분해제거반응을 공부하시고픈 분을 위하여

1. 전제조건

분해제거반응은 유해물질에 반응물질을 투입하여  이 유해물질을 분해하여 물과 독성이 없는 무해한 부산물을 만드는 것으로 유해물질을 제거하는 것을 이야기 한다.  유해물질의 예를 포름알데히드를 선정하여 설명을 하고자 한다.

포름알데히드(HCHO) + 반응물질  → 부산물 + 물(H₂O)

여기에서 검토할 사항은

- 포름알데히드와 반응물질이 위의 공식대로 분해제거반응(화학반응)을 하는 가?

- 반응물질과 생성되는 부산물 모두가  과연 독성이 없는 안전한 물질인 가?

- 이 분해반응이 지속될려면 반응물질을 계속 소모하여야 하는 데, 이 반응물질을 어떻게 계속 공급할 수 있는 가?  새집증후군에서는 이 지속성 여부가 가장 관건이 된다. 왜냐하면 포름알데히드는 5년간 지속 되기 때문이다. 따라서 반응물질이 5년간 지속적으로 공급되어야  포름알데히드가 지속적으로 분해처리 된다.

2. 화학물질의 분해제거반응

포름알데히드와 화학반응하여 분해를 하는 화학물질은 여러 종류가 있다.  다국적 화학업체에서도 공급되며 일본에서도 공급된다. 미국에서는 'Formaldehyde Scavenger' 라고 하고 일본에서는 'Formaldehyde Catcher'제라고 한다.

2.1 일본에서 공급되는 '포름알데히드 캣쳐'제의 설명을 예를 들면 다음과 같다.

이 제품을 합판에 칠하면 두께에 상관없이 0.3mg/L이하의 SE0급의 방산량으로 떨어져서 최우량등급으로 변하며 (첫번째 그래프)

그 효과는 3개월까지 지속된다(두번째 그래프) 이 포름알데히드 캣쳐제 제품을 판매하는 일본회사와 접촉을 하면서 다음의 사항을 들었다

"이 제품은 공업용 제품이며 공업용으로 사용하여야 하고 합판의 뒷면에 칠을 하여야 한다. 이것을 앞면에 칠하면 아니되고, 민수용으로 민간인에게 판매하는 것은 금지한다.

효과를 3개월까지만 실험하였으며 3개월이 넘는 경우에는 그 효과를 책임을 질 수 없다."

일본엔지니어와 몇번씩 교신을 한 후에, 다음과 같이  포름알데히드 캣처제에 대하여 결론을 내렸다

- 이 제품 혹은 그 부산물은 사람과 접촉을 하면 부작용이 생기거나 유해할 수 있다.

- 분해 반응 효과는 3개월 까지만 확인되었다.

2.2  일본제품 이외에 중국제품도 조사를 하여 보았다.  

중국 포탈에서 '포름알데히드 제거제 (甲醛清除剂)'라고 입력하면 수백의 제품이 나탄난다. 이들 제품중,  고르고 골라서, 가장 좋다고 생각되는 하기의 상품을 인터넷을 통하여 구입하였다. 회사자체의 설명이 설득력이 있었으며, 중국의 유명대학과 연계 개발되었으며, 무엇보다도,  중국의 대부분의 포름알데히드 제거제 성능이 40%~60% 정도이고 장기효과지속은 30%~40% 정도밖에 되지 않지만, 자기네들 제품은 제거 성능 90% 이상, 장기효과지속은 96% 이상이라고 소개한 것이었다. 장기효과에 아주 자신을 보여서,  그래서 구입비용보다도 택배비용을 더 많이 들이면서 수입을 하여 테스트를 하였다.

제품을 4개 구입하였는 데,  동일회사의 제품이지만,  그 용도가 각각  'MDF용', '카펫용',  '페인트용' 그리고 '방곰팡이용' 포름알데히드 제거제이다. 결과는 다음과 같다.

유해여부는 테스트를 하지 못하였다. 성능을 확인한 후에 할려고 하였는 데, 그럴 필요가 없었다.

야나기사와 센서를 사용하여 포름알데히드 분해능력을 테스트하였는 데,  단기 테스트에서는  모두 거의 완벽에 가까울 정도로 완벽하였다.  단기 시험에서는 포름알데히드를 거의 방출하지 아니하였다.

그러나 장기효과 시험에서는 그 효과가 사라졌었다.  도포 후, 1개월후에 시험을 하였는 데, 그 효과가 거의 사라져 버리고 포름알데히드가 그대로 방출되고 있었다.

2.3  결론은 일본제품이든, 중국제품이든,  적절한 제품을 찾지 못하였다.  제품의 안전성에는 의문이 있으며,  장기효과는 없었다.   한국의 새집증후군 제품에도 이러한 제품이 있는 것 같다.  하지만 일부러 테스트를 하지 않았다.

3.  천연재료의 분해제거반응

3.1 반응식을 다시 써 보겠다

포름알데히드(HCHO) + 반응물질  → 부산물 + 물(H₂O)

위식에서 반응물질로 천연재료, 특히 천연식물재료의 향이나 에센스를 사용하여 포름알데히드를 분해한다고 주장하는 것이다. 과연 사실일까?

3.2 공기정화식물

실내공기속에 있는 각종 오염물질이나 유해물질 등을 정화해 실내환경을 쾌적하게 하는 식물을 공기정화식물이라고 하며 이중에,  벤자민고무나무는  포름알데히드 제거효과가 있으며  스파티필룸은 알코올,아세톤,벤젠, 포름알데히드 제거 및 습도조절 능력을 갖고 있다.

3.3 식물의 실내공기정화 원리

(이미지출처: 농촌진흥청 국립원예특작과학원)

농촌진흥청 국립원예특작과학원에 의하면,"실내식물에 의한 포름알데히드 제거는 기공을 통해 흡수되어 포름산으로 전환되고, 포름산은 다시 이산화탄소로 전환되어 광합성 과정인 캘빈 사이클을 통해 당, 유기산, 아미산 등으로 전환됨으로 무독화 된다. 결국 흡수된 포름알데히드의(HCHO)의 탄소(C)는 이산화탄소(CO2)처럼 대사산물로 이용됨으로써 제거된다. 또한 근권부 미생물의 영양원으로 이용되어 제거된다. 포름알데히드 제거 능력이 우수한 식물은 디펜바키아, 부처손, 아왜나무 등이 있다." 라고 하고 있다.  즉 실내정화를 할려면 식물이 살아 있어서 광합성과 뿌리에 미생물이 살고 있어야 한다.

다시 이야기하면 식물을 채취하여 증탕을 하여 허브나 에센스를 채취하였을 때, 광합성 작용을 할 수 없고, 뿌리나 미생물을 갖고 있지 않다.  따라서 그 허브나 에센스가  포름알데히드나 다른 유해물질을 분해제거할 수 있느냐 하는 의문이 생긴다.

3.4  미국 환경청의 입장

미국 환경청은 공기정화식물에 대하여 매우 부정적이다. 우리나라 국립원예특작과학원보다 더 부정적이고 그리고 냉소적이다

미국 환경청(EPA)는 실내식물로 공기정화하는 것을 현실적이지 않다고 판단하고 있다. 우주선 내에서 공기정화를 할려고 식물로써 실험을 많이 하였는 데, 만족할 만한 결과를 얻지 못하였다. 만일 효과가 있었다면 우주선내에서 식물을 키우던가 아니면 허브나 에센스를 추출하여 우주선에 갖고 가서 뿌렸을 것이다. 우주선내에서 아니면 잠수함내에서 식물추출물을 사용한다는 보고는 아직 없다.

3.5  결론은 식물의 허브나 에센스가 포름알데히드나 다른 유해물질을 분해 제거하는 것은 어렵다고 보아야 한다.  국립원예특작과학원의 설명도 그러하거니나, 미국환경청의 주장은 더욱 부정적이다.  다음으로는 백보를 양보하여 그 효과가 있다하더라도, 그 효과는 단기간이다. 허브나 에센스가 실내에 오래 있을 수 없기 때문이다. 그 효과를 지속할려면  휘산기라는 기기를 이용하여 지속적으로 허브나 에센스을 휘산 시켜 주어야만 가능하다.  따라서 식물의 허브나 에센스의 새집증후군용도로는 부정적이다라고 결론을 내린다.

(끝)

(참고: 이 글은 2011년에 쓰여졌습니다. 일분 인용데이터는 갱신되었을 수도 있습니다)