인공화학물질

인공화학물질은 자연적으로 발생하지 않으며, 인간이 특정한 목적을 위해 합성한 화학물질을 의미한다. 이러한 물질은 다양한 산업 및 일상생활에서 널리 사용되며, 특정한 성질과 기능을 가지도록 설계된다. 샴푸, 비누, 살충제같이 사람이 공장에서 만들어낸 것이다.

개요

인공화학물질은 과학과 기술의 발전에 따라 자연에서 존재하지 않는 물질을 만들어냄으로써 여러 산업 분야에서 혁신을 가져왔다. 이들은 천연 자원의 한계를 극복하고, 더 효율적이고 특정한 요구에 부합하는 물질을 제공하는 데 기여한다.

역사

인공화학물질의 역사는 고대에서부터 시작되었으며, 금속의 제련이나 염료의 합성 등으로 점진적으로 발전해 왔다. 현대적 의미의 인공 화학물질 합성은 19세기 중반부터 급격히 발전하기 시작했다. 대표적인 예로, 1856년 윌리엄 헨리 퍼킨(William Henry Perkin)이 최초의 합성 염료인 모브(mauve)를 개발한 것을 들 수 있다. 이후, 플라스틱, 의약품, 비료, 농약 등의 다양한 분야에서 인공 화학물질이 개발되었다.

주요 유형

플라스틱 및 폴리머

• 폴리에틸렌(Polyethylene): 가장 널리 사용되는 플라스틱으로, 포장재, 용기 등에 사용.
• 폴리프로필렌(Polypropylene): 자동차 부품, 가전제품, 섬유 등에 사용.
• 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride, PVC): 배관, 전선 피복, 바닥재 등에 사용.

합성 섬유=

• 나일론(Nylon): 의류, 로프, 낙하산 등에 사용.
• 폴리에스터(Polyester): 의류, 산업용 섬유 등에 사용.
• 아크릴(Acrylic): 따뜻한 의류 및 가구 덮개 등에 사용.

합성 의약품

• 아스피린(Aspirin): 통증 완화 및 염증 억제.
• 항생제(Antibiotics): 세균 감염 치료.
• 항암제(Chemotherapeutic Agents): 암 치료.

농약 및 비료

• 합성 비료: 질소, 인, 칼륨 화합물로 작물 성장 촉진.
• 합성 살충제: 해충 방제를 위해 사용되는 화학물질.

합성 화장품 성분

• 파라벤(Paraben): 방부제로 사용.
• 실리콘(Silicone): 피부 보습, 머리카락 코팅 등에 사용.

장점

• 다양한 응용 가능성: 인공 화학물질은 특정 목적에 맞게 설계할 수 있어 다양한 산업 분야에서 활용된다.
• 대량 생산: 자연 자원과 달리, 대량 생산이 가능하여 비용 절감 및 공급 안정성을 보장한다.
• 특정 성능 향상: 특정 환경 조건에서 최적의 성능을 발휘하도록 설계할 수 있다.

단점 및 문제점

• 환경오염: 일부 인공 화학물질은 분해가 어렵고, 환경에 축적되어 오염을 유발할 수 있다.
• 인체 유해성: 일부 물질은 장기적으로 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있다.
• 폐기물 관리: 플라스틱과 같은 인공 화학물질은 폐기물 관리와 재활용이 어려운 경우가 많다.

환경과 건강에 대한 영향

인공화학물질의 사용은 현대 생활의 편리함을 제공하지만, 그 사용으로 인한 환경 및 건강 문제도 중요하게 고려되어야 한다. 플라스틱 오염, 합성 화학물질의 독성, 생태계 교란 등이 대표적인 문제로 대두되고 있다. 이에 따라, 인공 화학물질의 개발과 사용에 있어 지속 가능한 접근이 요구되고 있다.

미래 전망

• 친환경 화학물질 개발: 생분해성 플라스틱, 무독성 화학물질 등 지속 가능한 소재의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
• 재활용 기술 발전: 인공 화학물질의 재활용 및 재사용 기술이 발전하면서 자원 효율성을 높이고 환경 영향을 줄이려는 노력이 강화되고 있다.
• 정책 및 규제 강화: 인공 화학물질의 환경 및 건강에 미치는 영향을 줄이기 위해 규제와 정책이 강화되고 있다.

영원한 유해 물질 PFAS

1940년대 스리엠(3M)이 개발한 PFAS는 탄소와 불소가 강하게 결합한 인공화학물질이다. 자연 상태에서는 분해되지 않아 '사라지지 않는 화학물질(forever chemical)'로 불린다.

PFAS의 유해성은 개발 후 50년이 지나서야 발견되기 시작했다. PFAS에 노출되면 항체 반응이 감소하고, 콜레스테롤이 비정상적으로 높은 이상 지질혈증 등이 나타난다는 보고가 잇따른 것이다. 미국 과학공학의학한림원(NASEM)에 따르면 영유아와 태아의 성장 감소, 신장암 위험 등과도 연관성이 있는 것으로 나타났다. PFAS가 당뇨병, 비만, 심혈관 질환 등의 위험을 높인다는 연구도 이어지고 있다.

문제는 PFAS가 워낙 광범위하게 쓰여 노출을 피하기가 어렵다는 점이다. 식품 포장재, 프라이팬이나 냄비 코팅, 화장품, 의류 등 일상생활에서 사용하는 물건은 물론이고 반도체와 페인트 공정을 비롯해 각종 산업에 쓰여 왔기 때문이다. 다양한 경로를 통해 PFAS가 토양과 하수로 배출돼 동식물을 거쳐 인체에 축적되는 사례 보고가 늘어난 배경이다. 미국 지질조사국이 2016~2021년 미국 전역의 수돗물 성분을 분석한 결과, 미국 수돗물의 45%가 한 종류 이상의 PFAS에 오염돼 있는 것으로 나타났다.

이처럼 PFAS가 세계적인 보건 이슈로 떠오르면서, 각국에서 규제 바람이 불고 있다. 가장 적극적인 곳은 유럽연합(EU)이다. EU 산하 유럽화학물질청(ECHA)은 독일, 네덜란드, 덴마크, 스웨덴, 노르웨이가 지난해 1월 제출한 PFAS 전면 금지안을 검토 중이다. 시행이 확정될 경우에는 유럽 최대 규모의 화학물질 규제가 된다. 미 식품의약국(FDA)은 2024년 2월 식품 포장재에서 PFAS를 전면 퇴출했고, 환경보호청(EPA)도 지난달 대표적인 PFAS인 과불화옥탄산(PFOA)과 과불화부탄산(PBFA)의 식수 내 함량을 제한한다고 발표했다. 뉴질랜드도 지난 1월 PFAS가 포함된 화장품의 수입과 제조를 금지했다.

참고자료

• 박지민 기자, 〈환경 골칫거리 된 '만능 화합물'… 줄여라, 분해하라, 없애라〉, 《조선일보》, 2024-05-30

같이 보기

• 화학물질
• 화합물
• 비료
• 농약
• 플라스틱

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