1 수돗물에 존재하는 잔류염소란? 2 질식 사고란?

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수돗물에 존재하는 잔류염소란?

염소가스(Cl₂)를 우리생활에서 처음 사용하기 시작한 것은 1890년에 식염용액 전기분해법을 개발한 이후이다. 염소를 원료로 하여 프라스틱 합성수지, 화학섬유, 살충제, 표백제 등의 각 방면에 염소를 사용하게 되었고, 또한 우리들이 매일 마시고 있는 수돗물의 살균용으로 가장 많이 사용하고 있는 가스로 매우 친근하다.

전기분해법을 사용하는 염소 제조 화학반응식은 다음과 같다.
2NaCl + 2H₂O → Cl₂↑ + 2NaOH + H₂↑

위 식에서 발생한 염소가스는 상온에서 기체 상태이므로 -45℃∼60℃로 냉각을 통해 액화시켜 액화가스로 보관한다. 염소가스는 허용농도가 1ppm인 맹독성가스이므로 취급에 세심한 주의가 요구되며, 염소를 사용하는 사업자는 고압가스안전관리법에 따라 안전설비를 갖추어야 한다.

이러한 염소를 수돗물 중에 잔류염소가 어떤 상태로 존재하는지를 살펴보기로 한다. 정수장에서 염소를 물에 접촉시키면 유리잔류염소인 하이포아염소산(HOCl)과 하이포아염소산 이온(ClO^-)의 상태로 존재하며 이 화학물질이 물의 살균 소독 기능을 하는 것이다.

또한 클로라민(chloramine)과 같은 결합잔류염소를 포함해서 말하는 경우도 있으며, 염소를 투입하여 30분 후에 잔류하는 염소의 양을 ppm으로 표시한다. 2종류의 잔류염소 모두 산화력을 가지며 염소 이온과는 화학적으로 성질이 다르다. 잔류염소는 살균력이 강하지만 대부분 배수관망에서 빠르게 소멸한다. 그 살균효과에 영향을 미치는 인자로는 반응시간, 온도, pH, 염소를 소비하는 물질의 양 등을 들 수 있다.

수돗물에 잔류 염소가 필요한 이유는 수인성 전염병의 확산을 방지하기 위한 것이다. 일반적으로 수인성 전염병균(적리, 콜레라, 장티푸스, 파라티푸스 등)은 잔류염소 0.02ppm에서 30분 후 완전히 소멸한다. 그리하여 국내의 수돗물 중 잔류염소기준의 농도는 0.2ppm이상으로 규정하고 있다. 잔류염소의 효과는 수도관 파손으로 인한 미생물의 오염을 예방하거나 소독할 수 있고, 사용 중에 오염되는 미생물도 소독할 수 있다는 점이다.


그러나 잔류염소가 과량으로 존재할 때에는 염소냄새가 강하고, 금속 등을 부식시키며, 발암물질이 생성되는 것으로 알려져 잔류염소의 최대농도를 WHO에서는 5ppm으로 제한하고 있다. 잔류염소 확인방법은 ortho-Tolidine 용액을 수돗물에 몇 방울 떨어뜨려 보면 물의 색상이 노랗게 변화됨을 통해 알 수 있다.

질식 사고란?

질식사고는 산업장에서 탱크 내부청소, 지하 정화조 내부 점검·수리, 밀폐공간 도색 등의 작업을 하다가 산소결핍으로 인해 발생하는 경우와 밀폐된 공간에서 가연성 가스를 사용하여 점등한 채, 취침시 발생할 수 있으며, 올해의 경우 한 농촌에서 생강 저장굴에 들어가 생강이 썩으면서 발생한 메탄가스로 인한 사고도 있었다.

이러한 질식사고를 예방하기 위하여 몇 가지 안전 지식을 살펴보기로 한다. 질식의 일반적 정의는 질식이란 신체 조직의 산소화를 방해하는 것으로서 단순질식과 화학적인 질식이 있다.

단순 질식은 대기 중의 산소가 질소, 이산화탄소, 에탄, 수소 또는 헬륨 등과 같은 가스로 치환되어 생명을 유지할 수 없는 것을 말한다. 대기 중에는 21%의 산소가 포함되어 있다. 만약 산소 농도가 17% 이하로 떨어진다면, 신체 조직은 산소공급을 받지 못하고, 현기증, 구역질 및 조정 기능을 상실하게 진다. 이러한 현상은 주로 밀폐된 작업장 또는 환경에서 발생한다. 산소 농도가 더욱 감소하면 의식불명에 이르고 산소농도가 6% 이하가 되면 단시간내 사망에 이르게 된다.

[표] 산소결핍의 위험성

공기 중의 산소 농도 (%)
21	18	15	10	6
정상	안전한계	두통	의식불명, 구토	호흡정지, 사망

화학적인 질식에서는 신체의 산소 운반 및 사용 기능이 마비된다. 이러한 예로는 일산화탄소 중독을 들 수 있다. 공기중의 일산화탄소 농도가 0.05% 이면 신체의 각종 중요 조직에 산소를 공급하는 혈액의 용량을 저하시킨다. 다른 예로는 시안화수소 및 황화수소의 독성 영향이다. 이런 물질은 혈액의 산소 농도가 매우 높더라도 산소를 받아들이는 세포의 능력을 방해하고 있다.

[그림] 양압식 공기호흡기

질식사고 예방을 위한 안전수칙에 대해 알아보기로 하자. 첫째, 산업장의 경우 기술적 대책으로서 작업장 환기를 통해 산소농도를 유지하여야 한다. 산소가 부족한 장소에서 작업을 할 때에는 작업장의 가스농도를 측정하여 탄산가스 농도가 1.5％ 미만, 황화수소 농도가 10ppm 미만이 되도록 하고 산소농도가 18％ 이상이 유지되도록 충분히 송풍 또는 환기를 시켜야 하며 산소농도가 16% 미만이면 작업을 실시하여서는 안된다. 환기가 불가능하거나 작업중 질식사고 등의 돌발사태 발생 가능성이 있을 때에는 비상시를 대비하여 공기호흡기, 산소호흡기 또는 송기마스크 등 호흡용 보호구를 비치하여 호흡용 보호구를 착용한 후 작업을 실시하여야 한다.

둘째, 농촌 등에서 메탄가스 등의 발생이 우려되는 환경이 있은 경우 여름철에 가스등을 켜고, 취침하는 경우 가정에서 밀폐된 장소에서 가스레인지를 켜고 취침을 하여 산소결핍으로 인한 사고 우려가 존재하므로 이런 사고의 예방을 위하여 학생, 주부, 직장인 등을 대상으로 하는 질식사고 예방과 가스 안전에 관한 홍보와 교육이 필요하다.