염소: 체내와 체외에서 물을 안전하게 만드는 방법

원문 링크 : https://www.theearthandi.org/post/chlorine-making-water-safe-inside-and-outside-the-body

 ©Tanya Deyukhina/Wikimedia (CC BY 3.0)

선진국에서는 마시고 목욕하기에 안전한 깨끗한 물에 쉽게 접근할 수 있는 것이 일반적입니다. 그러나 1900년대 이전에는 삶이 매우 달랐고 콜레라, 이질, ​​장티푸스와 같은 수인성 질병이 흔했습니다. 오늘날 호수, 우물 및 다양한 다른 공급원에서 공급되는 물은 소독을 통해 박테리아, 바이러스 및 기타 질병을 유발하는 미생물로부터 안전해졌습니다.

대부분 지역 사회에서 물의 소독은 물에 염소나 클로라민을 첨가하여 달성됩니다. 이러한 과정은 각각 물 염소화 또는 물 클로라민화라고 하며, 공중 보건 역사상 가장 중요한 발전 중 하나로 간주됩니다. 병원균으로부터 안전하고, 마시고, 씻고, 목욕하기에 충분한 깨끗한 물을 갖는 것은 정말 놀라운 업적입니다.

그러나 이 일반적인 화학 물질은 특정 환경에서 인간에게 다양한 부작용을 일으킬 수도 있습니다. 특히 피부와 머리카락에 부작용이 나타날 수 있으며, 특히 습진과 건선을 앓는 사람들에게 나타날 수 있습니다.

이런 주의에도 불구하고, 신체에 미치는 염소의 해로운 영향을 상쇄하고 잠재적인 건강 위험을 줄일 수 있는 방법이 있습니다.

물 염소화 및 그 용도 

염소소독은 물을 소독하고 인간이 소비하기에 안전한 물을 공급하는 데 사용되는 공정입니다( 미국 환경보호청 (EPA)에 따르면). 또한 세탁, 목욕, 수영에도 사용할 수 있습니다. 강, 호수, 지하수와 같은 원수에서 자연적으로 발견되는 해로운 세균과 기타 미생물을 죽임으로써 작동합니다. 이러한 미생물(병원균) 중 일부는 인간에게 질병을 일으킬 수 있으며 가정용 수도 분배 시스템과 수영장에서 사용하는 물을 통해 인간에게 전염될 수 있습니다.

염소는 1774년 스웨덴-독일 화학자 칼 W. 셸레에 의해 발견되었습니다. 물 처리 공정에서 처음 사용된 것은 1897년 영국 켄트주 메이드스톤에서 장티푸스 발병 후 수도관을 소독하기 위해 표백제 용액을 사용했을 때였습니다.

물 소독을 위한 염소의 정기적인 사용은 1902년에 시작되었으며, 이 물질의 첫 번째 연속 사용은 벨기에 미델케르케에서 이루어졌습니다. 1908년 미국에서 조지 A. 존슨은 오염된 강물에 "염소석회"를 첨가했습니다. 이것은 수많은 국가에서 수처리 공정으로서 염소 처리의 확산의 시작을 알렸습니다.

차아염소산 형태의 염소는 일반적으로 음용수와 공공 수영장에서 미생물을 제거하는 데 사용되며, 매우 효과적으로 그렇게 합니다. 차아염소산에 노출된 박테리아는 0.1초 이내에 생존력을 잃습니다. 박테리아 개체군의 50%를 중화하는 차아염소산의 투여량은 백만 분의 0.0104~0.156부 (ppm)이며, 2.6ppm 이면 5분 이내에 박테리아 성장을 100% 방지하기에 충분합니다. 이러한 강력한 항균 효과에도 불구하고, 최대 4ppm의 염소 수준은 음용수에서 안전한 것으로 간주되며 이 농도에서는 해로운 건강 영향이 발생할 가능성이 낮습니다.

음용수 중 염소 농도가 최대 4 ppm이면 안전한 것으로 간주되며 이 농도에서는 건강에 해로운 영향이 발생할 가능성이 낮습니다. 

병원균을 죽이는 것 외에도 염소 처리는 물에 불쾌한 맛과 냄새를 주고 장비를 오염시킬 수 있는 유기체와 물질을 파괴하는 데에도 사용됩니다. 또한 철(Fe2+)과 망간(Mn2+)과 같은 바람직하지 않은 물질을 산화시킵니다.

이 과정은 다음과 같은 처리 과정의 다양한 시점에서 사용될 수 있습니다.

• 모든 수처리 전 원수의 사전 염소 처리

• 치료과정에 추가됨

• 치료 후 배포 전에 추가됨

• 배포 중 추가됨

• 유지관리 활동 중 기타 사용

Cryptosporadium 및 Giardia 와 같은 일부 원생동물 낭포는 염소 처리에 저항성이 있습니다. 이러한 상황에서 오존 및 자외선(UV) 방사선과 같은 대체 처리 공정이 효과적인 것으로 입증되었습니다. 이러한 원생동물이 없는 경우 염소 처리를 사용하는 이유는 다른 수처리 공정과 비교할 때 비용이 저렴하지만 많은 다른 가능한 오염 물질을 근절하는 매우 효과적인 방법이기 때문입니다.

염소 처리된 물의 잠재적인 부작용 

사람들이 염소 처리된 수영장에서 몇 시간을 보내고 수영 전후에 샤워를 하지 않으면 염소 발진이 생길 수 있는데, 이는 자극성 피부염의 한 형태입니다. 경쟁 수영 선수, 인명 구조원 및 수영장에서 정기적으로 수영하는 다른 사람들은 일반적으로 노출 후 몇 시간 이내에 이 붉고 가려운 발진을 경험할 수 있습니다.

그 이유는 염소가 피부를 점점 더 다공성으로 만들고 보호 오일(피지)을 제거하여 염소가 기저 세포로 들어갈 수 있기 때문입니다. 그러면 이런 세포가 화학 물질에 반응하여 염증, 발적, 부기, 가려움증을 유발합니다.

습진이나 건선과 같은 기존 피부 질환이 있는 사람은 더 쉽게 영향을 받을 수 있습니다. 약간 염소 처리된 물에서도 암모니아(땀과 소변)와 염소가 결합하면 (모노)클로라민이 형성될 수 있습니다. 그러나 염소 발진은 일반적으로 일반 의약품인 히드로코르티손 크림을 바르면 효과적으로 치료할 수 있습니다.

염소 처리된 수영장에서 자주 수영하면 피부가 건조해질 수 있으며, 피부가 거칠어지고 가려워지고 비늘이 생기거나 벗겨집니다.

머리카락의 경우 염소는 보호 큐티클을 갉아먹고 피질층을 노출시켜 손상을 일으킬 수 있습니다. 또한 아미노산을 분해하여 머리카락의 자연스러운 힘을 고갈시키고 건조하게 만들 수 있으며, 머리카락 가닥에서 멜라닌을 제거하여 머리카락을 밝게 하거나 염소의 표백 효과("풀 헤어"로 알려진 현상)로 인해 머리카락을 녹색으로 바꿀 수도 있습니다. 갈라진 끝, 머리카락 곱슬거림, 두피 가려움증은 모두 수영장을 많이 사용한 일반적인 결과일 수 있습니다.

©psbitney/Pixabay. Public Domain

주의해야 할 몇 가지 사항 

마지막으로, 염소 처리로 인해 특정 "소독 부산물"이 형성될 수 있습니다. 그러한 그룹 중 하나는 트리할로메탄(THM)이라고 하며, EPA에서는 이를 클로로포름, 브로모디클로로메탄, 디브로모클로로메탄, 브로모포름이라고 설명합니다.

이러한 부산물은 어린이의 천식 및 알레르기 질환 위험을 증가 시키는 것으로 나타났으며, EU에서 음용수의 THM 수치를 연구한 결과 노출 후 방광암 위험이 증가하는 것으로 나타났습니다.

THM 위험은 작습니다 .플로리다 보건부는 "평생 기준치 이하의 [총 트리할로메탄] TTHM 농도의 물을 매일 마셔도 질병이 발생할 가능성은 낮습니다." 라고 말합니다 . 공무원은 최적화된 물 처리로 물의 안전을 보장할 수 있으며, 소비자는 활성탄 물 필터로 THM을 제거할 수 있습니다. 그래도 일반적인 유형의 THM에 고용량으로 만성적으로 노출되면 간암과 신장암, 심장병, 의식 불명, 사망을 초래할 수 있습니다. 발암 가능성이 있기 때문에 규정에서는 종종 공공 수도 분배 시스템에서 이러한 THM 화합물을 모니터링하도록 요구합니다.

염소화의 다른 부산물로는 할로아세트산(HAA)이 있는데, 이는 염소가 자연적으로 발생하는 유기 물질과 상호 작용할 때 생성됩니다. 캐나다 지침은 식수에서 HAA에 대해 연평균 농도를 리터당 80마이크로그램(μg/L)으로 유지할 것을 권장합니다.

2004년 6월, 오리건 주 인간 서비스부 에서 발표한 보고서 에 따르면 단기간 HAA에 노출되어 발생하는 독성 수준은 낮지만 최대 오염 수준 이상의 수준에서 장기간 노출되면 "뇌, 신경, 간, 신장, 눈 및 생식계에 손상을 입힐 수 있다"고 합니다. 동물 실험 결과 HAA가 인간 발암 물질일 수 있다는 사실도 밝혀졌습니다.

염소의 대안은 더 긴 보유 시간을 가진 모노클로라민(NH2Cl)입니다. 그러나 이 과정은 질산화 로 이어질 수 있으며, 이는 퇴비화 또는 바이오매스 분해에서 발견되는 것과 같은 이영양세균 의 성장을 자극할 수 있습니다 . 이는 그 자체로는 인간에게 큰 위험을 초래하지 않지만 레지오넬라균이나 대장균과 같은 다른 더 위험한 박테리아의 성장 에 유리한 조건을 나타낼 수 있으며, 파이프에서 점액질 성장이나 부식을 일으킬 수 있습니다.

염소 노출 감소 

요약하자면, 염소 처리된 수영장에 들어가기 전에 샤워를 하는 것은 항상 좋은 생각입니다. 그러면 몸에 땀이나 소변 흔적이 남지 않고 클로라민 생성 위험을 줄일 수 있습니다. 수영 후 샤워를 하면 염소가 피부에 미치는 건조 효과를 줄이는 데 도움이 됩니다.

염소 처리된 물은 마시기에 안전하다고 널리 알려져 있지만, 정수 필터는 수돗물에 존재하는 염소의 양을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그 외에도 식수에 염소 맛이나 냄새가 나는 경우 깨끗한 주전자에 붓고 천으로 덮은 다음 잠시 그대로 두십시오. 이렇게 하면 물의 염소 수치를 줄이는 데 도움이 되지만, 이러한 물은 24시간 이내에 마셔야 합니다.

*Robin Whitlock is an England-based freelance journalist specializing in environmental issues, climate change, and renewable energy, with a variety of other professional interests, including green transportation.