십수년전만 해도 수도꼭지에서 흘러나오는 물을 `벌꺽벌꺽' 마셔도 탈이 난 사람을 발견하기는 쉽지 않았지만, 지금은 페트병에 담긴 물을 돈을 주고 사먹는 실정입니다.
우리나라도 이제 UN에서 지정한 세계 물 부족 국가이며, 수돗물이나 지하수에 음용수의 기준치를 초과하는 물질이 함유돼 있어 안심하고 마시기 어려운 상황입니다. 이로 인해 생수사업이 번창하고 있고, 가정에서도 깨끗한 물을 마실 수 있는 정수기도 생활가전의 하나로 꼽히고 있습니다. 우리 생활 깊숙이 파고든 정수기의 탄생과 원리에 대해 간단히 알아보겠습니다.
◇정수기의 역사= 인간의 몸을 구성하는 70% 이상이 수분, 즉 물이다. 인류는 물과 함께 역사를 같이 했다고 해도 과언이 아닙니다. 섭씨 40도가 넘는 사막의 폭염도 물만 있다면 버틸 수 있고 물을 확보하기 위해 인류는 피비린내 나는 전쟁을 피하지 않았습니다.
음용수에 대한 관심은 선사시대까지 거슬러 올라갑니다. 선사시대 어느 시점 물을 끓여먹던 인류가 최초의 정수기를 사용했다고 할 수 있겠지요. 또 숯이 정수필터 역할을 하기도 했습니다. 히포크라테스는 당시의 수도관인 `연관'을 통과한 물이 음용수로 부적절하다며 여과하거나 끓여먹는 것을 장려하기도 했습니다.
산업화 과정에서 `안전한' 음용수의 확보는 더욱 절실한 문제가 됐습니다. 화학 공정의 발달로 오염물질을 물에서부터 분리ㆍ제거할 수 있는 `분리막(Membrane)'이 등장했고, 분리막은 식물의 섬유구조를 이용한 `아세테이트 셀룰로즈(Acetate Cellulose) 막'의 개발로 실용화 단계에 접어들었습니다. 이후 각종 세라믹과 고분자 합성막이 등장했습니다.
최초의 정수기는 2차세계대전 중이던 1940년대 초 태평양전쟁을 치르던 미국 해군에 의해 개발됐습니다. 미 해군은 바닷물의 염분을 제거해 담수로 바꾸는 역삼투압 정수기를 개발했습니다. 정수기가 국내에 처음 소개된 것은 한국전쟁 당시 미국이 사용하던 것으로, 1968년에 국내에서도 상품화되기 시작해 1980년대부터 본격 보급되기 시작했습니다. 이후 1990년대 낙동강 페놀오염사건과 웅진코웨이의 정수기 임대사업 시작으로 본격적인 시장이 열리게 됩니다.
◇정수기의 원리= 현재 국내에서 판매되고 있는 정수기는 필터의 방식에 따라 `역삼투압(R/O: Reverse Osmosis)'과 `중공사막(UF: Ultrafiltration)'으로 구분됩니다.
삼투압이 농도가 높은 쪽으로 용매가 반투막을 통과할 때 발생하는 압력인 반면, 역삼투압 방식은 인위적으로 압력을 가해서 용매를 농도가 낮은 쪽으로 이동하게 만드는 방식입니다. 따라서 유기 및 무기 오염물질, 세균, 바이러스, 중금속을 포함한 이온성 물질에 대해 99%에 가까운 제거율을 보이며, 역삼투압 방식을 적용한 정수기의 물은 0.0001미크론(사람 머리카락의 100만분의 1)의 미세한 기공을 통과하면서 깨끗하게 걸러집니다.
중공사막 방식은 미국 아미콘에서 고분자 플라스틱 원료로 비대칭 구조의 멤브레인을 모듈화하면서 실용화됐습니다. 처음에는 인공신장 혈액투석기용으로 사용됐으며 0.001∼0.01미크론(사람 머리카락 굵기의 1만 분의 1에서 10만 분의 1)의 기공을 가진 막을 적용합니다. 역삼투압 방식에 비해 정수량이 많지만 이온성 물질 및 중금속, 유기화학물질, 발암물질 등의 제거율에서는 다소 뒤진다는 평가입니다.
두 가지 정수방식 모두 4가지 종류의 필터를 기본으로, 제품에 따라 미세한 카본 분진을 제거하는 미분진 필터와 최종 정수단계에서 항균기능을 높이는 세라믹 필터가 추가로 적용되기도 합니다.
정수기의 핵심은 필터입니다. 정수기에는 기본적으로 4개의 필터가 있어 각기 하는 역할이 다른데, 세디멘드(SEDIMENT) 필터는 물 속의 부유물질 및 모래, 녹찌꺼기, 이끼 등의 비교적 큰 불순물을 제거합니다. 프리카본(PRE-CARBON) 필터는 염소, 농약성분, 발암물질 등 휘발성 유기화합물질을 제거하고, 로 멤브레인(R0 MEMBRANE) 필터는 유기 및 무기 오염물질, 세균, 바이러스, 중금속을 포함한 이온성 물질을 걸러줍니다. 포스트카본(POST-CARBON) 필터는 은첨활성탄(활성탄에 은을 코팅)을 소재로 항균력을 높여주는 동시에 물냄새를 제거하고 물맛을 향상시키는 기능을 합니다.
우리나라도 이제 UN에서 지정한 세계 물 부족 국가이며, 수돗물이나 지하수에 음용수의 기준치를 초과하는 물질이 함유돼 있어 안심하고 마시기 어려운 상황입니다. 이로 인해 생수사업이 번창하고 있고, 가정에서도 깨끗한 물을 마실 수 있는 정수기도 생활가전의 하나로 꼽히고 있습니다. 우리 생활 깊숙이 파고든 정수기의 탄생과 원리에 대해 간단히 알아보겠습니다.
◇정수기의 역사= 인간의 몸을 구성하는 70% 이상이 수분, 즉 물이다. 인류는 물과 함께 역사를 같이 했다고 해도 과언이 아닙니다. 섭씨 40도가 넘는 사막의 폭염도 물만 있다면 버틸 수 있고 물을 확보하기 위해 인류는 피비린내 나는 전쟁을 피하지 않았습니다.
음용수에 대한 관심은 선사시대까지 거슬러 올라갑니다. 선사시대 어느 시점 물을 끓여먹던 인류가 최초의 정수기를 사용했다고 할 수 있겠지요. 또 숯이 정수필터 역할을 하기도 했습니다. 히포크라테스는 당시의 수도관인 `연관'을 통과한 물이 음용수로 부적절하다며 여과하거나 끓여먹는 것을 장려하기도 했습니다.
산업화 과정에서 `안전한' 음용수의 확보는 더욱 절실한 문제가 됐습니다. 화학 공정의 발달로 오염물질을 물에서부터 분리ㆍ제거할 수 있는 `분리막(Membrane)'이 등장했고, 분리막은 식물의 섬유구조를 이용한 `아세테이트 셀룰로즈(Acetate Cellulose) 막'의 개발로 실용화 단계에 접어들었습니다. 이후 각종 세라믹과 고분자 합성막이 등장했습니다.
최초의 정수기는 2차세계대전 중이던 1940년대 초 태평양전쟁을 치르던 미국 해군에 의해 개발됐습니다. 미 해군은 바닷물의 염분을 제거해 담수로 바꾸는 역삼투압 정수기를 개발했습니다. 정수기가 국내에 처음 소개된 것은 한국전쟁 당시 미국이 사용하던 것으로, 1968년에 국내에서도 상품화되기 시작해 1980년대부터 본격 보급되기 시작했습니다. 이후 1990년대 낙동강 페놀오염사건과 웅진코웨이의 정수기 임대사업 시작으로 본격적인 시장이 열리게 됩니다.
◇정수기의 원리= 현재 국내에서 판매되고 있는 정수기는 필터의 방식에 따라 `역삼투압(R/O: Reverse Osmosis)'과 `중공사막(UF: Ultrafiltration)'으로 구분됩니다.
삼투압이 농도가 높은 쪽으로 용매가 반투막을 통과할 때 발생하는 압력인 반면, 역삼투압 방식은 인위적으로 압력을 가해서 용매를 농도가 낮은 쪽으로 이동하게 만드는 방식입니다. 따라서 유기 및 무기 오염물질, 세균, 바이러스, 중금속을 포함한 이온성 물질에 대해 99%에 가까운 제거율을 보이며, 역삼투압 방식을 적용한 정수기의 물은 0.0001미크론(사람 머리카락의 100만분의 1)의 미세한 기공을 통과하면서 깨끗하게 걸러집니다.
중공사막 방식은 미국 아미콘에서 고분자 플라스틱 원료로 비대칭 구조의 멤브레인을 모듈화하면서 실용화됐습니다. 처음에는 인공신장 혈액투석기용으로 사용됐으며 0.001∼0.01미크론(사람 머리카락 굵기의 1만 분의 1에서 10만 분의 1)의 기공을 가진 막을 적용합니다. 역삼투압 방식에 비해 정수량이 많지만 이온성 물질 및 중금속, 유기화학물질, 발암물질 등의 제거율에서는 다소 뒤진다는 평가입니다.
두 가지 정수방식 모두 4가지 종류의 필터를 기본으로, 제품에 따라 미세한 카본 분진을 제거하는 미분진 필터와 최종 정수단계에서 항균기능을 높이는 세라믹 필터가 추가로 적용되기도 합니다.
정수기의 핵심은 필터입니다. 정수기에는 기본적으로 4개의 필터가 있어 각기 하는 역할이 다른데, 세디멘드(SEDIMENT) 필터는 물 속의 부유물질 및 모래, 녹찌꺼기, 이끼 등의 비교적 큰 불순물을 제거합니다. 프리카본(PRE-CARBON) 필터는 염소, 농약성분, 발암물질 등 휘발성 유기화합물질을 제거하고, 로 멤브레인(R0 MEMBRANE) 필터는 유기 및 무기 오염물질, 세균, 바이러스, 중금속을 포함한 이온성 물질을 걸러줍니다. 포스트카본(POST-CARBON) 필터는 은첨활성탄(활성탄에 은을 코팅)을 소재로 항균력을 높여주는 동시에 물냄새를 제거하고 물맛을 향상시키는 기능을 합니다.
