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  1. 2013.07.01 가전제품 전자파 얼마나 나올까?
  2. 2013.06.26 [실험]몽글몽글~ 저절로 부푸는 풍선 만들기
가전제품 전자파 얼마나 나올까?

한때 ‘전자레인지 괴담’이 온라인에 급속도로 퍼지면서 인터넷 게시판을 뜨겁게 달군 적이 있다. 전자레인지로 조리할 때 나오는 전자파가 암을 유발하고 뇌기능을 파괴하며 성 호르몬의 분비를 멈추게 하는 등 우리 몸의 면역시스템을 파괴한다는 것이 주요 내용이었다. 듣기만 해도 무시무시한 이런 주장이 왜 네티즌들의 이목을 집중시킨 것일까.

지난 2011년 5월 세계보건기구(WHO)가 휴대전화 전자파가 암을 유발할 가능성이 있다는 발표를 한 이후에는 보이지 않는 전자파에 대한 공포가 더욱 커졌다. 하지만 아직까지 전자파에 만성적으로 노출되면 인체에 어떤 영향이 있는지 명확히 밝혀진 바는 없다. 다만, WHO가 일부 가전제품 또는 고압선 주변에 어떤 문제점에 대해서는 사전적 예방주의가 필요하다고 권고하고 있을 뿐이다. 매일 사용하며 우리 삶을 편리하게 해주는 전자제품들이 우리 건강에는 어떤 영향을 주고 있을까.

전자파(electromagnetic wave)의 원래 명칭은 전기자기파(電氣磁氣波)로 우리는 이것을 줄여서 전자파라 부른다. 즉 전자파는 전기장과 자기장의 두 가지 성분으로 구성된 파동(波動)으로서, 공간을 광속도로 전파(傳播)하는 것이 특징이다.

전자파는 주파수(1초에 진동하는 횟수)에 따라 가정용 전원주파수 60Hz, 극저주파(0~1kHz), 저주파(1k~500kHz), 통신주파(500kHz~300MHz), 마이크로웨이브(300MHz~300GHz)로 분류된다. 그리고 적외선 < 가시광선 < 자외선 < X선 < 감마선 순으로 주파수가 높아진다. 전자파는 전기장과 자기장이 교차할 때, 혹은 교류전기로부터 급속히 발생한다. 비단 휴대전화 뿐 아니라 TV, 헤어드라이기, 전기장판, 냉장고, 정수기, 심지어 화장실의 비데까지, 모든 가전제품에서 방출된다.

알고 보면 태양도 전자파를 발생시킨다. 태양은 여러 가지 주파수를 방출하는데, 이 가운데 상당한 양이 지구에 도달하고 있다. 우리가 볼 수 있는 가시광선도 사실은 전자파의 한 작은 주파수 영역을 차지하고 있다. 결국 지구는 전자파에 의해 온도가 유지되고 있으며, 지구상의 모든 생물은 직접 또는 간접적으로 전자파로부터 에너지를 얻어 생명을 유지하고 있다고 봐도 무방하다.

그러나 인체가 만성적으로 전자파에 노출되면 건강상에 문제를 가져올 수 있다. 낮은 주파수가 인체가 장시간 노출되면 체온변화와 생체리듬이 깨져 질병으로 발전될 가능성이 큰 것으로 알려져 있다. 또한 아주 강한 전자파는 스트레스를 일으키거나 심장질환, 혈액의 화학적 변화를 유발할 수 있으며 남성의 경우 정자 수 감소, 여성의 경우 생리 불순 및 기형아 출산의 원인이 될 수 있다는 연구결과가 발표되기도 했다.

가전제품 30cm 떨어져 사용하는 것이 가장 좋아

국립전파연구원은 주요 가전제품 52개 품목의 전자파 노출량을 측정한 결과를 분석해 2013년 5월 30일 ‘가전제품 사용 가이드라인’을 발표했다. 국립전파연구원은 기본적으로 우리가 일상생활에서 사용하는 가전제품의 경우 인체에 노출돼도 큰 문제가 없다고 설명한다. 그래도 전자파 노출은 적을수록 좋다. 전자파를 조금이라도 줄이기 위해서 우리는 어떻게 해야 할까?

먼저 생활가전제품을 사용할 때에는 30cm 이상 거리를 유지하는 편이 가장 좋다. 가전제품을 몸에 바짝 붙여 사용할 때와 그렇지 않은 경우 전자파 노출은 최대 6~7배 차이가 난다.

전자레인지의 경우 음식이 잘 익고 있는지 궁금증이 발동해도 작동 중인 전자레인지 안을 들여다봐선 안 된다. 사람의 눈은 민감하고 약한 부위이기 때문에 이런 행동은 매우 위험하다. 즉석식품 등을 데우는데 사용하는 전자레인지의 경우 작동 중에 가까이에서 바라보면 전기장이 19.79V/m인데 비해 30cm만 떨어져도 4.55V/m으로 1/4 수준까지 전자파가 줄었다.

헤어드라이기를 쓸 때는 이왕이면 커버를 분리하지 않고 사용하는 것이 좋다. 커버가 있을 때 전기장이 185.42V/m인데 반해 커버를 벗기면 350.12V/m으로 전자파에 2배 정도 더 많이 노출되기 때문이다.

그런 의미에서 비데는 전자파 영향이 가장 크다고 볼 수 있다. 몸에 가장 밀착해서 사용하기 때문으로 비데를 사용할 때 방출되는 전자파는 425V/m에 달하는 것으로 조사됐다. 실내 습도 조절을 위해 사용하는 가습기도 최대한 멀리 놓고 사용해야한다. 가습기를 30cm 거리에 두고 사용할 때 발생되는 전기장을 측정한 결과 68.97V/m로 비교적 높은 편이었다.

겨울에 많이 사용하는 전기장판 역시 전자파가 나오는 전기제품이다. 전파연구원의 실험결과에 따르면 전기장판을 그냥 깔 경우 121.29V/m의 전기장이 방출되지만 두께가 3cm인 담요나 이불을 덮으면 93.52V/m, 5cm 담요를 덮으면 81.35V/m로 전기장 방출량이 줄었다. 또 저온(취침모드)로 온도를 낮추면 고온으로 사용할 때에 비해 전기장판 장기장이 절반 수준으로 줄었다. 참고로 전기장판의 전자파는 ‘온도조절기’와 ‘전원접속부’에서 가장 많이 발생한다.

가전제품 앞에서 측정된 수치 뿐 아니라 주변의 전자파도 신경을 써야 한다. 전기밥솥에서 밥을 담는 순간에도, 냉장고에서 반찬을 꺼내는 찰나에도 전자파는 흐른다. 냉장고의 경우 앞쪽보다는 뒤쪽에서 상당히 강한 전자파가 발생된다. 휴대전화의 경우에는 처음 연결되는 신호가 나올 때 가장 많은 전자파가 흐르고 엘리베이터처럼 밀폐된 공간에서는 신호를 잡기 위해 더 강한 전자파가 방출된다.

전자파의 영향을 효과적으로 줄일 수 있는 방법은 없을까. 시중에는 이러한 전자파를 차단해 준다는 전자파 차단 필터가 출시돼 있다. 하지만 일부 전자파 차단 필터의 경우, 이를 사용하자 전기장이 오히려 늘어났다. A사 제품 전원콘센트에 필터를 부착하지 않았을 때는 전기장이 94.62V/m 방출됐는데, 필터를 부착하자 95.87V/m이 방출됐다. B사 제품은 95.47V/m으로 전기장이 아주 조금 줄었다.

숯이나 선인장 등도 전자파 차단에 효과가 있다고 알려지면서 많이 사용되고 있다. 그런데 실험 결과 이러한 제품들이 실제로는 거의 효과를 발휘하지 못하는 것으로 조사됐다. 우리가 일반적으로 사용하는 가전제품은 220V 60Hz를 사용하는데, 60Hz 주파수가 방출하는 것은 숯이나 선인장으로 차단할 수 없기 때문이다. 따라서 숯이나 선인장을 사용하기보다는 가급적 가전제품과의 노출거리를 30cm 이상으로 유지하는 것이 전자파를 피하는 가장 쉽고 편한 방법이다.

또 전자제품은 플러그만 꽂아놔도 미세한 전자파가 발생하므로 사용하지 않는 전자제품은 플러그를 빼는 것이 좋다. 전자파도 줄이고 전기세도 아낄 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나다.

글 : 윤수영 과학칼럼니스트

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[실험]몽글몽글~ 저절로 부푸는 풍선 만들기             

우리가 내쉬는 숨에는 기체인 이산화탄소가 들어 있다. 이산화탄소는 무색, 무취의 기체로 동물이 내쉬는 숨이나 물질을 태울 때 발생하는 기체에 들어있다. 식물이 광합성을 할 때 꼭 필요한 기체이기도 하다. 이렇듯 이산화탄소는 지구상에 꼭 필요한 물질이자 항상 존재하는 물질이다. 여러 물질을 섞어 인위적으로 만들어 낼 수도 있다. 재미있는 화학 실험을 통해 이산화탄소를 만들어 풍선을 저절로 부풀게 해 보자.

[교과과정]
초등 3-2 액체와 기체의 부피
초등 5-2 용해와 용액
초등 6-2 여러 가지 기체

[학습주제]
산과 염기의 반응 알아보기
특정 액체의 반응으로 생기는 기체 알아보기
여러 가지 기체의 특성 알아보기

<실험 방법 및 원리>



<실험 동영상>




* 실험 참고사항 : 풍선을 병에 씌울 때 찢어지지 않도록 주의하세요.
실험에 사용한 약품과 용액을 먹거나 마시지 마세요.


실험에서 풍선이 저절로 부풀어 오르는 이유는 산과 염기가 만나 화학반응이 일어났기 때문이다. 식초에는 아세트산()이 들어 있고, 탄산수소나트륨과 만나면 물과 이산화탄소 기체가 발생한다.

반응은 풍선 속 탄산수소나트륨을 식초가 있는 병에 붓자마자, 순식간에 일어난다. 이때 병 속을 관찰하면 하얀 거품들이 끓어오르는 것을 볼 수 있으며 기포가 터지는 소리를 들을 수 있다. 이렇게 두 물질이 반응하며 생긴 이산화탄소는 병을 가득 채우고도 흘러넘쳐 풍선을 저절로 부풀게 한다.

[반응식]
탄산수소나트륨 + 식초(아세트산) = 초산나트륨 + 이산화탄소 + 물
NaHCO3(고체)+ CH3COOH(수용액)=CH3COONa(수용액)+CO2(기체)+H2O(액체)

산은 수용액 상태에서 수소 이온(H⁺)을 내놓고 염기는 수산화 이온(OH⁻)을 내놓는다. 이 반응에서는 고체 상태였던 탄산수소나트륨이 액체인 식초와 만나면서 녹아 수산화 이온을 내놓는다. 이것이 식초에서 나온 수소 이온과 만나면 물(H₂O)이 된다.

산과 염기가 만나면 일어나는 중화반응의 또 다른 예를 들자면 묽은 염산과 수산화나트륨 용액의 반응이 있다. 이 두 용액을 섞으면 염산의 수소 이온과 수산화나트륨의 수산화 이온이 만나 물이 만들어지고, 나머지 이온들로 소금이 만들어진다. 이렇듯 중화반응은 산과 염기가 만나 기존 자신들의 성질을 잃고 새로운 물질로 변하는 반응이다.

실험에 사용된 탄산수소나트륨은 베이킹파우더의 주성분으로 빵을 만들 때 많이 사용된다. 밀가루 반죽에 베이킹파우더를 첨가하고 오븐에 넣어 구우면 빵이나 쿠키가 봉긋 부풀어 오른다. 탄산수소나트륨에 가열을 해도 이산화탄소가 발생하기 때문이다.

[반응식]
탄산수소나트륨 (가열) → 탄산나트륨 + 이산화탄소 + 물
2NaHCO3(고체) → Na2CO3 + CO2(기체) + H2O(액체)

탄산수소나트륨에 열을 가하면 탄산나트륨으로 변하며 이산화탄소와 물이 생긴다. 그 결과 오븐에 넣고 가열한 빵 반죽에는 이산화탄소가 발생하며 점점 부풀어 오르고, 이 이산화탄소가 빠져 나간 자리에는 구멍이 생겨 스펀지처럼 변하게 된다.

탄산수소나트륨은 빵 외에도 사이다를 만들 때 사용할 수 있다. 물에 탄산수소나트륨과 시트르산을 섞으면 사이다처럼 탄산 기포가 순식간에 올라온다. 단, 이 상태로는 단맛이 전혀 나지 않기 때문에 설탕이나 시럽을 첨가해야 사이다가 완성된다.

하지만 사이다나 콜라 등의 탄산음료는 뚜껑을 열어둔 채 오래 방치하면 톡 쏘는 맛이 사라진다. 그 이유는 무엇일까. 탄산음료 속 이산화탄소는 물에 잘 녹는 성질을 갖는다. 특히 압력이 높고 온도가 낮을수록 물에 잘 녹기 때문에 탄산음료를 컵에 따른 후 실온이나 따뜻한 곳에 놓아두면 이산화탄소가 공기 중으로 날아가기 쉽다. 탄산 특유의 톡 쏘는 맛은 시간이 지날수록 공기 중으로 날아가는 것이다.

글 : 유기현 과학칼럼니스트

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