[재미있는 화학이야기] <6> 인류를 먹여 살리는 화학

현재 지구에 살고 있는 인구는 64억명이고 오는 2050년에는 90억~100억명에 육박할 것으로 예상된다. 이 같은 인구증가에 따라 다양한 문제들이 발생하는데 그 중에서도 가장 심각한 것은 바로 식량문제다. 현재 인류를 먹여 살리는 식량의 대부분은 육상에서 생산되고 있지만 육상은 지구 표면의 29%에 불과하다. 그리고 29%에 불과한 육상을 재차 100%로 환산하면 이 가운데 작물을 재배할 수 있는 공간은 11%에 불과하다. 이 같은 제반 여건을 감안하면 고작 지구의 3% 공간에서 작물 재배가 이뤄지고 여기서 얻어지는 작물이 인류를 먹여 살리고 있는 셈이다. 하지만 이렇게 작은 공간에서 생산되는 작물만으로 인류의 식량문제를 어느 정도 충족시킬 수 있는 것은 작물 생산량을 증가시킨 육종기술과 함께 작물보호제, 그리고 화학비료의 발명이 있었기 때문이다. 물론 이들은 모두 화학을 기반으로 한다. 만일 작물보호제와 화학비료를 사용하지 않으면 과일과 같은 작물은 80%가 쓸모 없게 되며 곡물은 현재보다 50% 이상 감소하게 된다. 즉 저개발 국가를 중심으로 전개되고 있는 심각한 식량문제가 경제규모와 무관하게 농업생산 기반이 취약한 국가들의 문제로 확산될 가능성이 있다는 것이다. 우리나라의 경우 쌀 소비 감소 등으로 표면적으로는 식량문제가 심각하지 않은 것으로 비쳐진다. 하지만 우리나라의 식량 자급률은 지난 2007년 기준으로 28%에 불과하고 전체 곡물 소비량의 70%는 수입에 의존하고 있다. 특히 가축용 사료곡물은 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다. 특히 중국과 인도 등 대표적 인구대국에서는 경제성장에 힘입어 식량 및 육류 소비가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라 세계 곡물가격은 가파른 상승세를 타고 있으며 곡물을 이용한 바이오 에너지 이용 증가는 이 같은 가격상승을 더욱 부채질하고 있다. 이 때문에 우리나라 입장에서는 식량생산을 현 수준 이상으로 유지시켜주는 작물보호제와 화학비료를 부정적인 눈으로만 볼 수 없는 상황이다. 작물보호제란 농약의 다른 이름인데 최근 농약에 대한 부정적 시각이 많아 이처럼 부르는 것. 작물보호제는 크게 재배 작물 이외의 잡초를 제거하는 제초제를 비롯해 작물 생산에 영향을 미치는 세균 등을 제거하는 살균제, 그리고 곤충을 제거하는 살충제 등으로 구분된다. 과거 작물보호제, 즉 농약을 먹고 자살하거나 각종 식품류에 농약이 들어가 심각한 사회문제로 부각됐지만 현재 사용되고 있는 작물보호제의 위해성은 크지 않다. 대부분 작물보호제의 독성을 평가하는 기준이 체중 1㎏당 3g의 소금을 섭취하는 수준의 독성으로 규제되고 있기 때문이다. 한국화학연구원 바이오소재연구센터의 고영관 박사는 "작물보호제가 안전하다고는 할 수 없지만 최근에는 전세계적으로 사용량을 기존보다 100분의1 수준으로 줄이고 자연환경에서 빠르게 분해되는 작물보호제를 개발하고 있다"고 설명했다. 현재 고 박사팀은 작물보호제 업체와의 공동연구를 통해 제초제와 살균제를 개발하고 있으며 2007년 개발된 3종의 제초제와 살충제의 해외수출도 추진하고 있다. 실제 LG생명과학과 공동으로 개발한 제초제 '플럭소'는 국내 사업화 이후 일본 수출을 추진하고 있으며 살충제인 '하나로' 역시 사우디아라비아 수출이 추진되고 있다. 작물보호제는 약효 성분이 농축된 상태의 원제(原劑)를 수입, 이를 용도에 맞도록 가공해 판매가 이뤄지고 있다. 국내의 경우 이 같은 원제의 수입액이 연간 3,000억원에 달해 무역역조가 심각한 상황이다. 국내에서 개발되거나 해외에서 수입된 원제를 가공해 판매되는 국내 작물보호제 시장은 연간 1조2,810억원 규모다. 고 박사팀은 사용량은 크게 줄이면서도 잡초나 미생물만 제거하는 환경친화형 작물보호제 개발을 통해 이 분야의 무역역조 문제를 해결한다는 방침이다. 실제 잔디용 제초제는 내년부터 국내 사업화에 나설 계획이며 동부하이텍과의 공동연구를 통해 2012년부터 비선택성 제초제의 사업화에 나설 계획이다. 비선택성 제초제란 작물재배 이전에 사용, 토양에서 잡초가 자라날 가능성이 없도록 한 뒤 필요로 하는 작물을 재배함으로써 농작물의 생산량을 증가시키는 것을 말한다. 자료제공=한국화학연구원