목차1. 중금속의 정의2. 중금속이 위험한 이유와 체내에서의 작용3.중금속의 종류(1)수은(Hg)(2)납(Pb)(3)크롬(Cr)4.중금속의 오염 및 중금속 중독 피해사례(1)이타이이타이 병(2)미나마타 병(3)국내의 폐광1.중금속의 정의중금속은 약 65개 정도의 금속원소들로 자연계에 존재하며 이들의 분류는 정확히 이뤄지지 않고 있으나, 그중에서도 비중이 5.0 이상(4.0이 기준이 되는 경우도 있다)되는 것으로 지각에 미량 함유되어 있는 원소들을 말하고, 활성을 갖는 미생물개체 또는 다른 생명체에 대한 독성효과를 나타내는 원소로 정의된다 .이들을 생물학적으로 볼 때 필수원소로서 요구되거나 또는 요구되지 않는 원소로서 물리, 화학 그리고 생물학적으로 가역적인 특성을 보이는 금속이다. 아연, 철, 구리 및 코발트 등과 같이 생물체가 정상적인 생리 기능을 유지하기 위해 꼭 필요로 하는 금속을 필수중금속이라 하고, 수은, 납, 카드뮴 등과 같이 환경공해물질로서 생체에 해로운 영향을 미치는 금속을 유해중금속이라 한다. 생체내로 흡수되면 생체 내 물질과 결합하여 잘 분해되지 않는 유기복합체를 형성하기 때문에 몸 밖으로 빨리 배출되지 않고 간장, 신장 등의 실질 장기나 뼈에 축적되는 성질이 강한 물질이다. 특히 비소(As), 납(Pb), 베릴륨(Be), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 불소(F), 셀레늄(Se), 수은(Hg)등은 낮은 농도에서도 건강장해를 유발할 가능성이 있는 물질이다. 이외의 티탄이나 갈리움, 텅스텐, 저어콘, 오스뮴 등은 유독성 금속이지마는 물에 대한 용해도가 극히 낮거나 우리들이 자주 접하기 어려운 금속들이라 주요 환경오염물질로서 간주되지 않는다.이러한 중금속(heavy metal)은 미량 원소(trace element) 혹은 미량 영양소(trace nutrient)라고 불리는 경우가 있다.산업의 발전과 더불어 자연계로 방출되어 환경오염을 유발하는 중금속으로 규정된 오염원들은 대기, 수질을 유발하는 중금속으로 규정된 오염원들은 대기, 수질 그리고 토양의기 후에 다시 오염원으로 작용되어 인체 및 생태계에 대해 중대한 문제를 낳는 요인으로 지적되고 있다.급속한 산업발전에 따라 인구의 도시집중화와 함께 유해독성물질(Chemical hazardous)의 대량방출은 이미 자연계에 중대한 위협요소가 되고 있다. 따라서 세계보건기구인 WHO에서도 음용수에 대해 중금속 중 인류의 건강에 유해한 각종 중금속에 대한 규제농도를 일정농도이하로 엄격한 규정을 하고 있다. 특히 현대사회 발전을 주도하는 산업형태가 대부분 공해배출형이며, 문명의 고도화에 따른 에너지 다소비형의 생활 형태는 환경오염을 가속화시키고 있어 인류의 삶의 질적인 향상을 위해서는 인위적인 해결방안이 마련되어야 할 중대한 시전에 와 있다.2. 중금속이 위험한 이유와 체내에서의 작용환경이 오염되는 원인은 여러 가지 있으나 중금속에 의한 오염은 특히 우리의 관심을 집중시켜 왔다. 여러 가지 오염물질 중 중금속 오염이 특히 우리를 걱정하게 하는 것은 미량이라도 체내에 축적되어 잘 배설되지 않고 장기간에 걸쳐 부작용을 나타내기 때문이며, 또 다른 이유는 환경에 배출된 중금속은 분해나 자정작용을 받지 않고 생물권을 순환하면서 먹이연쇄를 따라서 사람에까지 빠른 속도로 이동할 수 있기 때문이다.땅속 깊숙이 묻혀 있던 금속들을 캐내어 필요한 것들을 만들어 사용함으로써 인간이 직접 접하는 중금속의 양은 점점 많아지고 있다. 중금속 중에서도 특히 위험한 것에는 우리의 일상생활에 널리 쓰이고 있는 구리, 아연, 수은, 크롬, 카드뮴, 납 등이 있는데, 이런 "중금속이 우리에게 왜 위험한가?", "중금속이 우리 몸속에 들어오면 어떤 일이 일어나는가?"에 대한 이해는 일반인들이 잘 모르고 있는 것 같다. 막연히 중금속에 중독되면 기형아가 출산되고, 신경이 마비되는 등의 단편적인 지식만을 갖고 있으며, 아직도 중금속 중독은 특정 산업체와 특정 지역의 사람들에게만 영향을 끼치는 것으로 인식하고 있는 사람들이 많은 것 같다.이런 중금속은 우리 몸속에 들어오면 바로 배출되지 않고 단백질에 쌓속은 단백질에 잘 붙는다, 단백질에 붙은 중금속은 단백질의 고유한 구조를 깨뜨려 단백질의 기능을 없애버린다. 소독약으로 예전에 많이 사용되었던 빨간 약(일명 옥도정기-산화수은이라는 뜻)에 수은이 들어 있으며, 이 수은은 강한 소독작용을 한다. 세균 자체가 단백질이기 때문에 상처가 난 피부에 빨간 약을 바르면 세균의 단백질에 수은이 붙어, 세균은 본래 기능을 상실하여 죽게 된다. 지금은 수은중독의 위험성 때문에 빨간 약은 사용하지 않고 있다. 예를 더 들어 보면, 피 속에서 산소를 운반하는 헤모글로빈은 글로빈이라는 단백질에 철이 붙어서 만들어진 것인데, 폐에서 헤모글로빈이 산소를 매달고 운반하여 우리 몸의 모든 부분에 산소를 공급한다. 만약 헤모글로빈에 수은이 붙으면 더 이상 산소를 운반하지 못하게 되고, 뼈 속의 콜라겐에 수은이 붙으면, 그 기능을 상실하여 뼈가 약해지고 잘 부러지게 된다.이런 중금속의 작용은 몸속에 아주 조금 들어 있을 때에는 병으로 나타나지 않지만, 허용기준치 이하일지라도 장기간 노출되는 경우에는 몸속에서 배출되지 않고 쌓이게 되므로 매우 위험하게 된다. 그리고 허용기준치는 성인을 기준으로 정해진 것이므로 아이들에게는 훨씬 더 위험하다. 같은 양이 체내에 들어 왔을 때 농도는 체중에 따라 차이가 나므로 아이들은 훨씬 농도가 높아질 것이다. 특히 태아일 경우에는 매우 위험하다. 예를 들어, 임신모의 체중이 50kg이고 3개월 된 태아가 50g이라면 체중이 약 1000배의 차이가 난다. 그래서 산모에게는 영향을 거의 주지 않는 양이라도 태아는 매우 위험한 상태의 영향을 받을 수 있다. 어떤 단백질에 중금속이 붙으면 그 단백질의 기능은 상실되고, 태아는 비정상적으로 성장하여 기형아가 될 것이다. 그리고 술이나 담배의 경우에도 성인에게는 영향을 줄 수 없는 양이라고 하더라도 태아는 엄청난 영향을 받을 것이다.3.중금속의 종류(1)수은(Hg)수은은 크게 나누어 무기 수은과 유기수은이 있다. 수은의 대부분은 무기수은으로, 온도계와 기압계에 많이 사용된, 금속 가공, 전기 장치, 자동차, 빌딩 등 여러 산업 시설들로부터 수은에 노출 될 수 있다.수은 증기를 들이 마시거나 수은에 오염된 음식을 섭취하는 경우, 또는 무기 수은으로 오염된 물을 마시는 경우 수은은 우리 몸속으로 들어온다. 그러나 체내로 들어온 수은의 대부분은 한 달 내에 소변과 대변을 통해 몸 밖으로 배출된다.수은에 오랜 기간 동안 노출될 경우 영구적으로 뇌, 신장, 임신에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 수은 증기는 특히 뇌에 심한 피해를 입게 되고, 수은에 오염된 음식을 먹거나 물을 마시는 경우에는 특히 신장에 악영향을 받는다.산모가 유기 수은에 노출되면 태아의 뇌가 해를 입는다. 비록 적은 양이라 하더라도 장기간에 걸쳐 수은에 노출되는 경우, 높은 농도의 수은에 단기간 동안 노출되는 것보다 회복되기가 더 어렵다. 이것은 신체가 일시적인 오염은 자정할 수 있지만, 장기간에 걸친 오염에서는 배출되지 않고 남아 있는 극히 소량의 수은이 농축되기 때문이다.(2)납(Pb)납은 지구 표면에서 적은 양으로 발견되는, 푸르스름하면서 회색빛이 나는 금속이다.우리는 납과 납 화합물을 음식물, 공기, 마시는 물, 강, 호수, 바다, 먼지, 토양 등 우리 주변 어느 곳에서나 찾아 볼 수 있다. 특히 공기 중에 있는 납은 먼지와 함께 먼 거리를 이동한다. 납은 오랫동안 토양 속에 잔류하고, 홍수가 나면 하천이나 강으로 흘러 들어간다.납은 납 광산의 광석으로부터 또는 산업 분야에서 이용되는 재활용 금속 등에서 흘러나오고, 자동차 배터리에 많이 사용된다. 이외에도 페인트, 가솔린 첨가제, 다양한 금속 제품(납판, 납땜, 납 파이프), 군수품 등에 사용된다.우리는 호흡을 할 때, 물을 마실 때, 음식을 먹을 때 납에 중독될 수 있다. 어린이는 납이 함유된 페인트를 칠한 장난감을 핥거나 삼키게 될 경우, 납에 접촉하게 된다. 납은 가솔린을 태울 때 공기 중으로 방출된다. (그러나 현재는 무연 휘발유를 많이 사용하기 때문에 전에 비해 공기 중으로 방출되는 납의 양이 많이 줄어들공기 중에 있는 납은 호흡할 때 폐 안으로 들어와서 혈액을 통해 몸의 곳곳으로 이동된다. 어른의 경우는 음식이나 음료수, 먼지 등을 통해 , 아이들의 경우는 납 성분을 포함한 페인트가 칠해진 조각을 삼키는 것과 납이 포함된 흙과 음식을 삼키는 경우 몸속으로 납이 들어간다. 우리의 몸이 납에 직접 접촉될 경우, 피부를 통해 소량의 납이 우리 몸속으로 들어올 수 있다. 납은 일단 체내에 들어오면, 대부분은 뼈와 치아 등에 축적되고, 적은 양만이 소변과 대변을 통해 배출된다.또한 납은 태아가 성숙하는 동안 태아에게 해를 끼치므로, 임산부가 납에 노출되면 조산하거나 체중이 적은 아이를 낳거나 유산 할 수도 있다. 어린 아이가 납에 노출되면, 아이의 지능이 낮아지고 성장이 둔화되고 청각 장애를 일으키기도 한다. 이런 영향은 아이가 나이가 들어가면서 서서히 나타나고 학교생활을 하는데 장애가 된다. 많은 양의 납에 비록 짧은 기간이라도 노출되면 뇌와 콩팥(신장)에 나쁜 영향을 미친다.납이 인간에게 암을 일으키는지의 여부는 아직 확실히 밝혀지지 않았지만, 실험용 쥐에게 납을 주입한 결과, 그 쥐에서 종양이 발견되었다.(3)크롬(Cr)크롬 (chromium)은 토양과 화산재, 화산 가스에서 나오는 원소이다.세 가지 상태의 크롬이 있는데, 크롬(0), 크롬(Ⅲ), 크롬(Ⅵ)이다. 크롬(Ⅲ)은 자연 상태에 존재하고, 크롬(0)와 크롬(Ⅵ)는 일반적으로 공업 과정에서 생성된다. 크롬은 주로 철 합금이나 다른 합금을 만드는데 사용된다. 화학 공장에서 생성된 크롬 화합물은 크롬 도금, 색소 제조, 가죽 가공, 목재 처리 등에 이용된다.대부분의 사람들은 크롬을 함유하고 있는 공기를 호흡하거나, 음료수나 음식을 섭취함으로써 조금씩 크롬에 노출된다. 그러나 크롬을 재료로 하는 공장에서 일하는 사람들(직업적 노출)이나 담배를 피우는 사람들은 특히 크롬에 심하게 노출될 수 있다. 화학 제조 공장과 천연 가스, 석유, 석탄을 연소하는 곳은 공기 중으로 크롬을 발산하는 대표적인 근원이다. 그 외에이다.
-------------1----------이런저런 이유로 월급을 받는 형식의 직무경험은 3개 월 간의 편의점 아르바이트를 제외하곤 전무하다. 그러나 교수님을 중심으로 한 동아리(00동아리)에서의 활동은 일당을 받는 형식의 일을 했었다.내가 맡은 일을 분류하면 두 가지로 나누어 볼 수 있는데하나는 전라선의 국내 최장 철도터널인 병풍터널과 슬치터널의 오염물질 측정, 분당에 소재한 지하버스터미널의 오염물질을 측정하는 것이었다. 교수님께서는 각각의 구조도를 일정한 간격으로 나누고 측정점을 잡아 주셨다. 그러면 나는 측정점에서 장비를 설치하거나 일정한 시간을 간격으로 오염물질의 농도를 측정하고 기록하는 것이었다. 이때에 힘들었던 것은 병풍터널, 슬치터널에서의 20kg이 되는 장비를 일반 평평한 도로가 아닌, 철도터널에서걸어서의 이동이었다. 내가 맡았던 일이 이동, 설치, 기록과 같이 막노동과 같은 일이었지만 내가 아니면 누가 나와 같은 경험을 한사람이 있을까! 내 별명 중에는 생체과(생활체육학과)가 있는데 이때부터 다져온 체력이 원동력이 아니었을까 생각된다.또 다른 하나는 '0000000지역 000000연구센타에서 실시한 방역관리자 과정'의 이수경험이다. 여름이면 으레 000도 000지역의 유행성출혈열과 말라리아모기의 출현에 관해 뉴스로 나오곤 한다. 나는 뉴스의 소재가 되는 000도 000지역에 일주일에 한 번씩 방문하여 방역을 위한 기상측정을 담당했다. 고도에 따른 온도를 알아보고, 공기가 가장 적게 순환되는 시간대를 찾아 방역하기에 적절한 시간대를 찾아내는 것이 나의 임무였다. 다른 소속대원들은 모기 유충의 서식지인 물을 찾아 방역을 하였고, 유행성출혈열의 주범인 등줄쥐를 잡아 혈액을 채취하는 일을 했다. 나는 그곳에서 등줄쥐의 혈액을 채취하고 해부하는 용감함도 발휘하기도 했다.이처럼 장기적으로 일한 경험은 없지만, 타인보다 더 특별한 경험을 가지고 있는 나의 도전적이 모습이 앞으로 맡게 될 임무에서 큰 밑거름이 될 것이라고 생각한다.세상에 이룰 수 있는 성과는을 서술해 볼까한다.2002년 10월11일은 어여쁜 여동생들을 처음 만난 날이다. 장소는 000구에 소재한 000원.이곳은 작년까지 3년간 봉사활동을 한 곳이다. 유치원부터 고등학생까지 어린 여자들만 거주하고 있었는데 부모님의 이혼 등으로 부모님은 계시지만 돌보는 사람이 없어 '산고아'가 되어버린 동생들이었다. 처음에 그들을 만났을 때는 편견이 앞선듯하다. 불쌍하다는 생각에 그들을 어떻게 대하면 좋을지 어찌할 줄 몰라했던 기억이 난다. 식사를 할 때에도 차례로 줄서서 먹는 모습, 식사 후에는 자신의 뒷자리는 스스로 정리하는 모습. 이런 모습은 집에서는 볼 수 없는 단체생활에서만의 환경이기에 낯설었다.그러나 6살짜리의 "000"라는 동생은 나에게 그런 편견을 버리게 했다. 처음 만나는 사람임에도 불구하고 유치원에서의 이야기부터 사사건건 말을 하는 모습은 나를 빠르게 적응하게 한 것 같다. 나중에 알게 된 이야기이지만 자매님은 그곳의 아이들이 사랑과 관심이 부족하여 처음 만나는 사람에게 경계를 보이지 않는다는 말을 해주셨다. 나는 '000' 덕분에 3년 동안 1주일에 한 번씩 식사를 준비하고, 행사 때면 함께 놀고, 시험 때면 공부를 도와줄 수 있었다. 그곳에서 내가 크게 도움이 될 만한 일은 없었던 것 같다. 나의 도움보다는 오히려 그곳에서 아이들이 나에게 보여주었던 관심, 그리고 자매님들께 혼이 나면 나에게 안겨서 울던 '000' 의 모습에 지금은 가고 있지 않지만 다시 보고 싶은 동생들로 기억하게 된 것이다.그들로 인하여 나는 그들에게 사랑을 배우게 되었다. 또한 부모님의 소중함을 느낄 수 있었고, 내가 부모가 되었을 때의 자식에게 사랑을 베푸는 방법, 부모로서의 자식에 대한 책임감을 배우게 된 것이다. 이렇듯 돈을 주고 살수 없는 사랑의 경험이기에 삶에 있어 주요성과라고 아니 일컬을 수가 있을까!이런 경험으로 얻은 변화가 있다면 모든 사람들에게 친절하게 대하는 버릇이 생겼다. 이런 버릇이 단체생활을 하는데 있어서 촉매적인 요인 될 수 있을 것이라 생각한다.아래 작은 빌라로 이사했다. 그곳은 한 살 차이인 남동생과 나의 자연놀이터였다. 비가 많이 오면 폭포가 생기고, 시냇물에 빨래하시던 어머니, 달팽이, 개구리까지...이것이 이유 인듯하다. 내가 일 년 반 동안의 공무원준비를 포기하고 환경전문가가 되려하는 것은 말이다.과거의 나의 단점은 끝맺음이 부족하다는 것이다. 그래서 대학입학에 실패했고, 전문대학에 입학했다. 그러나 호기심을 갖기 좋아하는 탓에 전공에 흥미를 갖게 되어 숭실대 환경화학과에 편입했다. 편입은 인생에 커다란 전환점이었다. 짧은 6개월이지만 매일 아침 4시 50분기상 1시에 취침으로 아버지께 배운 성실의 결과였다.그 후에도 꿈을 이루기 위한 노력은 00000산업기사, 0000면허취득으로 계속 되었다. 단, 조금은 오래 걸렸지만 부모님의 권유와 현실안위적인 생각에 공무원준비를 시작하기 전까진 말이다.내 나이 25살, 사회초년생이라 하기엔 적지 않은 나이이다.또 1년 반이란 시간을 보내면서 더 나은 외관을 갖춘 것도 없지만 후회도 없다. 오히려 실패와 반성은 내실이 튼튼한 나를 만들어 주었다. 실패를 했기에 성공의 가치를 알고, 성공을 간절히 바랄 줄도 알며, 반성이 있기에 더 신중할 수 있게 된 것이다. 이제는 귀사에서 성공한 환경전문가의 꿈을 펼치게 되는 기회가 주어지게 되길 바란다. 독수리의 날개 짓처럼 도전하고, 새의 제왕답게 리더의 모습을 갖추지만 사랑으로 타인을 감싸 안을 줄 아는 그런 귀사의 인재가 되고 싶다.---------2---------1982년 생,여자,165cm,50kg 으로 보통인 임에도 불구하고 졸업 후 1년 반 동안 공무원준비생이라는 구실로 미취업상태로 지내다가 나를 자술서에 소개하려니 매우 부끄럽다는 생각이 앞선다. 또한 전문대 입학 후, 학업에 흥미를 갖게 되어 편입을 하게 되었고, 자격증을 취득하면서 전공을 살리겠다는 꿈을 가지고 있었는데 졸업할 때쯤 공무원이신 아버지의 뜻을 따라 공무원을 준비하였었다.그러나 다시 전공을 살리고자 노력하고 있으니 이처럼 한심스럽고 따 같은 나의 전공을 살릴 수 있는] 그런 직장만 보장된다면 최선을 다 할 작정이다.내 상황이 타인들보다 뒤쳐졌기 때문에 최선이라는 말로 변명하려는 잔꾀가 아니다. 나는 전문대학시절 0000지역 0000000연구센타에서 방역관리자로서 봉사활동을 하였고, 학생회임원, 전공동아리 활동을 통해 리더십, 리더로서의 책임감, 사교성 또한 만만치 않은 나로서 진가를 귀사가 알아주셨으면 하는 바람이 앞서기 때문이다.내 인생에 있어 공무원준비는 실패로 끝났지만, 그것은 성공의 가치를 더욱 크게 만들어주는 촉매적 요인이 될 것이라고 믿는다. 이제는 귀사에 입사하여 성공의 맛을 느끼면서 일하고 싶다.졸업여행 당시 학과 선배님 중 한 분이 전날의 과음으로 잠에서 깨어나지 못하고 있었을 때에 모두 여행에 참여해야 한다는 생각으로 나와 다른 학우들이 식사를 마친 후 선배님을 위하여 국을 데우고 적은 양의 밥을 말아서 반찬과 물을 가져다주었다. 그 후 모든 사람들은‘비선대’라는 코스로 등산을 시작하였다. 처음의 목적 코스인 비선대에 도착했을 때 쯤 그만가자는 몇몇의 학우들과는 다르게 나는 고도600m라는 금강굴로 목적지를 바꾸었다. 설악산에 왔으니 높은 산의 돌과 흙을 밟고 경치를 즐겨야 한다는 이유에서 앞장서서 걷기 시작했다. 금강굴에 도착했을 때 쯤 생체과(생활체육학과)학생 이라는 별명이 붙기는 하였지만 말이다.이렇듯 나의 장점은 리더십과 추진력이 있다는 것이다. 또한 리더십이 단지 이끄는 것 뿐만으로써가 아닌 다른 구성원을 섬세하게 챙길 줄 배려로써의 장점을 가지고 있다는 것이다.그러나 단점이 있다면 지나친 호기심이다. 봉사활동 중 경기 북부지역으로 조사를 나간 경험이 있는데 그때에 타과인 임상병리학과와 같이 협력하여 조사한 경우가 있었다. 그때에 말라리아와 유행성출혈열의 방역을 목적으로 조사 중 이였는데 그 당시 임상병리과는 쥐의 소변으로 병을 옮기던 유행성 출혈열을 조사 중 이였다. 임상병리과에서는 쥐덫을 놓고 등줄쥐를 잡아 간의 혈액을 채취하고 해부 후 폐를 꺼내어 바이러스를의 혈액을 채취하고 해부까지 하는 경험을 했었다. 물론 나의 기억 속에는 흥미로운 기억으로 남지만 지나친 호기심은 어떤 일을 함에 있어 방해를 가져다주기 때문에 요즘은 요가를 통해 인내를 배우고 있다.성장과정이라면 가족소개부터 시작해야 하겠지만, 이런 내용은 신상명세서에 간략하게 기록하였고, 특별한 것이 없는 보통의 가족이므로 이런 것은 생략하고 나의 전환점을 위주로 서술하려고 한다.나의 24년을 간략하게 하면 [전문대입학, 편입, 다이어트, 공무원시험, 취업] 이렇게 말할 수 있다.고등학교시절 항상 엄하신 아버지에 대한 반항심 때문이었을까? 부모님의 뜻과는 다르게 학업에 대한 나태함으로 서울에 소재한 4년제 대학에 입학 할 수 없어 전문대를 입학하였다. 그러나 전문대 입학은 학업에 흥미를 갖게 하였고, 편입에서는 20대 1의 경쟁률을 뚫고 00대 000000학과에 입학하는 쾌거를 얻게 하였다.또 고등학생 시절 64kg에 달했던 체중은 2년 동안의 운동으로 50kg을 유지하면서 지구력과 끈기를 가진 대한민국의 청년으로 거듭나게 되었다.비록 1년 반 동안 매진했지만 공무원의 실패는 후회와 함께 많은 것을 남겼다. 3대째 기독교집안이지만 믿음은 조금 약한 나에게 신의 존재는 버팀목이 될 수 있었고 실패했지만 믿음의 성장을 보신 부모님은 더욱 자랑스럽게 여기시고 계신다.------------------3---------저는 법률구조공단에서 공무원으로 근무하시는 아버지와 가족을 위해 온갖 정성과 사랑을 실천하시는 어머니 사이에 태어났습니다. 1남 1녀인 저희 남매는 물질적으로는 풍요롭지는 않았습니다. 그러나 신채호 선생님의 '시일야우방성대곡'의 내용 중 [재산으로 자손에게 물려주지 말고 학업으로 자손을 길러 보시오]란 구절을 몸소 실천하신 분이십니다. 교육에 관한 사교육비를 아끼지 아니하셨고, 어머니께서는 항상 책과 함께 하시는 모습을 보이시면서 독서를 습관화하게 해주셨습니다. 이런 부모님 덕택으로 초등학생 시절에는 5년 동안 임원을 할 수 있었습니다. 비록 청소년기니다.
Differential Scanning Calorimeter(시차주사열량계)는 기본적으로 시료의 온도를 일정속도로 승온,냉각 혹은 등온유지시 발생하는 기준시료와 측정시료간의 열흐름(Heat Flow)의 차이를 측정하므로서 시료의 흡/발열 혹은 열용량(Heat Capacity)의 변화에 의한 전이점을 측정하는 가장 보편적인 열분석기이다.{1. DSC 의 측정기능 (용도)1 Glass Transitions(유리전이점)2 Melting Points(녹는점)3 Crystallization Time & Temperature(결정화시간 및 온도)4 Percent Crystallinity(결정화도)5 Heat of Fusion and Reaction(용융 및 반응열)6 Specific Heat and Heat Capacity(비열 및 열용량)7 Rate of Cure(경화율)8 Degree of Cure(경화도)9 Reaction Kinetics(반응역학)⑩ Purity(순도)⑪ Thermal Stability(열안정성)⑫ Boiling Point(끊는점)2. DSC의 정의Differential Scanning Calorimetry(DSC)는 물질의 전이 현상과 관련된 온도와 열흐름(heat flow)을 시간과 온도의 함수로 측정하는 기기를 말한다. 이런 DSC 기기는 시료가 열을 받아 그 물리적 또는 화학적 물성이 변할 때 열을 수반하게 된다. 흡열 또는 발열 현상이 바로 그것이다. 바로 이 열의 변화를 감지해 내는 것이 DSC 이다. 따라서 열의 출입을 동반하는 모든 물성을 DSC는 측정할 수 있다. 그러나 불행하게도 이 모든 열적 변화를 모두 측정할 수는 없다.즉, 매우 작은 열 변화 또는 완만하게 긴 온도 영역에 걸쳐 일어나는 작은 열 변화 등은 측정되지 않는다. DSC를 이름에서부터 이해해 보자.Differential : sample 단독으로만 존재하는 것이 아니라 reference가 필요하다는 뜻이다.Scanning : 물질의 변화를 검색할 수 있는 방법을 다양하게 제공한다는 뜻이다.{즉, reference와 sample 사이의 열 변화의 차이를 측정한다는 뜻이다. reference라 하여 어떤 특별한 물질을 사용하는 것이 아니라 sample 쪽과 같은 형태의 빈 sample pan을 사용한다. 따라서 reference 쪽은 아무런 변화가 없는데 sample 쪽에서 열 변화가 생기게 되고, 이로 인해서 두 쪽 사이에서 온도 차이가 생기게 된다. 바로 이 온도 차이를 일차적으로 측 정하게 된다. (참고로 heat flow 자체를 직접 측정하는 DSC는 없다.)왜냐하면 heat flow를 직접 측정하는 sensor는 지 구상에 없기 때문이다. 열 보상형 DSC라고 해서 heat flow를 직접 측정하는 것은 결코 아니다. 지금까지 존재하는 모든 DSC의 일차적인 열 변화는 온도차이다.즉, 보고자 하는 온도 영역에서 가열 속도, 등온 유지 등을 다양하게 프로그램할 수 있다는 뜻이다. 여기에서 사용할 수 있는 다양한 방법을 얼마나 많이, 얼마나 양하게, 얼마나 정확하게 제공, 조절할 수 있는 가 하는 것이 기기의 성능과 확장성을 의미한다. Calorimetry다 : 열량을 측정한다는 의미이다.측정된 초기의 단위는 mW이고, W/g, J/g, cal/g 등등은 환산된 단위이다.3. DSC의 원리시료와 기준물질(reference)을 같은 온도로 유지하기 위한 에너지 소비의 차이를 기록하는 것으로 얻어진 온도, 열량변화 데이타로부터 시료의 물리 화학적 성질을 알 수 있다. 이때 피크의 위치, 모양, 개수 등으로부터 시료의 정량분석과 피크의 면적으로부터 열량변화에 대한 정량적인 정보를 얻을 수 있어 화학반응속도론(chemical reaction kinetics)의 연구에 주로 이용된다.4. DSC의 구조1 Power Compensated DSC이 방식 기계의 가장 큰 특징은 두 개의 똑같은 furnace가 sample 용과 reference용으로 각각 있다는 점 이다. 각 furnace는 독립적으로 heater와 Pt sensor를 갖고있다. 두개의 furnace는 1개의 sample holder에 장착되어 있다. 그 동작과정은 다음과 같다.- 동작 회로는 크게 differential-temperature control loop(DTCL)과 average- temperature control loop(ATCL)가 있다. ATCL은 프로그래머의 의해 전체를 일정한 속도로 온도를 변화 또는 고정시키는 기능을 하며 DTCL은 시료의 발열, 흡열에 의한 sample furnace와 reference furnace간의 온도차를 감지 하고 양쪽의 온도 차이를 보상하여, 온도차이가 없게끔 조절해 주는 기능을 한다. 예로 고분자 물질이 녹는 경우 흡열이 일어나 sample쪽 온도가 낮아지게 되는데 이를 보상하기 위하여 여분의 전류를 더 보내 양쪽 의 온도가 같아지게 조정하고 더 보낸 전류의 양을 신호로 data system으로 보내준다.- ATCL에서의 신호는 DSC thermogram의 온도축이 되고 DTCL의 신호는 열량변화축이 된다.- 장점 : 열량을 직접 측정하므로 속도가 빠르고 재현성이 우수하다.시료의 사용량이 mg단위로 매우 작다.- 단점 : 가열로의 heater, sensor와 연결된 전선이 노출되어 있어 오염에 약하다.Sample, reference 두개의 가열로 중 하나만 고장이 나도 수리가 불가능하여 고가의 sample holder를 교체하여야 한다.사용온도의 폭이 좁다.2 Heat Flux DSC현재 시판되고 있는 대부분의 DSC가 이 방식으로 되어있다. Heat flux DSC의 가장 큰 특징은 sample 과 reference가 한 개의 furnace안에 위치한다는 점이다. Power compensated DSC에서는 sample과 reference가 각각 별개의 furnace에 의해 가열되는데 반해 heat flux DSC에서는 한 개의 커다란 furnace에 의해 가열되고 sample과 reference plate 바로 밑에 설치된 thermo couple sensor에 의해 각각의 온도가 측 정된다. 따라서 발열, 흡열 등에 의한 sample과 reference간의 온도 차이가 발생했을 때 thermocouple sensor에 의해 단지 양쪽의 온도차이를 감지할 뿐이며 그 온도차 신호로부터 열량변화 데이타를 환산 하여 얻게된다. 따라서 시료, 장치의 열전도도, 열용량 등의 영향을 받게 되므로 여러 개의 온도에서 보정 해 주는 것이 좋다.
엔트로피와 인류의 미래상 ......과학 기술의 발달을 선이다 악이다 라고 표현할 수 있을까? 인류가 추구해온 물질적 풍요를 위한 노력인 과학 기술은 어떠한 것으로도 단정 지을 수는 없다. 비록 인간이 자연의 관리자로써의 직분을 잃고, 지배자가 되려 하고 있지만 우리들은 알고 있다. 결코 지배자가 될 수 없고, 자연의 종속자 밖에 될 수 없다는 사실을 너무나도 잘 알고 있다. 그럼에도 불구하고 우리는 추구하는 유토피아적 세계를 위해 자연의 지배자가 되기 위하여 많은 만행들을 저지르고 있다.예를 들어 늘어나는 인구로 산림을 벌채하여 새로운 농경지를 만들고, 비대해진 도시에 공장, 도로, 비행장 등을 건설하기 위하여 농경지를 잠식하고 있다. 이것은 아주 위험한 행동이다. 자연 원래의 뜻을 거슬리는 것 뿐 아니라 새로운 사회의 건설로 인한 변모는 대기, 수질, 토양오염 등의 결과로 안락한 안식처를 제공받으려는 우리의 목적과는 달리 자연은 우리에게 보복을 하고 있다. 그러나 이러한 행동이 자연을 파괴한다고 하여 잘못된 행동이라 결론 내릴 수 있을까? 이는 늘어난 인구로 자연을 지배하여 식량 생산량을 증가시키고자 하며, 생활 필수품을 제공받거나, 우리들이 좀더 편한 생활을 영위하도록 추구하고자 하는 불가피한 행동인 것이다. 그렇기에 이러한 만행을 결코 나쁘다고 판단할 수는 없는 것이다.그렇다면 어떻게 하는 것이 옳은 것일까? 또한 수 종류의 오염들로 인한 비극적인 결과를 얻지 않게 하기 위해서는 어떻게 하는 것이 옳은 것일까?학자들은 이렇게 말한다. 자연 환경의 엔트로피를 줄이라. 이 말의 의미를 알기에 앞서 엔트로피를 알아야한다. 그러면 엔트로피는 무엇일까?이는 사물이 얼마나 무질서한 상태로 있는지, 일로서 사용할 수 없는 에너지를 얼마나 많이 포함하고 있는가를 나타내는 척도로 사용되는 말이다. 이러한 에너지가 줄어든다는 것이 바로 엔트로피가 줄어든다는 것을 의미한다. 비록 에너지는 열역학 제1법칙인 에너지 보존법칙에 의하여 지구상에서 생성된 에너지는 어느 곳으로도 손실되지 않는다고 하지만은 일로서 사용할 수 없는 에너지가 되어버리는 것이다. 예를 들어 수 천년 동안 태양 에너지로 생성되어 온 화석연료의 많은 사용은 사용 가능한 에너지를 줄이는 것이고, 열역학 제1법칙에 의해 연료 사용 후 생성된 다른 형태의 에너지원들이 공기 중에 수증기나 그을음 등으로 변하게 되는 것이다. 결론적으로 에너지는 보존되지만 엔트로피가 늘어나게 되는 것이다. 또한 이와 함께 자연의 무질서와 파괴를 일으키게 되는 것이다.우리들은 참으로 불쌍한 인간들이다. 우리 자신들의 자연을 지배하고자 했던 무분별한 행동에 책임을 질 생각은 못하고, 이를 피하기 위하여 무던히 노력하는 모습을 엿볼 수 있다. 한번을 자신을 돌아봐라.도시의 하늘은 쾌창한 날씨에도 맑은 하늘을 볼 수 없다. 이유는 자동차에서 배출된 배기가스나 공장에서 나온 매연으로 인하여 성층권에서 형성된 이로운 오존층이 아닌 인체에 해를 입히는 오존층이 대류권에 형성되어 도시의 파란 하늘을 뿌옇게 흐리게 했다.또한 시골에 가면 흔하게 들을 수 있는 풀벌레 소리, 새들의 지저김도 듣기 어렵다. 이것은 도시가 시골보다 더 많이 자연이 파괴되어 풀벌레와 새가 살수 있는 공간도 사라지게 되었을 뿐더러, 풀벌레들이 숨쉬기 어려울 정도로 공기는 탁하게 되어버렸기 때문이다. 사람들은 이런 도시가 싫고, 옛날이 그립다는 이유로 일상에서 단 하루만이라도 탈피하고자 주말이면 풀숲으로 여행을 찾아 떠나는 사람들을 많이 볼 수 있다. 이것이 얼마나 어처구니 없는 행동인가....또한 여기서 그치는 것이 아니다. 다시 도시로 돌아와서는 자연을 파괴하는 행동이 전처럼 다시 시작된다. 물론 내 자신의 생계 유지를 위하여 파괴할 수밖에 없다고 말을 하겠지만 이것은 변명이다. 샤워할 때 썼던 샴푸, 남긴 음식쓰레기는 무엇으로 변명할 것인가.지금 우리가 살고 있는 이 지구는 후손들에게서 빌려온 것이다. 우리만 쓰고 버릴수 있는 것이 아니란 말이다. 오늘날의 물질 문명을 유지하기 위하여 급속히 늘어난 에너지의 소비로 식물 자원이 줄고 광합성에 의한 탄산가스의 소비량은 줄어들어 화석연료에서 발생한 공기 중의 탄산가스 농도가 높게 되는 현상이 일어 났다.이러한 현상인 온실효과로 인하여 라니뇨와 엘리뇨가 발생하고 또한 오존층의 파괴 등등 이러한 문제들을 어떻게 해결할 것인가. 어떤 학자들은 비극적인 견해로 지구의 종말을 예언한다고 하고 있지만 있어서는 않되는 일 일뿐더러 상상조차 하기 싫은 일이다.
1.서론정수장에서 매달 조사하는 수질검사 항목은 45개로서 이것들이 수돗물의 적합 여부를 합격하는데 적용되고 있다. 정수장의 수질검사 결과가 먹는 물 수질기준을 만족함에도 불구하고,1989년 중금속오염사건을 시작으로 1990년에는 THMs(Trihalomethanes) 농도에 대한 논쟁이 있었으며, 1991년에는 낙동강 페놀사건이 발생하였고, 1993년 여름에는 김상종 교수의 서울 수돗물에서의 병원성 세균 검출 발표와 같은 보고가 있었다. 또한, 1994년 낙동강의 상수원의 악취상태, 영산강 물고기 떼죽음사건, 낙동강 정수장에서 벤젠과 톨루엔 검출 사건 등으로 인하여 정수장에 유독 물질이 유입될 때 대처 가능한가에 대한 문제가 제기 되고 있다.이와 같은 수돗물의 수질을 의심하게 되는 사건이 발생하면서 수돗물의 안전성 시비가 끊이지 않고, 국민들은 수돗물의 수질을 불신하게 되었다. 이런 수돗물의 불신을 해소하고 국민들의 보다 안전하고 맛있는 물에 대한 욕구에 부응하기 위해 고도정수처리공정의 도입과 기존 정수처리공정의 개선이 필요한 것으로 여겨진다.그리하여 여기서는 환경부에 보고된 충청도 정수장의 1994년부터 1998년까지 5년간의 먹는 물 수질검사 결과 자료를 취수원수, 정수장 규모, 여과 그리고 소독시설 등으로 분류하여 각 정수장의 특성에 따른 수질변화를 상호 비교하고 원인을 진단하였다.2. 연구방법(1) 연구 대상 정수장충청남도의 43개소, 충청북도의 49개 의 정수장 별 기초자료가 있는 정수장(2) 먹는 물 수질검사 항목의 정량한계 및 결과표시검사주기성분명수질기준정량한계유효숫자확정시험결과표시매주1회이상일반세균100CFU/㎖이하000대장균군음성/50㎖--음성, 양성NH3-N0.5㎎/ℓ이하0.01㎎/ℓ0.000.00NO3-N10㎎/ℓ이하0.1㎎/ℓ0.00.0KMnO410㎎/ℓ이하0.3㎎/ℓ0.00.0매일1회이상Turbidity2도 이하--(*)잔류염소0.2㎎/ℓ이상pH5.8∼8.5-0.00.0매월1회이상THMs0.1㎎/ℓ이하0.001㎎/ℓ이하0.0000.00u/㎖를 초과하면 안됨④ 소독효과를 확인할 수 있는 지표임(2) 미국① 1989년 개정된 미국 음용수 수질기준에서 대장균군 규정을 둠② 1993년 밀위키시에서 원충류인 Cryptosporidium에 의한 식수오염으로 감염된 환자 수 가 40만명에 이르고 그중 100여명이 사망《참고》 Cryptosporidium 의 사진(3) 결과구분시료개수검출시료개수검출비율(%)기준초과시료수기준초과비율충남2,432753.500충북2,863752.780.28※ 월별·연도별 특성이 나타나지 않았다.3.1.2 대장균군 (coliform group)(1) 특징① 수인성 전염병과 관련된 먹는 물의 수질지표② 수처리 공정을 거친 공급 수에서는 검출되어서는안되며, 만약 발견 시 부적절한 수처리, 처리 후의오염, 초과영양소가 있음을 의미③ 분변오염의 지표로 물에서의 검출과 계수가 용이④ 그램 음성이며 막대세균으로 bile salts 혹은이와 유사한 증식-억제 성향을 띤 surface-active물질이 있는 상태에서도 증식할 가능성 있음⑤ 24∼48시간이내에 35∼37 에서 lactose을 발효해 가스와 알데이드를 생성하는 모든 호기성 및 통성혐기성균⑥ 무아포성균구분시료개수검출시료개수특징충남2,432--충북2,8634개일반세균 89∼2,900개 검출(2) 결과※ 일반세균이 기준을 초과하거나 기준을 초과하지 않았더라고 일반세균이 검출되면 대장 균군에 대한 주의가 필요하다.3.1.3. 암모니아성 질소 (NH3-N)(1) 특징① 건강상 유해영향 무기물질에 관한 기준② 분변오염의 지표로 지목되는 수질인자③ 염소 소독 시 맛과 냄새 있어 소독의 효율성 떨어뜨림④ 수도관의 내벽에 입혀진 cement mortar에서 상수로 배출될 수 있는 상당량의 암모니 아는 소독 저해요인으로 작용★ 국내 대부분의 정수장의 정수처리공정에서 전염소의 Breakpoint처리에 의해 대부분을 제거하기 때문에 관망에서의 농도는 적은 것이 일반적 임구분총 시료수검출된 시료수검출비율(%)초과시료수기준초과비율(%)충남2,432330methanes)(1) 특징① 건강상 유해영향 유기물질에 관한 항목으로 발암성을 일으키는 화학물질② 수질인자에 영향을 받는 물질 (잔류염소농도, pH, 수온, 유기물의 농도)③ 염소계 소독부산물 중 대표적인 물질④ 우리나라 - 1990년에 0.1㎎/ℓ로 도입미국 (EPA) - 0.08㎎/ℓ《참고》 정의 : 유기할로겐화합물로서 수소원자4개중 3개가 연소 브롬 요드로 치환된 것THMs의 발견 : 1972년 네덜란드 로텔담수도국의 Rook에 의해 밝혀짐THMs의 종류 : CHCl3(발암성물질), CHBrCl2, CHBr2Cl, CHBr2THMs의 유래 : 자연계의 원인도 있지만, 뇨·하수처리 배출수에도 함유되어 있다. 또한 펄프 공장폐액 등의 공장 배출수에도 함유되어 있다.THMs의 작용 : 수온이 상승하는 하절기에 높고, 하강하는 겨울철에 낮아지는 경 향이 있다.THMs의 다른 나라 규정 : 캐나다 0.35mg/ℓ, 서독 0.125mg/ℓ,WHO의 '음용수 수질 기준' 0.03mg/ℓ(2) 결과구분총 시료수0.04㎎/ℓ이상 시료수0.04㎎/ℓ이상 검출비율(%)0.08㎎/ℓ이상시료수0.08㎎/ℓ이상검출비율(%)기준초과 시료수기준초과비율(%)평균(㎎/ℓ)취수원수시설용량(㎥)소독시설충남2,4622269.17140.5710.040.018지하수2,500염소충북2,8621535.35140.4950.170.012복류수15,100염소지하수400염소지하수5,000염소표류수1,000염소지하수3,000염소① 연도별 특성 - 1995년 이후 계속적인 증가② 계절별 특성 - 겨울철에 비해 여름철의 평균농도가 높게 검출3.1.6 경도(Hardness)(1) 특징① 심미적 영향물질로 인체의 유해성은 없음② 보통 100∼300㎎/ℓ정도에서 맛을 느낌③ 수중의 칼슘 및 마그네슘의 이온의 총량에 의해 나타남④ 리터당 ㎎의 Calcium Carbonate에 해당으로 표현《참고》 Hardness에 따른 물의 세기구분hardness구분hardnesssoft water〈50중등도 경수150∼250중등도01충북80.3111.65(2) 결과① 연도별 특성 - 해마다 감소 경향② 계절별 특성 - 여름철이 겨울철보다 농도가 높음 (유기물에 의한 농도의 증가)3.1.8 수소이온농도 (pH)(1) 특징① 심미적 영향물질② 범위 pH5.8∼8.5로 수질의 특성 반영③ 최적의 pH6.5는 응집효율을 향상하고, pH가 높아지면 THM 생성량도 증가함(2) 결과▶ 기준을 초과한 시료는 충청북도의 1개의 시료만이 검출① 연도별 특성충청북도는 감소경향이지만 충청남도는 1997년까지 pH가 높아짐3.1.9 탁도 (Turbidity)(1) 특징① 점토, 콜로이드 입자, 플랑크톤과 다른 미생물 같은 입자들의 존재로 발생② 물이 빛을 흡수하고 분산하는 능력의 척도③ 수, 크기, 모양 입자의 굴절율, 입사관선의 파장 등의 여러 요인에 의해 측정④ 먹는 물에서 원수의 색도, 맛, 냄새와 연관있음⑤ 세균의 검출과 바이러스를 검출하는 것을 방해할 수 있음⑥ 세균의 성장을 촉진⑦ 물의 혼탁한 정도를 표시지역정수장명취수원수시설용량(톤/일)농도(도)J복류수3,00010충북Y복류수3,0007G--3(2) 결과★ 측정기준을 초과한 시료는 충청북도의 3개의 시료로 그 중 1개의 시료는 기계고장으로의 검출이였다. 또한 이들의 data가 너무 적어 연도별 계절별로 특성을 파악할 수 없었다.3.1.10 Residual Chloride(1) 특징① 수질기준은 0.2㎎/ℓ이상② 관로내의 미생물 재성장 억제를 위한 대표적인 인자※ 기준치 이상의 잔류염소 농도를 확보하기 위해 정수장 및 관로상의 수질제어를 한다. 그러나 이는 관의 부식이나 소독부산물 등의 문제점을 야기하기도 한다.구분총시료수보고시료수0.2㎎/ℓ미달시료수0.2㎎/ℓ미달비율(%)평균농도(㎎/ℓ)충남2,432124--0.85자료불충분충북2,8631,94122311.490.38(2) 결과※ 계절별로는 겨울철이 다소 높게 검출3.2 취수원수에 따른 분석항목의 검출특성3.2.1 일반세균★ 원수의 수질악화와는 무관하게 검출3.2.1 대장균군★ 일반세균과 상관관하게 나타남 (4000ton/day미만의 정수장에서 검출)지역정수장명시설용량(ton/day)일반세균검출수충북C1,0002100598J3,000470150S3,000850B4,000210S24,000600B21,00029003.3.2 암모니아성질소▶ 처리규모에 영향을 받지 않는다.3.3.3 질산성질소▶ 규모별 농도 특성 : 3,000ton/day 미만의 소규모 처리장에서 높게 나타남※ 처리시설보다 취수원수에 대한 영향이 지배적임 - 충남의 5,000미만의 정수장에서 농도가 높게 나타난 것은 수질의 특성이 지하수에 가까운 복류수를 사용하고 있다는 것을 알 수 있다.3.3.4 THMs▶ 충남 : 1,000∼3,000ton/day 의 정수장에서 가장 낮은 농도로 검출1,000ton/day 미만과 5,000ton/day 미만의 정수장에서 높은 농도로 검출충북 : 3,000ton/day∼5,000,000ton/day의 정수장에서 낮은 농도의 검출구분총 시료수0.04㎎/ℓ이상 시료수0.04㎎/ℓ이상 검출비율(%)0.08㎎/ℓ이상시료수0.08㎎/ℓ이상검출비율(%)기준초과 시료수기준초과비율(%)평균(㎎/ℓ)취수원수시설용량(㎥)소독시설충남2,4622269.17140.5710.040.018지하수2,500염소충북2,8621535.35140.4950.170.012복류수15,100염소지하수400염소지하수5,000염소표류수1,000염소지하수3,000염소10,000ton/day 이상의 정수장에서 높게 나타남3.3.5 hardness(경도)▶ 처리규모가 작은 정수장이 약간 높게 나타남3.3.6 과망간산칼륨▶ 1,000ton/day∼3,000ton/day의 정수장에서 가장 낮은 농도3,000ton/day 이상의 규모에서 높은 농도3.3.7 수소이온농도(pH)▶ ① 충남 : 1,000ton/day 미만에서 낮은 정도 // 3,000ton/day 미만에서 높은 정도② 충북 : 5,000ton/day 미만에서 낮은 정도 // 1,000ton/day 미만에서 높은 정도※ 규모의 특성보다 취수원의 영.