 중독이라는 결론을 내렸다. 하지만 문제의 화학 공장에서는 여러 가지 반대 의견을 내놓았다. 미나마타 병은 수은 중독 때문이 아니라는 것이었다. 이렇게 서로 다른 주장을 놓고 논쟁을 벌이는 동안에도 화학 공장은 계속 바닷물에 수은을 흘려 보냈다.
  논쟁이 계속되는 3년 동안 화학 공장에서는 수은이 들어 있는 폐수를 그대로 방출했다. 그 동안 미나마타 병 환자는 계속 늘어만 갔다. 미나마타 지방의 어민들의 삶은 비참한 지경에 빠지고 말았다.
  환자가 많이 발생하기 시작한 1956년으로부터 3년이 흐른 1959년에 미나마타 만에 수은이 얼마나 많이 분포되어 있는지 오염도를 조사했다. 그 결과, 물고기와 조개, 그리고 미나마타 만의 흙 속에는 아주 많은 양의 수은이 들어 있다는 사실이 밝혀졌다. 게다가 공장의 배수구 근처에서 잡은 물고기나 조개에서는 더욱 많은 수은이 발견되었다.
  그런데도 일본 정부에서 '화학 공장의 폐수가 미나마타 병의 원인이었다.'고 확인한 것은 1953년에 첫 번째 미나마타 병 환자가 발생하고 15년이라는 긴 세월이 흐른 뒤였다.
  또한 미나마타 병의 원인이 수은 중독임이 밝혀진 후에도 화학 공장과 일본 정부에서는 책임을 지지 않으려 했다. 그 결과 미나마타 지방의 사람들은 30년에 걸친 싸움을 한 끝에 간신히 피해를 보상받을 수 있게 되었다.
  하지만 그 어떤 보상으로도 미나마타 지방 사람들이 입은 피해를 되돌릴 수는 없었다. 그 동안 무려 150명이나 되는 사람들이 미나마타 병으로 시름시름 앓다가 죽어 갔다. 하지만 피해는 그 뿐이 아니었다. 그 후 미나마타 지역에서는 많은 기형아들이 태어났다. 아무런 죄도 없는 어린 아기들은 태어나면서부터 미나마타병으로 엄청난 고통을 받아야 했다. 태어난 후 수십 년 동안 아무런 활동도 못하고, 식물인간으로 살다가 죽은 사람도 있었다. 일본에는 아직도 미나마타 병으로 고통을 당하는 사람들이 많이 있다.
  미나마타 병에 걸린 환자의 머리카락에는 다른 지방 사람의 머리카락에 있는 것보다 100배 이상 많은 수은이 들어 있었다. 미나마타 지방에 사는 건강한 사람의 머리카락에도 다른 지방 사람의 50배나 되는 수은이 들어 있었다고 한다.
  구마모토 대학의 연구반은 미나마타 만에는 화학 공장이 소비한 450t의 수은 중 150t이나 되는 수은이 그대로 남아 있다고 보고 있다. 공장의 폐수에서 흘러나온 수은이 바닷가의 개펄에 질척질척하게 굳어져 있다는 것이다. 이렇게 수은이 들어 있는 바닷가의 개펄은 4m나 되는 두터운 층을 이루고 있다.
  일본에서는 이렇게 수은이 들어가서 굳어진 층을 안전하게 처리하는 문제가 아직까지도 커다란 골칫거리이다. 이처럼 한 번 오염된 환경은 쉽사리 회복되지 않는다.
  일본에서는 미나마타 병이 발생한 후에도 '이타이이타이 병'이라는 공해병이 또다시 발생했다. '이타이이타이'란 일본어로 '아프다, 아프다'라는 뜻이다. 이타이이타이 병은 중금속 중의 하나인 카드뮴이 몸 속에 쌓여서 생기는 병이다. 이타이이타이 병의 원이 되었던 카드뮴은 광산에서 버린 폐수에 섞여 강으로 흘러들었다. 카드뮴도 수은과 마찬가지로 한번 사람의 몸 속에 들어가면 밖으로 배출되지 않는다. 따라서, 카드뮴으로 오염된 물이나 농작물을 먹은 사람은 만성 중독증을 일으키게 된다.
  이타이이타이 병은 뼈를 약하게 만든다. 그래서 이타이이타이 병을 심하게 앓는 사람은 기침만 해도 뼈에 금이 갈 정도이다. 미나마타 병과 이타이이타이 병은 공해에 멍든 자연의 경고를 무시했기 때문에 발생했던 재해였다.

      공기를 타고 확산되는 화학 물질 낙진

  시스키위트 호는 미국 중서부 슈피리어 호의 북쪽에 있는 로열 섬이 자리한 곳으로 가장 오염되지 않았다고 믿고 있던 호수였다.
  그런데 몇 해 전 이 호수 바닥에서 나온 진흙 속에서 제초제에 함유되는 탄화수소, 디옥신과 푸란이 발견되었다. 시스키위트 호는 슈피리어 호보다 15m나 높은 곳에 있기 때문에 슈피리어 호의 물이 역류하여 이 곳으로 흘러들어오는 경우는 생각할 수 없는 일이었다. 그래서 이 태고의 호수로 오염 물질이 들어올 수 있는 경로는 대기밖에 없다는 결론을 얻게 되었다.
  과연 바람을 타고 오염 물질이 날아올 수 있는지를 알아낼 수 있게 된 것은, 환경 과학자들이 미량의 분자까지 가려낼 수 있는 매우 민감한 장비를 갖추게 된 후의 일이었다.
  환경 과학자들은 최근 첨단 장비로 시스키위트 호와 그 밖의 강에서 조사를 실시했다. 그 결과 각종 산업과 농업에서 나오는 가장 무서운 부산물들이 바람을 타고 공기 중에 섞여 미국 전역으로 번져 가고 있다는 놀라운 사실을 알게 되었다.
  이 부산물 중에는 돌연변이나 암처럼 무서운 결과를 낳는 것들도 많았다.
  문제는 이런 위험 물질들이 미국의 국경 내에만 머무는 것이 아니라 전세계로 퍼져 나가고 있다는 사실이다. 이처럼 위험한 화학 물질들은 심지어 지구상에서 가장 오염되지 않은 곳으로 믿어지던 북극과 남극에서도 발견된다. 이제 오염에서 안전한 지역은 지구상에 단 한 곳도 없는 셈이다. 오늘날 전지구에 걸친 광범위한 지역에서 물과 흙, 물고기와 동물, 그리고 사람의 몸에서 오염 물질들이 발견되고 있다.
  디옥신은 산소가 부족한 환경에서 어떤 물질이 연소했을 때, 즉 불완전 연소가 이루어 질 때 발생한다. 그런데 이런 디옥신이 스웨덴에서 온 바다표범의 몸 속에서도 발견되고 있다. 뿐만 아니라 뉴욕을 흐르는 허드슨 강의 거북과 미시건 주의 젖소에서 짜낸 우유 속에서도 발견되고 있다. 이 오염은 일반적으로 대기 오염으로 생각되고 있는 일산화탄소, 매연, 스모그, 그리고 황과는 전혀 다른 것이다. 또한 산성비도 아니다. 이것은 마치 핵폭탄이 터진 후 땅으로 떨어져 내리는 방사능 낙진처럼 독성을 가진 일종의 '낙진물'인 셈이다. 이것은 눈에 보이지 않는 가스와 미립자로서, 미세한 세포의 움직임을 뒤틀리게 만들 수도 있다.
  1982년 미국의 환경청은 슈피리어 호에서 암을 일으킨다고 알려진 살충제 톡사핀을 발견했다고 발표했다. 그런데 이것은 이웃 지방에서 온 것은 아니었다. 톡사핀은 날씨가 선선한 북부의 작물에는 사용하지 않고 남부의 목화밭에서 주로 사용했었다. 그래서 톡사핀이 들어올 수 있는 유일한 가능성은 공기를 타고 장거리 여행을 하면서 남쪽에서 왔다는 것이다. 이 불길한 추측은 바로 적중했다. 시스키위트 호에서도 톡사핀이 발견되었던 것이다.
  이 곳은 흘러들어오는 하수도 없고, 농장도 없고, 독물 처리장도 없으며 더욱이 목화밭도 없어 외부의 오염으로부터 차단된 이상적인 생태계였다. 그런데도 이 호수에서 잡은 물고기에서는 톡사핀뿐 아니라 슈피리어 호의 물고기보다 2배나 많은 PCB까지 발견된 것이다.
  이 곳에서 수집한 자료에서 공기는 독성 오염을 일으키는 중요한 근원이라는 결론을 내리게 되었다. 지난 5--7년 간의 조사 통계에 따르면, 슈피리어 호를 포함한 미국 5대호 근처에서 가축과 오리가 불구로 태어나는 횟수가 눈에 띄게 증가했다. 또 물고기를 잡아먹고 사는 새들 중에서 아래위의 부리가 제대로 맞물리지 않는 불구로 고통받는 새의 수가 늘어나고 있었다.
  새들 가운데는 백내장으로 고통받는 새들의 숫자가 유별나게 늘어났고, 머리가 부어 올라 눈을 뜨지 못하는 새들도 발견되었다. 5대호 근처의 물고기를 잡아먹고 사는 제비갈매기들은 짧고 굽은 기형의 발을 가지고 태어나 제대로 설 수 없는 것들도 많았다.
  오늘날 5대호 근처의 하늘에서는 매년 연소 과정에서 발생하는 3만 파운드나 되는 독성 화합물들이 낙진처럼 떨어지고 있다. 이 밖에도 수천 파운드에 이르는 독성 살충제가 쏟아져 내린다. 5대호의 물이 야생 동물에게 나쁜 영향을 준다면, 이 물을 마시는 2천6백만 명의 사람들에게도 나쁜 영향을 미칠 것은 두말할 나위도 없다.
  오염된 공기는 오염된 물보다 더욱 두려운 존재이다. 사람은 하루 2 l의 물을 마시지만 공기는 하루에 1만--2만 l나 마시기 때문이다. 한 번 호흡을 하면 우주의 별만큼이나 많은 1백억*1조 개의 공기 분자가 몸 속으로 들어간다. 따라서, 한 번 숨을 들이쉬어도 줄잡아 1백만 개 이상의 디옥신 분자를 마시는 셈이다.
  미국 전역에는 162.5조 g의 인조 화합물이 해마다 공기속으로 배출되어 날아다닌다. 미국의 독성 화합물들은 지구가 자전하는 방향에 따라 동쪽으로 흐르는 바람을 타게 된다. 따라서, 시스키위트 호의 디옥신은 아마도 수백 마일 떨어진 중서부의 화학 공장에서 나온 것으로 생각되었다.
  과학자들은 많은 오염 물질들이 입자와 가스의 형태를 띠고 지구를 빙글빙글 돌고 있는 것이 분명하다고 주장하고 있다. 그 좋은 보기가 러시아에 있는 체르노빌 원자력 발전소의 사고로 발생한 오염 물질이 사고 장소에서 미국까지 도달하는데 불과 11일 밖에 걸리지 않았다는 사실이다.
  대기 중에 섞여 있는 화학 물질 중 상당량은 태양, 물과의 상호 작용을 통해 파괴되지만, 우리가 상상할 수 없을 정도로 많은 양이 그대로 남는다. 시스키위트 호 바닥 진흙에서는 DDT도 발견되었다. 그러나 미국에서는 DDT의 유독성 때문에 이미 15년 전에 DDT의 사용을 금지했다. 따라서, 시스키위트 호에서 발견된 DDT는 아직도 이 살충제를 많이 사용하고 있는 아시아나 중남미에서 공기를 타고 날아온 것이 분명한 것으로 여겨지고 있다.
  1986년 미국 환경청이 사용 금지령을 내릴 때까지 미국가정에서는 흰개미를 죽이는 살충제 클로데인을 많이 사용했다. 그런데 캐나다 야생 동물 보호처가 북극곰을 조사, 연구한 결과 북극곰에 쌓인 살충제의 양은 1969년과 1983년 사이에 4배나 늘어났다.
  몇 해 전 스칸디나비아 국가들에서 자라는 젖소들의 젖으로 만들어진 우유 속에서는 목화밭 살충제로 쓰이는 톡사핀이 발견되었다. 이것은 분명히 미국처럼 목화밭이 많은 나라로부터 바람을 타고 날아온 것이라고 여겨진다.
  푸란이나 디옥신이나 톡사핀 또는 클로데인을 통해 밝혀진 사실은 이런 독물 낙진이 분명 전지구를 둘러싼 문제라는 사실이다. 오늘날 우리는 스위스의 호수 속에서 미국의 시스키위트 호에서 나타나는 오염 물질과 꼭 같은 성분을 발견할 수 있다.

      지구 전체를 감시하는 생물학적 모니터링

  이제 환경 오염 문제는 더 이상 한 지역에 한정되어 나타나는 현상이 아니다. 따라서 그 해결책은 전지구를 대상으로 한 것이어야 한다.
  지구는 거대한 하나의 생태계이다. 따라서, 지구 한 귀퉁이에서 일어난 오염의 피해는 전지구적으로 번져 간다. 그렇기 때문에 하나하나의 오염 물질이 일으키는 독성의 영향보다는 여러 가지 오염 물질들이 복합되어 함께 일어나는 복합 오염이나 만성적인 독성에 더 큰 관심을 기울이고 세밀한 관찰을 계속해야 한다.
  이처럼 복합적이고 만성적인 독성의 영향을 가장 손쉽고 정확하게 파악하기 위해서는 생물을 이용해서 환경 오염의 정도를 측정하는 '생물학적 모니터링'이 절실히 필요하다.
  생물학적 모니터링이란 지표 생물을 이용해서 인간의 위험을 미리 예측하는 방법이다. 여러분들은 생물책에서 지표생물이란 말을 배웠을 것이다.
  그러면 지표 생물에 대해서 잠깐 알아보자.
  지표 생물이란 환경의 조건을 알아보기 위하여 사용하는 생물을 의미한다. 이런 지표 생물들은 기계적인 분석 기기와는 다른 특성을 가지고 있다.
  첫째는 정확성이다. 살아 있는 생물들이 생존하기에 부적합한 환경은 틀림없이 다른 생물들에게도 부적당하다.
  둘째는 종합성이다. 살아 있는 생물들은 부분적인 환경요인을 종합적으로 나타내 준다.
  셋째는 누적성이다. 일반적으로 환경의 변화는 장기간에 걸쳐서 조금씩 일어난다. 지표 생물은 과거에 일어났던 오염에 의한 영향도 모두 표현하게 되므로 과거의 오염 상황도 짐작할 수 있게 한다.
  넷째는 경고성이다. 지표 생물은 인간들이 미처 파악하지 못하는 환경 오염에 대해서도 민감하게 반응하기 때문에 환경 변화를 미리 감지할 수 있게 해 준다. 살아 있는 현상을 파악하기 위해서는, 살아 있는 생물이 가장 확실하고 정확한 지표이기 때문이다.
  지금까지는 나팔꽃, 잠자리, 물에 사는 곤충, 조개류 등이 지표 생물로서 많이 이용되어 왔다. 하지만 이런 동물들은 모두 단기적이고 지역적인 모니터링에만 한정되어 사용되었다. 장기간에 걸쳐 전체 지구를 대상으로 이루어지는 모니터링을 위해서는 특별한 조건을 갖춘 지표 생물이 필요하다.
  우선 전지구를 감시하는 일이므로 세계 각국에 널리 분포해서 모든 곳에서 이용 가능해야 한다. 또한 오염의 상태를 쉽게 파악할 수 있기 위해서 화학 물질을 다량 농축하는 능력이 있어야 한다. 그리고 그 생물의 생활사 및 영양 단계가 명확하게 알려진 것이어야 측정 결과를 정확하게 판단할 수 있다.
  또한 채집이 쉽고 매년 같은 장소에서 같은 크기의 생물이 채집될 수 있어야 한다. 이러한 조건들을 만족시키는 생물들로는 포유류나 조류를 손꼽을 수 있다.
  그 중에서도 특히 조류는 예전부터 지표 생물로 이용되었다.
  옛날 유럽의 광산 근로자들은 갱도에 들어갈 때에는 반드시 카나리아를 상자에 넣어서 들고 들어갔다. 그래서 만약에 카나리아가 날개를 퍼덕이며 고통스러워하면 갱도 안에 유독 가스가 차 있거나 산소가 부족하다는 것을 탐지할 수 있었다.
  새들이 오염을 경고한 예는 또 있다.
  1950년대 일본의 미나마타 지방에서는 해안가의 새들이 날개가 마비되어 하늘을 날지 못하고 땅에 떨어지는 이상한 현상이 발생했다. 그 당시에는 이런 현상을 보고도 아무도 나중에 사람들에게 미칠 피해를 예상하지 못했다. 하지만 수 년이 지나고 나서 그와 똑같은 증상이 사람들에게도 나타나 수많은 사람들이 목숨을 잃는 불행한 사태가 발생했다.
  1960년대에는 스웨덴을 중심으로 유럽 각국에서 매나 수리 같은 맹금류가 급격히 감소하기 시작했다. 나중에 이런 현상의 주범은 종자 소독을 하기 위해 사용되었던 유기 수은제 농약으로 밝혀졌다. 농약이 묻은 종자를 먹은 곡식성 조류를 잡아먹는 매나 수리들은 생물 농축에 의해 고농도의 수은을 체내에 농축하게 된 것이다.
  이러한 사건들을 경험한 인류는 곧 수은 농약의 사용을 금지시키게 되었고, 가까스로 수은 중독의 위험으로부터 벗어날 수 있었다.
  이처럼 새들은 많은 사건들을 겪어 오는 동안에 수없이 많은 희생을 당하면서 모니터링을 위한 지표 생물로서 확고한 위치를 다지게 되었다. 또한 각종 오염 물질의 분석을 위해 새의 몸 안의 조직을 사용하게 되었다.
  그러나 최근에는 동물 애호 사상이 널리 보급되어, 인간의 피해 상황을 알기 위해서 새를 죽여 조직 내의오염 물질을 분석하는 방법은 조류의 보호나 윤리적인 면에서 또 다른 문제를 발생시킬 우려가 있다. 그래서 최근에는 새를 죽이지 않고 모니터링에 사용하는 방법이 여러 가지로 시도되고 있다.
  이런 방법들은 주로 새의 몸 밖에 있는 조직을 이용하는 것이다.
  그 중에서 발톱이나 부리 등은 축적된 오염 물질 농도가 너무 낮아서 실효를 거두지 못하고 있다.
  반면에 깃털은 특히 중금속의 농도가 높아서 실제로 이용 가능하다는 사실이 밝혀졌다. 유해한 중금속인 납, 카드뮴, 수은 등은 새의 깃털에 많이 축적되어 있으며, 그 중에서도 특히 수은은 몸 전체에 축적된 양의 7할 이상이 깃털에 모여 있다.
  유해 중금속은 체내에 흡수된 다음에는 몸 밖으로 배출이 거의 불가능하기 때문에 독성의 영향을 받기 쉬운 것으로 알려져 있다. 하지만 새의 경우에는 다행히도 흡수된 양의 상당 부분을 깃털 조직으로 보내 체내에 나쁜 영향을 미치지 못하게 만든다. 그런 다음 매년 한 번씩 주기적으로 일어나는 털갈이를 통해 몸 밖으로 배출하고 있다. 이처럼 새들은 깃털을 이용해서 독성 원소에 대해서 해독 작용을 하고 있을 뿐만 아니라 배설 작용까지 하고 있음을 알 수 있다.
  유해 중금속 원소들은 깃털에 많이 축적되어 있을 뿐만 아니라, 간, 신장, 근육 등 체내의 연조직 농도와 깃털 조직농도 사이에는 직접적인 상관 관계가 성립한다. 먹이를 통해서 흡수된 이 원소들이 일단 체내의 연조직 중에 축적되었다가 일정한 비율로 깃털 조직으로 이동하기 때문이다.
  체내 조직에서 깃털 조직으로의 원소 이동은 털갈이 시기, 즉 깃털이 성장하고 있는 기간에만 한정되어 있다. 깃털의 성장이 완료되면 몸과 깃털 사이의 혈관이 단절되어 다음 해에 또다시 털갈이가 일어날 때까지 더 이상의 물질 이동은 일어나지 않는다.
  이처럼 깃털로 물질이 이동하는 특성을 이용하면 깃털 조직만 분석해 보아도 많은 정보를 얻을 수 있다.
  일정한 지역에서 서식하는 새를 생포해서 활동에 지장을 주지 않을 정도의 범위 내에서 깃털을 0.5g정도만 잘라 내 깨끗이 씻는다. 그리고 나서 깃털 조직 속의 중금속을 분석해 보면 이로부터 체내의 조직 농도를 추정해 낼 수 있다. 그 결과를 통해서 현재 그 지역의 환경 오염이 생체에 미치고 있는 영향을 손쉽게 알아 낼 수 있다.
  한편 깃털을 씻어 낸 물 속에는 깃털에 붙어 있던 여러 가지 대기오염 물질들이 들어 있기 때문에, 그 물을 분석해보면 그 새가 살고 있는 지역의 대기 오염 정도를 간접적으로 알아볼 수도 있다.
  이 밖에도 박물관에 소장되어 있는 박제 표본으로부터 연대별로 소량의 깃털을 채취, 분석해서 각종 중금속 원소에 대한 오염의 역사적 변천 과정을 알아볼 수 있다. 이것은 장래의 오염 방지 대책을 수립하는 데 중요한 자료가 될 수 있다.

      생물학적 살충제

  현재 사용되는 농약들은 처음에는 강력한 효과를 발휘하지만, 계속해서 사용하면 생태계에 잔류해서 화학 물질에 의한 오염을 일으키는 것은 물론 벌레들도 농약에 대한 저항력이 생겨 그 효과가 줄어든다. 따라서, 식물들이 가지고 있는 '자연의 농약'을 이용해서 생태계에 해를 끼치지 않는 무공해 살충제를 만들기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
  봄이 오면 산들은 언제나 뽀얀 안개로 가득 차 있다. 이 안개는 나무에서 발산되는 방향성 테레빈유, 즉 송진의 기체가 대기 속에 감돌기 때문이다. 그런데 이 향 냄새는 봄철에 굶주린 벌레들로부터 나무의 어린 싹을 지켜 주는 놀라운 역할을 한다.
  버드나무와 느릅나무는 벌레들의 공격을 받으면 스스로 방어 태세를 갖춘다. 벌레들이 달려들면 나무는 알칼로이드나 테레빈유와 같은 화학 물질을 분비하여 잎사귀 맛을 나쁘게 만들어 벌레들이 갉아먹지 못하도록 한다.
  한편 벌레들의 습격을 받지 않은 나무들도 금방 수액의 성분을 바꾼다. 이들은 나뭇잎이나 조직으로 보내는 타닌이라는 화학 물질의 양을 많이 늘려서 벌레들이 소화 불량으로 배탈을 일으키게 한다. 그래서 이 잎을 많이 먹으면 먹을수록 배탈은 더욱 심해져서 결국은 영양 부족으로 쇠약해져서 죽어 버린다. 이 밖에도 독물을 배설해서 벌레를 죽이는 나무도 있다.
  이런 물질들은 사람은 물론 생태계에 아무런 해를 끼치지 않기 때문에 무공해 살충제로 각광을 받고 있으며, 현재 이에 대해 많은 연구가 진행되고 있다.
  최근에는 곰팡이나 작은 벌레들을 이용해서 만든 살충제도 등장하고 있다.
  곰팡이는 효과적인 제초제의 역할을 할 수 있으며, 선충이라고 하는 작은 기생충은 농작물에 피해를 입히는 여러 곤충의 애벌레들을 먹어 치운다.
  그러나 이런 생물들을 살충제로 이용하자면 어려운 문제가 있다. 우선 곰팡이나 벌레를 오랫동안 보존하자면 안정된 알갱이로 만들어야 한다. 그러나 이렇게 하려면 화학 용제나 또는 높은 온도를 사용해야 한다. 그러나 곰팡이나 벌레는 생물이기 때문에 그런 과정을 거치면 모두 죽어버린다.
  그래서 어떤 과학자는 곰팡이 포자를 밀가루 반죽에 섞어서 국수로 뽑아 낸 뒤 하룻밤 동안 말려서 작은 알갱이로 부수어 제초제를 만드는 실험을 하기도 했다. 물론 화학적으로도 무공해 농약을 만들 수 있지만 쉽지 않다. 수만 년 동안 지구 환경에서 살아남은 생물들의 지혜를 빌려 현대의 생물 공학과 접목시킨다면 무공해 농약의 생산 전망은 더욱 밝아질 것이다.