이범용의 과학자도 못 느끼는 생활 속 과학이야기 > 기고

본문 바로가기

  • 오피니언 opinion
기고

이범용의 과학자도 못 느끼는 생활 속 과학이야기

페이지 정보

작성자 평택신문 │ 기사작성 2017-6-14 │ 조회52회 │ 댓글0건

본문

제 3강 물과 생명체

은하계에 무수히 떠돌던 수소 무리가 산소를 만나면서 엄청난 폭발을 했고, 그 결과 주위는 거의 진공상태가 되어 은하계에 떠돌던 모든 물질을 빨아들이는 블랙홀이 되었다. 그 분진들이 모여 태양계를 이루었고 아직도 태양은 수소가 이글이글 타오르고 있다. 그리고 46억 년 전 지구가 탄생했다. 지구가 탄생하면서 생긴 물은 바다를 이루었고 공기 중의 질소(N) 탄소(C) 산소(O) 수소(H)가 어떠한 기후현상에 (번개 또는 태양의 자외선 역할?) 적절히 화학반응을 일으켜 최초에 단백질 (CONH)이란 것을 합성했다. 드디어 생명체의 기본이 탄생된 것이다.

이렇게 십 수 억년이 지나 바다 속으로 흘러 들어온 단백질이 서로 뭉치고 뭉쳐진 단백질에 생명이란 것이 깃들어 30억 년 전 드디어 생명체가 탄생하게 된다. 생명체의 근본인 단백질이 나선 구조를 가지게 되어 단백질 분자내의 수소원자 주위에 물 분자가 수소 결합을 이루어 단백질은 정형성을 가지고 부드러운 유동성을 가지게 된다. 또한 물은 그 자체로 물 분자끼리 수소결합을 이루어 안정화 돼 액체 상태를 이룬다. 6각형 구조(육각수)를 이뤄 안정화 돼 자연상태에서 최대로 안정화 된다.


이러한 물 분자 7만개가 몸속의 단백질 고분자에 수소 결합을 이루어 안정된 상태를 이루는데, 이 안정된 수소 결합을 흐트러뜨리는 여러 가지 인자, 즉 독극물, 산, 알칼리 등이 몸속으로 들어오면 단백질과 결합되어 있던 물과 격렬히 반응하고 단백질로부터 물을 빼앗아 세포를 죽게 해 즉시 생명체를 죽음에 이르게 한다.
반응도가 약하나, 단백질과 물의 수소결합을 해칠 수 있는 물질 (활성 산소, 대기 오염물질, 자외선, 질소산화물, 화학물(1급, 2급 발암제라 통칭 되어지는 칼시노젠)이 몸속으로 들어오면 이 역시 단백질의 분자 구조를 흐트러뜨리고 자라나 암을 형성해 인체를 서서히 죽게 한다.

물은 식물의 70%를 이루어 영양분을 각 세포에 전달하는 매개체 역할을 한다. 공기 중의 질소는 반응도가 매우 낮아 직접적으로 식물에 들어갈 수 없고, 질소 고정이라는 과정을 거쳐 질소 화합물로 변해야 한다. 질소에 수소 원자 3개가 붙어 암모니아로 만들어지는 것이 질소고정의 첫 단계이다. 현재 질소고정 과정인 인공과 자연의 두 가지 방법을 통해 화학적으로 암모니아를 합성하고, 자연적으로는 박테리아에 의해 질소가 고정되고 녹조류(해조류)에 의해서 질소가 고정되게 된다.


이 과정을 거친 고정된 질소가 질산염으로 바뀌어 식물에 들어와 물과 공기 중의 이산화탄소와 햇빛을 받아 엽록소를 만든다. 그렇게 식물도 탄생됐다. 식물의 잎과 줄기를 형성하기 위해 질소성분이 필요하다. 비료의 3요소 중 하나인 질소 비료이다.
질산염은 그 자체로 인간과 동물에 독성이 강하지 않다. 하지만, 위 속으로 들어오면 몸속에 들어와 위장관의 박테리아에 의해 독성이 강한 아질산으로 바뀌게 된다.

체내에서 바뀐 아질산염은 혈관확장 및 뇌혈류를 감소시키며 핏속의 헤모글로빈을 메트헤모글로빈으로 바뀌게 해 산소운반능력을 저해하고 입술 얼굴 등이 파래지는 청색 증을 나타나게 한다. 아질산염에 중독 발생된 메트헤모글로빈 증은 치사율이 10%에 이른다. 또한 아질산염은 위내에서 단백질과 만나면 니트로조아민이라는 발암물질로 변해 위암 구강암 등 소화기관에 암을 일으키게 한다.


질산염의 오염원은 질소비료와 가축분뇨이다. 질소비료와 가축분뇨가 하천이나 지표에 버려져 수자원을 오염시키고 오염된 수자원이 순환해 몸속에 들어와 메트헤모글로빈 증의 원인이 되기도 한다. 그렇기에 하천과 토양을 오염시키는 행위는 의도적이던 의도적이지 않았던 서서히 주민을 살해하는 것과 같다.

최근 4대강 사업으로 인해, 대한민국의 주요 하천이 녹조 피해를 입고 있다. 평택호의 물도 여름마다 녹조 피해를 입는다. 이 녹조에 오염된 물은 일정 수준을 넘는다면 아질산염에 오염이 되고, 이 물로 만든 수돗물이나, 하천인근 지하수, 농업용수로 사용된 작물 등에 장기적으로 노출될 경우 아질산염 중독으로 인한 메트헤모글로빈증(청색증)이 나타날 수 있기에 수자원 오염을 방지하기 위해서는 질소비료 과다사용을 억제하고 가축분뇨의 하천유입을 적극적으로 방지해야 하는 것이다. 

댓글목록

등록된 댓글이 없습니다.





신문사소개 개인정보취급방침 서비스이용약관 상단으로
주소 : 경기도 평택시 이충동 448-10 7층|정기간행물 등록번호 : 경기다01161 Tel:031-663-1100
발행인: 이중희 / 사장: 박종근|창간일 : 2001년 9월 1일
Copyright© 2001-2013 IPTNEWS.KR ALL rights reserved.
모바일 버전으로 보기