주목받는 ‘환경 모니터링’ 기술

# 1년 전부터 자전거로 출퇴근하는 직장인 박선규(40)씨는 최근 스마트폰에 대기환경 예보 애플리케이션(앱)을 설치했다. 올 들어 유독 황사와 미세먼지의 농도가 짙어졌다는 뉴스가 자주 눈에 띄기 때문이다. 박씨는 “미세먼지에 관한 뉴스를 자주 봐서 그런지 몰라도 지난해 가을부터는 날씨가 맑아도 금세 목이 칼칼해지는 경우가 많아 출근하기 전 꼭 앱으로 대기 상태를 확인하고 집을 나선다”고 말했다.

최근 미세먼지의 농도와 독성이 강해지는 등 대기환경이 악화되면서 외부 활동에 대한 당국의 경고가 잦아지고 있다. 이런 가운데 이미 발생한 환경오염 물질을 처리하거나 환경 관련 사고로 파괴된 환경을 복원하는 기술만큼이나 오염물질이 어디에서 발생해 어떻게 이동하며, 어디에 쌓이는지를 밝혀내는 ‘환경 모니터링’ 기술이 주목받고 있다. 환경 모니터링은 환경공학 내에서도 다른 기술들보다 늦게 시작됐지만, 요즘 연구자들이 가장 관심을 갖고 있는 분야다.

환경 모니터링 기술은 물리, 화학, 생물학적 지식을 바탕으로 전기·전자공학과 기계공학, 컴퓨터공학 등이 결합되는 대표적인 융합연구 분야다. 미세먼지나 황사로 인해 대기오염을 측정하는 환경감시 기술에 대한 관심이 높지만 환경 모니터링 기술의 분석 대상은 대기, 하천과 바다, 지표면, 지하공간 등 자연환경뿐 아니라 환경호르몬으로 알려진 인공 화학물질에 이르기까지 다양하다.

환경 모니터링 기술의 궁극적인 목표는 실내외 할 것 없이 실시간으로 측정된 정보를 분석해 현재 환경 상태를 정확하게 진단함으로써 효과적인 대응 방법을 찾는 데 있다. 이를 위해서는 ▲측정 대상을 정확하게 감지할 수 있는 환경센서 기술 ▲개별 센서들을 연결하는 네트워크 기술 ▲각종 센서에서 얻어지는 방대한 데이터를 효과적이고 빠르게 취합하고 분석해 실시간으로 알려줄 수 있는 데이터베이스 및 분석 솔루션 기술 등 3가지 기술이 뒷받침돼야 한다.

각종 오염 대상을 정확하게 측정할 수 있는 센서 기술은 환경 모니터링에 있어서 가장 핵심적이다. 고전적인 의미의 센서는 특정물질을 감지하는 수준이지만 앞으로는 감지신호를 정확하게 중앙으로 전달해 정확한 판단을 내릴 수 있도록 정보를 제공하는 역할로까지 확대될 전망이다.

환경 모니터링을 바탕으로 구현할 수 있는 대표적인 기술로 환경 지능형 내비게이션이 꼽힌다. 환경 지능형 내비게이션은 사고 지역이나 차량 정체에 대한 정보는 물론 곳곳에 설치된 환경센서로 수집되는 환경 빅데이터가 네트워크를 통해 실시간으로 전송되면서 환경오염이 심한 지역을 스스로 판단해 피해 갈 수 있도록 돕는 신개념의 차량안내 시스템이다.

환경 모니터링 기술이 일반인들에게 실제로 도움이 되는 정보로 만들어지기 위해서는 넘어야 할 기술적 난관들이 많다. 최근 문제가 되고 있는 가습기살균제처럼 가정에서 흔히 사용하는 화학물질들의 잠재적 위험요소들까지 모니터링하고 진단할 수 있는 새로운 센서 원리와 기술 개발이다. 또 측정하려는 대상물질에 따라 센서의 작동 방식이 다른 것도 기술적으로 넘어야 할 산으로 지적된다.

환경 모니티링 기술의 목표를 실현하기 위해 현재 가장 필요한 것은 다양한 대상 물질을 하나의 단위로 측정할 수 있고 지금보다 더 작으면서도 오랫동안 사용할 수 있으며 관리하기 용이한 센서를 만드는 것이다.

한국과학기술연구원(KIST) 녹색도시기술연구소 관계자는 “환경과 건강한 삶에 대한 관심이 높아지면서 전 세계적으로도 환경 모니티링 관련 기술과 시장이 지속적으로 확대될 것”이라며 “실용화에 초점에 맞춘 산학연의 협력 연구로 기술우위를 확보하는 것이 필요하다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr