생명과학 ① 10-6. 생명과학과 인간의 생활, 수질 오염

생명과학 ① 10-6. 생명과학과 인간의 생활, 수질 오염

◈ 인간과 생태계

② 수질 오염

ⓐ 수질 오염 물질

생활 하수, 산업 폐수, 농·축산 폐수, 비료, 농약 등에 들어 있는 여러 가지 유기물이나 화학 물질 및 중금속에 의해 일어난다.

유기물	과다한 양의 유기물이 유입되면 이를 분해하는 미생물이 급격히 증가하여 물에 녹아 있는 산소의 양이 줄어들게 되고, 그 결과 수생 동물의 호흡 장애를 일으킨다.
영양 염류 (N, P)	질산염, 인산염과 같은 영양 염류의 양이 증가하면 식물성 플랑크톤의 급격한 증식으로 적조 현상이 나타난다.
중금속	카드뮴, 납, 크롬 등과 같은 중금속은 먹이 연쇄를 통해 생물 농축되어 최종 소비자인 인간에게 큰 피해를 준다.
화학 물질 (살충제, 합성세제 등)	살충제, 농약 등과 같이 물에 잘 녹지 않고 화학 물질은 생물 농축되어 만상적인 중독을 일으킨다. 합성 세제는 물속의 인산염 농도를 높이고 거품을 만들어 대기 중의 산소가 물속에 녹아 들어가는 것을 차단한다.
열 폐수	발전소에서 나오는 열 폐수는 수온을 상승시켜 수중 생태계에 변화를 일으킨다.
석유	선반의 해양사고로 유출된 기름은 물 위에 얇은 기름 막을 형성하고 대기 중의 산소가 물속에 녹아들어가는 것을 차단하여 수중 생물의 호흡 장애를 일으킨다.

ⓑ 수질 오염의 판정

유기물에 의한 수질 오염의 정도는 물속의 산소량을 측정하여 판단하며, 그 밖에 무기 염류의 양, pH, 부유물질, 대장균의 수, 지표 생물 등을 측정한다.

* DO(Dissolved Oxygen : 용존 산소량)

물 1L에 녹아 있는 산소의 양이다. 단위는 ppm이며, 그 값이 클수록 깨끗한 물이다.

* BOD(Biochemical Oxygen Demand : 생물학적 산소 요구량)

^*호기성 세균이 물속의 유기물을 분해할 때 소비하는 산소의 양이다. 단위는 ppm이며, 그 값이 클수록 오염이 심한 물이다.

* 호기성 세균(好氣性細菌, aerobic bacteria) : 호기성 세균은 산소가 있는 곳에서 생육·번식하는 세균으로, 공기 중의 산소를 이용하여 영양소를 산화·분해하는 세포호흡을 한다.

* BOD 측정 방법

BOD = (물을 채취한 즉시 측정한 DO)

- (밀봉하여 20°C의 암실에서 5일 동안 유지한 후 측정한 DO)

* COD(Chemical Oxygen Demand : 화학적 산소 요구량)

물속의 유기물을 ^*과망간산칼륨()과 같은 산화제로 산화시킬 때 소비하는 산소이 양이다. 단위는 ppm이며, 그 값이 클수록 오염이 심한 물이다. 일반적으로 같은 물을 측정하더라도 COD가 BOD보다 높은데, 이것은 산화제가 미생물이 분해하지 못하는 유기물도 분해하기 때문이다.

* 과망간산칼륨 (potassium permanganate, 과망가니즈산칼륨) : 분자식은 으로 망가니즈산칼륨을 염소 또는 이산화탄소로 산화시키거나, 격막을 써서 전기분해하여 양극에 생긴 용액을 농축하여 냉각시키면 결정으로서 얻어진다. 과망간산칼륨은 산화제로 쓰이는데, 용액의 산성·중성·알칼리성에 따라 산화하는 모양이 달라지며, 산성인 경우가 산화력이 강하여 응용 범위도 넓다. 과망가니즈산염의 유기합성, 살균소독, 표백제 등의 원료로 사용된다.