차시명: 4주차 제1강

주제: 광물과 암석 4부 – 광물로 인한 환경 문제

동기 유발: 매년 반복되는 황사, 아침 저녁으로 보도되는 미세 먼지, 심심치 않게 언급되는 석면 문제. 우리에게 낮선 이야기가 아닙니다. 우리는 이런 문제들에 대해서 어떤 경각심을 가져야 하는 걸까요?  이 단원을 통해 먼지와 석면 문제에 대한 기본 지식을 제공합니다.

학습 목표: 먼지로 인한 건강적 위협에 대해 이해하고, 특히 석면의 위험성에 대해 인식하자

강의 타이틀: 2. 광물과 암석 – 2-3. 광물로 인한 환경 문제

[slide #1]

안녕하십니까?  지난 시간에 광물과 암석의 종류와 쓰임새에 대해 알아보았습니다.  오늘은 광물로 인해 발생하는 환경 문제에 대해 얘기해 보겠습니다.

(설명에 따라 강조)

광물로 인한 환경 문제는 크게 직접적 또는 일차적인 문제와 간접적 또는 이차적인 문제로 나누어 볼 수 있습니다.

일차적인 문제란 광물을 직접 섭취, 흡입, 또는 접촉함으로써 발생하는 문제를 말하며 이 때문에 우리는 염증 및 암과 같은 다양한 건강적 위험에 직면하게 됩니다, 이차적인 문제란 광물이 관계된 반응이나 기타 다른 상호 작용에 의해 일어나는 문제로 예를 들면 산성비나, 산성광산배수, 수질 오염등과 같은 문제가 있습니다.

이 단원에서는 이 중 일차적인 문제에 대해 다루려고 합니다. 이차적인 문제들은 나중에 따로 좀 더 자세히 얘기할 기회가 있을 것입니다.

[slide #2]

광물로 인한 환경 문제를 유발할 수 있는 가장 효율적인 형태는 아마도 먼지일 것입니다. 이 사진은 우리가 봄철마다 겪는 황사를 보여줍니다.  황사는 중국으로부터 바람에 날려온 광물 알갱이 먼지입니다.

[slide #3]

먼지로서 잠재적 위해성이 있는 광물은 보시는 것처럼 매우 많은 종류가 거론됩니다. 이 중에서도 특히, 섬유상 광물 그 중에서도 석면의 위해성은 이미 매우 잘 알려져 있습니다.

[slide #4]

이 사진은 잠재적 위해성을 가진 광물들 중 몇 개의 모습을 보여줍니다.  석면과 모데나이트는 마치 섬유와 같은 모양을 하고 있어 섬유상 광물이라 부릅니다. 버미큘라이트와 운모는 판상 구조를 보여줍니다.

[slide #5]

먼지로 인한 잠재적 건강 위해성에는 진폐증, 규폐증, 석면폐, 기타 호흡기계 질환, 암, 흉막판, 중피종과 같은 것이 있습니다.

지금까지 광물 먼지에 의한 건강적 위협을 대강 살펴보았습니다.  지금부터는 이 광물들 중 대표적인 위해 광물인 석면에 대해 좀 더 자세하게 살펴보도록 하겠습니다.  여러분들은 신문이나 방송을 통해 석면이 매우 위험한 광물임을 알고 계실 겁니다.

[slide #6]

석면은 영어로는 asbestos입니다.  이 말은 고대 그리스어인 asbestoz에서 온 말인데, 그 뜻은 파괴되지 않는 또는 꺼지지 않는다는 뜻입니다.  아마도 섬유 같이 생겼는데, 불에 타지 않아서 이런 이름이 붙은 것 같습니다.

석면은 섬유상 규산염광물입니다. 이제 여러분은 규산염 광물이 무엇인지 아시겠지요?  여기서 중요한 것은 섬유상이란 대목입니다.  대개 사문석 및 각섬석이 이런 모양으로 잘 나타나 석면의 주요 광물이 되는데요, 만일 이들 광물이 섬유상이 아니면 석면이라고 부르지 않습니다.  실제로 이들 광물이 길죽한 기둥 모양이나 판 모양으로 나타나는 경우도 있습니다.

석면은 다시 그 색에 따라 백석면, 청석면, 갈석면 등으로 더 나뉩니다. 이들은 다 서로 다른 광물입니다.

[slide #7]

(해당 사진 확대)

여기에 보시는 것은 다양한 석면들입니다.  투각섬석이란 광물로 이루어진 석면, 리베카이트란 광물로 된 석면, 사문석으로 만들어진 석면, 그리고 인조 석면입니다.

[slide #8]

석면은 섬유처럼 생겼지만, 사실은 광물입니다.  이 때문에 석면은 섬유와 광물 둘 모두의 성질을 갖고 있습니다.  즉, 섬유와 같기 때문에 유연하고, 직조가 가능하며, 방음 효과를 냅니다.  동시에 광물이기 때문에 열과 전기가 안통하며, 불에 견디고, 화학적으로 안정할 뿐만 아니라, 불에 타지도 않습니다.

[slide #9]

(설명 해당 부분 굵게)

이러한 특징 덕택에, 원하는 대로 모양을 만들어서 이 슬라이드에서 정리한 것처럼 활용할 수 있습니다. 이 표에 기술된 석면의 활용 내용을 축약하면 석면은 내화재, 절연재, 내부식성재, 및 방음재 등으로 상용된다는 것입니다.

[slide #10]

이 그림은 가정집이나 건물에 석면이 어떻게 쓰이는지를 보여주는 그림입니다.  세계적으로 석면 사용량은 최근에 들어 급감하고 있으며, 많은 나라에서는 아예 사용 금지되어 있으므로, 오래된 집일수록 석면이 더 많이 관찰됩니다. 우리나라에서도 이제 석면 사용 및 제품의 생산이 완전히 금지되었기 때문에 새로 짓는 건물에서는 석면을 찾아보기 어렵습니다.  하지만 과거에는 많은 석면 제품이 사용되었기 때문에, 현재 우리가 시용하고 있는 건물에 아직도 많은 석면 제품이 있을 수 있습니다.

(설명에 따라 해당 부분 진하게)

석면은 건물의 외장재, 절연재, 바닥재, 내부장식재, 보일러 배관, 전기 장비, 가전제품, 자동차 등 거의 모든 곳에서 발견됩니다.

[slide #11]

(설명에 따라 해당 부분 진하게)

석면 사용이 금지되기 전 만들어진 자동차에서도 석면이 여기 저기 발견됩니다. 후드라이너, 브레이크 가루, 실테이프, 발브링, 실, 브레이크패드, 클러치 뭉치, 플라이휠, 클러치 판, 압착판 등에 석면이 사용되었습니다.

이와 같이 석면의 위해성이 널리 알려지기 전까지 석면은 그 독특한 특성 때문에 매우 광범위하게 사용되었습니다.

[slide #12]

(설명하는 부분 애니메이션)

석면은 이미 기원전 3000년경의 스칸디나비아 유적지에서 통나무 틈새 메움재로 사용되었던 것으로 밝혀졌습니다.  서기 1세기 경에 그리스 에보이아섬에는 석면 채석장이 있었습니다. 지도의 이곳이 에보이아 섬입니다.  고대 그리스-로마 시대에 이미 석면을 내화 의복 및 건축재로 사용하였다는 기록이 있습니다. 고대 로마의 플리니는 석면이 저주를 막는데 효험이 있다고 주장하였습니다.

[slide #13]

고대 이집트에서는 파라오의 미이라 제작에 석면을 이용했고, 고대 페르시아에서는 석면을 불사조의 깃털로 생각했습니다.  그 밖에 석면은 묘지 내 등잔 심으로 이용되기도 했고, 가려움증 치료제로 사용되기도 했습니다.

이 것은 고대 이란의 타일인데, 거기에 불사조 문양을 넣었습니다.

[slide #14]

시간이 지나 중세 시대에 들어서는 석면이 갑옷의 단열재로 사용되었습니다. 사기꾼들은 석면으로 십자가를 만들어 이것을 마치 예수가 매달렸던 십자가의 나무로 만든 것처럼 속여 팔았습니다.

[slide #15]

(해당 내용 진하게)

19세기 말 산업혁명을 겪으면서 석면의 사용이 본격화되었습니다.  1860년경 미국과 카나다에서 석면을 단열재로 이용하였습니다.  1879년 캐나다 퀘백 주 아팔라치아 산자락에 최초의 상업적 석면 광산이 개발되었습니다.

20세기 들어 1970년대 중반까지 석면의 수요가 폭발적으로 증가하였으며,   3000여종의 제품에 석면이 사용되었습니다.

1970년 이후 석면의 이용과 그에 따른 질병의 관계가 확실해지면서 강력한 석면 규제가 현실화되고 이에 따라 석면의 수요가 급감하였습니다.

[slide #16]

석면에 대한 위해성은 아주 일찍부터 인식되어왔습니다.   이미 1세기 그리스의 스트라보는 석면 직조 노예가 폐질환을 앓는다는 것을 알고 있었고, 로마의 플리니는 석면 노예는 일찍 죽기 때문에 사지 말아야 한다고 주장했습니다. 1897년 비엔나의 한 의사는 한 환자의 폐질환이 석면 먼지의 흡입 때문이라는 진단을 내렸습니다. 1906년 폐질환 사망자를 부검했을 때 폐에 섬유증이 있다는 것을 기록한 문서가 발견되었으며, 1908년 메트로폴리탄 생명보험회사는 석면노동자의 보험료율을 높였습니다.

[slide #17]

1928년 Cook은 폐 내 석면의 영향을 밝히고 석면폐증, asbestosis 이라는 용어를 최초로 사용하였으며, 1931년에는 중피종 mesothelioma 라는 용어가 최초로 사용되었습니다. 1930년경 영국에서 석면 질병을 최초로 직업병으로 인정하였으며, 1935년 석면폐증 환자의 다수가 폐암에 걸렸음이 밝혀졌습니다.  1970년대 미 법원 문서에는 회사가 30년 전부터 인지된 석면의 폐해를 노동자에게 숨겨왔다고 기록되어 있습니다. 1970년대부터 미국 EPA 및 OSHA는 석면 규제를 시작하였으며, 현재 대부분의 선진국에세는 석면 사용이 전면 금지되었습니다.

[slide #18]

이 그래프는 년도에 따른 세계 석면 생산량과 한중일 3국의 석면 소비량을 비교한 것입니다. 이미 설명드렸듯이 1970년대까지 석면의 생산량이 급격히 증가하였다가 그 이후로 갑자기 감소하였음을 알 수 있습니다.  한국과 일본의 소비 추이도 이와 비슷하지만, 경제 후발 주자인 중국은 오히려 최근에 이르러 그 소비량이 큰 폭으로 증가하였음을 알 수 있습니다.

[slide #19]

우리나라의 경우 2007년부터  산업안전보건법을 통해 석면 함유 제품의 제조 수입 등을 전면 금지하였으며, 2009년 부터는 품질경영 및 공산품 안전관리법을 통해 모든 공산품에 공산품의 사용을 금지하거나 제한하고 있습니다.

[slide #20]

현재 세계 석면 생산량은 년 2백만톤 정도되며, 세계 1위 생산국은 러시아로서 전체의 55% 정도를 생산합니다.  그 아래로 중국, 브라질, 카자흐스탄 등이 주요 석면 생산국입니다.

[slide #21]

석면은 우리 몸의 다양한 부위에서 해로운 영향을 줄 수 있습니다.  석면에 의한 건강 위해성은 석면의 양, 노출 기간, 노출 방식 등에 의해 결정됩니다. 노출 방식이란 우리 몸이 어떠한 방식으로 석면에 노출되느냐 하는 것인데, 석면은 흡입 및 섭취 등을 통해 우리 몸으로 침투하거나 피부가 직접 접촉할 수 있습니다, 일반적으로 석면의 양이 많을수록, 노출 시간이 클수록 그리고 흡입했을 때 건강적 피해가 큽니다.

(설명 해당 부분 확대)

우리 몸으로 침투한 석면은 식도, 흉막, 후두, 심장, 기관지, 허파꽈리, 횡경막, 위, 창자 등의 기능을 방해하거나, 염증 심하면 암을 유발할 수 있습니다.

[slide #22]

이 그림은 건강한 세포가 어떻게 암세포로 변하는지를 보여주는 그림이며, 건강한 폐와 중피종에 의한 폐의 차이점을 보여주는 그림입니다.

지금까지 광물 먼지로 인한 환경 문제와 특히 석면의 특징과 환경 위해성에 대해 살펴보았습니다.  우리나라가 이들 먼지와 석면을 어떻게 규제하고 있는지를 알아보는 것은 여러분들의 몫입니다.

이러한 광물들로 인한 직접적 피해를 줄이는 것은 먼지를 줄이고 석면을 우리 주변으로 격리하는 것입니다. 미세 먼지의 발생 원인을 제거하고 우리 주변을 깨끗이 하며, 석면 제품을 서서히 제거하는 동안 무석면 제품으로 대체하는 일들이 필요합니다,

다음 시간에는 광물 자원 채취의 핵심인 광상에 대해 살펴보겠습니다.

[끝]

심화 토론:

이제 우리나라에서도 석면 제품의 제조와 사용이 금지되어 있습니다.  그러나, 우리 주변에는 아직 석면 제품이 많이 남아 있습니다. 이 남아 있는 석면은 모두 폐기 제거 되어야 합니다.  우리 주변에 아직도 남아 있는 석면 제품을 찾아보고, 이 석면 제품의 대체품으로 어떤 것을 사용하는지 조사해 봅시다.