화학 실생활 사례 - hwahag silsaenghwal salye

가습기 살균제 사건, 살충제 달걀 파동, 생리대 발암물질 검출 사건으로 생활 속에서 ‘화학’은 위험을 떠올리게 하는 단어가 되었다. 화학과 공포증이 결합된 ‘케모포비아(chemophobia)’라는 조어가 만들어지고 화학 물질로부터 멀어지려는 움직임도 사회 현상으로 번지고 있다.

하지만 화학에 대한 무조건적 거부를 주장하기에는 우리 주위에 수많은 화학 물질이 있다. 인간의 몸, 매일 사용하는 물건, 그리고 우주까지, 화학은 거의 모든 곳에서 우리와 함께한다.

이처럼 우리가 살고 있는 세상과 나 자신까지도 화학 물질로 이루어져 있는 상황에서 화학 물질을 피하고 거부하는 것이 과연 가능할까?

‘우리 집에 화학자가 산다’의 저자 김민경 한양대 화학과 교수는 “화학 물질은 정확하게 알고 사용할 경우 공포보다 편리함과 효용을 가져다준다”고 말한다. 공포의 근원이 되어버린 화학은 어떻게 제 자리를 찾을 수 있을까?

김민경 지음 / 휴머니스트

생활 속의 화학을 아는 것이 왜 중요한가요?

‘화학’을 많은 사람들에게 알려야겠다고 생각한 건 2007년 12월, 태안 기름 유출 사고를 지켜보면서였어요. 태안 앞바다에서 유조선과 해상 크레인이 충돌해 기름이 유출된 사고로, 국내에서 가장 심각한 해양오염 사고로 기록되었죠.

뉴스를 보면서 너무 속상했어요. 사고도 사고지만, 어린아이들이 자원봉사를 한다며 기름을 닦아내는 장면이 자주 나왔거든요. 미담으로 비친 모습이 사실은 굉장히 위험한 상황이었죠. 원유 속에 들어있는 성분 중에 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene)같은 성분은 만 13살 이하의 어린이들이 2~3시간 지속해서 노출되는 것만으로도 골수암을 일으킬 수 있는 1급 발암물질이거든요. 산업계에서 쓰는 것도 특정 분야에서만 쓸 수 있는 물질이죠.

취재를 나간 기자, 봉사활동을 관리하는 공무원 중 그 누구도 이 사실을 인지하지 못했다는 게 마음이 아프더라고요.

부모님은 나누는 삶을 가르쳐주기 위해 아이들 손을 잡고 가시거든요. 당시 어린이를 비롯한 일반 자원봉사자들이 123만 명이었어요. ‘자원 봉사하러 오신 거 감사한 일이지만, 어린 자녀들은 두고 성인만 오셨으면 좋겠다. 혹시라도 모를 위험 요소가 있을지도 모른다.’ 그렇게 방송하고, 안내해줄 사람이 필요하다고 생각했어요. 더군다나 기본적인 보호 장비조차 갖추지 않고 방재 작업이 진행되는 경우가 많았고요.

그때, ‘화학’이 보다 널리 알려져야 한다고 생각했어요. 먼저, 대학에서 인문계 학생을 대상으로 강연을 시작했고 이번에 ‘우리 집에 화학자가 산다’는 책을 펴내게 되었습니다.

당시 사고에 여파도 있을 거 같은데요. 최근 ‘케모포비아’가 사회적인 현상으로 번지고 있습니다. 화학자로서 이러한 흐름을 바라보는 마음이 남다르실 거 같은데요.

2011년 가습기 살균제로 인해 많은 사상자가 발생한 것이 더 큰 문제였죠. 2003년 중증급성호흡기증후군(Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS)사건 이후로 병원균의 심각성을 확실하게 인지하기 시작한 이후 손 세정제, 살균 소독제 같은 위생용품 수요도 급증했는데요. 살균, 소독을 통해 병을 예방하자는 차원이었죠. 적극적으로 ‘균’을 죽이기 시작한 거죠.

가습기 안에 있는 세균을 완전히 없애서 가족의 건강을 지키기 위해 가습기 살균제를 사용한 것이 비극이 된 거죠. 사실, 가습기 살균제 성분인 PHMG(Polyhexamethylene guanidine), PGH(oligo(2-(2ethoxy)ethoxyethyl guanidine)는 다른 살균제에 비해 먹었을 경우나 피부에 접촉했을 때의 위험성이 적은 편이라 비교적 안전한 살균제에 속하는데요.

이것이 초음파 가습기와 만나 더 작은 입자로 공기 중에 계속 공급되면서 우리의 폐 세포를 직접 공격하도록 허락한 셈이 되었죠.

사건 이후로 많은 분들이 안전한 제품을 찾아 나섰고 베이킹소다, 구연산, 과탄산소다 등이 대체 물질처럼 사용되고 있잖아요.

해당 제품 역시 잘 알고 사용해야 해요. 강력한 효과를 얻기 위해 만들어낸 합성 세제와는 다른, 단일 화학 물질이라고 해도 고운 분말 형태의 물질이 호흡기에 반복적으로 들어오면 폐포에 도달하여 독성 반응을 일으킬 수 있거든요.

중요한 건 어떤 제품을 사용하더라도 용법에 맞게 사용하고, 들이마시지 않도록 하는 노력이 필요해요. 세제를 사용해 화장실 청소할 때는 항상 창문을 열어야 하고요. 빨래 삶을 때 세제를 넣고 삶으면서 그 수증기를 흡입하면 그게 가습기 살균제 사건과 똑같은 게 되죠.

세탁 세제의 경우 조금 비싸더라도 액체 세제를 쓰는 게 좋아요. 가루 세제를 쓰면 부을 때 가루가 날리기 마련인데, 그렇게 되면 흡입할 가능성이 크니까요.

‘우리 집에 화학자가 산다’의 저자 김민경 한양대학교 화학과 교수. ⓒ 김민경

알고 사용해야 하는 화학 물질, 화학 제품에는 또 무엇이 있을까요?

너무 많죠. 미세먼지로 인해 마스크를 많이 사용하시는데요. 이것도 걱정이 돼요. 아이를 키우는 부모님들은 자신은 마스크를 쓰지 않더라도 아이 마스크는 꼭 챙기게 되죠. 그런데 영유아는 마스크를 쓰는 것만으로도 호흡 곤란이 올 수 있어요.

게다가 마스크를 쓰면 화학 약품 냄새가 나죠. 왜냐하면 합성 섬유로 만들었기 때문이에요. 면으로는 그렇게 가느다란 사이즈가 안 나오니까요. 합성 섬유에 다른 말은 플라스틱, 비닐이거든요. 그걸 가지고 아주 가늘게 만들어서 밀봉해놓은 거죠. 그런 마스크는 호흡하면서 나오는 수증기를 거르지 않을 정도로 아주 촘촘하거든요.

미세먼지가 호흡기 질환보다는 순환기 질환의 문제잖아요. 콜레스테롤 수치가 높은 어른들의 경우, 피 속에 기름이 많으니까 미세먼지 같은 응결핵이 들어가면 덩어리를 형성하니까, 문제가 되는 건데요.

아이들은 피 속에 콜레스테롤이 별로 없거든요. 그러면 미세먼지가 들어와도 흘러갈 수 있죠.

그렇다면, 마스크를 어떻게 사용하는 것이 좋을까요?

제 경우는 미세먼지 농도가 높고 밖에서 하는 활동이 10분이 넘어갈 때, 아이들에게 마스크를 쓰라고 말해요. 또한, 미세먼지가 인체에 어떤 영향을 끼치는지에 대한 연구는 이제 초기 단계이기 때문에 해당 연구와 관련한 유의미한 결과도 확인하는 게 좋겠죠.

책에는 코팅 프라이팬의 원리, 종이컵 사용법, 커피믹스 젓는 법 등 실생활에 유용한 정보가 많습니다. 또 다른 ‘꿀팁’이 있을까요?

요리할 때, MSG(monosodium L-glutamate)를 넣어도 된다고 말하고 싶어요. MSG는 화학 약품으로 만들어낼 거라고 생각하시는데요. 그렇지 않거든요. 사탕수수를 꾹 짜서 정제해서 날리면 설탕이고요. 사탕수수를 마찬가지로 꾹 짠 뒤, 한번 발효하고 그다음에 날리면 MSG이에요. 다만, MSG를 많이 쓰면 문제가 되겠죠. MSG가 해롭다고 인식하게 된 계기는 중국 음식 영향이 커요. 중식을 먹고 나서 두드러기가 나고, 속 부대끼고, 졸리고… 이런 이야기가 1960년대 미국에서 있었죠. 사실 그보다는 치킨스톡, 굴 소스 등을 포함한 농축된 조미료의 과다 사용과 재료의 신선도가 문제였던 건데, 모든 문제가 MSG에게 돌아가게 된 거죠.

비슷한 예로 사카린(saccharin)도 있습니다. 1970년 후반에서 1990년대까지 유해물질로 거론되었으나 이후 세계보건기구(WHO), 국제암연구소, 미국FDA에서 안전성을 공표하고 다시 사용이 재개되었죠. 지금은 전 세계적으로 음식과 치약 등에 널리 사용되고 있고요. 사카린도 조금씩 사용하는 건 괜찮아요. 설탕보다 당도가 탁월하게 높기 때문에 많이 넣을 필요도 없고요.

(31039)

생활속의 화학 원리 … 포스트잇의 비밀 등

장원락 기자 입력 2006.03.13 10:18
수정 2006.03.13 10:18

화학은 물질의 성질과 조성 및 구조,그리고 그 변화를 연구하는 학문이다.

금속을 다루고 여러가지 약품을 활용했던 고대와 중세의 연금술은 화학의 원형으로 꼽힌다.

이어 근대로 넘어오면서 물질의 구조와 원리는 점차 과학적으로 연구되기 시작했고 그 결과 화학은 중요한 과학 분야로 자리를 잡았다.

생활 속에 무궁무진하게 널린 화학의 원리,그 세계로 들어가 보자.

<포스트잇의 비밀>

학교나 사무실에서 메모용으로 널리 쓰이는 포스트잇은 원래 실패한 화학 연구의 결과였다.

미국 3M사의 화학자 스펜서 실버는 연구 끝에 한 종류의 접착제를 개발했지만 실패한 것으로 생각했다.

접착력이 너무 떨어지고 불안정했기 때문이었다.

그러나 같은 회사의 연구원이던 아트 프라이의 생각은 달랐다.

프라이는 이 물질을 보고 책갈피 용으로 적당하다는 것을 알아냈다.

간편하게 붙였다가 떼어낼 수 있었던 것이다.

포스트잇은 그렇게 해서 접착식 임시 메모지로 탄생하게 됐고 공전의 히트를 기록했다.

포스트잇 접착력의 비밀은 바로 접착제 입자에 있다.

보통의 접착 테이프에는 0.1∼0.2㎛의 아주 작은 접착 입자가 연속적으로 칠해져 있어 한번 물체에 달라붙으면 쉽게 떼어지지 않는다.

반면 포스트잇의 접착 입자는 25∼45㎛의 캡슐 형태로 불규칙적으로 층을 이루며 칠해져 있어 한 번 메모지를 붙인 후 쉽게 떼어내 다른 곳에 다시 붙도록 만들어 준다.

<야광 막대의 빛>

저녁에 이뤄지는 운동 경기나 축제에 가보면 흔히 볼 수 있는 게 야광 막대다.

응원 용품과 스포츠 용품뿐만 아니라 아주 다양한 용도로 널리 사용된다.

이 야광 막대의 원리는 반딧불의 원리와 비슷하다.

화학 에너지를 빛 에너지로 전환하는 반응이다.

야광막대를 구부리고 흔들면 플라스틱 관 안의 화학 물질들이 섞이면서 화학반응을 일으키게 된다.

이 때 생긴 에너지는 야광 막대 안에 들어 있는 염료 분자들로 전달되고 염료 분자들은 빛의 형태로 이 에너지를 발산하게 된다.

화학반응에서 나오는 에너지의 크기에 따라 빛의 색깔도 달라지게 된다.

물론 이 과정에서 열은 거의 발생하지 않는다.

야광 막대의 화학반응은 높은 온도에서 더욱 빨리 일어나게 된다.

따라서 낮은 온도에서는 약한 빛을 좀 더 오랫동안 지속시킬 수 있다.

< 물 마셔도 매운맛 못 없애는 이유 >

아주 매운 고추를 잘못 먹어 혀에 불이 난 것 같은 경험을 해 본 적이 있을 것이다.

이 때 차가운 물을 마시면 아주 잠시 통증을 잊을 수 있지만 금세 매운 느낌은 되살아나 좀처럼 없어지지 않는다.

그 이유는 매운 맛을 내는 물질의 특성 때문이다.

고추의 캡사이신,후추의 피페린,생강의 진저론 같은 매운 성분들은 물에 조금밖에 녹지 않는다.

그래서 물을 마셔도 이런 매운 성분들이 여전히 입 속에 남아 있게 되는 것이다.

하지만 이런 매운 양념들은 대개 알코올이나 기름에는 잘 녹는다.

따라서 알코올이나 지방을 함유한 음료를 마시면 생강이나 후추의 매운 맛을 보다 쉽게 없앨 수 있다.

<얼음덩어리 안은 왜 뿌연가>

물은 안을 들여다 볼 수 있을 만큼 투명하지만 물을 얼려놓은 얼음은 대개 뿌옇다.

그 원인은 물에 포함된 기체와 불순물이다.

우리가 먹는 물은 대개 순수하지 않다.

그 속에는 산소 같은 기체와 칼슘 같은 무기질이 녹아 있다.

물의 온도를 섭씨 0도 이하로 내리면 공기와 접촉한 바깥쪽 부분의 순수한 물 부터 얼기 시작하고,녹아 있는 다른 물질들은 얼지 않은 물 안쪽에 모이게 된다.

이런 과정이 되풀이되면서 얼음 안에는 불순물들이 몰리게 되고 이것들이 빛을 굴절시켜 불투명한 모습을 만드는 것이다.

장원락 한국경제신문 과학기술부 기자

< 스키장 '인공 눈 제조기' 어떤 원리인가 >

스키장에 가 보면 눈 제조기가 눈을 인공적으로 만들어 뿌리는 모습을 볼 수 있다.

이런 눈 제조기는 어떤 원리로 작동하는 것일까.

눈 제조기는 내부 탱크에 고압으로 압축된 공기와 수증기의 혼합물을 싣고 있다.

기계가 작동돼 공기와 수증기를 빠르게 방출시키면 탱크와 대기 사이의 압력 차로 인해 이들 기체가 일시에 팽창하게 된다.

기체가 팽창하는 과정에는 에너지가 필요하게 되는데 이 에너지는 기체 내부로부터 나온다.

결국 팽창을 위해 에너지를 소비한 기체의 온도는 떨어지게 되며 이런 냉각 효과로 인해 수증기가 얼어 고체상태인 눈으로 바뀌게 된다.

화상을 응급처치하는 데는 순간 얼음 팩이 주로 쓰인다.

팩을 구부러뜨리면 순간적으로 온도가 내려가 서늘해지는 게 바로 순간 얼음 팩이다.

순간 얼음팩은 각기 액체와 고체가 들어 있는 두 개의 칸으로 구성돼 있다.

팩을 구부려 액체 칸을 터뜨리면 두 칸이 합쳐지게 되고 그 결과 두 물질이 화학반응을 일으키게 된다.

이 화학반응은 주위로부터 열을 끌어들이는 흡열반응이어서 순간적으로 팩의 온도가 낮아지게 된다.

얼음팩에는 물에 녹을 때 열을 흡수하는 질산암모늄과 염화암모늄이 주로 이용된다.