●폼알데하이드(formaldehyde)

[(새암)]

●폼알데하이드(formaldehyde)

2011년 4월 시판되는 우유에서 ‘포름알데히드’가 검출되어 여러 사람들을 불안하게 만든 사건이 있었다. 포름알데히드는 어떤 물질인지 알아보자. 포름알데히드의 공식 명칭은 ‘폼알데하이드 (Formaldehyde)’ 혹은 ‘메탄알(Methanal)’이다. 이 명칭은 1998년에 대한화학회에서 정한 것인데, 일반인들은 여전히 포름알데히드라고 부르는 경우가 많다. 이 글에서는 폼알데하이드로 부르기로 하자.

폼알데하이드란?

폼알데하이드는 아주 간단한 화합물이다. 탄소 1개, 수소 2개, 산소 1개로 구성되며, 화학식은 CH₂O, 구조식은 HCHO이다. 상온에서 강한 휘발성을 띄는 기체로, 손톱 손질에 사용하는 아세톤보다 더 증발이 잘 될 정도다. 특유의 자극적인 냄새도 난다. 합판 등을 파는 상점에 들어서면 폼알데하이드의 냄새를 맡을 수 있다. 물에 매우 잘 녹는다. 폼알데하이드의 수용액을 포말린(포르말린, formalin)이라고 한다.

폼알데하이드(CH2O)의 분자 구조.

합판을 만드는데 폼알데하이드가 흔히 쓰인다. <출처: (cc) Bystander at wikipedia>

다양하게 분포하는 자연산 폼알데하이드

폼알데하이드는 간단한 화합물이니만큼, 자연에 다양하게 분포되어 있다. 공기에 포함된 메탄이 광화학 반응을 거쳐서 산화되면 폼알데하이드로 변한다. 자연적으로 발생한 산불 혹은 음식을 만들 때에도 폼알데하이드가 생성되기도 한다. 일반적으로 자연에서 검출되는 폼알데하이드는 굉장히 미미한 양이다. 그래서 이를 재는 단위로 주로 ppm을 사용한다. 1ppm은 1kg에 1mg(1mg/1kg), 혹은 1세제곱미터에 1cc(1cc/m³) 등 ‘1백만 분의 1’을 뜻한다.

폼알데하이드는 각종 어류와 육류에도 몇 십ppm 정도로, 채소 혹은 과일에는 대략 50 ppm까지 포함되어 있다. 우리가 흔히 먹는 사과, 양배추에서도 폼알데하이드를 검출할 수 있다. 폼알데하이드는 바다에서도 검출되는데, 플랑크톤, 해조류 등이 원인이다. 그러나 자연에서 발견되는 폼알데하이드는 햇볕이나 박테리아 등에 의해서 쉽게 분해된다. 인체의 혈액에도 약 3 ppm 정도의 폼알데하이드가 존재하지만 대사과정에서 쉽게 산화되고, 분해되어 몸에 축적되지는 않는다.

식품에 자연적으로 포함된 폼알데하이드 함량 (일부). <자료출처: 홍콩식품안전센터>

생활 주변의 인공 폼알데하이드

폼알데하이드는 공산품 생산에 다양하게 쓰인다. 폼알데하이드는 메탄(메테인) 혹은 메탄올을 원료로 공장에서 대량 생산된다. 보통 건축 혹은 가구제작에 사용되는 합판과 베니어(veneer)판의 생산과 보존에 폼알데하이드가 사용된다. 가공 목재 생산에 필요한 접착제 성분에도 포함되어 있고, 기생하는 곰팡이, 박테리아의 번식을 방지하기 위해서 포말린 처리를 하는 경우도 많다.

베이클라이트 수지로 만든 옛날 전화기.

그러므로 새 가구를 들여 놓은 집 혹은 새집의 실내공기에는 흔히 폼알데하이드가 검출되는데, 그 이유는 건축재료 및 그것을 붙이는 접착제 성분에 폼알데하이드가 포함되어 있기 때문이다. 특히 새집증후군의 원인 물질로 특별히 주목을 받는 이유도 폼알데하이드가 증기압이 높아서 다른 휘발성 유기화합물보다 쉽게 검출되기 때문일 것이다.  또한, 폼알데하이드는 페놀(phenol, C6H5OH), 멜라민(melamine, C3H6N6), 요소(urea, (NH2)2CO)  등과 반응하여 각종 열경화성 수지를 만드는 원료로 사용된다.  열경화성 수지는 한번 딱딱해지면 열을 가해도 부드러워 지지 않고 연소되는 고분자이다.  예를 들어 페놀과 폼알데하이드가 반응하여 형성된 베이클라이트(Bakelite)는 열경화성 고분자로, 전기 절연성과 열에 대한 안정성이 뛰어나다. 주방용 조리기구의 손잡이, 프라이팬의 손잡이, 심지어 레코드판, 당구공의 재료로도 사용된다. 요소와 폼알데하이드가 반응하여 생성된 고분자는 각종 접착제(glue)로, 발포(foam) 형태로 만들어서는 건물의 단열재로도 사용된다.

폼알데하이드를 물에 녹인 포말린은 살균방부제로도 많이 쓰인다. 생물 표본실에서 표본을 담근 용액이 바로 포말린인데, 그 용액에는 폼알데하이드가 약 37%(무게비, wt%) 들어 있다. 시체 방부제에도 폼알데하이드가 포함되어 있다. 폼알데하이드의 농도가 진한 수용액에서는 분자들이 몇 개 모여서 고분자를 형성하기도 한다. 예를 들어 폼알데하이드 분자 3개가 형성하는 트리옥산(trioxane, C₃H₆O₃) 분자는 비교적 안정하다. 트리옥산과 헥사민(hexamine, C₆H₁₂N₄)을 혼합한 고체는 연료로 사용하기도 한다.  야외 혹은 음식점에서 사용하는 흰색의 고체연료가 바로 그것이다.

생물 표본을 담근 용액이 폼알데하이드 용액인 포말린이다. <출처: (cc) LoKiLeCh at Wikipedia>

야외 등에서 쓰는 고체연료를 만드는데도 폼알데하이드가 쓰인다. <출처: (cc) Captain Crunch at de.wikipedia>

폼알데하이드의 독성

앞서 설명한대로 폼알데하이드는 다양한 식품에 포함되어 있기 때문에, 자연적으로 존재하는 정도는 먹는다고 해서 문제가 생기지는 않는다. 그러나, 한꺼번에 너무 많은 양이 몸에 흡수되면 대단히 위험하며, 사망에 이를 수도 있다.  폼알데하이드가 산화되어 개미산(formic acid)으로 변하면 산성혈증(acidosis)이 일어나기 때문이다. 산성혈증은 혈액에 산이 과다하게 많아져서 혈액의 pH가 7.35 이하로 내려가면서 혼수상태에 빠져 죽음에 이르는 무서운 병이다. 성인(약 70kg)의 경우 약 60~100 mL의 포말린을 마시면 위험하다. 또한, 실내 공기 중에 폼알데하이드가 약 1~5 ppm 정도만 있어도 눈, 코, 목을 자극하며, 만성 질병이 있는 사람이나 예민한 사람들은 고통을 받을 수 있다.  장기간 노출이 되면 백혈병 혹은 폐암에 걸릴 확률도 높아진다고 알려져 있다.  우리나라를 비롯하여 미국, 유럽에서는 작업장에서 8시간 노동을 할 때 공기 중에 0.3~0.75 ppm 폼알데하이드 농도를 허용기준으로 삼고 있다.

폼알데하이드 용액인 포말린을 60~100ml 마시면 사망할 수 있다.

폼알데하이드, 양과 노출 기간이 문제

우리나라 식품의약품안전청에서는 식품에 포함되는 폼알데하이드에 대해서 불검출의 원칙을 세우고 있지만 자연적으로 생성되어 식품에 포함된 경우에는 현재로는 기준이 없다. 단, 2011년 4월의 우유 사건에서 검출된 폼알데하이드는 약 0.002 ppm~0.026 ppm 정도로 매우 적은 양이다. 이 정도는 자연적으로 포함되는 양에 비해서도 미미하다.

폼알데하이드가 검출되었다고 불안해 하기 전에 그 양이 인체에 해로운 것인지 알아보는 것이 우선일 것이다. 즐겨먹는 사과나 맥주에도 폼알데하이드가 들어있다. 그렇다고 폼알데하이드가 무서워서 사과나 맥주를 거절하는 경우는 거의 없다. 그 정도의 양은 몸이 알아서 처리(분해)해 주기 때문에 안심하고 먹어도 된다. 독성을 띤 화학물질일지라도 그것의 양과 노출되는 기간을 고려해서 현명한 선택을 하는 것이 과학적이고 합리적이다.

1. 폼알데하이드(formaldehyde)

   공식 명칭 폼알데하이드/메탄알, 통칭 포름알데히드, 화학식 CH₂O, 끓는점 -19.3°C, 강한 휘발성(25°C에서 증기압 약 3890 mmHg, 물의 160배 이상), 특유의 냄새가 있음, 물에 잘 녹음(용해도 약 400g/L), 용액은 포말린(포르말린)이라고 부름.

[어진(조어진)]

일상에 흔하게 널려있는 화학물품이니 접촉을 최대한 줄이려는 노력이 필요하겠군요. 좋은 정보 감사합니다.