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합성 세제

거의 모든 가정에서 사용되고 있는 합성 세제가 수질 오염의 주범이라는 사실은 널리 알려져 있다.합성 세제는 다른 오염 물질과는 달리 물에 녹은 상태에서 미생물에 의한 분해가 어렵고 물 위에 거품이 생기게 되어 산소가 물속으로 녹아 들어갈 수 없게 될 뿐 아니라 햇빛을 차단시켜 플랑크톤의 정상적인 번식을 방해하는 등 물을 오염시키기도 한다. 또 여기에 세척력을 높이기 위하여 넣는 `인'은 인산염이 되어 부영양화 현상을 일으켜 물을 썩게 한다. 이 때문에각국에서 인의 사용을 규제하고 있어 '무린세제'가 나오게 되었다.
지금은 분해가 잘 된다는 식물성 세제가 널리 사용되고 있으나 물의 오염시비는 여전하다. 주택가나 아파트 단지 인근의 하천에서 흔히 볼 수 있는 거품의 원인이 바로 이 합성 세제이다. 합성세제의 지나친 사용은 물고기는 물론 미생물도 살지 못하는 죽음의 하천을 만드는 것이다.

*부영양화 : 강·바다·호수에서 미생물이 유기물을 분해함으로써 영양물질이 많아지는 현상

*무린 세제 : 무인 세제. 인을 제거한 합성 세제

합성세제는 석유계 탄화수소 따위를 화학적으로 합성하여 만든 세제로서, 이에 대한 부작용은 여러가지가 있다.

합성세제는 석유계 즉, 기름에 여러 화학적 요소를 첨가해 만들었기 때문에 물과 섞이기는 하지만 분해되어 사라지지는 않는다. 그래서 강물에 거품이 일어나고 깨끗한 강물을 오염시켜 처리를 곤란하게 한다. 또한, 신체의 피부에 접촉할 경우 강한 탈지작용으로 인하여 각종 세균과 곰팡이 등의 미생물로부터 위협당하는 환경이 형성된다. 그로 인해 피부염 혹은 피부암까지로도 발전될 수 있다.

세제가 체내에 유입된다면, 체내에 축적되어 있던 다른 독성물질의 독성을 증가시키는 촉매가 될 수 있다.(이는 체내에 암세포의 활동을 활발히 할 수도 있다.)

동물실험 결과, 세제를 계속 먹이면 태아가 기형이 되고 면역성이 감소되며 소화기장애를 일으킨다.

이와 같은 부작용을 막기 위해서는 세제를 용도에 맞게 사용하고 세제 사용시 피부를 보호하기 위한 것(고무장갑 등)을 착용한다. 그리고 충분히 헹궈내는 것이 바람직하다.

요즘은 친 환경 무공해 세제들이 많이 나오고 있으니 이러한 것들을 사용하는 것도 좋을 것이다.

식물이 합성세제를 빨아드리면 죽습니다.

합성세제는 석유계 탄화수소 따위를 화학적으로 합성하여 만든 세제입니다. 이에 대한 부작용은 여러가지가 있습니다.

합성세제는 석유계 즉, 기름에 여러 화학적 요소를 첨가해 만들었기 때문에 물과 섞이기는 하지만 분해되어 사라지지는 않습니다. 그래서 강물에 거품이 일어나고 깨끗한 강물을 오염시켜 처리를 곤란하게 합니다. 또한, 신체의 피부에 접촉할 경우 강한 탈지작용으로 인하여 각종 세균과 곰팡이 등의 미생물로부터 위협당하는 환경이 형성되고, 그로 인해 피부염 혹은 피부암까지로도 발전될 수 있습니다.

세제가 체내에 유입된다면, 체내에 축적되어 있던 다른 독성물질의 독성을 증가시키는 촉매가 될 수 있습니다.(이는 체내에 암세포의 활동을 활발히 할 수도 있다.)

동물실험 결과, 세제를 계속 먹이면 태아가 기형이 되고 면역성이 감소되며 소화기장애를 일으킵니다.

이와 같은 부작용을 막기 위해서는 세제를 용도에 맞게 사용하고 세제 사용시 피부를 보호하기 위한 것(고무장갑 등)을 착용하고, 그리고 충분히 헹궈내는 것이 바람직합니다.

요즘은 친 환경 무공해 세제들이 많이 나오고 있으니 이러한 것들을 사용하는 것도 좋을 것입니다

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합성세제는 강물을 어떻게 오염시키나요?

합성세제

○ 현 황

세계적으로 합성세제의 개발은 ’40년대부터 시작되었으며 ’60년대에 연성화, ’70년대에 무인화(無燐化)에 이르렀다. 우리나라는 1966년 합성세제를 처음 시판한 이후 급속한 경제 성장을 바탕으로 국민의 생활수준이 향상됨으로서 그 사용량도 급격히 증가하였다. 이와 같이 합성세제량의 증가는 결국 세제 성분이 수계에 유입되어 잔류하게 됨으로써 수계의 자정작용을 방해하고 상수처리시 문제를 야기하며 세제의 보조제로서 첨가되는 인산염에 의한 부영양화 현상 등 여러 가지 환경문제를 야기시키고 있다.

합성세제로 인한 환경오염문제를 저감시키기 위하여 생물분해가 어려운 경성세제(ABS: Alkyl Benzene Sulfonate)에서 생물분해가 비교적 용이한 연성세제(LAS : Linear Alkyl Benzene Sulfonate)로 대체 사용하고 있으나 세제 사용량은 급속히 증가되고 있는 실정이다

○ 합성세제의 특성

합성세제(Synthetic Detergents)란 물체표면에 붙어 있는 오물을 화학적 물리적 충격을 이용하여 청결하게 하는 화학물질로서 물과 물체의 표면사이의 경계면에 작용하여 오물이 표면에서 떨어지게 하는 역할을 하는 계면활성제(Surface Active Agent, Surfactant)와 세제의 활성을 높여주는 인산염, 탄산소다 및 보조제(Builder)로 구성 되어있다.

우리나라에서 만들어 지는 합성세제의 대부분은 15～30%의 계면 활성제와 세제의 성능을 향상시키기 위한 70～85%의 보조제로 이루어지며 세탁용 세제는 주로 과립상 또는 분말상으로 주방용과 세발용은 액상으로 존재한다.

○ 합성세제의 오염부하량

일반가정, 학교 및 상점으로부터의 발생부하량은 국민 1인당 매일 5g정도의 계면활성제와 약 2g정도의 비누가 배출하게 된다.

분말비누 시판품의 1kg당 유기오염물질의 부하량은 BOD 132g, 합성세제(농축형) 95g, 분말비누 750g이고 COD는 각각 48g, 94g 및 146g등 이다. 따라서 비누의 사용이 증가하면 환경에서 BOD에 대한 유기오염 부하량은 비누가 농축 합성세제의 15.8배로 비누의 사용이 증가하면 환경에 대한 유기오염물의 부하량도 증가함을 알 수 있다

○ 수환경에 미치는 영향

▼ 수생생물에 미치는 계면활성제의 독성

치사농도이하에서도 수생생물이 장기간에 걸쳐 계면활성제에 노출된다면 어류의 경우 자어, 치어의 성장 등에 영향을 받는다. 어류의 아가미 등의 조직에 변화가 생기거나 또는 거동에 변화가 나타난다.

▼ 식물에 미치는 영향

수목과 전작야채, 화채류는 합성세제 혹은 ABS(LAS)에 대하여 비교적 강하고 10㎎/ℓ이상의 농도에서 토양재배로 영향이 나타나는 경우는 없으나 벼의 발아, 발근에는 100㎎/ℓ를 투여할 때 영향이 거의 보이지 않았지만, 장기간 연속적으로 접촉시키면 5㎎/ℓ정도에서 벼의 뿌리 중량, 줄기 등의 생육에 영향을 미치는 것으로 나타나고 있다.

▼ 상수처리에 미치는 영향

음이온 계면활성제의 농도가 높아지면 상수처리공정에 다음과 같은 문제점을 발생할 수 있어 처리효율의 저하, 운전 및 유지관리상의 발생으로 처리비용의 증가를 유발시킴

응집과정에 계면활성제의 유화·분산작용으로 수중 플럭의 형성 방해함

침전과정에서 계면활성제의 0.5㎎/ℓ이상 점차 증가할수록 탁도의 제거율 감소

여과과정에서 fiter clogging 등의 원인으로 수두손실을 증가시켜 여과지 폐쇄시간 단축

합성세제의 킬레이트 특성에 의해 수처리 기계의 부식 초래함

▼ 생물학적 처리에 대한 합성세제 및 비누의 영향

가정 및 공장등으로부터 배출되는 계면활성제는 먼저 배수로내에서 부유입자 및 저서생물과 부착 미생물에 흡착 및 흡수되어 서서히 분해된다. 따라서 단시간 내에 소량만 배출되는 계면활성제는 배수로를 수십 미터 유하하면 많은량이 수중에서 제거되나, 장시간 또는 다량으로 배출될때 환경용량을 초과하게 되고 분해되지 않고 하천, 호소 및 해역으로 유출하며 수생물에 악영향을 미친다.

하천에서는 배수로와 마찬가지로 부유입자와 저서생물 및 부착미생물과 수중의 미생물에 의하여 흡착, 흡수되어 분해되지만, 일부는 미생물 이외의 수생생물에도 축척된다.

합성세제에 의한 BOD는 비누의 ⅓이기 때문에 오니생성량의 변화는 거의 없으나, 비누에 의한 BOD유발은 높아서 오니생성량은 합성세제의 경우 보다 40% 정도 증가한다.

또한 비누의 경우 암모니아성 질소의 처리능력에 저해 영향을 주며, LAS첨가는 오니의 성상에 큰 영향을 미치지는 않지만, 비누의 첨가는 오니의 팽화현상을 일으켜 벌킹(Bulking)이 일어난다

○ 처리방법별 제거 실태

▼ 생물학적 처리

우리나라의 경우 하수처리장에서의 합성세제 제거 관계는 아직 정례화되어 있지 않아 자료 축적이 많지 않으나 세제는 가정 잡배수 및 분뇨와 같은 정도로 분해 제거됨을 알 수 있다.

또한 하수처리를 통한 LAS제거는 활성오니 시설이 과부하되지 않고 효율적으로 가동될때 LAS의 제거율은 95～99% 제거되었다.

▼ 물리화학적 처리

① 염소처리(소독)

염소 소독시 Chloroform등의 염소화합물이 형성된다. 6.2㎎C/ℓ에서 글루코스와 LAS를 분리한 용액들을 여러농도의 염소로 처리하여 20℃에서 24시간 동안 정지시켰을때 글루코스는 Chloroform을 생성하지 않았지만 LAS는 염소농도가 3㎎/ℓ이상일때 Chloroform을 생성하였다.

② 광분해

C12-LAS의 광분해 실험에서 1분 이내에 C12-LAS 모두 중간 생성물로 전환되었으며 20분내에 1mole의 LAS당 7mole의 CO2가 생성되었다. LAS 초기농도는 60～182㎎/ℓ였고 사용된 방사선의 범위는 2000～4500Å사이였다.

③ 흡착

LAS의 흡착자료는 생분해성의 해석을 위해 중요하며 특히 부유물질이 고농도로 존재할때 환경에 존재하는 LAS의 분해속도를 예측하는데 중요한 자료가 된다. Sweeney와 Foote(1964)는 아주 적은 양(2～3%)만이 흡착 제거된다는 사실을 발견했으며, 특히 Sweeney(1996)는 35S로 표기된 LAS를 사용하여 단지 1.4% LAS가 슬러지 구성 부분속에 남아 흡착에 의한 제거량은 아주 적다.

합성세제는 미생물에 의해서도 잘 분해되지 않으며 물속으로 통과하는 빛을 가로막아 수생식물의 광합성을 해치고 산소공급을 차단해 하천의 자정능력을 현저히 저하시킨다.
합성세제에 들어있는 세척촉진제인 인산염은 식물성 플랑크톤의 영양소로 작용해 하천의 부영양화 현상을 초래하게 되는데 이렇게 되면 물속에 산소가 모자라게 돼 물고기 뿐만 아니라 다른 수생식물마저도 모두 죽게되는 적조현상이 나타나 하천을 ‘죽음의 강’으로 만든다. 또한 합성세제의 잔류성분은 우리나라 상수도 정수시설로는 완전히 처리할 수 없어 유독성분은 그대로 수돗물에 섞여 인체로 들어오게 된다.
특히 수돗물은 오존으로 소독이 되는 외국과는 달리 우리나라에서는 염소로 소독을 하기 때문에 염소와 합성세제의 잔류성분이 결합하게 되면 ‘트리할호메탄’이란 발암물질이 합성된다는 것이다.
합성세제로 인한 상수처리시 미치는 직접적인 영향은 크게 두 가지로 분류할 수 있다.
▶ 첫째 합성세제는 상수처리시 응집작용을 방해하여 침전이 잘 이루어지지 않게 한다.
▶ 둘째 독성과 건강장애를 일으킨다. 합성세제 성분이 대기중에 부유하는 검댕 혹은 자동차 배기가스와 상호작용하여 생긴 물질이 발암성을 나타낼 수 있으며 합성세제 자체 특징에 의해 중금속을 킬레이트화하는 등 독성을 나타낼 수 있다.
상수처리시 미치는 합성세제의 간접적인 영향은 주로 생물에 대한 문제로 조류나 미생물의 성장에 미치는 영향이다. 인성분을 함유한 보조제는 조류등 미생물의 성장을 촉진시키고 이들은 상수처리시 상당한 방해인자가 된다.
간접적인 영향으로는
▶ 첫째, 상수처리 공정에서 조류가 번식하면 수중 무기물의 농도를 변화시킨다. 즉 이들은 낮동안에는 광합성작용으로 pH를 증가시켜 물을 연수화시키지만 밤에는 pH를 감소시키므로 상수처리시 화학약품 주입량의 변화와 응집효율에 영향을 준다.
▶ 둘째는 잔존하는 조류에 의해 여과과정 중 막힘에 의해 수두손실이 증가하여 여과효율이 저하된다.
▶ 셋째 조류등 미생물의 색소는 수중색도와 탁도를 증가시키므로 처리비용이 상승된다.
▶ 넷째 조류의 번식은 상수처리시 맛과 냄새를 변화시킨다.
▶ 다섯째 조류의 성장으로 유기체의 양이 증가하여 상수처리시 염소요구량이 증가된다.
▶ 여섯째 조류 찌꺼기를 함유한 물을 마실 경우 위장장애를 일으키며 일곱째 대량의 조류는 태양에너지를 열에너지로 바꾸어 수온을 상승시켜 물의 맛을 나쁘게 한다.
합성세제의 잔류성분이 인체에 흡수되는 경로는 수돗물을 통해서 뿐만 아니라 합성세제로 씻는 야채나 과일 식기에 묻어 음식물을 통해 입으로 들어오기도 하고 손이나 피부에 흡수되기도 한다.
외국의 한 실험결과로는 자동차 배기가스에 섞여 나오는 발암물질인 밴조피렌을 합성세제와 함께 흰쥐에게 투여한 결과 벤조피렌만을 투여했을 때보다 발암률이 훨씬 높아졌다고 한다.
▶ 체내에 들어간 합성세제는 공해병인 ‘이타이 이타이’병의 원인이 되는 중금속 카드뮴이나 ‘미나마타’병을 유발하는 유기수은의 체내 흡수를 촉진할 뿐만 아니라 콜레스테롤의 흡수율을 높여 고혈압을 유발하는 것으로 보고되고 있다.
최근 일본의 한 연구보고서는 합성세제가 적혈구를 파괴해 빈혈의 원인이 되고 있다고 발표하고 있으며 심한 경우 간장장애도 일으키게 된다는 것이다.
합성세제로 인한 피해 중 가장 직접적인 것은 보통 주부성 습진이라 불리는 피부의 손상이다.
또한 세탁후에 완전히 헹구어 지지 않은 합성세제의 잔류성분은 피부병의 원인이 되기도 하는데 특히 갓난아기는 이로 인한 습진으로 고생하는 경우가 많다고 지적되고 있다. 생쥐를 이용한 또다른 외국의 실험결과로는 합성세제가 남성의 정자를 파괴하고 기형아 출산과도 밀접한 관계가 있다고 보고되고 있다.
과학기술의 발전과 더불어 합성세제의 등장은 인간의 생활을 윤택하게 만들었지만 환경오염을 불러일으켰다.
최근들어 합성세제의 사용량이 증가하면서 수질오염에 대한 논란이 일어나 지난 91년 대구 두산전자 폐놀 방류사건 이후 비로서 합성세제로 인한 수질오염문제가 부각되기 시작했다.
이 사건이 터지면서 국내 세제업자들은 무공해, 천연, 저공해 세제를 개발하면서 고가의 제품을 소비자에게 내 놓았다.
하지만 뚜렷한 검증없이 남용되고 있는 이들 무공해, 저공해 세제 광고는 세제가 환경에 미치는 영향에 대해 사람들을 둔감하게 만들었다