* 오존(O3)이란?
오존(Ozone, O3)은 산소(O2)와 산소원자(O)가 불안정하게 결합된 분자량 48, 비점-112, 비중1.67 의 물성을 지닌 순수한 산소의 동소체이다.
오존주의보, 오존청정기 등으로 귀에 익숙해져 있지만, 정확히 알고 있는 사람은 드물다. 대기 중에 일반적으로 성층권에 90%이상이 밀집해 있고 지표상에는 소량이 항상 존재하여 해수욕장의 상쾌한 공기나 삼림속의 신선한 공기에는 0.05~0.3ppm 정도의 오존이 포함되어 있다.
지표부근의 오존은 오염물질에 의해 만들어 지기도 하지만 주로 자연 상태에서 생성된다. 번개가 치는 것과 같은 고전압 전기가 방전될 때, 식물의 광합성 작용을 할 때에 주로 생성된다. 오염원이 없는 청정지역의 오존농도가 높게 기록된 것도 이러한 이유 때문이다.
오존은 생물들에 유해한 자외선 차단, 농약과 중금속 분해, 살균, 탈취, 공기정화 등 인체에 유익한 효능을 나타내는 반면, 공기 중 농도가 짙어지면 호흡기계통에 부정적 영향을 미치는 양면성을 모두 가지고 있다.
오존은 쉽게 산소로 환원되므로 다른 가스처럼 저장하여 사용하는 것이 불가능하고 필요시 현장에서 만들어서 사용해야 한다. 오존의 반감기는 주변조건에 따라 공기 중에는 2~13시간이고, 수중에서는 15~30분 정도이다.
강력한 살균력과 유해물질에 대한 분해 능력을 가지면서도 반응 후 바로 산소로 환원되므로 2차 오염이나 잔류성이 없어 친환경적 분야뿐만 아니라 일상생활에도 점차로 그 응용이 늘고 있다.
* 오존의 특성
․ 지구상 물질 중 2번째로 강력한 살균력을 지닌다.
오존은 염소보다 3600배의 살균 속도와 7배에 달하는 살균력을 가지고 있다. 모든 균들과 일반 살균제로 죽지 않는 바이러스조차도 세포막을 파괴시키는 완벽한 방식으로 사멸시킨다.
․ 농약분해, 중금속제거, 유기물분해 등 유해물 분해 등 유해물질 분해기능이 있다.
오존은 불소와 OH Radical(OH 라디칼 : 수산기) 다음으로 높은 전위차(2.07V)를 가지기 때문에 백금과 은을 제외한 모든 중금속들과 미생물 및 유기물질을 산소로 환원되는 과정에서 제거한다.
․ 물에 녹지 않고 반감기가 짧다.
수중에 용존되는 오존의 양은 1기압 20℃ 상태에서 약 10mg/l 이라고 하나 실제로는 이보다 적은 양이 녹아 들어간다. 또 반감기가 짧아 보존 사용이 불가능하다.
․ 일정시간 후 산소로 환원되므로 2차 오염걱정 없다.
일반적 소독제나 분해제는 성능에 관계없이 잔류문제로 또 다른 오염에 대한 논란이 되어왔으나 오존은 산소이외의 유해한 2차 부산물이 전혀 남지 않으므로 잔류 물질의 유해성 논란의 여지가 있을 수 없다.
* 오존(O3)의 인위적 응용의 한계
많은 과학자들에 의해 오존의 효능들이 밝혀져 19C후반에 정수처리에 이용되어진 이후 많은 연구를 통해 2차 오염이 없는 많은 강력한 효능들이 새롭게 알려지면서 정수, 폐수 처리 등 친환경 분야이외에도 강력한 살균 및 유해물질 분해기능을 응용한 분야는 물론이고, 고도의 청결을 요하는 초청정반도체분야에서도 사용되어지고 있다.
최근에는 오존을 상업적으로 이용하려는 연구 개발이 많이 시도되고 있으며, 일반 가정에도 응용하려는 시도가 많아지고 있다. 그러나 오존을 소규모 장비나 가전에 이용하려는 시도는 근본적인 한계점을 지니고 있다. 이유는 균일한 농도의 오존 생산 기술과 오존 가스의 유해성 문제를 해결하기 위해 요구되는 비용과 설비의 크기 문제 때문이다.
지금까지 상품화된 제품들은 단순히 오존가스를 공기 중에 방출하거나 기포를 물과 함께 내보내는 초보적인 형태가 대부분이다. 이 경우 부작용을 줄이는 방법으로 타이머를 부착해서 유출량을 줄이는 조잡한 방식이 고작이다.
지금까지 기술력으로는 오존의 효능을 유지하고 그 유해성을 제어하게 위해서는 많은 비용과 설비의 대형화가 불가피하였기 때문에 오존의 상업적 응용에 한계가 있다.
* 항체가 만든 오존이 세균제거
면역계 (immune system)를 구성하는 인자 가운데 하나인 항체 (antibodies)는 외부로부터 유입된 항원(foreign antigens)을 감지한 후 그 존재 여부를 알려 일련의 면역 반응을 유도라는 물질이다.
항체에 의한 신호에 따라 대식세포(macrophages)같은 다른 유형의 면역세포들이 외래 침입자를 제거할 뿐 항체 자체가 이 같은 작업에 참여하지는 않는다는 것이 지금까지 학계의 의견이었다. 그런데 항체 자신이 오존(ozone)을 생성해 세균을 사멸시킬 수 있다는 흥미로운 연구 결과가 발표됐다.
“사이언스 (science)" 학술지 연구 결과
- 항체로부터 오존 같은 고 활성 산소 물질이 생성되면서 세균을 사멸시키는 기적이 존재한다는 것이다.
- 생성된 산소 물질을 통해 염증 같은 면역 반응이 증진되는 대사 경로가 있다는 것이다.