GeoMarine/지오마린/땅과 바다

기포목욕

2009-11-30T19:35:20Z

마이크로버블 발생 기포목욕

마이크로버블 발생 기포목욕 사진

부작용이 없는 아토피,피부질환 개선-나노마이크로버블

2009-11-30T19:22:57Z

부작용이 없는 아토피,피부질환 개선-나노마이크로버블

나노마이크로버블이란

● 기술의 포인트

나노 버블은 공학적인 이용에의 가능성이 크기는 하지만 그것을 제조해 안정화시키기 위한 기술이 존재하지 않았다면 활용도가 대단히 낮았을 것이다. 전해질 이온을 포함한 물속에서 마이크로 버블에 압력을 가하여 부수게 하는 장치의 개발로 나노 버블의 제조와 안정화에 성공했다.

안정화의 메카니즘은 기포 표면에 농축된 전하의 정전기적 반발력과 농축된 이온층이 기포를 감싸는 껍질로서 작용하는 것에 있다.

나노 버블화 된 오존을 포함한 물은 1개월 이상 살균 효과 등을 지속할 수 있다. 그리고 산소의 나노 버블이 풍부한 물에는 생물에 대한 활성 효과가 인정된다. 이것들은 의료나 식품가공, 농업 용수, 어류 양식장 등으로의 이용을 기대할 수 있다.

● 기술의 개요

나노 버블은 직경이 1μm(1마이크로 미터：100만 분의1미터) 이하의 매우 미세한 기포이며 통상은 마이크로 버블(직경이50μm이하) 이 수중에서 축소하는 과정에 대해 생성되지만 물리적으로 지극히 불안정하기 때문에 단시간에 소멸한다.

전해질 이온을 포함한 물속에서 마이크로 버블을 순간에 압괴 시켜 나노 버블의 제조와 안정화에 성공했다.

상세한 메카니즘은 마이크로 버블의 붕괴 과정에서 수중의 이온류가 기포 주위에 농축되어 둘러싸기 때문에 정전기적인 반발력을 일으켜 기포가 완전하게 소멸하는 것을 억제하고 있다고 생각된다.
그리고 농축된 이온류가 기포를 감싸는 껍질로서 작용하는 것으로 내부의 기체의 흩어 없어짐을 방지하고 있을 가능성도 높다.

나노 버블을 포함한 물은 물성적으로는 통상의 물과 현저한 차이를 일으키지 않기는 하지만 나노 버블화 된 기체의 특성을 겸비하는 것이 특징이다. 나노 버블의 제조·안정화 기술에 의해 생성된 오존을 포함한 물은 통상 상온, 상압 하의 개방한 조건에서는 수 시간에 흩어 없어져 버리는 수중의 오존을 1개월 이상 보관 유지할 수가 있다.

산소를 나노 버블로서 포함한 물에 어패류의 환경 변화에 대한 적응성을 향상시키거나 생물에 대한 활성 효과를 인정할 수가 있다.

어느 정도의 염분 농도 환경에 있어 다 종류의 담수어와 해수어를 6개월 이상의 기간에 걸쳐 동일한 수조 내에서 공존 사육하는 것이 가능했다. 그리고 담수·해수어의 영향 조사에 대해 포획시 쇠약한 물고기의 거의 모두가 1 % 정도의 염분을 포함한 나노 버블 물속에서 급속히 회복하는 것을 확인했다. 이것은 산소 나노 버블과 미량의 오존 나노 버블을 조합하는 것으로 염증으로 허약해진 어패류의 체력을 유지시키면서 균이나 바이러스를 제거할 수 있을 가능성이 있어 항균제나 항생제를 사용하지 않는 어패류의 양식 기술이 가능하게 됐다. 그리고 의료나 식품 가공, 축산업 등으로의 이용도 가능하다.

마이크로 버블을 압괴(급격한 축소)하면 이온류가 표면에 농축되어 기포 표면에 무기질의 껍질을 형성한다. 그 결과 Salting-out 현상에 의해 나노 버블내의 기체의 흩어 없어짐이 억제 당해 나노 버블로서 안정화 된다고 생각된다.

나노 버블을 포함한 물에서는 담수어인 잉어나 붕어의 변종과 해수어인 도미 등이 동일 수조 내에서 공존이 가능

용어의 설명

◆마이크로 버블직경이50μm이하의 미소 기포이다. 통상의 기포와는 달라 마이크로 버블은 수중에서 축소해 소멸(완전 용해)한다. 이것을 이용해 여러 가지 공학적 응용이 검토되고 있다.

◆나노 버블직경이 1μm에 못 미친 초 미세 기포이다. 통상 마이크로 버블이 축소 과정에 의해 생성되는 것이지만 그 수명은 일반적으로 짧다. 미세 기포는 표면장력의 작용에 의해 급속히 완전 용해 되어버린다. 그런데 표면 대전에 의한 정전 반발력을 받았을 경우에는 나노 레벨의 기포도 어느 정도의 장시간 존재하는 것이 가능하다. 특히 대전 효과에 의해 안정화 한 나노 버블은 기포로서의 특성을 보관 유지하고 있어 생물의 세포에 직접적인 적용과 공학적인 응용의 가능성이 높다.

◆압괴(마이크로 버블의 압괴)마이크로 버블에 물리적인 자극을 더하는 것으로 순간에 단열 압축하는 것이 가능하다. 이것에 의해 초고압으로 초고온의 극한 반응장이 형성된다. 초음파를 물에 조사하는 것으로 캐비테이션에 의해 생성한 기포를 압괴 할 수 있는 것은 종래부터 알려져 있었지만 우리는 마이크로 버블을 유체 공학적인 작용 중에 부수게 하는 것에 성공했다. 이것에 의해 지극히 효율적으로 OH등의 프리 래디칼을 생성할 수가 있다. 프리 래디칼은 강력한 화학반응성을 가지고 있어 유해 화학물질을 분해하는 것 등을 할 수 있다.

◆오존3개의 산소 원자로부터 구성되는 기체(O3)이며 , 강한 산화력을 가지고 있다. 분해시에는 , ·OH등의 프리 래디칼을 발생시켜 산소 분자(O2) 에 변화한다.

◆오존수오존수란 오존을 녹여 낸 수용액이다. 오존은 기체이며 그 용해도에 의해 물에 녹는다. 그리고 오존에는 살균 효과가 있기 때문에 오존수는 소독이나 살균 등의 목적으로 이용할 수 있다. 공기 중에서는 생성된 오존이 물에 용해 되었을 경우에는 1 ~ 2시간 정도 후, 수용액 중의 오존은 소멸하게 된다. 이번 제조에 성공한 나노 버블에 의한 오존수는 상온, 상압 하에서도 1개월 이상 오존을 보관 유지한다.

◆Salting-out현상기체는 압력에 비례해 물에 용해하는 것으로 알려져 있지만, 수중에 전해질 이온이 용해했을 경우에는 그 농도에 비례해 물의 기체에 대한 용해도가 저하하는 현상을 Salting-out이라고 부른다. 마이크로 버블은 기포 주위로 전기 이중 층을 형성하고 있는 이온류가 표면적의 감소에 수반해 급격하게 농축된다. 이것이 나노 버블을 감싸는 껍질로서 작용했을 경우, 농축한 이온 층의 기체 용해도는 매우 작기 때문에 나노 버블내의 기체의 흩어 없어짐이 방지된다고 생각된다.

통상의 기포는 상승해 표면에서 파열하지만 마이크로 버블은 수중에서 축소해 가 마침내 소멸한다.

마이크로 버블은 전하를 띠고 있어 양측으로 전극을 두어 전기장의 방향을 바꾸면 상승하면서 지그재그 운동을 한다.

연구의 내용

　마이크로 버블의 최대의 특징은 물속을 감돌면서 수축해 나가 최종적으로는 소멸하는 것이다. 그 때문에 발생시의 기포지름이 30μm 정도여도 현실에는 나노 레벨의 기포도 포함된다. 그리고 마이크로 버블에는 대전 작용이나 자기 가압 효과 등의 특성이 있다. 　
　처리가 어렵다고 여겨지고 있는 바이러스의 제거에 저농도의 오존을 함유한 마이크로 버블이 성공했던 것은 본 기술이 살균 효율로서 지극히 우수한 것을 나타내고 있다. 수중에 존재하는 세균 등의 미생물에 관해서는 바이러스 이외에도 레지오넬라균이나 잉어 포진 등이 큰 문제가 되고 있다. 이것들에 대해서도 같은 방법에 의해 큰 효과를 기대할 수 있다.

정전기적인 작용에 의해 오존을 흡착한 바이러스가 오존 분해 시에 발생하는 프리레디칼에 의해 유전자 레벨로 파괴된다.

그리고 통상의 방법으로는 체내에 잠복한 바이러스를 제거할 수 없다. 그러나 마이크로 버블을 포함하고 있는 물은 뛰어난 침투성을 가지고 있기 때문에 사람의 체내 정화에 대해서도 뛰어난 효과를 발휘하고 있다. 덧붙여 오존의 마이크로 버블은 최종적으로는 완전 용해 되어 오존 자체도 산소로 분해하기 때문에 식용으로서 안전하다.

세계 최소 수준의 기포　(일간 공업 신문　1998 연7월24 일)

직경10~20 마이크로 미터 수질 정화에 위력
토쿠야마 공업 고등 전문학교의 대성 히로후미 교수는 기포지름이 10-20마이크로 미터라고 하는 마이크로 버블 발생 기술을 확립 발생 장치를 개발했다.
유체 역학을 응용해 공기와 물을 강력하게 회전시켜 초 미세 기포를 발생시킨다.

「해외에서도 그 기술이나 기능 연구에서의 사례는 없다」(다이세이 교수)이라고 하는 세계 최소의 미세 레벨로 , 심각도가 더하는 수질환경경계의 소생(소생) 의 비장의 카드로서 기대가 높아지고 있다.

마이크로 버블 발생 장치는 선회 순환식의 W 형태와 선회자흡식의 M형태의 2종류가 있다. W 형태는 저압의 압축기로 내부에 공기를 보내 에어 리프트와 선회·혼합 작용으로 50~80마이크로 미터의 마이크로 버블과 큰 버블을 발생시킨다.
M형태는 물과 공기를 한층 더 강력하게 회전시켜 공기의 맹렬한 회오리를 발생시킴으로 10-20마이크로 미터의 버블만을 대량으로 발생시킨다.

마이크로 버블의 발생 기술

미세 기포를 발생시키려면
① 가압 방식
② 날개나 돌기물을 회전 혹은 충돌시키는 방식
③ 미세 구멍으로 분출하게 하는 방식이 있지만,
모두 백 미크론 이하의 미세 기포의 발생이 곤란하기도 하고 장치가 대형으로 고가라고 하는 문제가 있었다. 토쿠야마 공업 고등 전문학교의 대성 히로후미 교수가 개발한 마이크로 버블과 그 발생 장치는 「종래의 발생 장치와 비교해 수십분의1」의 저가격을 실현했다.

미세 기포 신 비지니스 거품이 인다　(일본 경제 신문　2004연6월27일)

바이러스 파괴생물에게 활성 효과

가까운 장래 , 버블 경기가 일어날지도 모른다. 버블은 문자 그대로 어항 등으로 솟아오르는 거품, 특히 연구자가 주목하는 것은 직경10마이크로 미터 정도의 작은 거품 「마이크로 버블」이다. 순간적이지만 초고온 고압도 만들어 바이러스도 제거한다. 마이크로 버블로 인해 신종 비지니스가 잇달아 등장할 가능성이 있다.

스윗치를 넣으면 큐우~하는 소리와 함께 미세한 흰 알갱이가 맹렬한 회오리와 같이 소용돌이쳐 수중에 불거져 나온다. 감도는 무수한 알갱이는 물과 함께 하거나 움직인다.

「이 알갱이가 마이크로 버블」이라고 실험을 보여 준 토쿠야마 공업 고등 전문학교의 히로후미 교수는 이야기한다. 마이크로 버블은 에어 펌프나 빨대에서는 만들 수 없다.

다이세이 교수의 장치와 같이 물과 공기를 고속으로 혼합하거나 초음파로 물을 진동시키면 모습을 나타낸다. 그리고 상식과는 다른 이상한 행동을 한다.
보통 거품은 하늘하늘 상승해 수면에서 튀어 사라진다. 그런데 마이크로 버블은 상승하는 동안에 자꾸자꾸 작아져 마지막에는 수중에서 사라진다. 게다가 사라지는 순간 거품의 내부는 태양 표면에 필적하는 섭씨 수천도의 고온과 세계 제일의 심해저의 수압보다 아득하게 견디는 수천 기압의 고압이 된다고 생각되고 있다.
또 하나 재미있는 실험이 있다. 수조가 서로 마주 보는 벽에 전극을 붙여 플러스와 마이너스를 교대로 바꾸면 마이크로 버블은 좌우에 지그재그 운동하면서 상승한다. 그러나 보통 거품은 어떤 영향도 받지 않고 곧바로 상승한다. 같은 거품인데 「마이크로 버블만이 마이너스의 전기를 갖고 있다」(산업기술 종합 연구소의 다카하시 타다시호 주임 연구원).

원자나 분자의 사이즈에 가까운 미크로의 세계가 되면 같은 물질에서도 다른 행동이나 성질을 가지게 된다. 거품에서도 닮은 현상이 있는 것 같다. 이러한 마이크로 버블의 성질을 산업에 이용하려고 여러 가지 시도를 하고 있다. 일례가 살균. 타카하시 주임 연구원들은 오존을 미량 포함한 산소의 마이크로 버블로 식중독 바이러스를 파괴할 수 있는 것을 발견했다.
구조는 다음과 같다고 생각된다.

우선 마이크로 버블이 정전기적인 인력으로 바이러스를 끌어 들인다. 다음에 버블 소멸 때의 고온 고압으로 오존이 분해 매우 강한 반응성을 가지는 프리 래디칼이라고 하는 분자나 원자가 생겨 바이러스를 파괴한다.

물약을 사용한 살균보다 안전성이 높고 환경 친화적이다. 대성 교수들은 양식중의 굴에 마이크로 버블을 퍼부어 잡균을 없애는 것에 성공했다. 역시 버블이 부서질 때에 프리 래디칼이 발생 균을 파괴하는 것 같다. 「제균과 동시에 굴의 성장도 앞당겨졌다」(다이세이 교수). 마이크로 버블이 굴을 활성화, 보통의 경우라면 출하할 수 없는 여름에도 충분한 크기로 자랐다.

진주 양식에 사용하면 진주의 성장 속도가 높아지는 것도 알았다. 식물의 생육 촉진 효과도 있다고 한다. 어패류나 식물에 효과가 있다면 인간에게도 효과를 기대할 수 있다. 검증에는 신중한 대처가 필요하지만 「건강 증진이나 피부의 회춘 등에 기대를 가질 수 있다. 마이크로 버블의 유력한 적용 분야(다이세이 교수)에 대한 연구를 진행시키고 있다. 마이크로 버블 제조 기술의 고도화 등으로 한층 더 작은 직경 약 백 나노(나노는 10억분의1) 미터의 거품인 「나노 버블」의 연구도 시작되었다. 마이크로 버블은 단시간에 소멸하지만 잘 만든 나노 버블은 수개월간 안정되어 수중에 계속 존재한다.

마이크로·나노 버블에 대해서는 제조·계측 기술이나 그 기본적 특성의 해명, 생물에게 주는 영향의 평가와 그 구조의 연구 등 공학, 의학, 생물학 등 여러 가지 분야에 걸치는 연구가 요구된다. 「장래 , 마이크로·나노 버블 학회가 필요하게 될 것이다」라고 다이세이 교수는 이야기한다.

(츠쿠바 지국장 나카지마잎 하야시히코) 마이크로 나노 버블(MNB)이란 그 발생시에 있어 기포지름이 10 ~ 수 10μm 정도(대략100분의1밀리)와 생물의 세포의 크기와 같은 정도의 매우 미세한 기포입니다. 자연계의 대부분에는 마이크로 나노 버블을 대량으로 발생시키는 시스템은 없습니다.

마이크로 버블 미세한 거품의 경이의 파워

직경 불과1/100mm「마이크로 버블」이라고 불리는 지극히 작은 거품이 , 수질 정화나 암의 진단·치료에 응용이 가능하다고 해 큰 주목을 끌고 있다. 　통상 , 물속에서 만드는 기포의 크기는 직경수 밀리 정도 , 그러나 마이크로 버블은 그 거품의100분의 1이하. 극단적으로 작기 때문에 물속을 천천히 부상해 , 미소한 쓰레기를 흡착해 수면으로 부상시키는 성질을 갖고 있다.

이미 굴 등 해산물의 세정에 사용되고 있는 것 외에 연못이나 호수, 만의 수질 정화에도 응용이 시작되어 있다. 그리고 대형 탱커의 연비를 좋게 하기 위해서 거품을 배 밑바닥에 흘려 물과의 마찰을 저감 시킨다고 하는 연구도 진행되고 있다. 　한층 더 마이크로 버블을 사용해 암의 진단이나 치료에 이용한다고 하는 연구가 시작되어 있다. 직경3마이크로 미터의 마이크로 버블을 인간의 혈관에 주입해, 초음파를 내는 것으로 암 세포를 신속히 태워 없애려는 연구다. 초음파의 힘으로 암 세포를 굽거나 신장에 생기는 결석까지도 분쇄할 수 있다고 한다. 　프로그램에서는 여러 가지 분야에서 응용이 시작된 마이크로 버블의 최신 기술을 소개한다.

마이크로 버블의 이용에 의해 , 적혈구보다 작은 마이크로 버블은 인간의 혈관에
배와 물과의 마찰 저항을 줄여 들어와도 5분 ~10분 후에 녹아 없어져 인체에도 탱커의 사용하는 중 유를 절약 무해. 약의 운반이나 암 치료 등 의료의
여러 현장에의 응용이 기대되고 있다.

적혈구보다 작은 마이크로 버블은 인간의 혈관에 들어와도 5분 ~10분 후에 녹아 없어져 인체에도 무해. 약의 운반이나 암 치료 등 의료의 여러 현장에의 응용이 기대되고 있다.

마이크로 버블에 강한 초음파를 대면 미세한 거품은 고온으로 발열.
그 열을 사용해 암 세포를 굽는다고 하는 연구가 시작되어 있다

초미세 기포말 욕실이 완성! 게다가 발생하는 초음파로 인해 몸이 잘 따뜻해지고, 세정 효과가 높고 피부 표면의 스킨 마사지가 효과가 뛰어난 것이 특별한 장점입니다. 특히 모공의 불순물에 신경 쓰는 여성에게 훌륭한 효과가 있습니다.

1분 정도면 욕조가 우유 빛으로 변합니다

불가사의 1 : 5,500 ℃의 열을 낳는 초미세 기포
직경 불과 0.5 미크론( 1 만 분의 1밀리) 의 기포는 , 1 마이크로 세컨드( 100 만 분의 1 초) 의 짧은 시간에서의 압축·파괴의 연쇄 반응을 반복합니다. 이것은 초미세 기포가 가지는 자기 가압 효과에 의하는 것입니다.
자기 가압 효과는 구형의 계면을 가지는 기포 내부에서 표면장력이 기체를 압축하는 힘으로 인해 발생합니다. 이 때 기포 내 온도는 태양 표면 온도에 필적하는 5,500 ℃까지 순간적으로 상승한다

불가사의 2 :　시속 400 ㎞의 초음파
초미세 기포가 파열할 때 초음파를 포함한 충격파가 시속 400 ㎞의 속도로 뛰쳐나옵니다.
이것은 신간선의 평균 속도를 아득하게 넘어 리니어 모터카의 최고속도 시속 500 ㎞에 근접하는 속도입니다.

불가사의 3 :프리 래디칼의 발생
초미세 기포가 자기 가압 효과에 의해 소멸할 때에 , 하이드록시 래디칼( OH ) 등의 프리 래디칼이 발생합니다. 이 프리 래디칼은 수중에 존재하는 여러 가지 유해 화학물질이나 세균류를 분해합니다.

불가사의 4 :　미세 기포는 커지지 않는다
하나 하나의 초미세 기포 표면은 마이너스에 대전하고 있습니다. 마이너스와 마이너스로 서로 반발하는 것으로 , 거품의 밀집한 상태에서도 각각의 독립을 지켜 , 결코 결합하려고 하지 않습니다. 큰 거품에는 성장하지 않습니다. 물은 수분자( H 2 O ) 와 이것이 전리해 생긴 몇 안 되는 양의 수소 원소 래디칼( H ＋ ) 과 수산 래디칼( OH － )로부터 완성됩니다. 기포가 실크 인 기포까지 작아지면, 상대적으로 계면에서의 수산 래디칼( OH － ) 의 양이 많아져 마이너스에 대전한다고 추측됩니다. 자세하게는 향후의 연구가 기다려집니다.

욕조에 방출된 초미세 기포는 결합·파열·분열 운동을 일으키고, 그 과정에서 욕조 안에 초음파를 발생시킵니다. 초음파를 발생시킨 초미세 기포는 욕조 안을 이동 후, 수면에서 공기 중에 방출됩니다.
방출된 기포군은 욕조 밖으로 방출될 때 무수한 물방울을 수면에 흩날리게 합니다.
이 물방울은 연속해 방출되는 기포군에 의해 미세한 물방울 장을 만들어 공기 중에서 분열 결합 운동을 일으켜 레나드 효과에 의해 주위의 공기를 마이너스 이온화 합니다.
물방울은 흩날리는 것으로 최초 물방울의 표면은 전기 이중 층이 존재해 물방울의 표면은 마이너스에, 이 물방울과 접하는 외측의 공기는 플러스에 대전하고 있습니다.

액체가 급격하게 미립화할 때에 액체의 표면 에너지가 변화해 액체방울이 대전합니다.
즉 물방울이 분열할 경우에 물방울은 전기적 성격을 띄게 되는데, 이 현상을 레나드 효과로 부르며, 해안이나 폭포 부근에서 마이너스 이온이 발생하는 레나드 효과를 볼 수 있습니다

1.현재 아토피 환자 500만명, 천식 및 비염 환자 500만명입니다.
2.피부질환 (아토피:2년,7년,12년,20년 체험 결과, 무좀, 습진등)이 심한분들이 체험한 결과 놀라운 효과가 나타나고 있습니다.

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나노,마이크로 버블의 초미세 기포기로 사용한 결과입니다.웰빙 나노버블 기포 목욕기 밀키스파(1미크론은 1mm의 1,000분의1) 거품의 세상 나노,마이크로 버블발생기 밀키스파 산소기포 음이온 목욕기는 욕조에 설치해 둔 노즐(nozzle)로부터 더운물을 흡입해서 본체로 유도한 뒤 더운물과 공기를 혼합해 나노,마이크로 버블발생기 밀키스파를 통과해 다시 욕조 안으로 내보내 집니다. 이때 밀키스파의 초미세 산소기포를 연속해서 발생 시킵니다.

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실제로 그 양(量)은 음이온이 가장 많이 발생하는 폭포 주변의 10배 이상 (욕조수면 약 10cm위 측정치)이고 욕조 안은 음이온을 함유한 신선한 공기로 가득 차게 됩니다. 음이온은 입으로 흡입해서 체내로 받아들이는 것이 가장 효과적입니다. 나노,마이크로 버블발생기 밀키스파 산소기포 음이온 목욕기 가동시 욕조기 물의 수면에는 초 미세 기포의 파열에 의해 생겨난 음이온의 물안개가 올라오는 것이 보입니다. 수증기와는 전혀 다른 환상적인 물안개와 나노,마이크로 버블발생기 밀키스파의 초미세 산소기포 음이온 전욕기가 만들어주는 수많은 음이온은 심신의 건강에 가장 적합한 공기를 만들어줍니다. 더운물에 몸을 담그면서 음이온을 몸 안 가득히 빨아들이고 지금껏 경험 못한 목욕생활을 즐기실 수 있습니다.

가정용 나노마이크로 버블발생기 “밀키스파”

전해질 이온을 포함한 물속에서 마이크로 버블에 압력을 가하여 부수게 하는 장치의 개발로 기포 덩어리를 마이크로 이하 사이즈로 절단과 분쇄하는 최첨단 기술을 필요로 하는데, 특히 기술의 핵심이라 할 수 있는 모터 펌프의 속도의 경우, 분당 3만 6천번의 회전을 요하는 매우 정밀하고 고도의 기술력을 요하는 기술진에 의해 개발 되었다.
나노마이크로버블은 말 그대로 미세한 거품을 뜻하는데 일본에서는 이 우유빛 거품으로 온천욕에서부터 암진단까지 다방면에 활용하고 있습니다.
우리현대인들은 공기중의 환경오염으로 인해 인체에 각종먼지, 황사 환경오염으로 덮여 있어 사우나, 한증막으로은 일시적인 표피의 땀으로 미량의 오염이 씻기지만 나노, 마이크로버블 발생기“밀키스파”는 피부속 깊이 초미세한 기포를 발생하여 피부속 모공 세정과 세포를 확장하며 피부가 숨을 쉬지못하고 땀 배출이 되지 않아 혁액순환이 원활하지 못할 때 나노마이크로 버블이 열기포를 발생하여 피부속 깊이 안에서부터 열을 가해주어 피부세포를 열어주고 노폐물을 밖으로 배출시켜 아토피, 다이어트 , 체지방 분해 개선을 해 준다. 피하지방이 혈액순환을 막아 가려움과 피부질환을 발생시키는데 크게 개선시키는 것으로 나타났다.

“부작용이 없는 피부질환 개선”
“한번사용만으로도 아토피, 피부질환 개선에 매우 효과적인 경험을 하시게됩니다.”

tag : 아토피, 버블, 피부미용, 공기방물, 나노마이크로 버블

아산 탕정지구 분산식 빗물관리 시스템

2009-11-30T18:35:03Z

아산신도시 탕정지구 2012년 첫 분양

1단계 2만여가구 실시계획 승인…중ㆍ저밀도 친환경 개발

충남 아산신도시 탕정지구의 개발이 본격화된다. 탕정지구는 전체 규모가 17.6㎢로 인구 13만명이 거주할 수 있는 주택 약 5만3000가구가 들어서게 된다.

국토해양부는 아산신도시 탕정지구 17.6㎢ 중 1단계 사업용지 5.2㎢에 대한 실시계획을 승인했다고 27일 밝혔다.

이번에 승인된 탕정지구는 2008년 10월부터 입주가 시작된 배방지구(3.7㎢)에 이어 추진하는 사업지구다. 기반시설 설치, 보금자리주택 건설, 산업단지 지원시설 용지 등이 우선적으로 조성된다.

1단계 5.2㎢에 대한 토지이용계획은 △주택건설용지 28.5% △상업ㆍ업무용지 8.2% △공원녹지 25% △도시지원 2.9% △기타 35.4% 등이다.

주택 분양계획을 살펴보면 임대 6152가구를 포함해 총 2만863가구가 들어선다.

아파트의 경우 총 1만5107가구가 들어설 예정인 가운데 △60㎡ 이하 6706가구 △60~85㎡ 5513가구 △85㎡ 초과 2888가구가 각각 공급된다. 또 연립주택(85㎡ 초과) 444가구, 주상복합아파트 3680가구, 단독주택 814가구 등이 건설된다.

첫 분양은 2012년이며 2014년부터 입주가 시작돼 대략 인구 5만4000명이 거주하게 된다.

탕정지구는 저탄소 녹색도시 모습을 갖추게 된다.

공동주택의 평균 용적률이 162%, 공원ㆍ녹지율은 25%에 달하는 등 중ㆍ저밀도의 쾌적한 친환경도시로 개발된다고 국토부는 설명했다.

이와 관련해 분산식 빗물관리 시스템과 신재생에너지를 이용한 저탄소 녹색도시로 조성된다. 분산식 빗물관리 시스템이란 빗물 침투ㆍ저류시설을 설치해 유출량 저감 및 생활ㆍ조경용수로 이용하는 체계를 말한다.

또 건출물 에너지 효율화, 신재생에너지 도입을 위한 저탄소 녹색마을 시범단지도 조성되고 지구 내 매곡천이 친환경ㆍ생태하천으로 복원된다.

[장용승 기자]

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한강 수질’ 보 설치 아닌 지천관리로 ‘깨끗’

2009-11-30T18:27:36Z

이명박 대통령이 지난 27일 ‘대통령과의 대화’에서 쏟아낸 4대강 사업 관련 발언에 대한 비판이 거세지고 있다. 4대강 사업에 대한 비판을 ‘반대를 위한 반대’쯤으로 깎아내린데다 4대강 사업의 필요성을 역설하며 근거로 든 수치나 주장에 오류가 많기 때문이다. 일부 대목은 교묘한 사실 왜곡이라는 지적까지 받는다.

한 예로 이 대통령이 시화호, 한강의 잠실·신곡수중보를 예로 들며 보를 설치하면 수질이 좋아지는 것처럼 설명했다. 이를 두고 전문가들은 ‘환경 상식’에도 어긋나는 불합리한 주장이라고 말한다. 이철재 환경운동연합 대안정책국장은 “시화호는 물의 흐름을 막자 오염이 심해졌고, 다시 해수를 유통시키자 수질이 좋아졌다”며 “한강 서울 구간의 수질이 좋아진 것은 서울의 하수도 보급률이 거의 100%에 달하고, 경안천·왕숙천 등 지천 관리를 잘했기 때문”이라고 반박했다.

수질 전문가들은 4대강에 보를 설치하면 물이 정체될 때 녹조 등의 오염이 일어날 가능성이 높고 일단 오염되면 정화가 어렵다고 우려한다. 환경부는 전국에 산재된 1만8000개의 보 가운데 해마다 50~150개를 수질 및 생태계 개선을 위해 철거하고 있다. 4대강에는 모두 16개의 보가 설치되는데, 특히 낙동강에 설치되는 보 가운데 7곳은 높이가 10m가 넘는 대형 보다.

이 대통령이 4대강의 수질오염을 감시하는 첨단기술로 ‘로봇 물고기’를 소개한 대목도 적절치 않다는 비판을 받는다. 당시 이 대통령은 수질오염을 감지해 인공위성에 송신하는 이 로봇 물고기를 4대강에 풀어놓으면 오염 상태를 실시간으로 알아내 대책을 세울 수 있다고 말했다. 하지만 로봇 물고기는 강보다는 바다, 환경용보다는 군사용으로 주로 개발되고 있는 미래기술이다. 로봇 물고기는 미국 매사추세츠공대가 1994년 ‘로보튜나’를 처음 선보인 이래 미국·영국·일본 등에서 활발히 연구되고 있는데 대부분 군사 목적에 따라 이뤄지고 있다. 가격이 비싸다는 점도 흠이다. 영국 에섹스대학 연구팀은 바다 오염을 탐지하기 위한 로봇 물고기를 개발중인데 대당 가격이 2만9000달러(한화 약 3500만원)에 이른다. 더욱이 아직까지 로봇 물고기가 실용적인 목적으로 쓰이는 예는 보고되지 않고 있다.

이름 밝히기를 꺼린 서울대의 한 교수는 “로봇 물고기는 사람의 접근이 어려운 깊은 바다에서 활용할 수 있지 물 밑에 감지기를 쉽게 설치할 수 있는 강에 비싼 돈을 들여 들여놓을 이유가 없다”고 말했다. 실제로 환경부는 한강 19곳, 낙동강 18곳 등 4대강에 모두 52개 수질자동측정망을 설치해 운영하고 있고, 측정소 담당자가 주 2~3회 측정소를 방문해 점검한다. 수질의 조기 진단이 필요한 상수원 등은 물벼룩이나 물고기를 이용한 생물경보장치를 설치해 운영하고 있다.

지난 정부의 공문서를 ‘아전인수’식으로 해석했다는 비판을 받을 대목도 있다. “오래전(김대중·노무현 정부 때)에 43조, 87조원을 넣어 해야겠다고 할 때는 아무도 반대 안 했다. 그런데 내가 20조 들여 하는 건 왜 하냐고 반대한다”고 말한 부분이다. 예컨대 참여정부 때의 87조원은 각 부처에서 ‘신국가 방재시스템’에 따라 내놓은 방재 관련 사업을 모두 합한 것이었음에도 이를 4대강 사업과 단순비교했다. 이 대통령의 설명을 뒤집어 해석하면 ‘4대강 사업만 하면 우리나라의 모든 풍수해가 해결된다’는 주장이 된다.

물 부족에 대비해 4대강 사업을 벌여 수자원을 확보해야 한다고 한 대목도 크게 설득력을 얻지 못하고 있다. 정부가 2006년 마련한 ‘수자원 장기종합계획’을 보면, 2011년 물 부족이 예상되는 수계는 영산강과 섬진강으로 2억3700만t이다. 낙동강은 1100만t이 남는다. 그런데도 4대강 사업에선 영산강·섬진강 수계는 1억t, 물이 남을 것으로 예상되는 낙동강은 10억t을 확보하는 계획을 잡고 있다.

허종식 선임기자, 조홍섭 환경전문기자 jongs@hani.co.kr

[기고]땅 따로 물 따로, 샤일록식 국토관리

2009-11-28T10:40:46Z

[기고]땅 따로 물 따로, 샤일록식 국토관리

한무영|서울대 건설환경공학부 교수, 빗물연구센터장

세익스피어의 희곡 <베니스의 상인>에는 고리대금업자 샤일록이 빚을 갚지 못하는 안토니오의 가슴살을 베어내려는 장면이 있다. 판사인 포샤는 가슴살은 베어내되 피는 한 방울도 흘려서는 안 된다는 명판결을 내린다. 살과 피가 함께 어우러져 몸을 이룬다는 것을 모르는 샤일록은 큰 코를 다친다.

우리의 국토는 살이고, 거기에 있는 물은 피라고 할 수 있다. 지금까지 우리들은 겉에 보이는 국토의 기능과 경관만을 고려하고, 그 속에 있는 물의 중요성은 무시해 왔다. 그 결과 전국적으로 상류에 있는 개천이 말라 버리고, 하천의 수질은 나빠졌다. 또 지하수위도 낮아져 지하수를 퍼올리려면 더 많은 에너지를 사용해야 한다.

가뭄 때 용수의 부족도 심각하다. 이것은 지하수는 공짜며 먼저 퍼서 쓰는 사람이 임자라는 국민들의 인식은 물론 가뭄 때 퍼 쓴 만큼 채우지 않고, 물관리를 고려하지 않은 무분별한 개발 탓이다. 즉 지금까지 땅 따로, 물 따로의 샤일록식 관리를 해온 것이다.

대부분의 생명체는 지표면 근처의 물기에 무척 민감하다. 지표가 마르면 지표 근처에 살던 동식물은 살지 못한다. 지하수위가 낮아지면 개울이 마르게 되고, 이렇게 되면 개울에 살던 어류, 양서류 등 동물들은 모두 죽게 된다. 또한 지하수를 마구 뽑아 쓰거나, 개발 시 아스팔트나 시멘트로 포장해 빗물이 땅 속으로 스며드는 것을 막으면 지하수위가 내려가서 지표가 마르게 되어 자연에 심각한 영향을 준다. 그러나 이러한 증상은 천천히 나타나기 때문에 사람들은 그 심각성을 인식하지 못하고 있다.

이러한 문제는 해결에도 시간이 많이 걸린다. 예를 들면 일년간 내리는 모든 빗물(우리나라 평균 약 1300㎜)을 전부 땅의 틈새(공극률 50%)에 집어넣어도 지하수위는 일년에 2.6m 정도밖에 올라가지 않는다. 현실적으로 현재 수십m가 낮아진 지하수위를 회복시키려면 아무리 열심히 해도 2, 3세대가 지나야 원상태로 회복된다.

그러므로 정부의 물관리 정책은 근본적인 변환이 필요하다.

첫째, 공짜로 떨어지는 빗물을 그냥 버리기보다는 전 국토의 땅 속에 저장하는 쪽으로 바뀌어야 한다. 가장 간단한 방법은 논이나 연못에서 지하수로 충전시킨 양만큼을 돈으로 보상하는 것이다.

둘째, 지하수 사용료를 징수하거나, 쓴 양만큼 다시 저장하도록 의무화해야 한다. 셋째, 도로나 택지 등을 개발하면 침투되는 빗물의 양이 그만큼 줄어들므로, 그것을 보충하는 비용을 원인제공자에게 징수하는 것이다. 즉, 개발 전후의 물의 상태를 같이 만들었던 선조들의 동(洞, 水+同) 개념을 다시 살리자는 것이다. 넷째, 연구와 시범사업을 통해 우리나라의 지형과 기후에 맞는 빗물 저장 기술을 개발해야 한다.

우리의 땅 따로, 물 따로 식의 국토관리에도 포샤와 같은 명판사가 나와서 새로운 패러다임의 물관리 방안을 제시해야 한다. 그 대부분의 혜택은 지금의 우리보다는 후손이나 하류의 동식물과 같은 생명체가 받을 것이다. 그러나 선조들이 남겨준 금수강산을 잘 보전해 후손에게 넘겨주는 것이 지속가능한 개발을 위한 우리 시대 사람들의 사명이다.

<한무영|서울대 건설환경공학부 교수, 빗물연구센터장>

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단독]호우-태풍-폭풍 피해 잦은 곳은? 안동시-장성군 15년간 34회 1위

2009-11-26T23:50:52Z

2009-11-26 03:00

■ 소방방재청 자료 분석 전국 3980회 1352명 희생 ‘빈도’따라 설치하던 수방시설기후변화 국지폭우 대처 못해

‘지역별 강수량’ 새 기준 삼기로

최근 15년 동안 호우, 태풍, 폭풍 등의 피해가 가장 자주 발생한 곳은 경북 안동시와 전남 장성군으로 각각 34회 발생한 것으로 조사됐다. 소방방재청은 1994년부터 지난해까지 15년간 기초자치단체별 수해 발생 건수를 조사한 결과를 25일 발표했다.

이 기간에 전국에서 총 3980회의 수해가 발생했으며 안동시와 장성군이 34회로 가장 많았다. 수해로 인한 피해액은 전국적으로 18조4711억 원이며, 실종 및 사망자 수는 1352명에 달했다.

가장 주목되는 대목은 시간당 강수량. 시간당 30mm 미만의 비가 내렸을 때 피해 지역당 피해액은 평균 28억 원에 그쳤으나 시간당 30∼50mm의 비가 왔을 때는 57억 원으로 크게 늘었다. 50∼75mm가 왔을 때 피해 발생 지역당 피해액은 83억 원으로 강수량 증가 추세보다 피해액이 더 크게 늘었다.

○ 지역당 평균 피해액 236억

시간당 75mm 이상의 기록적인 폭우로 인한 피해도 91회나 발생해 지역별로 평균 피해액이 236억 원에 달했다.

박연수 소방방재청장은 “호우 등으로 인한 피해 발생 횟수가 일반적인 생각보다 훨씬 많고 전 지구적인 기후변화 영향으로 이상 강수 현상이 발생하고 있다”며 “앞으로 지역별로 시간당 강수량에 따른 피해 규모를 고려해 재난대응시스템을 만들어갈 계획”이라고 밝혔다.

그동안 제방이나 배수펌프장 등 수해 방지 시설은 ‘빈도’ 개념에 따라 설치돼 왔다. 주요 국가 하천 제방은 100년 빈도, 즉 100년에 한 번 내릴 정도의 강수량에 버틸 수 있는 규모로 건설됐다. 지류는 이보다 낮은 빈도가 적용됐고 배수펌프장도 저마다 다른 빈도가 적용됐다. 이 때문에 ‘게릴라성 폭우’ 등 이상 기후에 효율적으로 대처하지 못하고 있다는 지적을 받아왔다.

방재청은 기후변화가 일반화됨에 따라 이상 강수 현상이 국지적으로 발생하고 있는 점을 중시해 앞으로는 지역별로 시간당 강수량을 고려한 지역단위의 종합적 방재 개념을 적극 도입하기로 했다. 예를 들어 그동안 ‘도로는 10년 빈도, 배수펌프장은 20년 빈도, 하천 지류는 50년 빈도’로 수방 시설을 갖췄던 A지역(강수 영향권)의 모든 수방시설은 앞으로 ‘시간당 40mm 폭우’에 견디도록 설치 기준을 바꾸는 식이다.

빈도에서 지역별 강수량으로 개념이 바뀌면 실제 강수 영향권 내 모든 수방시설이 동일한 기준에 따라 수방 능력을 갖추게 된다. 방재청은 자치단체별로 어느 강수량 수준의 방재 대책을 마련해야 하는지 정하기 위해 전문기관을 통해 15년간의 수해 발생 현황을 정밀 분석하고 있다.

○ 새로운 방재 시스템 도입

소방방재청은 내년 10월 ‘제4차 재해위험 경감 아시아 각료회의’를 개최한다. 최근 발생하는 재해가 전 지구적 기후변화에 따른 것이라 인접 국가들과 정보를 공유하고 공통적인 재난 대책을 수립할 필요가 있기 때문. 강병화 소방방재청 방재관리국장은 “국제적 협력을 통해 기후 변화에 따른 재난 경감 대책을 마련하고자 국제회의를 개최하는 것”이라며 “방재청은 기후변화대응과를 신설하고 빗물 저류지(貯溜池)를 만드는 등 새로운 방재 시스템을 구축하고 있다”고 말했다.

방재청은 2013년까지 빗물을 저장하는 시설 40곳을 만들 계획이다. 도시화가 진행되면서 빗물이 땅속으로 스며들지 못해 재해 발생 가능성을 높이기 때문. 도심에도 지하에 빗물을 담는 공간을 마련하고 지상에는 공원을 조성하는 형태로 조성할 계획이다.

장석환 대진대 토목공학과 교수는 “재해 예방을 위해 빈도 개념 대신 선진국처럼 지역별 강수량을 고려한 방재 대책을 마련하는 것이 타당하다”며 “특정 지역의 방재시설이 실제 위험도보다 낮게 설치되지 않도록 재해 위험도를 명확히 분석하는 게 중요하다”고 말했다.

이동영 기자 argus@donga.com

[국민제안] 버려지는 빗물로 에너지 절약할 수 있을까?

2009-11-25T16:39:25Z

[국민제안] 버려지는 빗물로 에너지 절약할 수 있을까?

물 부족 국가(UN)인 우리나라에서도 얼마 전 극심한 봄철 가뭄에 의한 물(식수, 생활용수 등) 부족 현상으로 일부 지역(강원, 전라) 주민들이 큰 불편과 고통을 겪었습니다.

지금까지 버려지던 빗물을 땅속에 저장하여 생활, 농업용수 등으로 재활용은 물론 지열 냉․난방 에너지원으로도 이용이 가능해져 물과 에너지를 절감할 수 있게 된다고 합니다.

버려지는 빗물을 모아 두었다가 빗물과 땅속 열을 이용해 새로운 에너지 절감시스템을 개발을 제안하신 박재홍씨.

에너지 절감을 통해 녹색성장을 실천하는 재홍씨의 이야기를 다함께 들어볼까요?

지구온난화로 물 부족 현상?

지구 온난화에 의한 각종 자연재해와 재난사고가 증가하고 있고, 기상 이변에 의한 환경적 변화 등으로 인해 물과 에너지 사용량도 증가될 것으로 예측하는 등 향후 수자원량도 절대 부족할 전망이라고 한다.

또한 온실가스 감축 등 국제 환경 규제가 강화되고 있으며, 고유가의 지속과 에너지 수급 체계의 불안정 등 전 세계적으로 경제위기 상황임을 우리는 알아야 한다.

얼마 전 극심한 봄철 가뭄으로 강원도와 전라도 지역에서 물 부족현상으로 인해 지역 주민들이 큰 불편과 고통을 겪는 모습들을 언론과 인터넷 등을 통해 생생이 보고 너무나 가슴이 아팠다.

이를 계기로 ‘가뭄을 조금이나마 해결 할 방법이 없을까?’ 하는 고민을 하게 되었다. 그로부터 관련 서적과 인터넷 등을 이용하여 자료수집에 들어갔고 물과 관련된 자료는 모조리 훑었다.

어느덧 꽤 많은 자료가 쌓였다. 이 과정에서 우리나라의 연평균 강수량은 1,283㎜로 74%가 여름철에집중된다는 점과 태풍, 장마성 호우, 게릴라성 폭우 등으로 지역별로 강수량 차이가 크고 대부분 땅속으로 흡수되기도 전에 하천을 통해 강으로 버려진다는 점을 알게 되었다.

버려지는 빗물로 에너지 절감하자！

그렇다면 '버려지는 빗물을 모아 두었다가 필요할 때 사용하면 되겠구나'

하는 생각을 하게 되었고, 빗물과 땅속 열을 이용 새로운 에너지 절감시스템

을 개발하면 좋겠다는 생각으로 구상에 들어갔다.

빗물 저장시스템과, 지열 냉․난방 시스템에 대한 각각의 단점을 해소하면서 장점만을 결합한 복합형 지중열 교환 장치를 어떤 방식으로 해결 하느냐가 문제 해결의 가장 큰 열쇠였다.

그래서 기존의 빗물 이용 시설과 지중열 교환기에 대한 특징별로 분류하고 자료 수집 및 검토에 들어갔다. 고민만 하던 어느 날 땅속에 매설된 상수도, 하수도관은 땅속 열원에 의해 겨울철에도 잘 얼지 않는다는 점을 착안하게 되었다.

'직경이 큰 대형 파이프를 땅속에 수평으로 설치하여 빗물 저장조와 지중열 교환기로 같이 이용하면 어떨까?' 라는 생각을 하게 되며 마침내 이를 구체화 시키게 된다.

버려지는 빗물을 땅속 저장조에 저장하여 필요시 생활, 농업용수 등으로 이용할 수 있고, 저장조의 열원은 지열 히트펌프의 열원으로도 공급되어 건물 냉․난방이 가능토록 구축함으로써 문제점을 해결할 수 있었다.

특히 내가 몸담고 있는 농촌진흥청 소속기관인 고령지농업연구센터에서는 2004년 종합실험실 신축 당시 정부 기관으로는 국내 최초로 지열을 건물 냉․난방에 도입하여 2006년부터 매년 83백만원 이상의 난방비를 절감하는 등 지금까지 잘 운영되고 있으며, 이러한 경험들을 토대로 지열 냉․난방 시스템 이용에 대한 확신과 자신감에 차 있었던 것이 문제 해결에 많은 도움이 되었다.

고안된 빗물이용 시설 과정을 요약하면 △빗물을 건물 지붕면 등으로부터 집수하여 → △여과 시설을거쳐 → △땅속에(지하 1.5M ~ 5M 이하) 빗물을 저장 → △생활, 농업용수 등으로 활용＋지중열원 (겨울철: 약 10℃ ~ 여름철: 20℃) → △지하 공기 열 및 히트펌프에 의한 건물 냉․난방으로도 동시에 이용이 가능한 시스템을 구축, 이 제안의 핵심인 버려지는 빗물을 이용하여 물과 에너지를 절감할 수 있다는 확신을 얻게 되었다.

버려지는 빗물을 이용한 물과 에너지절감 시스템을 농촌형 주택 1,000가구에 도입 적용할 시 예상되는 절감 기대효과를 살펴보면, 연간 △물 약 30만톤(226백만원), △난방유 249만ℓ(3,735백만원), △CO2배출 감축 6,450tCO2(32백만원) 이상으로 연간 약 40억원 정도의 경제적 효과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

에너지 절감으로 실천하는 녹색성장!

농촌진흥청에서는 버려지는 빗물을 농업시설, 농림산촌 마을, 전원주택 등

생활 공감 녹색기술 사업과 연계할 수 있도록 적극 적으로 검토 중에 있으며,

빗물을 이용한 물과 에너지절감 시스템이 널리 보급되어 난방유 및 물 사용량

을 대폭 절감함은 물론 새로운 녹색 주거환경 문화를 조성, 저탄소 녹색

성장에 조금이나마 기여할 수 있기를 기대한다.

행정안전부의 홈페이지에 제안된 국민 제안의 내용입니다.

저탄소 녹색성장에 딱 들어 맞는 내용이라고 생각하여 퍼옵니다

tag : 빗물, 침투, 빗물 이용

산성비가 땅에 떨어지면 알칼리성이 되는 이유

2009-11-24T20:07:40Z

산성비가 땅에 떨어지면 알칼리성이 되는 이유

The reason why Acid Rain changes to Alkalic after collection

이용준, 이희준, 김준형, 김하룡*

서울과학고, 서울대학교*

1. 서 론

많은 사람들이 빗물의 산성도에 대한 오해를 가지고 있다. 즉 산성비가 건강에 위험하다는 것과 빗물을 이용할 수 없을 것이라는 막연한 생각이다. 그러나 실제로 측정해본 결과 산성비라 할지라도 집수면을 통해 받은 빗물은 알칼리성이며 우리가 사용하는 빗물은 중성을 띄고 있다고 알려져 있다(Han,2003). 물부족 현상이나 환경적인 측면에서 빗물 이용은 꼭 필요하며 그 중요성이 커지고 있기 때문에 빗물이 안전하지 않다는 오해를 불식시킬 필요가 있다.

실제 서울대학교에서 과 같이 집수 장소를 선정하여 빗물의 pH를 측정하였다. 측정 결과 A지점의 내린 빗물은 산성을 띄었으나 집수면을 통과한 B지점의 빗물은 pH 7~8 사이의 알칼리성을 띄었다.

본 논문은 산성비가 어떻게 발생하며, 떨어진 빗물은 왜 알칼리성이 되는지를 이론적으로 설명하려 한다. 대기 중의 CO2와 SO2의 농도에 따른 빗물의 pH 거동을 정량적으로 살펴봄으로써 대기를 거치면서 빗물이 산성화 되는 과정을 밝힐 것이다. 다음으로 Ca2+의 농도에 따른 빗물의 pH 거동을 정량적으로 살펴봄으로써 땅이나 집수면에 내린 빗물이 어떻게 알칼리성으로 변하는지를 밝힐 것이다. 본 연구를 통해서 일반인들에게 빗물 이용의 안전함을 알릴 수 있고, 빗물 이용시설에 저장되기까지 빗물의 pH 거동을 예측할 수 있다.

2. 산, 염기의 화학적 평형 이론

2.1 CO2와 SO2에 의한 빗물의 산성화 과정

오염되지 않은 대기 중의 CO2가 빗물에 녹으면 빗물이 산성화된다. 이는 다음의 식을 따른다.

CO2(g) ⇌ CO2(aq) ; ,

CO2(aq) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq) ; ,

H2CO3(aq) + H2O(l) ⇌ HCO3-(aq) + H3O+(aq) ; ,

HCO3-(aq) + H2O(l) ⇌ CO32-(aq) + H3O+(aq) ; ,

또한 CO2에 의해 pH가 떨어진 빗물은 대기 오염물질이 합류되면서 pH가 더욱 떨어진다. 그 대표적 물질인 SO2 에 의한 빗물의 산성화를 살펴보았다.

SO2(g) + H2O(l) ⇌ H2SO3(aq) ; ,

H2SO3(aq) + H2O(l) ⇌ HSO3-(aq) + H3O+(aq) ; ,

HSO3-(aq) + H2O(l) ⇌ SO32-(aq) + H3O+(aq) ; ,

charge balance와 mass balance를 이용하여 평형 조건을 계산한 결과 CO2 와 SO2 의 농도에 따른 빗물의 pH 변화 그래프는 와 같다. 빗물의 pH는 대기 중 CO2 농도의 변화보다 SO2 농도 변화에 민감하게 변하는 것을 볼 수 있다.

2.2 집수한 빗물의 알칼리화 과정

Ca2+은 지각을 이루는 물질 중 세 번째로 많다. 특히 대부분의 집수면이 콘크리트로 이루어져 있고 콘크리트의 주요 성분이 Ca2+이기 때문에 빗물이 알칼리화되는 과정을 밝히는데 대표적으로 Ca2+을 이용하였다.

CaCO3가 물에 녹았을 때 일어나는 반응은 다음과 같다.

CaCO3(s) ⇌ Ca2+(aq) + CO32-(aq)

CO32-(aq) + H2O(l) ⇌ HCO3-(aq) + OH-(aq)

HCO3-(aq) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq) + OH-(aq)

Ca2+이 녹은 다음의 pH는 charge balance를 이용하여 간단히 계산할 수 있다. Ca2+의 농도가 커짐에 따라 산성비의 pH가 높아지는 것을 알 수 있다. Ca2+을 다른 양이온으로 바꾸더라도 바뀐 양이온에 따른 빗물의 pH 거동을 쉽게 살펴볼 수 있을 것이다. 여러 양이온 농도의 합으로 바꾼다면 땅의 성질이나 집수면의 성질에 따른 받은 빗물의 pH 거동의 예측도 가능하다. Ca2+의 농도에 따른 집수한 빗물의 pH 변화를 살펴보면 과 같다. 가정조건은 CO2 농도 350 ppm 이며 SO2 농도 0.004 ppm 이다. 이에 따른 빗물의 초기 pH는 4.98 이다. 이때 산성화된 빗물을 중화시키는데 필요한 Ca2+의 농도는 4.7 ppm 임을 알 수 있다.

charge balance :

2.3 SO2 에 의해 산성화된 빗물을 중화시키기 위한 Ca2+의 농도

빗물의 pH를 떨어뜨리기 위한 SO2의 농도와, 이를 중화시키기 위해 필요한 Ca2+ 농도의 상관관계는 와 같다. 예를 들면 SO2 농도 0.004 ppm 일 때 이를 중화시키기 위한 Ca2+ 의 농도는 4.7 ppm 이다. 이 그림을 이용하면 빗물이용시설에서 산성화된 빗물을 중화시키기 위해 필요한 양이온의 총량을 알 수 있으므로 집수면의 설계에 유용하게 쓰일 수 있다.

3. 결 론

① 내린 빗물은 산성이다.

빗물은 오염 물질이 없더라도 대기 중 CO2 로 인하여 산성화된다. 현재 대기 중 평균 CO2 농도는 350 ppm 이고 이로 인해 빗물의 pH는 5.6 으로 떨어진다. CO2 뿐만 아니라 대기 중 오염 물질에 의해서 빗물의 pH는 더욱 떨어진다. 대표적 오염물질인 SO2의 농도에 따른 빗물의 pH를 모델링한 결과 빗물의 pH가 더욱 산성쪽으로 변하는 것을 확인할 수 있었다.

② 땅에 떨어진 빗물은 알칼리성이다.

대기를 거치면서 산성화된 빗물이 땅에 내리게 되면 알칼리성을 띄게 되는데 이는 땅에 포함되어 있는 양이온으로 인한 것이다. 본 연구에서는 대표적 양이온으로 Ca2+을 선택하였다. Ca2+은 지각을 이루는 주요 구성성분 중 하나이며 특히 콘크리트 집수면의 구성요소 중 가장 큰 비중을 차지한다. Ca2+의 농도에 따른 빗물의 pH를 모델링함으로써 땅에 내린 빗물이 알칼리성으로 변하는 과정을 밝혔다. 동일한 방법으로 Ca2+외 땅에 내린 빗물에 녹아 들어가는 양이온의 총양을 정량적으로 파악할 수 있다면 알칼리성으로 변한 빗물의 pH를 정확하게 예측할 수 있을 것이다.

③ 빗물 이용 시설에서 사용되는 빗물은 pH 측면에서 안전하다.

땅에 내린 산성비는 알칼리성이 된다. 그리고 저장된 빗물의 pH는 중성으로 된다. 일반인들의 오해처럼 빗물 이용 시설에서 사용하는 것은 산성이 아님을 밝히게 되었다. 그리고 집수된 빗물의 산성도 범위는 음용수 수질 기준에서 크게 벗어나지 않으므로, 마셨을 때 건강에 아무런 지장이 없다.

④ 위의 결과들을 반영하여 집수면이나 저장조 성질을 결정할 수 있다.

향후에는 대기 오염물질 중 빗물의 pH에 영향을 미치는 인자들을 찾아내고, 각 인자가 영향을 주는 정도를 파악하는 연구가 필요하다. 그리고 Ca2+외 다른 양이온들의 농도를 파악하여 집수된 빗물의 pH를 정확하게 예측하는 연구가 필요하다.

참고 문헌

1. J.A. Garland, A. Harwell and D. Oxon, "Dry ant wet removal of sulphur from the atmosphere", Atmos. Environ, Vol.12, pp.349-362, 1978

2. Husar, R.B., Patterson, D.E., Husar, J.D., Gillani, N.V. and Wilson, W.E., "Sulfate budget of a power plant plume", Atmos. Environ., Vol.12, pp.549~568, 1978

3. 임재빈, 원찬회, “전북지방의 대기오염 특성에 관한 연구 -특히 산성비에 관하여”, J. of KSEE, Vol.14, pp.77~86, 1992

4. L.Granat, "Sulfate in precipitation as observed by the European Atmospheric Chemistry Network", Atmos. Environ., Vol.12, pp.413~424, 1978

5. 권이열, 김미경, 이성욱, "폐기된 콘크리트가 물의 pH 및 중금속에 미치는 영향", J.KSWQ, pp.17~23, 1994

6. 한무영, 이순재, 한명실, 김영진, 2004, “사용중인 빗물이용시설에서의 수질인자검토 -pH 및 중금속” , 2004 한국물환경학회, 대한상하수도학회 공동춘계학술발표회

7. 한무영, 김영진, 이일용, 2003 , “콘크리트 집수면을 이용한 집수과정에서의 빗물수질변화에 관한 연구” , 2003 한국물환경학회, 대한상하수도학회 공동춘계학술발표회

8. 한무영, 이일용, 박상철, 2003 , “건물의 지붕집수면이 유출빗물의 수질에 미치는 영향”, 2003 대한상하수도학회지 17(3) p.460~466

9. WHO 음용수 수질 가이드라인(한무영 역)

오존방식의 빗물정화시스템에 의한 건축물 열 상승 억제 기술

2009-11-21T17:48:16Z

산요전기는 그 동안 축적된 오존 처리 기술을 응용하여 빗물 저장 탱크에 모은 빗물을 정화, 살균하는 시스템을 개발했다.
이 시스템은 정화 및 살균한 빗물을 건물의 지붕이나 진열장, 공조기의 실외기 등에 살수하여, 건물의 열 침입을 저감하고, 실외기의 운전 효율을 향상시켜, 특히 여름철의 에너지 절약 효과를 높이고, 한층 더 전기 요금을 줄여주는 기술이다.

향후, 상업 시설 등의 건물에서 테스트를 실시해 시스템의 성능이나 에너지 절약 효과를 검증하여, 상품화를 추진한다고 했다.

1.개발 배경

2005년 2월 16일에 발효된 지구 온난화 방지를 목표로 하는 국제 조약 「교토 의정서」로, 일본이 선언한 2008년부터 2012년까지 평균적으로 온실효과 가스배출량 6% 삭감을 목표로 자동차나 전자제품 등 분야에서 에너지 절약을 진행하고 있다. 그러나 현재 상태로서는 일본의 연간 CO2 배출 총량은 증가하고 있어, 새로운 삭감 노력이 요구되고 있으며 올해 4월에는 에너지 절약법이 개정되었다.

이는 제조 현장 이외의 상업이나 서비스 등 업무 부문에서의 소비 에너지 증가에 따라 CO2 배출량이 증가하고 있는 것으로 기존의 일정 규모 이상의 공장, 사업소 단위(시설이나 점포 단위)까지 의무화되었던 에너지 관리 의무가, 사업자 단위(기업 단위)로 확대되어 슈퍼마켓, 편의점, 음식점의 프랜차이즈 체인이나 오피스 빌딩 등 지금까지 대상이 되지 않았던 업무 부문에도 범위가 확대된 것이다. 이와 같이 에너지 절약이나 CO2 배출량 삭감을 향한 한층 더 강도 높은 대응이 필요한 시점이다.

최근에는 열섬 현상 대책, 지구 온난화 대책으로 뿌리는 물 캠페인을 하고 있고, 목욕탕의 재처리물이나 빗물을 2차 이용하도록 장려하고 있다. 그러나 장기간 모은 빗물에 세균이나 바이러스, 장구벌레 등 빗물의 오염 문제가 생기고 있다. 이번에 개발한 오존 처리 기술을 이용해 이러한 문제를 해결하였고, 빗물을 깨끗하게 정화하는 빗물 정화 및 살균시스템을 개발했다.

2.오존에 의한 정화 및 살균 구조

오존은 자연계에 존재하는 기체로 불소 다음으로 강력한 산화 작용이 있어, 살균, 바이러스의 비활화, 탈취, 탈색, 유기물 제거 등에 이용되고 있다. 빗물을 이용할 때에 단지 빗물을 탱크에 모으는 것으로는 레지오넬라균이나 대장균 등이 발생할 위험성이 있다. 그러나 이 시스템에서는 오존이 가지는 산화 작용을 이용해 탱크에 모은 빗물을 정화 및 살균하고, 오존은 정화 및 살균 후에 산소로 변해 잔류하지 않는다.

3.시스템 구성

지붕으로부터 홈통을 타고 간 빗물은 저수탱크에 빗물을 모을 수 있다.
다음으로 저수탱크에 접속한 정화기로 빗물을 정화 및 살균한다. 정화된 빗물은 송수 펌프로(지붕이나 실외기 등) 살수 장소로 옮겨져 살수 분무된다. 빗물이 부족한 경우에는 보급수를 사용할 수도 있다.

(1) 지붕에 살수 이용

여름철, 건물의 지붕은 50℃ 이상의 고온이 되기 때문에 정화 및 살균한 빗물을 건물의 지붕에 살수하면, 물이 증발할 때에 기화열을 빼앗아, 지붕의 온도상승을 억제하여 실온을 내리는 효과가 있다. 이것에 의해 공조 부하가 저감된다.

(2) 실외 유닛에의 살수·분무 이용

진열장이나 공조기의 실외기는 냉방 운전 시에 바깥 공기 온도가 높아질수록 열 교환 효율이 저하해 운전 효율이 나빠져 냉각 능력이 떨어지는 경향에 있다. 고온이 되기 쉬운 여름철을 중심으로 실외기의 방열부(콘덴서)에 정화 및 살균한 빗물을 살수하여 기화열을 빼앗아, 온도를 내리는 것으로 운전 효율 및 냉각 능력을 개선하고 에너지 절약에 기여한다.

(3) 식물재배, 뿌리는 물 등으로 이용

지붕이나 진열장, 공조기의 실외기에 살수 이용 외에도, 식물의 재배나 옥상 녹화에 물주기나 주차장 등에 뿌리는 물, 건물 부근의 청소 등에도 이용 가능하다. 수도물을 사용하지 않고, 자연의 산물인 빗물을 이용하는 것으로 절수가 되는 것이다.

그림 1. 오존에 의한 정화 및 살균 , 그림 2. 시스템 구성도

tag : 빗물, 빗물 이용

보 설치 전면 재검토..영산강 등 오염원 관리

2009-11-19T04:21:15Z

민주 "지류중심 수질개선"..4대강 대안 마련

"보 설치 전면 재검토..영산강 등 오염원 관리"

(서울=연합뉴스) 김정은 기자 = 민주당은 18일 4대강 보설치를 전면 재검토하는 대신 지류 중심의 수질개선을 골자로 한 4대강 사업 대안을 마련했다.

민주당은 예산 심의 착수시 이 같은 대안을 내세워 여당을 압박한다는 방침이어서 4대강 예산 심사 과정에서 여야간 극심한 대치가 예상된다.

국회 국토해양위 소속 김성순 의원이 이날 제시한 대안은 보 설치를 전면 재검토하고, 그 대안으로 상류 지천에 소형 취수장을 설치하도록 했다.

정부가 4대강 지역 5억7천만㎥을 준설키로 한 데 대해선 준설 대상 구간을 정체지역 등 1억㎥ 미만으로 줄이고, 특히 낙동강의 경우 4∼11m로 돼 있는 준설 수심을 2m 이내로 제한하는 방안을 제시했다.

김 의원은 연합뉴스와의 통화에서 "무조건 반대를 위한 반대를 하는 것이 아니라 합리적 대안을 제시하기 위한 차원"이라며 "준설을 하면 낙동강 교량 74개중 62개에서 안전성 문제가 생길 수 있고, 또 수자원공사의 30개 다목적댐 중 17개가 홍수시 물이 넘치거나 수문 붕괴의 위험이 있다"고 주장했다.

김 의원은 수질과 관련해서도 "경제협력개발기구(OECD) 회원국의 68개 강의 평균 BOD(생물학적산소요구량)가 2.7ppm인데 낙동강 평균은 2.1ppm"이라며 "4대강 본류의 수질은 전혀 손댈 필요가 없다"고 강조했다.

김 의원은 그 대신 영산강 광주천과 영암천, 삼포천을 비롯해 낙동강(대구 금호강과 지천천), 금강(논산천, 미호천, 갑천), 한강(섬강 합류부근, 영안천 하류) 등 4대강별 지류 및 오염원의 수질 개선을 중점 관리하는 방안을 내놨다.

특히 호남권 영산강의 경우 상대적으로 수질이 나쁘고 물 부족 현상이 심한데다 하수 보급률도 55%로 우리나라의 평균 하수 보급률(86%)에 크게 못미치는 만큼 지류를 중심으로 수질개선이 필요하다는 주장이다.

김 의원은 또 한국개발연구원(KDI)의 4대강 자전거 길의 경제성분석(BC) 결과 0.097로 나타나 경제성이 떨어지고 환경파괴와 효용성 문제가 심각한 만큼 대폭 재조정이 필요하다고 밝혔다.

홍수 대책의 경우 국가하천보다 지방하천을 중심으로 대책을 세우고 물부족 문제에 대해선 수요 관리정책과 상류 저류시설 및 소형 댐 설치, 노후 상수관 교체, 범국가적 빗물 관리 대책 수립 등의 대책을 제시했다.

민주당은 조만간 김 의원의 안을 골자로 최종 대안을 확정할 방침이다.

kje@yna.co.kr

<뉴스의 새 시대, 연합뉴스 Live>

호주에서의 빗물이용

2009-11-19T04:17:40Z

우리나라도 요즘 빗물이용에 관심이 많은데 우리랑은 이유가 틀리지만, 똑같이 사용하는 예가 호주에는 만연화되어 있어 얘기합니다.

예전엔 우리나라도 처마에서 떨어지는 낙수물로 많이들 빨래도 하고 했습니다만, (장독대랑 그릇을 줄줄이 놔두곤 했죠)

호주의 많은 집들은 여전히 왼쪽의 그림과 같은 장치를 많이들 사용합니다.

원리는 이렇습니다. 지붕에서 모인 물이 물탱크에 고이는 겁니다.

그리고 그렇게 모인 것을 정원수와 화장실 사용물 같은 경우

이 빗물활용을 많이 합니다.

호주라는 땅이 남극 다음으로 강수량이 가장 적은 대륙으로 (남극도 내리는게 몽땅 얼어서 전부 얼음이긴 하지만 어떻든 매년 내리는 양은 적다 합니다) 그 나라가 그렇게 땅이 넓으면서도 (미국의 본토넓이랑 비슷한 넓이)

인구를 마구 늘리지 못하는 이유는...

제가 보기에 물이라는게 근본적인 이유일 것이다라고 생각될 정도이니 말입니다. (어느게 우선인지는 몰라도 좀 심각합니다)

이게 호주의 가정에서 쓰는 물의 양에 대한 비율이라고 하네요.

딱 반 잘라서 화장실 그리고 정원입니다.

이것은 호주 평균으로 퍼스의 경우는 여름철 도시전체가 녹지관리를 쓰는 물이 전체소요의 60%에 달하게 됩니다.

걔넨 또 그렇게 억지로라도 잔디를 안 깔아놓으면... 도시가 유지가 안되니 그런겁니다.

호주의 1년 강수량입니다.

우리가 이번 장마에만 내린 비가 서울의 경우 1000mm가 넘으니까

이번 장마에만 호주퍼스의 1년치 강우량의 2배가 내린 것 입니다.

그리고 저 땅의 상당수가 1년 강수량이 300mm 도 안되는 것으로 나타나네요.

우리에겐 요즘 또 다른 이유에서 이게 대두가 되는데요...

내용인즉슨, 주로 도시가 해당사항이 있는 겁니다.

세상이 좋아지다보니 도시의 땅은 아스팔트나 콘크리트와 같은

불투수층의 땅이 되어 있는데다가 비만 오면 스며들지 않고 모조리...

건물의 물도 매우 빠른 속도로 수관을 타고 우수관으로 흘러들고

도로의 물도 몰려가서 우수관으로 흘러들고

속도조절이 없이 구슬굴러가듯 물이 눈덩이처럼 불어서 모여

강과 개천으로 흘러들어가게 되더라는 겁니다.

이렇게 되니까, 점점 더 큰 토목공사를 해야 하는데...

이게 이제는 여의치가 않더라는 겁니다.

조금만 속도조절이 되어서 흘러주면 될 것이 그렇게 집집마다 옥상에서 나오는 것을 아파트마다 빌딩마다 이렇게 하면 다시 물을 끌어와서 정수해서 쓰고 하는 비용도 줄이고 홍수도 줄이고 뭐 이런... 이쁜짓을 하지 않겠나??? 하는 그런 목적인 겁니다.

그래서 비올때 좀 가뒀다가 물세도 좀 아끼고 써보렴... 하는 차원에서

요새 얘기가 나오는 것 같은데요...

사실 제가 좀 개인적으로 여기에 관심이 많아서

한번 얘기를 꺼내봤습니다.

참고로 고향집에서 정원수로 쓸라고 어디서 버리는 FRP 통을 하나 갖다가 쓰고 있습니다...^^;;

고걸 돈 좀 적게 들고 제법 폼나게 하는 것에 갑자기 필이 꽂혀서... 생각나 적어봅니다.

자연재해 경감을 위한 분산형 빗물관리 방안

2009-11-12T09:11:25Z

tag : 빗물, 빗물 저장고, 빗물이용, 빗물 저장, 빗물 침투, 분산형빗물관리

“빗물 그냥 마셔도 건강에 안전”…호주 연구진

2009-11-11T08:47:24Z

“빗물 그냥 마셔도 건강에 안전”…호주 연구진

뉴시스 | 이남진 | 입력 2009.11.04 15:44

【시드니=로이터/뉴시스】이남진 기자 = '빗물'을 처리되지 않은 상태로 마셔도 건강에 안전하다는 분석 결과가 나왔다고 호주 연구진이 4일 밝혔다.
호주 멜버른의 검색하기 href="http://search.daum.net/search?w=tot&rtupcoll=NNS&q=%B8%F0%B3%AA%BD%AC%B4%EB%C7%D0&nil_profile=newskwd&nil_id=v20091104154409197" target=new>모나쉬대학교 연구진은 300가구를 대상으로 위생 필터를 나눠주며 빗물을 탱크에 받아 식수로 사용하도록 했다. 연구진이 나눠준 필터 가운데 절반만 검색하기 href="http://search.daum.net/search?w=tot&rtupcoll=NNS&q=%C0%A7%C0%E5%BF%B0&nil_profile=newskwd&nil_id=v20091104154409197" target=new>위장염 유발 박테리아를 없애는 실질적 효과가 있는 필터였다.
이후 1년이 흐른 뒤 각 가구를 대상으로 건강검사를 실시한 결과, 정상 위생 필터를 사용한 가구와 그렇지 않은 가구가 별다른 차이가 없음을 밝혀냈다.
연구를 주도한 모나쉬대학 전염병학과의 캐린 레더 교수는 "빗물을 처리하지 않은 채 마셔도 건강에 별다른 문제가 없었다"며 "이는 빗물을 별다른 가공처리 없이 그대로 마셔도 괜찮다는 뜻"이라고 설명했다.
레더 교수는 "생활용수 시설이 잘 돼 있는 일부 도시의 보건당국은 안전상의 문제로 빗물을 마시는 것을 금지하고 있지만, 사실상 질병을 일으킬 가능성은 낮다"라고 말했다.
하지만 그는 "이번 실험에 참여했던 가구들은 지속적으로 빗물을 마셔온 만큼 이미 체내에 면역체계가 구축돼 있을 가능성도 있다"라고 덧붙였다.
한편 이번 연구는 플라스틱 용기에 담긴 생수제품이 환경에 미칠 부정적 영향에 대한 우려와 비판이 거세지는 가운데 나온 연구 결과라는 점에서 의미가 있다.
jeans@newsis.com < 저작권자ⓒ '한국언론 뉴스허브' 뉴시스통신사. 무단전재-재배포

tag : 빗물

빗물 친화도시’ 조성 옳은 방향이다

2009-11-11T08:43:28Z

[사설]‘빗물 친화도시’ 조성 옳은 방향이다

2009년 11월 06일 (금) 지면보기 | 21면

충청투데이 cctoday@cctoday.co.kr

대전시가 '물 순환형 빗물 친화도시'조성에 나선 건 궁극적으로 물 부족 사태를 미연에 방지해보자는 취지를 담고 있다. 버려지는 빗물을 저장해 재활용하면 재해도 예방하는 일석삼조(一石三鳥)의 효과를 거둘 수 있을 것이다. 광역시중 전국 처음으로 빗물관리 조례를 제정한 걸 보면 과학도시 다운 면모가 읽힌다. 빗물 재활용사업을 주도적으로 이끌어갈 빗물관리위원회의 역할이 막중해졌다.

미래학자들은 20세기가 석유분쟁의 세기였다면 21세기는 물 전쟁의 세기가 될 것이라고 예고하고 있다. 물의 소중함을 일깨워주는 대목이다. 경제협력개발기구(OECD)보고서에 따르면 세계인구의 40%를 구성하는 80여 개 국이 심각한 물 부족 상태라고 한다. UN은 세계 물 부족 인구가 현재 7억 명에서 2025년에는 30억 명에 이를 것이라고 추산했다.

우리나라도 UN이 정한 물 부족 국가다. 연평균 강수량이 1274㎜로 세계 평균치 880㎜보다 훨씬 많지만 인구밀도가 높아 1인당 연간 강수량은 세계 평균치의 13%에 불과한 실정이다. 세계물위원회(WWC)는 우리나라의 경우 2011년이면 연간 18억t의 물이 부족할 것으로 내다봤다. 그럼에도 불구하고 물소비량은 가계소득 1000달러당 42ℓ로 세계 최고 수준이다. 선진국보다 2-6배 많은 물을 쓰는 건 결코 자랑거리가 못된다.

다가올 물 부족 사태에 능동적으로 대처해 나가지 않으면 안 된다. 그동안 빗물정책이 빠른 배수에 역점을 뒀다면 이제는 빗물을 저장하고 순환시키는 방향으로 전환해야 한다. 요즘엔 빗물을 가두어 재활용하는 기술이 많이 발전해 의지만 있다면 얼마든지 빗물을 효율적으로 사용할 수 있다. 이 분야에 가장 앞서있는 도시는 수원시다. '레인시티(rain city)’를 표방하고 나선 수원시는 서울대 빗물연구센터와 물 관리 국제표준 프로젝트에 관한 양해각서를 체결하는 등 빗물 재활용에 적극적이다.

수원시는 모든 공공건물과 대지면적 2000㎡이상, 연면적 3000㎡이상 건축물에 빗물을 모아 화장실 용 등으로 사용할 것을 권고하고 있다. 시설비 지원과 각종 세제 혜택으로 건물주들의 호응이 좋다고 한다. 이를 통해 10년 후에는 연간 400만t이 넘는 빗물의 재활용이 가능할 것으로 예측하고 있다. 대전시는 수원시를 비롯한 빗물 관리 선진지를 벤치마킹할 필요가 있다고 본다.

tag : 빗물, 수원시, 대전시의회, 레인시티

나노 산소방울로 호수 살린다

2009-11-11T08:27:04Z

나노 산소방울로 호수 살린다

조호진 기자 superstory@chosun.com 기자의 다른 기사보기 입력 : 2009.11.10 03:51

산소를 아주 잘게 쪼개면 물에 많이, 오래 머무르며 저수지 등 정화기능 향상 모공속 노폐물 제거 효과도

공기 중에 흔한 산소라도 얼마나 작게 만드느냐에 따라 쓰임새가 달라진다. 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 크기로 줄인 산소 방울은 일반 공기방울보다 물에 오래 머무를 수 있어서 물에 녹는 양이 는다. 물에 산소가 많아지면 하천의 정화 기능이 촉진된다. 또 나노 산소 방울을 제작하는 원리로 나노 오존을 만들면 외과 수술용 장비의 살균 세척에도 쓸 수 있다. 나노 산소 방울로 목욕이나 세수를 하면 피부의 모공에 숨어 있는 노폐물도 제거할 수 있는 것으로 알려졌다. 산소가 나노 과학의 힘으로 진화하고 있다.

▲ 마이크로 산소 방울이 분산되는 모습.

◆물속에 오래 머무르는 나노 산소방울
하천은 유입된 오염 물질을 스스로 정화하는 기능이 있다. 쓰레기를 치우지 않아도 하천 속의 박테리아 같은 미생물이 오염 물질을 분해한다. 산소가 많을수록 박테리아의 오염 물질 분해는 촉진된다. 그렇다면 산소를 하천에 투입하면 오염 물질이 빨리 없어질 것 같지만 실제로 쉽지는 않다. 산소를 불어넣으면 공기 방울이 생기는데 부력 때문에 금방 수면 위로 떠오르기 때문이다. 물놀이 튜브를 물에 집어넣으면 곧 물 위로 떠오르는 것과 같다.

한국기계연구원 신재생청정시스템 홍원석 박사팀은 공기 방울의 상승 속도를 둔화시키기 위해 나노 산소 방울을 고안했다. 공기 방울의 지름은 ㎜ 단위다. 이를 수㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1m),수백㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 크기로 줄이면 부피가 줄어 부력이 감소한다. 지름이 1㎜인 산소 방울 1개를 지름 1㎛인 산소 방울로 만들면 10억개로 수가 느는 효과도 있다.

홍 박사팀은 나노 산소 방울을 만들기 위해 압력을 이용했다. 압력을 높이면 물에 녹는 산소량이 많아진다. 연구진은 대형 수조에 일반 대기압의 4배가량 압력을 가해 산소를 녹였다. 이후에 갑자기 수조의 압력을 원래 대기압으로 낮추면 물에 녹아 있는 산소가 다시 기체로 환원되면서 산소 방울을 만든다. 이 산소 방울의 크기가 ㎛, 수백㎚ 수준이다. 미세한 크기의 산소 방울을 모은 다음에 필요한 하천에 투입하면 된다.

실험 결과, 나노 산소 방울은 물속에서 1분에 고작 1.2㎝ 상승하는 데 그쳤다. 마이크로, 나노 산소 방울을 물속에 집어넣으면 일반 공기 방울보다 7~10배 정도 많이 녹아 산소량이 증가한다. 홍 박사는 "댐, 저수지, 호수 같은 물이 고여 있는 지역의 정화 작업에 나노 공기 방울이 큰 역할을 할 것으로 기대한다"며 "미국에서는 나노 공기방울을 활용해 죽은 호수를 되살렸다는 보고도 있었다"고 말했다.

◆의료장비 살균도 가능
물에 녹은 나노 산소로 목욕이나 세수를 하면 피부 모공 속의 노폐물 제거에도 효과적이다. 나노 산소 분자들의 크기가 매우 작아 피부의 모공까지 침투할 수 있어서 모공의 노폐물을 제거한다.
또 나노 산소 방울을 만드는 원리로 마이크로 오존 방울을 생산하면 외과 수술에도 사용할 수 있다. 오존은 산소 원자 3개가 결합한 것으로, 살균 능력이 뛰어난 물질이다. 각종 외과 수술용 메스, 내시경 등의 장비에 수백㎚ 크기의 오존 방울들이 부딪치면 세균을 없앨 수 있다. 홍 박사는 "나노 오존 방울로 수술용 장비를 세척했을 때 1분 만에 99.9%의 세균이 죽는 멸균 기능을 확인했다"고 말했다.
홍 박사팀은 관련 내용을 지난 7월 특허출원했다. 홍 박사팀 외에도 서울대, 한국식품연구원과 일본 도쿄대에서 나노 산소 방울을 연구 중이며, 미국 AII사에서는 상용화된 제품을 판매하고 있다.

tag : 버블, 나노산소방울, 공기방물, 호수수질 개선