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실내 공기를 정화하는 식물 (1) 목록

조회 : 5227 | 2013-05-07

길가에는 요즘 노란색, 분홍색 등의 화려한 꽃잔치가 벌어져 가히 봄의 절정이라 이르지 않을 수 없습니다. 그리하여 정말 완연한 봄입니다. 이렇게 아름다운 계절인 봄에도 마냥 즐거울 수 없는 것은 점심 식사 후에 으레 찾아오는 불청객인 춘곤증 때문입니다. 이럴 때는 밖에 나가 신선한 공기를 마시거나 창문을 활짝 열고 환기를 시켜야 합니다. 그러나 잦은 황사 현상으로 인해 창문을 열지 못할 때도 가끔 있습니다. 그런 경우, 밀폐된 실내에서 우리는 호흡을 하는데 답답함을 느끼며 머리가 아프기도 합니다.
이것을 해결하는 좋은 방안은 실내 공간에 녹색식물을 적절히 배치하는 것입니다. 녹색식물은 인간의 뇌파 중에서 편안할 때 발생하는 알파파를 발생시켜 피로회복과 심리적 안정감을 줄 뿐 아니라 실내의 오염된 공기를 정화시키는 작용을 합니다.
자! 그러면 실내 공기를 오염시키는 물질과 그것을 정화하는 식물에 대해 알아봅시다.

 


※ 관련단원
식물의 세계(초등학교 4학년 2학기)
식물의 구조와 기능(초등학교 5학년 1학기)
생태계와 환경(초등학교 6학년 1학기)
생물의 구성과 다양성(중학교 1학년)

 

 

<알아보기>
- 실내 공기 오염물질
- 공기정화식물의 연구
- 식물의 실내 공기 정화 방법
- 공기정화 능력을 가진 원예식물은?
- 우리나라 자생식물 중 공기정화식물은?

 

 

실내 공기 오염물질

 

2002년 세계보건기구에서는 오염된 실내공기가 인류 건강을 위협하는 10대 요인 중 하나라고 발표하였습니다(World Health Organization Health Report, 2002). 대부분의 시간을 실내에서 생활하는 우리에게는 중요한 관심사가 아닐 수 없습니다. 
그럼 실내 공기 오염 물질의 발생 원인과 종류에 대해 살펴볼까요?  
첫째, 건물의 건축 자재에서 발생되는 포름알데히드(formaldehyde)와 BTX(benzene, toluene, xylene) 등의 휘발성유기화합물(VOCs, volatile organic chemicals)이 공기 오염의 주된 원인입니다. 그 밖에 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 미세먼지 등이 있습니다.

 

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요즘 건축하는 건물의 경우, 에너지 효율을 높이기 위해 이중창, 단열재 등을 설치하여 열손실 방지를 하고 있습니다. 그러나 이런 경우, 에너지 절감 효과는 좋으나 건물 내로 신선한 공기의 유입이 어렵습니다. 그러므로 ‘새집증후군’이라 불리는 증상인 아토피성 피부염, 천식, 그리고 비염 등이 우리의 건강을 위협하고 있습니다.
둘째, 실내 공기는 사람과 애완동물 등의 호흡으로 발생되는 물질에 의해 오염됩니다. 학교 교실의 공기를 조사한 결과 에탄올, 아세톤, 메타놀, 에틸아세테이트 등이 주로 발생하였습니다.
셋째, 공기 중에 있는 곰팡이 포자와 같이 공기 중에 떠다니는 미생물과 낮은 상대 습도 역시 공기를 오염시키는 원인입니다. 건조한 실내 공기는 코와 목의 점막을 자극하여 공기 중의 화학물질, 바이러스, 곰팡이 포자, 먼지, 알레르기 원인물질의 공격에 대한 저항력을 약화시킵니다. 

 

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공기정화식물의 연구

 

식물은 이런 실내 공기 오염 물질을 제거하는데 매우 효과적입니다. 특히 광합성 작용으로 공기 중의 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하여 실내 공기를 정화합니다. 또한 동물이나 건물의 각종 자재에서 발생하는 오염물질을 제거하여 실내공기를 정화함으로써 밀폐된 공간에서 생명체가 건강하게 살아갈 수 있도록 해줍니다. 이것이 밀폐된 우주선 공간의 생명유지시스템(life support system) 원리입니다.
 공기정화식물에 관한 연구는 NASA(미국항공우주국)에서 밀폐된 공간의 우주선 안에서 생명유지시스템의 실현가능성을 실험한 것으로 시작됩니다. 우주선 내에 300여 종류의 휘발성유기화합물(VOCs)이 있다는 것이 밝혀진 후, 1980년 NASA의 John C. Stennis Space Center는 실내식물이 밀폐된 실험실에서 포름알데히드를 제거하는 효과가 있다는 연구 결과를 발표하였습니다. 
이런 연구 결과는 그 당시 원예 및 조경사들은 물론이고 일반인들에게도 매우 획기적인 일이어서, 그 중요성으로 미국 조경업자협회는 NASA에 2년간의 공동 연구에 기금을 내어 밀폐된 실험실에서 12가지 일반적인 식물이 포름알데히드, 벤젠, 트리클로로에틸렌을 제거하는 능력을 평가하는 연구를 하였습니다. 1989년에 연구 결과가 발표되자, 미국조경업자협회는 ‘깨끗한 공기를 위한 식물협의회(Plants for Clean Air Council)’라는 비영리 단체를 창설하여 공기정화식물의 개발과 재배에 대한 연구에 계속 지원을 하고 있습니다. 지금까지 50종류의 실내식물을 대상으로 밀폐된 실험실에서 다양한 독성가스를 제거하는 식물의 능력을 실험하여 식물의 실내 공기정화 능력을 발표하였습니다.  

 

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식물의 실내 공기 정화 방법

 

1) 식물체 내로 공기 오염물질을 흡수하는 실내 공기 정화 방법
공기 오염물질은 잎의 기공을 통해 식물체로 흡수되어 뿌리로 전달되어 뿌리 주변에 서식하는 미생물에 의해 분해됩니다. 또한 잎의 증산작용으로 기공을 통해 수증기가 증발하면 물이 뿌리를 통해 식물체 내로 흡수되어 위쪽으로 이동합니다. 이 때 뿌리 주변의 흙 쪽으로 공기가 빨려 들어가 뿌리 주변의 미생물에게 산소와 질소를 공급할 수 있습니다.


그럼, 식물의 종류에 따라 어떤 공기 오염물질을 흡수하는지 알아볼까요?

 

가. 포름알데히드
포름알데히드는 실내공기에 있는 가장 일반적인 독소입니다. 그러므로 공기 중 포름알데히드를 제거하는 능력이 식물의 공기정화 능력의 순위를 결정하는 데 중요한 기준이 됩니다. 실내에서 포름알데히드를 배출하는 것은 합성수지, 건축자재, 종이타월, 직물, 가스레인지 사용 등으로 매우 많습니다. 포름알데히드에 접촉할 경우, 천식, 암, 만성호흡기 질환, 그리고 신경 심리적 질환이 일어날 수 있습니다.
NASA의 실험 결과, 포름알데히드 제거율이 높은 식물은 보스톤고사리, 거베라, 피닉스야자, 드라세나 자넷 크레이그, 대나무야자, 네프롤레피스 오블리테라타, 인도고무나무, 그리고 아이비 순이었습니다.

나. 휘발성 유기화합물 (VOCs)
실온에서는 휘발하기 쉽고 피부에 잘 붙으며, 특히 새집증후군의 주요 원인입니다. 아레카야자, 스파티필름 등은 휘발성 유기화합물 제거 능력이 높은 식물입니다.

다. 일산화탄소
연료의 불완전연소로 발생하는 기체입니다. 적혈구의 산소운반 능력을 저하시켜 두통, 구토, 호흡곤란을 일으킵니다. 스킨답서스는 일산화탄소 제거 능력이 뛰어난 식물입니다.

 

 

2) 식물 방출 물질에 의한 실내 공기 정화 방법
식물은 여러 물질을 방출해 실내 공기를 정화시킵니다. 식물체 내에서 방출되는 물질의 종류와 실내 공기 정화 방법을 알아봅시다.

 

가. 음이온
사람은 산소와 함께 음이온을 흡입하여 건강을 유지하고 있습니다. 오염된 공기는 오염물질 대부분이 양이온으로 대전되어 음이온의 비율이 낮아집니다. 음이온은 전기적 특성에 따라 양이온으로 대전된 오염물질에 전자를 주어 안정화하여 땅에 떨어지게 하여 제거합니다. 또한 식물에서 방출된 음이온은 양이온이 많은 생활환경에 노출된 현대인들에게 충분한 음이온을 공급함으로써 이온 불균형 문제를 해결합니다. 음이온이 발생하는 식물은 팔손이, 스파티필름, 실비디움, 광나무 등입니다.
 

나. 향(피톤치드)
공기 정화 연구에서 식물이 가득 찬 방은 식물이 없는 방보다 공기 중에 떠다니는 곰팡이와 박테리아가 50-60%나 적게 함유되어 있다는 것이 밝혀졌습니다. 그것은 식물이 공기 속 곰팡이 포자, 박테리아로부터 스스로를 보호하기 위하여 식물성 화학물질을 방출하기 때문이라는 연구결과가 나왔습니다. 피톤치드(phytoncide)는 식물을 의미하는 피톤(phyton)와 죽인다는 의미를 갖는 치드(cide)의 합성어이며, 향(피톤치드)은 탈취, 항균, 방충 효과의 3가지 기능을 합니다.

다. 수증기-실내 습도 조절
식물은 기공을 통해 수증기를 내보내는 증산작용을 하여 실내 습도를 조절합니다. 식물은 대기가 건조할 경우, 증발량을 증가시키고, 습하면 감소시키는 자기 조절 능력이 있습니다. 또한 증산작용에 공기 중으로 방출되는 수증기는 완전 무균 상태로 가장 안전하고 위생적이므로 천연 가습기의 역할을 톡톡히 합니다.

라. 미세먼지
먼지 입자는 지름이 2.5㎛ 미만인 미세입자와 2.5㎛ 이상인 거대 입자로 구분합니다. 사람의 건강에 해를 끼치는 미세입자는 식물의 기공을 통해 직접 흡수되거나 잎 표면에 있는 털 등에 흡착되어 제거됩니다. 또한 일반적으로 양이온으로 대전되어 있는 미세먼지는 식물에서 발생한 음이온에 의해 제거되기도 합니다.

다음주에는 구체적으로, 어떤 식물들이 탁월한 공기정화 효과를 가지고 있는지 자세히 알아보도록 하겠습니다.

주제!
식물
관련단원 보기
*초등4학년 2학기 식물의 생활
메밀묵장국
*초등4학년 2학기 식물의 생활
딸기를 먹는다는 것은 - 과일
*초등4학년 1학기 식물의 한살이
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*초등5학년 1학기 식물의 구조와 기능
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닮은 듯 다른 식물 구별하기: 진달래, 철쭉, 그리고 산철쭉
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