오염을 맑고 깨끗하게! 물속 과학세상 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (204)

요즘처럼 더운 날씨에 가장 중요한 것 중 하나가 바로 수분 섭취입니다. 우리의 생명을 유지하는 절대 요소 중 하나인 만큼 깨끗한 물을 마시는 일은 필수입니다.

가끔 ‘수돗물을 그냥 마셔도 될까’라는 궁금증이 생기는데, 정말 그래도 되는 것일까요?

실제로 일본과 프랑스, 캐나다 등에서는 약 51%가 수돗물을 그냥 먹는다고 하는데요. 그에 비해 우리나라에서는 5%만이 수돗물을 그대로 먹는다고 합니다. 한번 정화되어 나오는 수돗물이지만 우리는 정수기를 쓰거나 생수를 구매하는 등 추가 비용을 지출하면서 더욱 깨끗하게 섭취하고자 노력합니다.

수돗물은 어떻게 정수되 우리에게 올까요? 우리가 사용하고 버린 물이 어떻게 하수로 처리되어 자연으로 돌아가는지도 궁금한데요. 오늘은 물의 살균과 소독에 대해 알아보겠습니다.

◆물을 소독하는 세가지 방법

물을 소독하는 방법은 크게 세가지가 있습니다.

각각 자외선(UV), 오존, 그리고 염소로 처리하는 방법입니다.

1) 자외선을 활용한 소독 방법

자외선(UV) 정화처리 시설. 출처=https://sswm.info

행주나 수건을 빨아 햇빛에 널어 놓으면 살균이 된다는 사실은 잘 알고 있을 거에요. 태양 자외선의 살균 효과 덕분인데요. 물을 페트병에 담은 뒤 6시간 정도 햇빛에 놔두기만 해도 자외선이 통과하면서 자연적으로 소독이 된다고 합니다.

이와 같이 태양광의 자외선을 이용한 소독 설비는 안전성이 높고 잔류성이 없으며 세균 제거에 효과적입니다. 하지만 상대적으로 비용이 많이 들고, 부유물질이 많으면 소독 효율이 떨어진다는 단점이 있습니다.

2) 오존을 이용한 소독 방법

물 이미지. 출처=www.pnnl.gov

오존은 3개의 산소 원자로 만들어진 분자(O3)로, 특유한 냄새가 있는 미청색의 기체입니다. 강한 산화력이 있어 살균과 소독, 표백 등에 사용됩니다. 오존이 처음 정수 처리에 살균제로 쓰이기 시작한 것은 1890년쯤으로, 당시 독일 정부에 의해 오존을 활용한 살균에 관한 연구가 이뤄진 이후부터입니다. 이후 독일과 네덜란드, 프랑스에서 오존 처리를 도입한 정수장이 생기기 시작했습니다.

오존 처리 방법은 강력한 소독 작용에 힘입어 미생물 제거 효과가 뛰어나며, 물에 오래 잔류하지 않습니다. 하지만 효과의 지속시간이 짧은 탓에 배수지에서 가정으로 오는 동안 물이 세균에 다시 오염될 가능성이 크다는 단점이 있습니다.

3) 염소를 이용한 소독 방법

수돗물을 살균·소독하는 방법 중 가장 일반적으로 많이 사용되는 게 바로 염소입니다. 염소 기체를 물에 녹이면 산화력이 매우 강한 차아염소산(HCIO) 또는 하이포염소산이라 불리는 물질이 생성되어 발생기 산소를 생성하는데, 이는 미생물의 세포막을 침투해 죽이는 강력한 살균 및 표백 작용을 합니다.

염소는 수도 정화뿐만 아니라 하수 살균 처리, 수영장 물 소독, 그리고 각종 감염병 예방에 쓰이고 있습니다.

◆산소로 물속 박테리아 박멸하는 기술

최근 공기 중 산소를 활용해 오염된 물을 그 자리에서 바로 소독하는 방법이 공개돼 화제가 되었는데요. 국제학술지 네이처 카탈리시스(Nature Catalysis)에 따르면 영국과 미국, 싱가포르 국제 연구팀이 금과 팔라듐(palladium)으로 만든 촉매를 이용해 공기 중 산소와 물에 포함된 수소를 반응시켜 순간적으로 과산화수소를 생성하는 기술을 개발했습니다.

이는 일반 과산화수소와 비교해 1000만 배 이상, 염소 소독에 비해 1억 배 이상 각각 효율적으로 대장균을 죽이는 것으로 나타났다고 합니다. 기존 정수 방법과 식수에 대한 접근성 부족한 지역에 물 소독 방법의 대체 기술로 쓰일 수 있을 것으로 보입니다.

◆수돗물, 그냥 마셔도 될까?

지금까지 물 살균기술에 대해 알아보았는데요. 그렇다면 서두에서 언급했던 ‘수돗물을 그냥 마셔도 될까’에 대한 답은 무엇일까요? 서울시 상수도사업본부에 따르면 ‘그냥 마실 수 있다’입니다. 다만 잔류 염소가 남아있을 수 있는 만큼 바로 받아먹는 것보다 배관에 정체돼 있는 물을 어느 정도 흘려 보내는 게 좋습니다. 물을 받은 뒤 20~30분 공기 중 놓아두면 냄새 등 좋지 않은 성분이 사라진다고 합니다.

2018년 기준 우리나라 국민 1인당 하루 수돗물 사용량은 약 295㎗로 유럽보다 2배 많은 것으로 확인되었는데요, 국제연합환경계획(UNEP)의 보고서에 따르면 오는 2025년이면 전 세계 인구 중 3분의 2가량이 물부족 국가에 속할 것으로 전망됩니다.

기후변화로 물부족 현상은 더욱 심해질 것으로 우려되고 있는데요. 생활에서 물 절약을 실천하는 습관이 필요한 때입니다.

한화솔루션 블로거

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