이번 겨울은 혹독한 한파가 한반도를 강타했다. 많은 전문가들은 이번 한파가 급격한 지구온난화의 결과라고 지적한다. 지구온난화의 영향으로 북극지방의 바다얼음이 줄어들며 형성되는 특이한 제트기류 영향으로 겨울철 기온이 극단적으로 낮아졌다는 것이다.

황인상 기자 his@

강동환 부경대학교 환경해양과학기술원 환경연구소 연구교수의 행보가 화제다. 지하수환경 석사, 수리지질학 박사학위를 취득한 강동환 교수는 한국지하수토양환경학회 우수논문 발표상, PORSEC의 Outstanding Prize, 한국환경과학회 우수 포스터상, 한국습지학회 우수논문 발표상 등을 수상한 바 있다.

‘연안습지가 이산화탄소의 흡수원’ 규명

▲ 강동환 교수

강동환 교수는 지구온난화 문제를 해결하기 위해서는 대기 중 이산화탄소를 흡수하는 자연환경에 대한 연구가 선행되어야 한다고 주장하고 있다. 최근 강동환 교수는 ‘연안습지에서 갯벌과 대기의 이산화탄소 교환기작 연구’를 통해 갯벌 표면에서 발생하는 광합성에 의해 대기 중 이산화탄소가 갯벌 퇴적물에 축적되고 있음을 규명해냈다. 강동환 교수는 “부경대학교 환경대기학과와 환경공학과에 재직하고 있는 교수들과 연안습지 관련 국외 연구 동향을 분석하고 연안습지가 이산화탄소의 흡수원이 된다는 것을 알았다”면서 “이에 서해안과 남해안의 모든 연안습지를 사전 조사하여 현장관측이 용이하고 갯벌의 보전이 잘 되어있었던 순천만과 고흥만에서 대기 중 이산화탄소가 갯벌에 흡수되는 양을 산정하기 위해서 이산화탄소 플럭스(flux)를 현장에서 관측(EGM-4)했다.

갯벌에서 이산화탄소의 계절별 관측을 통해, 여름에는 갯벌에서 대기로 방출되고 겨울에는 대기에서 갯벌로 흡수된다는 결과를 도출했다”고 설명했다. 강 교수는 연안습지에서 일일 4회(새벽, 오전, 오후, 저녁) 이산화탄소 플럭스를 관측하여 광합성이 발생하지 않는 야간에 갯벌 상부 대기에서 이산화탄소 농도가 높음을 확인하였고 또한 이러한 결과가 광합성과 호흡의 작용뿐만 아니라, 대기안정도에 의한 영향이 크다는 것을 알아냈다. 또한 현재까지 진행된 연구들을 통해 연안습지에서 미기상 인자(순복사, 잠열플럭스, 현열플럭스, 토양열플럭스, 기온, 풍향/풍속, 상대습도)와 이산화탄소 플럭스의 일/계절 변동을 정량적으로 관측하고 그 특성을 분석했으며, 갯벌 퇴적물의 성분(유기탄소량, 입도, 산화환원전위, 함수비 등)을 실내 분석하여 고흥만, 순천만, 함평만 등에서 연안습지 퇴적물의 이화학적 특성을 파악했다. 강 교수는 “연안습지에서 갯벌과 대기의 이산화탄소 교환 기작 구명은 3면이 바다로 둘러싸인 우리나라에서 대기 중 이산화탄소 흡수원인 해양과 연안 지역에서 이산화탄소 흡수량을 산정하는 선도적인 연구”라며 “제가 수행했던 연안습지에서 이산화탄소 농도와 플럭스 현장 측정 및 퇴적물 분석 방법은 국가적인 차원에서 연안습지의 이산화탄소 흡수량과 저장량을 산정하는 과제의 수행에 지침이 될 것”이라고 강조했다.

수증기 플럭스의 변동기작 규명연구 수행
최근 강동환 교수는 연속 관측을 통해 연안습지에서 수증기 플럭스의 발생과 변동 과정에 미기상 인자의 영향성을 시간규모(일/계절)에 따라 구명하고, 연안습지에서 밀물과 썰물 시 지표 상태의 환경 변화(대기-해수, 갯벌-해수, 갯벌-대기)에 따른 수증기 플럭스의 변동기작을 구명하는 연구를 수행 중이다. 그는 “자연적인 온실효과의 기여도가 가장 높은 온실기체는 수증기(H2O)다”면서 “지금까지 제 연구를 포함하여 국내에서 연구된 연안습지 연구에서 조간대(intertidal flat)에서 미기상 인자(기온, 풍향/풍속, 강우량 등)와 온실기체(이산화탄소, 수증기 등) 플럭스를 1년 이상 연속적으로 관측한 사례는 없었다”고 덧붙였다. 아울러 강 교수는 연안습지에서 블루카본 저장량을 산정하는 연구도 수행할 계획이다. 이를 위해 연안습지에서 퇴적물 코어(core)에 기록된 퇴적 환경을 해석하여 과거 수십 년 동안 연안습지에 저장된 탄소의 양을 산출하고, 연안습지에서 기후변화에 따른 이산화탄소 저장량의 변화를 예측하게 된다.

강 교수는 “연안습지에서 블루카본 저장량을 산정하는 연구는 이산화탄소 배출에 대한 국가적인 지출(대한민국의 지출금은 연간 5조 정도이며 2020년 이후부터 지불할 것으로 예상)을 줄이는데 이바지할 것”이라고 덧붙였다. 현재 한국습지학회, 한국환경과학회, 대한지질학회, 한국기상학회, 한국수자원학회, 지하수토양환경학회, 대한지질공학회 등의 정회원으로 활동 중인 강 교수는 해양수산과학기술진흥원(해양 관측/예보 분야의 전문평가단), 한국환경산업기술원(기후변화와 지하수 관련 R&D 심의위원), 한국기상산업기술원(기상 장비/관측/예보 분야의 심의위원), 한국농어촌공사(지하수토양분야 기술심의위원), 국토교통과학기술진흥원(R&D 심의위원), 중소기업기술정보진흥원(R&D 평가위원), 부산과학기술기획평가원(R&D 평가단) 등에서 국가연구사업의 기획 및 평가 활동을 하고 있다.

앞으로 환경연구소에서 연구교수로 활동하며 후학들이 연안습지와 탄소에 관심을 가질 수 있도록 총력을 기울이겠다는 강동환 교수. 자연과학에 대한 학생들의 관심을 고취시킬 수 있는 연구와 강의 활동을 위해 강 교수는 자연과학을 통한 철학적인 성찰을 이끌어낼 수 있는 교재와 강의 방법을 개발하고, 자연과학 분야에서 더 많은 학생들의 취업을 해결할 수 있도록 사회적/경제적 가치가 높은 연구 분야를 개척하고자 한다. 아울러 습지와 탄소 관련 서적 출판, 물과 습지환경 관련 연구센터 설립, 기후변화와 관련된 연안습지의 역할을 연구하겠다는 학자로서의 목표도 가지고 있는 그는 “10년 간 연안습지를 연구해온 만큼 향후 그 범위를 넓혀 국내 습지를 총망라할 수 있는 연구체계를 갖추겠다”고 포부를 밝혔다. NM