중금속

[환경]

중금속

중금속(heavy metal)은 비중이 4~5 이상인 모든 금속류의 총칭이다. 중금속은 우선 인간생존에 필요한 필수 금속과 그렇지 않은 금속으로 구분 하는데, 아연, 철, 구리 및 코발트 등과 같이 생물체가 정상적인 생리 기능을 유지하기 위해 꼭 필요로 하는 금속을 필수중금속이라 하고, 수은, 납, 카드뮴 등과 같이 환경공해물질로서 생체에 해로운 영향을 미치는 금속을 유해중금속이라 한다. 생체내로 흡수되면 생체내물질과 결합하여 잘 분해 되지 않는 유기복합체를 형성하기 때문에 몸 밖으로 빨리 배출되지 않고 간장, 신장 등의 실질장기나 뼈에 축적되는 성질이 강한 물질이다.

특히 비소(As), 납(Pb), 베릴륨(Be), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 불소(F), 셀레늄(Se), 수은(Hg)등은 낮은 농도에서도 건강장해를 유발할 가능성이 있는 물질이다.

환경이 오염되는 원인은 여러 가지 있으나 중금속에 의한 오염은 특히 우리의 관심을 집중시켜 왔다. 여러 가지 오염물질 중 중금속 오염이 특히 우리를 걱정하게 하는 것은 미량이라도 체내에 축적되어 잘 배설되지 않고 장기간에 걸쳐 부작용을 나타내기 때문이며 또 다른 이유는 환경에 배출된 중금속은 분해나 자정작용을 받지 않고 생물권을 순환하면서 먹이연쇄를 따라서 사람에까지 빠른 속도로 이동할 수 있기 때문이다.

중금속 오염은 자연적으로 발생하나 생태계에 심각한 피해를 주고 있는 중금속의 오염은 인간에 의해 발생한것이다.

여러가지 인간에게 필요한 원자재 중에 중금속을 함유하고 있는 물질이 많다. 이런 물질의 이용에서 산업 생산후 폐기물을 방치하거나 아무 여과없이 방출하는 행위에 대부분의 중금속 오염이 이루어 진다.

땅속 깊숙이 묻혀 있던 금속들을 캐내어 필요한 것들을 만들어 사용함으로써 인간이 직접 접하는 중금속의 양은 점점 많아지고 있고 인간의 산업이 발달함과 함께 환경에 대한 노력이 없다면 필연적으로 발생할 수 밖에 없는 것이 중금속 오염이다.

현재 중금속 오염의 주류가 되는 물질이 우리의 일상생활에 널리 쓰이고 있는 구리, 아연, 수은, 크롬, 카드뮴, 납 등이라는 것이 중금속오염이 인간의 산업생산과 관계가 있다는 것을 증명한다. 
 

중금속이 우리 몸 속에 들어오면 바로 배출되지 않고 단백질에 쌓이게 된다.단백질은 세포를 구성하는 물질이고, 세포 내에서 수많은 화학 반응의 촉매 역할(효소)을 하고 있으며, 병원균에 대한 항체를 만든다. 그리고 그 종류는 매우 많은데, 예를 들면 케라틴이라는 단백질은 사람의 머리털이나 손톱을 구성하는 단백질이며, 헤모글로빈은 적혈구 속에 들어 있는 단백질로서 산소를 운반하는 역할을 하고 콜라겐이라는 단백질은 뼈를 구성하는 칼슘을 단단하게 붙여주는 역할을 한다. 천연접착제로 쓰이는 아교는 바로 소뼈에서 추출한 콜라겐이다. 이들 각각의 단백질들은 고유한 구조를 가지고 있으며, 고유한 기능을 수행한다.

그런데 단백질의 구조상 중금속은 단백질에 잘 붙는다, 단백질에 붙은 중금속은 단백질의 고유한 구조를 깨뜨려 단백질의 기능을 없애버린다. 소독약으로 예전에 많이 사용되었던 빨간 약(일명 옥도정기-산화수은이라는 뜻)에 수은이 들어 있으며, 이 수은은 강한 소독작용을 한다. 세균 자체가 단백질이기 때문에 상처가 난 피부에 빨간 약을 바르면 세균의 단백질에 수은이 붙어, 세균은 본래 기능을 상실하여 죽게 된다.

지금은 수은중독의 위험성 때문에 빨간 약은 사용하지 않고 있다. 예를 더 들어 보면, 피 속에서 산소를 운반하는 헤모글로빈은 글로빈이라는 단백질에 철이 붙어서 만들어진 것인데, 폐에서 헤모글로빈이 산소를 매달고 운반하여 우리 몸의 모든 부분에 산소를 공급한다. 만약 헤모글로빈에 수은이 붙으면 더 이상 산소를 운반하지 못하게 되고, 뼈 속의 콜라겐에 수은이 붙으면, 그 기능을 상실하여 뼈가 약해지고 잘 부러지게 된다.

이런 중금속의 작용은 몸 속에 아주 조금 들어 있을 때에는 병으로 나타나지 않지만, 허용기준치 이하일지라도 장기간 노출되는 경우에는 몸 속에서 배출되지 않고 쌓이게 되므로 매우 위험하게 된다. 그리고 허용기준치는 성인을 기준으로 정해진 것이므로 아이들에게는 훨씬 더 위험하다. 같은 양이 체내에 들어 왔을 때 농도는 체중에 따라 차이가 나므로 아이들은 훨씬 농도가 높아질 것이다. 특히 태아일 경우에는 매우 위험하다.

예를 들어, 임신모의 체중이 50kg이고 3개월된 태아가 50g이라면 체중이 약 1000배의 차이가 난다. 그래서 산모에게는 영향을 거의 주지 않는 양이라도 태아는 매우 위험한 상태의 영향을 받을 수 있다. 어떤 단백질에 중금속이 붙으면 그 단백질의 기능은 상실되고, 태아는 비정상적으로 성장하여 기형아가 될 것이다. 그리고 술이나 담배의 경우에도 성인에게는 영향을 줄 수 없는 양이라고 하더라도 태아는 엄청난 영향을 받을 것이다.

1) 수은 (Hg ; Mercury)

수은은 증기 또는 분진의 형태로 대기중에 배출되며 미량이기는 하지만 폐수중에 함유된 수은도 미생물의 작용에 의하여 전환되어 유리수은 혹은 유기수은으로 수중에서 증기의 형태로 대기중으로 증발하게 된다. 이러한 수은은 피부와 접촉하면 국소적으로 피부염을 유발하고, 호흡기 및 소화기 경로로 인체에 침입하면 80%정도가 신장 및 간 등에 축적되어 소뇌의 기능을 마비시킨다. 수은은 지각표토에 0.5ppm, 해수에 0.03ppm 정도 분포하고 있다.
수은은 인체에 필수원소는 아니지만 대부분의 성인은 13mg정도의 수은을 체내에 축적하고 있는데 70%정도가 지방질과 근육층에, 소량은 손톱과 머리카락에 함유하고 있다.

가) 성상
원자량이 200.6, 비중 13.6(15℃), 융점 -38.87℃, 비등점 356.58℃이며, 질산에 용해되지만 물, 약염산, 불화수소, 요오드화수소에는 용해되지 않는다.
상온에서는 은백색의 액체상태로 존재한다.

나) 용도 및 배출원
방부제, 살균제 및 살충제, 수은 화합물제조 및 취급과정, 온도계 및 기압계, 도금, 수은광산 등이 있다.

다) 인체에 미치는 영향
치아의 이완, 치은염, 천공성 궤양, 미나마타병, 신경손상

2) 카드뮴 (Cd ; Cadmium)

카드뮴은 대기중에 순수 카드뮴 금속 형태로는 잘 존재하지 않고 주로 산화 카드뮴, 황산 카드뮴의 분진형태로 존재한다. 지구의 표토중에는 0.1∼0.2ppm정도, 해수중에는 0.001ppm, 천연수에는 10㎍/l 이하, 오염이 되지 않은 시골대기중에는 0.004∼0.28㎍/㎥정도의 카드뮴이 존재하고 있다.

카드뮴 독성 실험에 의하면 2.5㎍/㎥의 카드뮴을 함유한 공기중에 사람이 25∼30년 동안 노출된 경우 미미한 카드뮴 중독증세를 야기했으며 WHO보고에 의하면 카드뮴 인체 축적 허용량은 20∼30mg이라고 보고된 바 있다.

가) 성상
원자량 112.40, 비중 8.64, 융점 320.9℃, 비등점 767℃, 청백색의 광택이 있으며 물에는 용해되지 않으나 산성용액에는 용해된다.

나) 용도 및 배출원
아연정련, 카드뮴 축전지, 전기도금, 카드뮴합금, 페인트 및 플라스틱의 안료, 형광등제조, 살균 및 살충제 제조

다) 인체에 미치는 영향
이따이이따이병과 같은 중독병을 유발한다. 뼈의 관절부의 이상을 초래, 신경, 간장 호흡기, 순환기 계통 질환을 일으킨다.

3) 납 (Pb ; Lead)

대기중에 납은 주로 직경 0.1∼5㎛크기의 입자형태로 존재하며 주로 호흡기관을 통하여 인체에 흡수된다. 흔히 공단주변 및 대도시 교통이 심한 곳에서는 납에 의한 대기오염이 날로 심화되고 있는데, 그 원인은 휘발유에 knocking방지제로 첨가된 tetraethyl-lead와 tetramethyl-lead가 휘발유 연소시 대기로 배출된 것으로 직경이 2㎛이하가 50∼80%를 차지한다.

가) 성상

(1) 무기연 ; 원자량 207.19, 비중 11.34(16℃), 융점 327.4℃, 비등점 1750℃로 질산 및 뜨거운 진한 황산에 용해된다.

(2) 4 ethyl연 ; 분자량 323.44, 비중 1.66(18℃), 융점 -136℃, 비등점 82℃(11mmHg), 무색의 油狀, 물에는 불용이며, 에탄올에는 微溶, 에테르에는 용해됨

(3) 4 methyl연 ; 분자량 267.35, 비중 1.995(20℃), 융점(-27.5℃), 비등점 110℃인 무색의 액체, 물에는 용해되지 않고 에탄올, 에테르에는 용해됨

나) 용도 및 배출원
연의 정련, 건전지 및 축전지 제조, 인쇄공업, 크레용 및 페인트 안료, 농약, 자동차 배기가스

다) 인체에 미치는 영향
소화기, 호흡기, 음식물, 피부로 흡수되어 체내에 축적된다. 반드시 빈혈을 수반하고 조혈기관 및 소화기, 중추신경계 장애를 일으킨다.

0.3ppm 이상이면 만성중독, 0.7ppm 이상이면 급성중독증상이 나타난다.
뇌손상, 손이 늘어지는 것이 특징이고 행동장애를 보인다.

4) 크롬 (Cr ; Chromium)

모든 크롬화합물은 유독성이고 오랜기간 노출되면 3가크롬과 6가크롬은 거의 같은 정도의 유독성을 보이며 일반적으로 3가크롬보다 6가크롬이 더욱 유해하다. 대기중에 부유하는 크롬은 공장에서 작업하는 근로자의 인후조직에 심한 영향을 준다.

가) 성상
원자량 52..01, 비중 7.19, 융점 1905℃, 비등점 2200℃, 회색의 결정체, 염산 및 황산에 용해되나 진한 질산이나 왕수에는 불용해

나) 용도 및 배출원
니롬광산, 크롬산염 제조공정, 도금 및 합금, 시멘트 제조, 잉크, 페인트 및 플라스틱 안료

다) 인체에 미치는 영향
인체에 유해한 것은 6가 크롬을 포함하고 있는 크롬산이나 중크롬산이다.
호흡기, 피부를 통해 유입되어 간장, 신장, 골수에 축적되며, 신장, 대변을 통해 배출된다.
장시간 흡입시 비중격 연골부에 원형의 천공이 생기는 것이 특이점이고 발암물질 중 하나이다.
만성피해로는 만성카타르성 비염, 폐기종, 폐부종, 만성기관지암이 있고, 급성피해는 폐충혈, 기관지염, 폐암 등이 있다.

5) 구리 (Cu ; Copper)

증기상태의 구리화합물은 호흡기 질환을 유발하고 눈 및 피부에 심한 자극을 준다. 미국 비도심 지역에는 대기중에 존재하는 구리화합물의 농도가 약 0.01∼0.41㎍/㎥정도이며, 특히 채취된 부유분진등에는 부유하는 카드뮴 및 망간은 때때로 구리의 유독성에 상당한 영향을 준다고 한다.

가) 성상
원자량은 63.5, 비중 8.92, 열, 전기의 전도성이 크며, 습한 공기 중에서 이산화탄소와 반응하여 녹청이 생긴다.
산화력이 있는 산(질산, 가열된 진한 황산)에 녹는다.

나) 용도 및 배출원
전기기구, 전선, 합금, 가정 일용기구에 쓰이며, 구리광산, 제련소, 도금공장 등에서 배출된다.

다) 인체에 미치는 영향
침을 흘리며 위장 카타르성 혈변, 혈뇨 등이 생긴다.

6) 비소 (As ; Arsenic)

가) 성상
원자량은 74.9, 은백색의 금속광택이 있는 고체로서 매우 유독하다. 일반적으로 화합물의 형태로 산출되는 것이 보통이다. 요즈음 문제가 되고 있는 것은 비소를 공기중에 태울경우 생성되는 삼산화비소이다.

나) 용도 및 배출원
인쇄용 잉크, 착색제, 농약(살충제, 살초제 등), 축전지, 방부제 제조

다) 인체에 미치는 영향
피부와 입, 기도의 점막을 통해 체내에 유입된다. 위궤양, 손, 발바닥의 각화, 비중격천공, 빈혈, 용혈성 작용, 중추신경계 자극증상이 있으며, 뇌증상으로 두통, 권태감, 정신 증상이 있다.

1)오염 물질의 규제

급속한 산업발전에 따른 인구의 도시집중화와 함께 유해독성물질(Chemical hazardous)의 대량방출은 이미 자연생태계에 중대한 위협요소가 되고 있다. 이에따라 세계보건기구인 WHO에서도 음용수에 대해 중금속 중 인류의 건강에 유해한 각종 중금속에 대한 규제농도를 일정농도이하로 엄격한 규정을 하고 있다.현대의 사회는 그전 사회와는 다른 많은 문제들에 직면 하고 있다. 특히 현대사회 발전을 주도하는 산업형태는 대부분 굴뚝 산업, 다시 말해서 공해배출형이다.우리는 발전적이고 친환경주의적인 해결방안과 그에따른 법적인 제도의 개선등이 요구되는 시점이다.

2)오염물질 처리 시설의 개선

공장 및 사업장에서 발생하는 폐수 및 슬러그 처리에 대한 문제가 시급하다. 오염 물질을 처리하는 시설 등이 있으나 그 효과는 낮고 게다가 높은 단가로 인해 기업들이 이러한 시설의 사용을 꺼리는 것이 사실이다. 높은 효율의 처리시설의 개발과 확충, 값싼 처리시설의 보급 그리고 정부의 지원 이 무엇보다도 절실하다.

3)환경 의식에 대한 사회 구성원들의 각성

아무리 각종 규제나 제재들이 있어도 사회 구성원들이 그것을 지키지 않는다면 그것은 무용지물과 다름없다.
중금속 오염에 대한 방지대책의 가장 중요한 부분은 그 위해성에 대한 사회구성원 개개인의 각성 이라고 생각한다. 중금속 및 유해물질을 배출하는 기업이나 기업주 또는 개인도 사회의 각 구성원이며 그들 모두 중금속의 위해성에 노출되어 있다. 그 사회 구성원 각자가 그 위해성에 대한 바른 이해를 함으로써 스스로 배출을 자제하도록 유도하고 실천하는 것이 가장 바람 직한 방법 이라 하겠다.

알게 모르게 체내에 쌓인 중금속을 제거하는 데는 몇 가지 방법이 있는데. 의사의 진단을 받아 치료하는 방법으로는 " 킬레이션 요법" 이라는 것이 있다. 약물을 정맥에 주사해 중금속을소변으로 빠져나오게 하는 방법이다. 하지만 평소 식품 섭취와 환경에 주의를 기울여중금속이 쌓이지 않도록 하는 것이 더욱 중요하다. 음식만 제대로 섭취해도 몸속에 쌓이는 중금속을 대부분 배출할 수 있기때문 중금속 농도가 5ppm인 용액에 녹차 두 스푼을 넣고 10분간 두었을 때 납과 카드뮴 80%가 제거됐다는 실험 결과가 있다. 이때 온도고 30도 이상일 때는 제거율이 떨어지는 만큼 중금속 제거를 위해서라면 식혀서 마시는 것이 좋다.

녹차

녹차에 함유된 식이섬유와 엽록소 등의 성분을 모두 섭취하려면 가루 녹차를 이용하는 게 좋다.
물로 우려마시는 것보다 여러 성분을 효과적으로 섭취할 수 있다.

해조류

미역이나 다시마, 파래, 김 같은 해조류도 자주 먹는게 좋다. 해조류의 20~30%를 차지하는
수용성 섬유질 성분인 알긴산이 중금속은 물론 환경호르몬. 발암 물질 등을 흡착해 배설하는 데
탁월한 효과를 발휘한다. 비만이나 심장병, 뇌졸증 예방 효과도 크다

마늘
유황 성분이 많은 마늘은 특히 수은 비소 , 구리등의 축적을 막아준다 유황 성분이 체내에 들어온
중금속과 결합해 담즙을 거쳐 변으로 배설된다. 유황 성분은 양파, 양배추, 달걀 등에도 들어
있다.

돼지고기
육류 중에서는 돼지고기가 중금속 배출 효과가 있다. 돼지고기 속에 함유된 불포화 지방산이
탄상가스 등 폐에 쌓인 공해 물질을 중화시키고 몸속 중금속을 흡착해서 배솔하낟. 중금속을 해독하는 데
중요한 역할을 하는 성분 중 하나가 바로 아연, 체내에 쌓인 납을 배출하는 데 효과가 있는 아연
은 붉은색 살코기나 굴 , 전 복 등에 많이 들어있다.

사과
식이섬유가 풍부해 중금속을 흡착하거나 독성 무기물과 결합해 흡수를 방해하는 작용을 한다. 가능
하면 깨끗이 씻어서 껍질째 먹는 게 좋다. 사과 껍질을 사용해 폐수 중 유해 중금속을 제거하는 실험
에서 사과 껍질이 납 성분을 95,3% 제거한 결과도 나왔다.

된장
된장은 중금속이나 술 담배 속의 유해 물질을 빨리 배출시킨다. 단 유전자 조작 콩이 많이 판매
되므로 가능한 한 원산지를 확인해 국산 콩으로 된장을 담그고, 벌레 방지용 살충제를 뿌린 콩도
있으므로 하루 정도 물에 불렷다가 삶는 게 좋다.

도토리묵
아콘산이란 성분이 들어 있어 중금속을 없애준다. 보통 간장 양념을 끼얹어 먹는데 도토리 묵을
듬뿍 채 썰어 넣고 묵밥을 해 먹어도 맛이 좋다. 시판 도토리 묵의 경우 착색제나 각종 첨가물이
걱정된다면 끓는 물에 살짝 데쳐 사용한다.

미나리
나물이나 찌개, 국 등에 넣거나 즙을 내어 칼국수 반죽 등에 넣어 먹으면 좋다. 녹두나 숙주나물도 해독 작용을 돕는 식품에 속한다 조려서 먹거나 김밥에 넣는 우엉도 중금속을 제거하는 " 리그닌" 이란 성분이 들어 있다

이런 식습관 노!!

캔에 들어있는 음료수나 과일 생선등은 납 주석 등이 나올 염려가 있으므로 가능하면 먹지 않는 것이 좋다. 또 알루미늄 함량이 높이 가공치즈나 치즈 버거 같은 식품의 섭취를 줄이고. 알루미늄을 이용한 냄비나 프라이팬 등의 조리 기구나 호일을 사용하지 않는 것이 좋다