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침묵의 봄 - 수은(Hg), 카드뮴(Cd) - 목록

조회 : 6969 | 2012-02-14

침묵의 봄
1958년, 카슨(1907~1964)은 친구에게서 정부가 모기를 잡기 위해 살포한 살충제로 자신이 기르던 많은 새들이 죽었다는 편지를 받는다. 이를 계기로 카슨은 살충제, 특히 DDT의 위험을 알리는 글을 ‘뉴요커’에 기고하면서 1962년 ‘침묵의 봄(Silent Spring)’을 출간하였다. 침묵의 봄은 환경 보호의 중요성을 새로운 이슈로 부각시켰다. 이 책은 살충제의 폐해를 설명하면서 자연 친화적인 방법을 사용할 것을 주장하였다. 마침내 케네디(1917~1963)는 환경 문제를 다룰 자문위원회를 구성하였으며, 1972년에 DDT의 사용을 전면 중단시켰다. 1874년에 합성된 DDT는 1939년 뮐러(1899~1965)에 의해 살충 효과가 알려졌으며, 그는 노벨생리의학상을 받았다. DDT는 대량생산이 쉬워 제2차 세계대전 당시 말라리아를 옮기는 모기와 티푸스의 원인이 되는 이를 박멸하기 위해 사용되었다. 원자폭탄, 페니실린과 함께 제2차 세계대전이 낳은 3대 발명품으로 불렸던 DDT는 전쟁 후에는 살충제로 널리 사용되었다.




DDT와 말라리아
DDT가 환경에 영향을 미친 대표적인 사례는 대머리독수리의 개체수 감소였다. 즉 DDT로 인해 대머리독수리가 낳은 알은 칼슘이 부족했고 쉽게 깨져 부화가 되지 않고 숫자가 감소했다는 것이다. 또한 사람에게는 발암 물질로 알려지면서 사용이 금지되었다. 그러나 실제로 DDT가 암의 원인이라는 직접적인 증거는 없으며, 대머리독수리 개체수도 수은 때문인 것으로 알려지고 있다.










모기와 말라리아





DDT는 말라리아 퇴치에 중요하다. 말라리아는 모기의 침을 통해 체내로 들어온 열원충이 세포를 파괴하며 급격히 증식하는 것이다. 이 세균들은 피를 타고 이동하면서 적혈구를 파괴하고, 이로 인해 고열과 함께 사망에 이르게 된다. 아프리카와 같은 가난한 나라에서 말라리아는 어린이나 노약자의 가장 큰 사망 원인 중 하나이다. 이처럼 DDT는 수천 만 명을 말라리아로부터 구원한 화합물이다. 환경론자들은 특수 모기장이나 환경친화적 살충제를 주장하지만 가난한 나라에게는 그림의 떡인 것이다.




진시황의 불로장생약
전국시대 진나라 장양왕(?~BC247)의 아들로 태어난 진시황(BC259~BC210)은 13세에 제위에 올라 강력한 왕권 중심의 정부와 군사조직을 구축하여 중국을 통일하였다.










서복과 진시황





진시황은 불로장생 연구가인 서복을 동남동녀 500명과 함께 한반도로 보내 불로초를 구해 올 것을 명령하는 등 불로장생을 꿈꾸었다. 하지만 진시황은 정복한 땅을 돌아보던 순행 길에 50세의 나이에 돌연 사망하고 말았다. 그는 막내아들에 의해 암살되었거나, 사마천(BC145~BC86)의 ‘사기’를 근거로 간질로 발작하던 중 머리를 다쳐 사망했다고 한다. 그런데 사기에는 진시황이 바다를 이룰 정도로 엄청난 양의 수은을 사용한 지하궁전을 건설한 기록이 있다. 이를 근거로 진시황은 수은 중독에 의해 사망했다고도 한다. 불로초를 구하지 못한 주치의들이 불로초 대신에 신비한 금속인 수은을 진시황에게 처방했다는 것이다. 그의 증세는 수은 중독과 매우 유사했다. 실제로 수은을 소량 섭취하면 일시적으로 혈색이 좋아지고 피부가 팽팽해진다. 수은은 잘 흡수되지 않기 때문에 약초와 섞은 환약으로 복용하였다.




이상한 나라의 앨리스
수은에 중독되면 과도한 흥분 상태가 유지되는 정신분열증이 나타난다. ‘이상한 나라의 앨리스'의 ‘미친 모자 제조공’ 이야기는 모자 제조공들의 수은 중독 증상을 묘사하고 있다. 모자는 펠트를 이용해서 제조했는데, 이때 펠트를 짐승의 털이 엉기도록 질산수은으로 처리했던 것이다. 수은에 중독된 모자 제조공들은 남이 자신을 감시한다는 망상에 시달리고 주절주절 말이 많았다. 수은은 매독의 치료에도 사용되었다. 항생제가 개발되기 전 많은 예술가들은 매독으로 죽거나 귀머거리가 되는 등 수은 중독으로 고생하였다. 베토벤(1770~1827)과 고야(1746~1828)는 귀머거리가 된 후 각각 합창 교향곡과 독창적인 그림을 남기기도 하였다. 수은은 카드뮴, DDT와 함께 사람들이 환경에 배출한 대표적인 물질로 각인되어 있다. 특히 미나마타병과 이타이이타이병은 대표적인 공해병으로 알려져 있으며 무분별한 환경파괴에 대한 자연의 경고로 받아들여지고 있다.




수은
수은은 고대 중국과 인도뿐만 아니라 이집트 무덤에서도 발견된다. 상온에서 유일하게 액체인 금속으로 수은은 물처럼 흐르는 은이라는 뜻을 갖고 있다. 수은의 원소기호 Hg는 물(hydro, 水)과 은(argyros, 銀)의 합성어이다. 수은은 금, 은 등과 쉽게 아말감 합금을 형성하기 때문에 금의 원광석이나 사금에서 금을 추출하는데 쓰이기도 한다. 수은 아말감을 치아로 사용하는 것에 대한 논란이 있다. 아이러니한 것은 정부 기관인 보건복지부와 환경부의 입장이 다른 것이다. 보건복지부는 아말감 시술 후 입 안의 아말감에서 흡수되는 수은의 양은 인체에 큰 영향이 없다는 것이다. 반면에 환경부는 환자 외에 아말감으로 인해 간접적인 피해를 받는 경우를 고려한다. 만약에 환기가 잘 되지 않는 치과라면 아말감 치료 시 수은 증기가 장기적으로는 의료진에게 축적되며, 또한 치료하다가 남은 것들이 생태계의 순환을 거쳐 인체에 들어올 수 있기 때문에 유해하다는 것이다.




미나마타 병
1952년, 일본의 미나마타 연안의 바다는 검붉게 변했다. 조개들은 썩어 들어갔고 해변으로 밀려온 물고기를 먹은 까마귀는 퍼덕대며 바닥에 떨어졌다. 고양이, 개, 돼지들은 미쳐 날뛰다가 불 속이나 바다로 뛰어들기도 하였다. 그 후 물고기와 조개를 먹은 주민들이 손발이 뒤틀리고, 혀가 마비되기 시작했다. 1956년, 마침내 일본질소비료 미나마타 공장의 부속병원은 원인 불명의 중추신경 질환자 30명이 발생했다고 발표했다. 1959년에는 오염 원인은 바다로 흘려보냈던 공장 폐수 속의 수은으로 추정된다는 보고서가 나왔다. 그러나 정부는 원인이 확실하지 않다는 이유로 공장 가동을 중지시키지 않았고 계속해서 배출된 폐수로 인해 피해는 확산됐다. 원인을 모르기 때문에 치료법은 없었으며 전염병이나 유전병으로 오인되어 따돌림을 당하는 등 환자와 가족, 시민들까지도 큰 고통을 겪었다. 결국 1968년, 일본 정부는 일본질소비료 공장에서 아세트알데히드를 생산하기 위해 사용했던 수은 촉매에서 나온 메틸수은이 함유된 폐수가 미나마타 병의 원인으로 발표했으며 미나마타병을 공해병으로 인정하였다. 수은 중에서도 메틸수은은 물고기 체내에 잘 쌓이며 이를 섭취하면 수은 중독 현상이 나타난다. 곡물의 수은 오염은 주로 토양 오염에 의한 것이다. 특히 주로 토양 살균과 종자 소독에 사용되는 수은 계 농약은 거의 분해되지 않고 식물에 흡수된다. 따라서 사람이 장기간 수은에 오염된 식품을 섭취할 경우 수은 중독에 걸리게 된다.




메틸수은
수은과 메틸기가 결합한 것으로 일반적으로 미나마타병의 발병 물질인 염화메틸수은(CH3HgCl)을 가리킨다. 아세틸렌에서 아세트알데히드를 제조할 때 사용한 미량의 황산수은 촉매로부터 생긴다. 임산부나 가임여성, 유아 등은 메틸수은 함량이 높은 냉동 참치와 상어를 주 1회 이상 먹지 않는 게 바람직하다.










어류와 수은중독





메틸수은은 소화관과 폐에 흡수가 잘 되고 중추신경계와 태아 조직에 농축돼 독성을 나타낸다. 대부분의 어류는 물에서 메틸수은을 흡수하지만, 먹이사슬로도 쌓이기 때문에 작은 물고기를 잡아먹는 참치 같은 육식성 어류에 메틸수은이 많다.




거울과 수은 중독
인류가 청동거울을 사용하기 시작한 것은 2~3 천 년전이다. 그러나 청동거울은 선명하지 않으며 공기 중의 수증기, 산소, 이산화탄소 등에 의해 표면이 부식된다. 어떻게 금속과 공기를 차단시킬까? 13세기 후반에 베니스 사람들은 평판유리를 제조하였으며, 유리의 뒷면에 금속판을 대어 거울을 만들었다. 이 거울은 매우 귀하였다. 프랑스의 여왕 마리 메디치가 결혼할 때 베니스공화국에서는 그에게 예물로 거울을 증정하기도 하였다. 그러나 금속판은 평평하지 않았기 때문에 거울에는 굴곡이 있었다. 수은이 우리의 생활 속으로 깊숙이 들어온 것은 거울 때문이다. 금속판이 수은으로 대체되면서 널리 보급되었으나 수은 증기의 독성으로 인해 많은 노동자들이 수은중독으로 사망하였던 것이다. 1508년, 달가로우 형제는 유리 뒤에 은을 칠한 거울을 발명하였다. 지금은 은거울 반응으로 은을 유리에 도금한다. 먼저 질산은 용액에 암모니아수와 환원제를 혼합한 용액을 유리에 부으면 은이 얇게 입혀지면서 거울이 완성된다. 보온병 내부에도 같은 방법으로 은을 도금한다. 거울은 ‘거꾸로’라는 뜻의 ‘거구루’에 어원을 둔다. 거울이 없던 당시 흔히 냇가나 개울의 물을 얼굴을 비춰 보면 좌우가 거꾸로 보이기 때문이었다. 따라서 무언가에 비춰보는 것을 ‘거구루’라 하였으며 이것이 변하여 거울로 변하였다.




아프다 아퍼
1910년, 일본 토야마 현에서는 허리나 다리 근육의 통증으로 걸을 수 없고, 몸을 조금만 움직이거나 기침해도 뼈가 부러지는 환자들이 발생했다. 이 병은 고통이 너무 심해 자신도 모르게 신음 소리를 낸다고 해서 ‘이따이이따이 병’으로 불렸다. ‘이따이’란 ‘아프다’라는 뜻이다. 점차 ‘진즈가와’ 강 상류에 위치한 금속 광업소가 병의 원인으로 제기되었다. 강의 수질과 그 지역의 쌀 그리고 환자의 장기 등에서 여러 가지 중금속이 검출되었다. 1968년, 일본 후생성은 이따이이따이 병은 납과 아연을 제련하고 남은 폐수에 포함된 카드뮴 중독으로 발표하였다. 카드뮴으로 인해 인체에 필요한 칼슘과 인이 체외로 빠져나가면서 신장장애와 골연화증을 일으켰던 것이다. 금속 광업소에서 생긴 폐수는 강뿐만 아니라 제방이 무너져 내릴 때마다 주변의 전답을 오염시켰으며 그 결과 강 하류의 넓은 지역이 카드뮴에 오염되었던 것이다. 1988년, 우리나라에서도 카드뮴 중독으로 숨지는 사고가 발생하였다. 아연 도금 공장에서 근무하던 직원이 온 몸에 기운이 빠지고 치아가 누렇게 변색되는 등 이따이이따이병 증세로 사망하였다.










이따이이따이 병 환자




슬픈 카드뮴
이따이이따이 병의 원인이 되는 카드뮴은 한 때는 이차전지에 사용했던 중요한 금속이었다. 1859년, 플랑테(1834~1889)가 개발한 납축전지는 자동차용 전지로 현재도 사용되고 있다. 납축전지는 저렴하며 고용량으로 방전이 가능하다. 그러나 납은 환경 문제를 일으키며, 에너지 밀도가 낮아 작은 전자 제품에는 적합하지 않다. 1970년에 개발된 니카드전지는 니켈과 카드뮴을 사용한 이차전지였다. 다른 전지의 경우는 수명이 다하면서 전압이 점점 약해졌지만, 니카드 전지는 전압이 일정하며, 저항이 작아 큰 전류를 쓰이는 휴대용 기기에 적합하였다. 그러나 사용할수록 니카드전지의 ‘메모리 효과’로 인해 용량이 점차 감소하였다. 게다가 카드뮴으로 인한 환경오염 문제가 부각되면서 지금은 거의 사라지게 되었다.




해지면 빛나리
황화카드뮴(CdS)은 광센서로서 빛이 들어오면 반도체가 에너지를 흡수하여 전자가 들뜨게 되어 저항이 감소한다. 결과적으로 전류가 흐르면서 스위치 역할을 한다. 즉 빛의 밝기에 따라 저항이 달라지기 때문에 자동적으로 전원이 켜지거나 꺼지는 것이다. 이러한 황화카드뮴은 해지면 빛나리로 불린다. 그렇다면 일상생활에서 어떻게 활용되고 있을까? 자동 전기스탠드에 황화카드뮴을 활용하면, 저녁이 되면 켜졌다 아침에는 꺼진다. 가로등이 저녁에 켜졌다가 아침에 꺼지는 것도 비슷한 원리이다. 뻐꾸기 시계는 주위가 밝을 때는 정각마다 울면서 소리를 내지만, 밤에는 조용하다. 아침에 해가 뜨면 거실 커튼이 저절로 열리고 저녁에는 저절로 닫히는 것도 황화카드뮴의 원리를 활용한 것이다.




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