여전히 뜨겁고 강렬한 태양이 내리쬐는 요즘 햇빛이 원망스러운 이들도 있을 텐데요. 하지만 태양은 우리에게 없어서는 안 될 필수적인 존재이기도 합니다. 특히 요즘처럼 무더운 날 음식이나 물이 오염되거나 상하기 쉬운데요. 햇빛은 오염된 물을 살균해주는 역할을 한다는 사실! 알고 있었나요?
2006년 UNDP(유엔개발프로그램)에서 발간한 인간개발보고서에 따르면 개발도상국에 사는 이들의 50%가 오염된 식수를 마시고, 질병으로 고통받고 있다는데요, 태양의 자외선을 이용해 간단히 물을 깨끗하게 살균해주는 제품들이 나오면서 질병 발생률이 낮아지고 있다고 합니다. 자외선으로 물을 살균하는 원리와 어떤 제품이 있는지 알아보도록 하겠습니다.
◆살균과 멸균 효과, 자외선(UV)
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| 출처=cahidesultan.net |
자외선은 10~400㎚(1㎚=10억분의 1m)의 파장대를 가진 모든 방사 에너지를 의미하며, 315~400㎚의 장 파장대인 UVA, 280~315㎚의 UVB, 200~280㎚의 UVC로 나뉩니다. 그 중에서도 UVC는 미생물과 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등에 대한 살균과 멸균 효과를 보여 상·하수나 기타에 대한 살균 목적으로 사용됩니다. 자외선으로 살균한다는 말은 미생물의 DNA 구조를 파괴해 불활성화시켜 더 이상 활성화하지 못하게 한다는 뜻입니다.
◆자외선으로 물을 정수하는 살균 칩
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| 출처=스탠퍼드대 |
미국 스탠퍼드대의 ‘선형 가속기 연구소’(SLAC·Stanford Linear Accelerator laboratory)에서는 물을 살균할 수 있는 초소형 ‘살균 칩’(사진)을 개발했습니다. 이 칩은 햇빛의 자외선을 이용해 물속의 박테리아와 세균을 제거합니다. 산업용 고체 윤활제로 쓰이는 ‘이황화 몰리브덴’ 필름으로 만들어졌는데, 얇은 형태로 가공하면 자외선을 흡수하고 증폭하는 광 촉매제로 성질이 바뀝니다.
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| 출처=스탠퍼드대 |
SLAC 측은 25㎖의 물속에 이 칩을 넣고 자외선을 쬐어주자 대부분의 박테리아와 균이 파괴되었다고 실험 결과를 공개했는데요, 실제 햇볕을 쬐어주면 더욱 빠른 살균 효과를 볼 수 있다고 합니다. 단 박테리아와 세균은 제거할 수 있으나 화학적 오염과 미세물질은 없앨 수 없습니다. 정수기를 이용할 수 없을 때 유용하게 활용할 수 있을 것 같습니다.
◆UVA로 미생물을 제거하는 SODIS
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| 출처=인디펜던트 |
스위스 수생과학기술재단(Eawag)은 페트병과 물, 그리고 태양만 이용해 물을 살균하는 정수방법을 고안했는데요.
이 방법은 다음과 같습니다. 먼저 깨끗하게 씻은 페트병에 물을 3/4 정도 담은 뒤 뚜껑을 닫아 20초가량 흔들어줍니다. 물을 가득 채운 뒤 햇볕이 잘 드는 곳에 놓고 태양열에 최소 6시간 정도 노출합니다. 이렇게 하면 물을 매우 간단하게 살균할 수 있는데요.
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| 출처=유튜브 |
이 같은 태양광 식수 살균 처리방법인 SODIS(Solar Water Disinfection Process)는 UVA와 태양열을 이용해 물속의 미생물을 자외선으로 제거하는 원리입니다. 실제 케냐와 볼리비아를 대상으로 조사한 결과 세균과 바이러스, 기생충 등 세균이 감소하는 효과가 있는 것으로 나타났습니다.
◆물속 박테리아균 박멸하는 솔라색(Solar Sack)
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| 출처=이노베이션 토론토(Innovation Toronto) |
덴마크 올보르대(Aalborg University)의 두 대학생이 아프리카 저개발국 주민들을 위해 친환경 휴대용 물 정화장치를 개발했는데요. 솔라색(Solar Sack)이라 불리는 이 제품에 물을 담아 햇빛에 놓아두기만 하면 자외선으로 물을 살균합니다. 이는 태양열과 UVA, UVB를 활용해 병원성 박테리아균을 제거하는 방식인데요, 최대 용량은 4L로 4시간이면 정화가 된다고 합니다.
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| 출처=올보르대 |
세계보건기구(WHO)는 솔라색이 물속의 병원성 박테리아를 99.9~99.999% 제거해준다고 평가했으며, 케냐와 우간다 주민을 대상으로 한 실험에서 효능을 확인했습니다.
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| 출처=한화케미칼 홈페이지 |
태양은 이렇게 물을 살균 소독해 질병을 막아주기도 하고, 무한한 에너지를 제공해 우리의 삶을 풍요하게 해주는데요. 여기서 중요한 사실! 바로 지속가능한 미래를 위한 태양광 에너지 발전의 핵심인 패널에 한화케미칼의 기술이 숨어 있다는 점입니다. 태양전지에서 빛 에너지를 전기 에너지로 전환하는 태양광 패널을 만드는 주원료가 폴리실리콘(사진)인데요, 한화케미칼의 전남 여수공장에서 폴리실리콘을 생산합니다.
폴리실리콘은 잉곳과 웨이퍼, 태양전지, 모듈, 시스템으로 이어지는 태양광 산업 밸류체인의 첫번째 단계에 위치한 핵심 기초소재이지만 고순도 정제 및 제조기술이 까다로워 진입장벽이 높습니다. 한화케미칼의 폴리실리콘은 소수 업체만 할 수 있는 고순도 제품으로 세계 시장에서 인정받고 있습니다. 우리의 삶을 더욱 풍요롭게 해주는 친환경 태양광과 함께 인류가 직면한 에너지 문제를 위한 차세대 솔루션을 제공하는 한화케미칼의 활약도 기대해 주세요.
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*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.