인공 조명을 통한 광합성

[이미지 촬영=대한민국청소년기자단 7기 이승민기자]

최근 들어 급증하는 이산화탄소에 따른 지구 온난화 문제에 전문가들은 다양한 대책들을 세우고 있다. 그중에 하나로 가장 잘 알려지고 쉬우면서 접근성이 뛰어난 해결책은 식물을 많이 심는 것이다. 식물을 심게 되면 지구상의 이산화탄소가 산소로 바뀌고, 이에 따라 지구 온난화를 최소한으로 만들게 될 것이다. 또한, 이 식물을 가장 손쉽게 관리할 수 있는 곳이자 우리에게 비교적 직접적으로 산소를 배출하는 것이 집안에 보관하는 식물이다. 이 식물들은 광합성을 위해 빛이 나는 곳, 즉 광원이 필요하지만, 실내에 있기 때문에 햇빛보다는 인공조명에 의지할 수밖에 없을 것이다.

식물은 광합성을 할 때 광원의 색 영향을 많이 받는 것으로 널리 이해되고 있다. 각 광원마다 파장이 다르며, 우리 눈에 보이는 400~700nm의 파장 영역이 식물 성장에 필요한 파장으로 많이 알려져 있다. 각자의 집에 사용하는 광원; 전구, 백열전구, LED 전구 등은 다르고, 이에 따라 광합성 속도가 달라진다. 이 광합성을 가장 효율적으로 하기 위해서는 식물에게 적절한 환경을 제공하고, 이를 통해서 식물이 가장 많은 양의 산소를 내보낼 것이다.

형광등의 겉면 온도의 경우는 2700과 6500k 사이의 색온도를 기본적으로 나타낸다. 수명의 경우, 백열등보다는 길지만 LED에 비해 크게 낮다. 이러한 효율적인 면들에 의하여 형광등은 일본 등등의 나라의 수경재배 시스템에 자주 사용된다. 하지만, 이의 가장 큰 단점은 바로 너무 많은 에너지를 소비하고 이를 통해 자원낭비만 아닌, 엄청 과다한 전력 소모를 감수해야 된다. 또한, 760시간 동안 빛에 노출되어야 큰 효과가 있다.

반면에, LED 전등의 경우는 내구성이 있고 이 조명 기구는 소비 전력이 낮을 뿐만 아니라, 50,000시간이라는 엄청난 내구성을 자랑하는 면에서는 우세하다. 또한, 미세소타 대학의 원예기술부에 발표한 자료에 의하면, 이 두 가지 램프를 이용하여 7주간 식물을 키워서 키 성장을 비교해보니, LED가 압도적으로 성장률이 높았다는 결과가 있었다.

LED 식물 성장 조명을 이용하는 것이 다른 인공조명들에 비해 식물 성장을 빠르게 하고, 생산성을 높이며 보다 효과적이라는 결론에 도달하였다. 이를 통해서 집안에서 식물을 기를 때는 LED 전구를 사용하여 평소에 다른 광원을 사용했을 때보다 광합성량이 늘어나서 비교적 많은 양의 산소를 배출하게 된다. 이것은 지구 온난화를 줄이는 첫걸음이 될 것이다.

[대한민국청소년기자단 IT·과학부=7기 이승민기자]