신문은 선생님

전국 곳곳에 벚꽃이 한창입니다. 서울에서는 1922년 관측 이래 가장 빨리 벚꽃이 피었어요. 올해 2~3월 기온이 평년보다 높았기 때문이라고 합니다. 기온 상승은 지구온난화 때문이에요. 석유·석탄 등 화석연료를 사용할 때 나오는 이산화탄소(CO₂) 같은 온실가스가 지구의 온도를 높이는 거지요. 그런데 소·양·염소 같은 동물들이 배출하는 메탄가스(CH₄)도 지구온난화를 일으키는 주된 역할을 하지요. 최근 세계적으로 동물의 메탄가스 발생량을 줄이는 '화이트 바이오'(white bio) 기술이 한창 개발되고 있답니다. 플라스틱 폐기물 문제를 해결하는 데도 이 기술이 쓰이고 있어요.

음식을 소화하면서 메탄가스를 배출해요

소·양·염소 등 우리가 주로 고기로 먹으려 기르는 이 동물들은 반추 작용, 즉 되새김질을 합니다. 한번 삼킨 먹이를 게워내 다시 씹어 먹으면서 소화를 하는 거죠. 이런 독특한 소화 과정에서 메탄가스가 발생하는데요. 이 메탄가스는 방귀, 트림으로 나오거나 호흡할 때 대기 중으로 빠져나와요. 특히 소가 가장 많은 메탄가스를 배출한다고 해요.

소는 사람과 다르게 위(胃)가 4개나 있어요. 소 입으로 들어온 음식은 일단 첫째 위에 저장했다가 되새김질을 한 다음 둘째 위로 보내져요. 이때 되새김하기 전에 첫째 위에서 수많은 장내 미생물이 음식을 분해하고 발효시켜요. 소가 먹는 풀들은 분해가 잘되지 않는 섬유질로 이루어져 있어요. 그래서 소화액을 이용해 음식을 소화하는 사람과 달리, 소는 미생물의 도움이 필요하죠. 이 발효 과정에서 메탄가스가 만들어져 트림이나 방귀로 나옵니다. 소가 숨을 쉴 때도 입과 코를 통해 가스가 배출됩니다. 소가 뿜어내는 메탄가스의 95%가 숨을 쉬거나 트림할 때 코를 통해 나온다고 해요.

전 세계의 소는 약 13억 마리나 된다고 합니다. 이 소들이 매년 배출하는 메탄가스는 1억톤에 달해요. 지구 전체에서 1년 동안 발생하는 메탄가스의 4분의 1에 해당하는 엄청난 양이에요. 메탄이 일으키는 온실효과는 이산화탄소보다 더 강합니다. 메탄가스 1억톤은 이산화탄소 약 20억톤과 같은 온난화 효과를 일으킨다고 해요. 소 두세 마리가 내뿜는 온실가스가 자동차 한 대 분량과 비슷하다는 연구 결과도 있죠.

소에게 마스크를 씌워 메탄가스를 줄여요

동물에게서 나오는 메탄가스를 줄이려면 어떻게 해야 할까요? '화이트 바이오' 기술이 해법입니다. 바이오 기술은 응용 분야에 따라 크게 레드(red), 그린(green), 화이트(white)로 구분해요. 레드 바이오는 보건·의료, 그린 바이오는 농업·식량, 화이트 바이오는 친환경 및 재생에너지 분야를 의미하죠. 보건·의료 분야는 혈액을 상징하는 빨간색에서 따와, 농업·식량 분야는 녹색 식물이 많아 이런 이름으로 불려요. 친환경·재생 분야를 다루는 화이트 바이오는 깨끗함을 상징하는 하얀색에서 이름을 따왔죠.

과학자들은 최근 화이트 바이오 기술을 통해 소의 메탄 배출을 줄일 방법을 찾아냈어요. 그중 하나가 소에게 마스크를 씌우는 거예요. 소에게 마스크를 씌우면 마스크 내부에 있는 필터가 트림이나 호흡을 할 때 발생하는 메탄가스를 흡입해 물과 이산화탄소로 바꿔줍니다. 소 코에서 메탄가스가 많이 나오기 때문에 마스크도 코에 씌워요. 마스크를 써도 소가 숨 쉬는 데는 문제가 없다고 해요. 이 마스크는 태양전지로 작동되는데, 한번 마스크를 씌우면 5년 동안 사용할 수 있다고 해요.

소가 먹는 사료를 바꾸거나 사료에 특정 물질을 넣어 메탄가스를 줄이는 방안도 연구하고 있어요. 호주 멜버른대 팀 플래너리 연구팀은 사료에 해초의 일종인 바다고리풀 추출물을 섞어 먹이면 소의 트림과 방귀 빈도가 낮아진다는 것을 발견했어요. 이 사료를 먹은 소는 메탄가스 배출량이 90% 이상 줄어들었다고 해요.

메탄가스를 배출하는 소를 기르지 않고 고기를 만들어 내는 방법도 있습니다. 소 근육에서 줄기세포를 뽑아내 근육과 지방 조직을 인공적으로 만드는 거죠. 최근 일본 도쿄대 연구팀이 이 방식으로 실제 고기와 씹는 질감이 같은 인공 고기를 만드는 데 성공했다고 해요.

자연 분해되는 플라스틱 만들어요

화이트 바이오 연구 가운데 가장 활발한 분야가 바이오 플라스틱이에요. 플라스틱은 자연에서 분해되지 않아 심각한 환경오염을 일으키는 물질이죠. 바이오 플라스틱은 폐기된 후 일정 시간이 지나면 자연스럽게 분해되는 플라스틱을 말해요. 보통 옥수수나 사탕수수 등을 원료로 바이오 플라스틱을 만드는데 최근엔 더 다양한 재료를 활용해 바이오 플라스틱을 개발하고 있어요.

우유에는 카세인이라는 단백질 성분이 있는데 이 성분으로 바이오 플라스틱을 만들 수 있다고 해요. 열을 가하면 다른 모양으로 쉽게 변하고 식으면 다시 단단하게 굳는 카세인의 성질을 이용한 거죠. 이렇게 만들어진 플라스틱 용기나 플라스틱 비닐은 100% 자연 분해된답니다. 최근 프랑스 연구팀이 세계 최초로 쓰고 버린 우유를 이용해 바이오 플라스틱을 만들었어요. 생선 껍질을 이용해 만든 바이오 플라스틱도 있습니다. 영국 디자이너 루시 휴스는 생선 껍질에서 단백질을 추출해 비닐봉지나 식품 포장지로 사용할 수 있는 바이오 플라스틱을 선보였습니다. 이 플라스틱은 4~6주면 완전히 분해된답니다. 지구온난화나 환경 문제를 해결하는 화이트 바이오에 대해 여러분도 더 많은 관심을 가져보는 건 어떨까요?

[소는 언제부터 길렀을까요?]

구석기 시대에 그려진 스페인 알타미라 동굴벽화에 야생 들소가 그려져 있어요. 소를 가축으로 기르기 시작한 때는 신석기 시대인 기원전 약 7000~6000년 전으로 추정하고 있습니다. 소는 아시아에서 사육하기 시작해 아프리카·유럽 등으로 퍼져 나갔어요. 소는 인류의 오랜 동반자였습니다. 사람들은 힘이 센 소를 이용해 농사를 짓고 짐을 운반했어요. 살아 있을 때는 소의 젖으로 만든 유제품을 얻을 수 있고 소가 죽으면 고기·가죽·뼈 등을 생활에 활용했죠. 심지어 배설물도 비료나 땔감, 건축 재료로 쓸 수 있었어요.