[종이원심분리기 9/11]

*모둠2 박규하(2)-남승주(2), 이재은(1)

[코로나모의진단실험 6/19]

*모둠3 오유림(2)-김세연(2), 서아연(2), 박서원(1) [카제인단백질 친환경 난연제 10/2]

*모둠4 김세아(3)-나애지, 하도연, 박혜원, 박세연 [오호만들기 5/29]

태양열 온풍기는 태양열에 의해 데워진 공기를 환풍기를 통해 집 안으로 들여보내는 원리에 기반하여 온도 유지를 위한 상변화 물질,공기순환을 위한 모터를 동반한다.

태양열 온풍기는 연탄보다 에너지 효율 1.7배 정도 높고,태양열의 에너지 효율이 거의 100%라는 장점이 있다.또한,설치에도 용이하다.

밭이 많은 전형적인 시골마을인 킴방은 상수도는 아예없고 우물물에서는 비소가 검출되는 지역이다. 이곳에서 빗물을 이용하지 않는집, 수입이 거의 없는집을 선정하여 빗물탱크를 설치하였다.

지붕의 먼지를 쓸고 내려오는 첫 빗물은 버리고 깨끗한 빗물만 모으도록 빗물탱크를 설계하기 위해서 빗물탱크 밖에 작은 통 하나를 연결해서, 빗물이 일단 그 통을 먼저 채우도록 설계하였다. 그러면 먼지 섞인 초기 빗물은 통에 남고 그 뒤에 내려오는 깨끗한 빗물만 탱크로 넘어간다.

2010년에는 플라스틱으로 만든, 평소에는 납작하고 물이 채워지면 풍선처럼 부풀어 오르는 튜브방식의 저장소를 사용하였다. 그러나 절반 이상의 집들이 제대로 사용하지 않았다. 플라스틱 탱크는 겉모습이 탱크처럼 보이지 않고 약간 허름해 보이기도 하고 쭈구려 앉아서 물을 받아야하니까 사용하기 불편했고 물에서 냄새가 났다. 게다가 튜브가 고정되어 있지 않고 유동적이라 움직일 때마다 밑에 가라앉아있던 입자들이 다 떠올라서 물이 다시 오염되기도 했다.

이점을 개선하기 위해 알루미늄 탱크를 사용했다. 또한 탱크에 구멍을 뚫고 호스를 연결해서 탱크 내부의 물높이를 밖에서도 똑같이 볼 수 있도록 만들었다.

팀앤팀은 현지 펌프관리자를 양성해 펌프에 문제가 생겼을 때 현지에서 곧바로 해결할 수 있게 했다. 마을에 물관리 위원회를 만들어 기본적인 교육을 하고 사용법과 문제해결법을 가르쳐주고 그 다음, 수자원 관련 현지 전문가들과 연결시켜 해결할 수 없는 문제가 생기면 그 사람들에게 도움을 요청할 수 있도록 했다. 물론 어려움도 있었다. 패킹을 교체하다보니 맞는 것도 있고 맞지 않는 것도 있어서 간단하게 수리할 수 없었다. 따라서 이들은 재질과 사이즈를 표준화하여 어려움을 해결해나갔다. 또한 현지관리자가 기회를 찾아 도시로 떠나게되는 인재유출이 일어나게 되면 이 시스템이 제대로 운영되지 않는데, 이것은 개발의 딜레마로, 막을 수는 없다고 했다.

https://youtu.be/PtxPJGsBdDc?si=y8vPzWkpfflMKaSy

2011년 에코한울에서 태국 고산지대에 나무로 부실하게 집을 짓고 살고있는 사람들을 위해 흙 집을 제작하였다. 처음엔 버려진 집의 바닥을 흙으로 바르고 물흙벽돌과 압축흙벽돌을 제작하여 벽체를 세워 모델하우스를 만드는 리모델링 형식으로 제작하였다. 2012년 두번째 프로젝트에선 기초를 콘크리트로 닦고, 그 기초위에 압축할수록 단단해지는 흙의 성질을 이용한 공법인 다짐공법으로 벽을 만들었다. 지붕은 흙으론 적합하지 않아 대나무를 사용해 경로당을 만들었다.

흙은 스스로 습도를 조절하는 기능이 있어 방안이 쾌적하고, 흙을 통해 외기가 들어와 통풍과 정화작용에 수월하다. 또한 흙은 탁월한 축열재이기에 실내 공기를 따뜻하게 해주는 역할을 한다. 실제 경로당을 사용한 주민들은 굉장히 쾌적하고 따뜻하며 실내에 오염된 공기가 없고, 바람도 새지않는다고 말했다.

탄자니아의 물 부족 문제를 해결하기 위해 박사과정을 하고 있는 두 사람이

직접 그곳에 갔다. 현지인들이 물이 투명하니 오염되지 않았다고 생각하고

오염된 물을 사용하고 있다는 것을 알게 되었다. EC-키트를 통해 수질검사를 한 결과 콜리럿 검사에서는 18곳, 페트리필름 검사에서는 20곳에서 양성 반응이 일어났고 그 중 13곳은 심각한 질병을 일으키는 열내성 대장균이 발견되었다. 탄자니아에 갔다온 두 사람은 모바일 앱을 통해 식수 문제의 심각성을 알리고 기부를 하거나 이용료를 납부하는 등 겅제적 기여 방법을 제공하도록 하게했다. 또 바이오샌드 필터를 공급하여 깨끗한 물을 사용할 수 있게 해주었다.

바이오 샌드 필터 구조

아래에서 위로 올라가며 각 구조를 보기로 한다. 가장 하단에는 굵은 자갈을 깔아둔다. 굵은 자갈층이 높을 필요는 없다. 최종적으로 걸러진 물에 모래가 섞이지 않기 위함이다. 가장 밑부분에서 깨끗한 물을 내보내기 때문에 배수 자갈이라고도 한다.그 위에는 좀 더 작은 자갈을 쌓아놓는다. 이 또한 두꺼울 필요는 없다. 주 역할은 그 위에 쏟아부을 모래가 배수 자갈 쪽으로 흘러 내려가지 않도록 막는 역할이다. 그래서 분리 자갈이라고 한다. 모래보다는 살짝 크고 배수 자갈보다는 작은 자갈이 적당하다.그 위에는 고운 모래가 들어간다. 여기서부터 본격적이 필터 역할을 수행한다. 전체 필터 컨테이너(정화통)의 60~70% 정도를 채우면 된다.

이 고운 모래 위에 있는 미생물막있다. 이 필터가 '바이오' 샌드 필터라고 이름 붙여진 이유기도 하다. 모래 위 1~2cm 정도인데, 사전에 물을 넣으면 물속에 있는 미생물이 얇은 막을 형성한다. 제작자가 미생물 막을 직접 만드는 것이 아니라 자연 발생한다. 미생물막이 형성되는 데는 1~2주 정도의 시간이 걸린다.

병원균을 제거하는 원리

물 분산 판을 거쳐 방울방울 떨어진 오염수는 미생물 막과 만난다. 여기서 첫 번째 정수 효과를 볼 수 있다. 오염수에는 이물질로 인해 탁도가 높고 병원균이 살고 있다. 오염수 속 이물질과 병원균 상당수가 미생물 막을 통과할 때 걸러진다. 물이 통과할 수 있는 정수 필름 같은 역할이다.

미생물 막 속 미생물이 병원균을 잡아먹기도 한다. 오염수 내 병원균 수를 절대적으로 줄일 수 있다. 오염수의 탁도 또한 감소시킨다. 탁도는 물속에 있는 흙, 먼지 등 이물질 때문인데, 미생물 막을 통과하지 못한다. 또 미생물 막은 일부 중금속이나 독성 물질을 정화하는데도 어느 정도 효과가 있는 것으로 알려졌다.

이렇게 개발한 기술과 디자인, 비즈니스 모델은 개발도상국 학생들의 교육에도 활용되었는데 2013년 UNDP의 후원으로 한국을 방문한 15명의 몽골, 캄보디아, 미얀마 학생들이 ‘솔라 멀티 차저’ 제작에 대해 강의를 듣고 간 적도 있습니다. 여기에 사용된 첨단기술들도 적정기술이 될 수 있냐고 생각할 수 있는데 개인적 차원으로만 보면 첨단기술은 당연히 비싼 기술이지만 좀 더 넓은 시각에서 보면 그렇지만은 않습니다. 아프리카 전체 인프라 구축 비용과 비교해 보면 오히려 훨씬 경제적일 수 있습니다. ‘LG 친환경 적정기술 연구회’는 적정기술이 단순히 기술 수준의 높고 낮음으로 정의되어서는 안 되고, 어떻게 해야 더 많은 사람들이 기술의 혜택을 누릴 수 있는지를 기준으로 삼아야 한다고 하였습니다.

이를 극복하기 위해서 레토로트형의 장치를 만들어 사용해봤지만 원래 주민들이 사용하는 방식보다 시간이 10배정도 더 걸렸고 시각적인 문제로 인해 사용하지 않으려고 하는 문제점이 있었다. 그래서 박스형 회수장치로 두번째 시도를 했다. 박스형 회수장치는 박스 상부에 송풍기를 부착하고 토치를 박스에 삽입해 직접 가열하되 수은증기는 블로워를 통해 배출되는 방식이였다. 전보다 작업 시간은 단축되었지만 열때문에 블라워가 빨리 고장난다는 단점이 있었다. 그 후에는 제품을 새롭게 만들다기 보다는 이미 있는 제품을 적용시킬 수 있게 지역정부나 대학교와 함께 손잡아 주민들이 사용하도록 하는 전략을 세웠다. 하지만 주민들은 자신들이 원래부터 쓰던 방식을 계소구해서 고수하였다.

이 과정을 거치다 보니 현지인들이 직접 필요성을 느끼지 못하고 기술을 사용하려는 의지가 없다면 적정기술도 지속가능할 수 없게 된다.

독고석 교수는 몽골의 환경을 충분히 관찰하고 비소 문제를 파악한 뒤 비소 흡착제를 개발했고, 미생물과 비소 둘 다 제거할 수 있게 샌드필터에 비소 흡착제가 들어있는 필터를 제조했다.

박순호 소장은 비소 흡착제를 이용한 정수기에 대해 연구를 거듭하여 태양광을 이용한 자가발전으로 사용 가능하고 전처리 필터, 활성탄 필터, 울트라 필터, 역삼투 필터로 이루어져 큰 입자부터 비소까지 다 걸러낼 수 있는 태양열 정수 시스템을 개발했다. 이를 이용하여 이동식 정수 시스템도 개발했다.

블루 콘 스모커는 효성과 기아대책이 운영하는 대학생 봉사단 '블루챌린저'가 개발한 적정기술 제품으로 옥수수 껍질을 연료로 사용하여 옥수수를 훈연할 수 있는 장치입니다.

블루 콘 스모커의 주요 특징

1. 연통 높이 조절: 연통 높이를 조절할 수 있어 사용자의 연기 흡입을 방지할 수 있습니다.

2. 장작 투입구: 장작 투입구가 있어 사용자가 자리를 비워도 연소 상태를 유지할 수 있습니다.

3. 옥수수 껍질 활용: 옥수수 껍질을 연료로 사용하여 연료 비용을 절감할 수 있습니다.

4. 간단한 조작: 사용법이 간단하여 별도의 교육 없이도 쉽게 사용할 수 있습니다.

블루 콘 스모커의 활용 및 효과

블루 콘 스모커는 전기 및 가스 인프라가 부족한 개발도상국 지역에서 활용될 수 있으며 이를 통해 주민들은 옥수수를 손쉽게 훈연할 수 있어 식량 보존과 연료 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

블루챌린저는 베트남 까오방성 등 개발도상국을 방문하여 현지 주민들에게 블루 콘 스모커를 보급하고 사용법을 교육하고 있어 주민들의 삶의 질 향상에 기여하고 있습니다.

소개 이유

블루 콘 스모커는 적정기술, 지역 주민 삶의 질 향상, 지속가능한 기술 보급, 대학생 봉사단의 노력 등 다양한 측면에서 의미 있는 제품이라고 할 수 있는 가치가 있다고 생각하여 소개합니다.

에콰도르의 키토에 사는 사람들은 맑은 물을 사용한다. 에콰도르의 문제점은 물부족이 아닌, 오염된 물이라는 것이다. 높은 고도에서 물을 사용한 후 오염물을 강에 버리면 고도가 낮은 사람들은 오염된 물을 사용해야 한다. 따라서 이런 문제를 해결하기위해 자연을 이용한 하수처리 시스템이 개발되었다. 주민들이 각자 뒷마당에 구덩이를 파서 분뇨를 배출하다보니 수질이 오염되는 게 이 지역의 오랜 고민거리였다. 최 교수가 개발·보급한 친환경 정화조가 혁신을 일으켰다.

최의소 교수는 에콰도르를 방문하여 우리의 경제발전 경험을 전수함으로써 개발도상국의 개발 및 빈곤퇴치에 기여하기위해 문제해결방안을 생각해보던 중 에콰도르의 문제점을 파악하고 간단한 하수처리를 할 수 있는 ‘에코리우 (eco rio)를 발명했다.

에콰도르에선 열악한 하수처리시설인 웅덩이나 부패조를 이용하는데 최의소 교수가 개발한 에코우리는 부패조의 장점을 살리면서 부패조에서 해결하지 못하는 오염물질들을 제거히는 시스템이다. 개발과정에서 전기를 사용하지않고 자연의 원리를 그대로 이용하였다. 이 시스템은 부패조, 돌을 이용한 록필터, 그리고 습지를 결합한 종합시스템이다. 부패조로 통과한 물은 강으로 가기 전에 비스듬하게 조성된 록필터를 거친다. 록필터에서는 부패조와 조금 다른 방식으로 미생물분해가 이루어진다. 돌 표면에 살고있는 미생물들이 부패조에서 처리하지못한 오염물질을 마저 처리하고 이 미생물들은 물이 울퉁불퉁한 돌 틈을 통과할 때 발생하는 풍부한 간고 덕분에 더욱 활성화된다.

에코리우시스템은 한국의 하수처리 기술 및 연구 경험에서 나온 아이디어이다. ‘Eco Rio’라는 이름엔 환경을 의미하는 에코도 담겨있지만 에콰도르와 한국의 협력으로 강문제를 해결하겠다는 의미도 담겨있다.

2학년-11월 6일(11월 20일로 연기)

1학년-11월 6일(11월 20일로 연기)

한국기술교육대학교 2기 대원들은 지역개발에 필요한 중요한 정보인 댐의 정확한 위치를 물었지만 이 마을엔 제대로 된 지도가 없어 제각기 다른 정보를 이야기 하였다.

생활수준이 정체되어 있어 생활수준을 높이기 위해서 마을 현황을 파악하여야 하기에 가장 기초적인 도구인 지도를 만들기로 하였다.

대원들은 어디까지 담페마을 인지를 확인하기 위해 마을의 대략적 윤곽과 위성사진을 구글맵에서 쉽게 찾았다.

찾아본 담페 마을의 범위는 주거가 밀집된 지역부터 넓은 경작지를 포함하고 있었다

대원들은 마을 발전이 실질적으로 기여하는 지도를 원하였기에 마을 사람들이 어떻게 이용하고 한눈에 파악하고 앞으로 어떻게 더 개발해야 할지 논의 할 수 있는 아름다운 지도를 만들고 싶어 하였다

그리하여 집,교회,마을회관,역등 마을의 기본정보,마을에서 재배하는 농작물에 관한 정보,홍수 다발 지역,개발가능 지역에 대한 정보를 지도에 싣기로 하였다.

첫팀은 마을 중심부와 강지역을 돌아보고 둘째팀은 바랑가이 중심으로 남동쪽 구역 작물별 농경지를 조사하고 마지막 팀은 바랑가이 홀 중심으로 서쪽지역 거주지겨 재배작물을 조사하기로 하였다.

조사하면서 대원들은 마을 사람들의 역사,경제상황등에 대한 정보를 들을 수 있었으며 친근한 이웃으로 다가왔다.

그래서 현지답사자료와 주민들의 취향을 받아 지도를 제작하였다

파란색을 메인 컬러로 정하며 토지 이용 현황과 지형등을 여러 색깔로 표사했다.

도로,상점,가옥등을 표시하며 마을의 전반적인 정보를 파악할 수 있게 하였다.

또,홍수때 침수가 잦은 지역은 표시하여 주민들의 토지 이용에 참고가 되게 하였다

지역개발에 있어 지리 정보는 필수적이며 이미 많은 국가들이 GIS를 이용하여 지역의 현안들을 해결하고 있다.

지리 정보 시스템은 사회문제 해결에도 활용할 수 있다

현대화된 지리 정보 시스템은 이처럼 국가 및 지역의 이슈를 파악하고 미래 정책을 세우는데 반드시 필요한 핵심요소 이다.

이 대원들이 한 ‘담페 마을 지도 제작 프로젝트’는 어떤 농작물을 어디 경작하면 좋을지 농작물 이용해 사업아이템을 개발할 수 있는지 어디에 무슨 건물을 만들어야 가장 많은 사람들이 편리하게 이용할 수 있는지를 쉽게 파악할 수 있다.

이러한 이유로 필요한 내용을 충실히 반영함으로써 지도 만등기가 적정활동의 한분야가 될 수 있다.

세농업은 세계에서 규모가 가장 큰 산업으로 약 10억명이 종사하며, 약 1조 달러가 농업을 통해 유통된다. 또한 지구 면적의 반이 농업에 사용되고 있다.

식량 부족에 대한 부패한 정부의 영향

이집트 독재자 무바라크는 미국과 PL-480 협정을 체결했는데 대량 생산되는 미국의 잉여 생산량을 매우 싼 값에 이집트에 팔아넘기자 경쟁력을 잃은 농민 대다수가 농업을 포기하게 되었다.

그러나 다른 예로는 2002년 브라질 대통령 룰라는 조건부 복지(학교에 다니거나 예방접종을 맞는 등)를 시행하여 GDP가 급상승하개 되었다.

농업 생산력 증가 방법

1. 농민에 의한 토지 소유

2. 기술로는 자연농업(자연 생태계의 원리와 질서를 그대로 따라가는 것이 적합하다

   예를 들어보자면 1991년쿠바는 기존의 대규모 관영농법을 소규모 가족농업 중심의 유기농업과 자연 농업으로 체제를 전환했다. 그로 인해 식량자급률은 거의 두 배가 되었고 그 이유 중 하나는 부족자원의 철저한 재화용과 순환농업 등 자연친화적 기술을 도입한다는 것이다. 분해자 역할로는 미생물의 역할이 특히 중요했다. 미생물을 키우면 토양이 비옥해지고 생물들이 늘어나 농장이 건강하고 아름다운 공간으로 바뀌게 된다.

3. 적정기술을 통한 지속가능한 농업

   예로는 우간다 지역에선 닭 한마리의 가격은 약 5천원이고, 그곳에는 옥수수나 콩이 흔하기 때문에 사료의 재료는 쉽게 구할 수 있지만 문제는 분쇄하는 기술이 없다는 것이다. 그래서 물레방아나 연자방아와 같은 적정 기술을 도입한다면 그러한 문재는 해결이 될 것이다.

오호는 미역과 다시마와 같은 해조류에서 나오는 성분이며 물에 넣으면 미끈거리고 흐물거리는 일긴산 나트륨과 물을 섞어 젓산칼슘을 떨어뜨려주면 방울 형태의 물방울을 만들 수 있습니다

이러한 원리과 비슷한 원리를 가지는 예시가 무엇이 있을까 생각 하다가

유행이 되었었던 모델링 팩이 생각 났습니다

모델링 팩은 가루와 물을 적정 비율로 섞어서 점성을 만든 다음 얼굴에 도포하여 몇분 정도 기다린뒤에 말려 떼어내는 팩이다

이러한 팩 과정을 보아 점성을 띠며 오호와 같이 막을 생성한다는 점에서 비슷함을 느껴 이 모델링 팩의 원리에 대해 조사해보았습니다.

모델링 팩이 고무처럼 굳어지는 이유는 다시마나 미역등 갈조류에서 추출한 점성물질인 알지네이트가 물과 방응하여 고무처럼 변하여 굳는 것이다.

이러한 원리를 보아 점성물질을 다른 성분과 반응 시켜 단단하게 만든다는 원리와 비슷하다고 생각되었다

오호실험을 통해 새로운 지식을 알게되었다.

오호만들기를 준비하면서 오호가 가정과 기업, 공공에서 각자 플라스틱 이용을 줄이기 위해 사용될 수 있다는 것을 알게되었다. 또한 탄소배출 감소의 효과와 지속가능한 자원을 사용하여 환경에 부담을 덜어준다는 긍정적인 효과도 있음을 알 수 있었다.

이 실험은 키트로 한거라 먹어보진 못했지만 다음에 기회가 된다면 실제로 먹을 수 있는 오호를 접해보고싶다.

나애지-8

박세연-6

박혜원-4

김세아-2

오호는 플라스틱 대체제로 각광받고 있는데 식물로부터 얻은 전분으로 만든 생분해성 제품입니다.

생분해성 제품이란 흙 속이나 물속에 있는 미생물을 통해 물과 이산화탄소로 분해되는 제품을 말하는데

생분해로 인해 환경적인 문제에서 벗어날 수 있는데 왜 상용화가 되지않고 있을까요? 바로 생분해가 되는 시간이 상대적으로 긴 편이며 강도가 낮아 사과 4~5개만 넣어도 쉽게 찢어질 가능성이 있기 때문입니다.

이를 보완한 바이오 플라스틱이 한국화학연구원에서 제작되었는데 이는 100% 생분해되는 고강도 비닐봉지 입니다. 기존 생분해성 비닐봉지에 비해 인장강도가 2배가량 우수해 잘 찢어지지 않고 땅속에서 6개월 이내에 100% 분해가 된다고 합니다. 기존의 바이오 플라스틱 제품에 목제로부터 추출한 셀루로오스와 키토산을 첨가하여 강도는 강하고 키토산 덕분에 별도의 향균처리 없이 자체적으로 식품 부패를 방지하는 향균능력도 갖췄다고 합니다.

키토산은 천연 향균제로 박테리아를 살균하는 능력이 있어 실제 대장균을 노출시킨 후 48시간이 경과하면 바이오플라스틱 필름의 대장균은 90% 없어진다고 합니다.

전문가들은 이 기술이 대형마트에서 쓰는 비닐봉지, 과일을 포장하는 비닐롤백, 커피음료 빨대 등으로 개발 가능하며 세계로 나아갈 수 있는 기술이라고 하였습니다.

오염된 토양이나 물을 정화하는 방법은 원위치 산화 (ISCO, In-situ chemical oxidation)기술과 식물정화기술을 이용한 방법이 있습니다.

원위치 산화기술은 오염된 현장에서 지하수와 토양에 직접 산화제인 과산화수소와 과황산염을 주입해 오염물질을 분해하는 기술로, 이를 통해 산업공단,화학공단,유류 저장 및 수송 시설,매립장 인근의 유 무기 오염물질을 분해해 오염된 지하수를 깨끗하게 정화할 수 있습니다.

그러나 산화제의 주입은 지하수를 함유한 지층인 대수층 토양의 자정능력 악화라는 또 다른 문제를 일으킬 수 있어 이에 대한 과학적인 안정성 평가가 필요합니다.

이에 한국과학기술연구원과 한국건설기술연구원의 공동연구를 통해 대수층 토양에 대한 ISCO 기술의 안정성을 평가하고 토양 미생물의 자정 능력 회복 가능성을 확인했다고 밝혔습니다.

연구진은 과산화수소와 과황산염을 대수층 토양을 각각 노출시킨 후 미생물 군집 및 활성,광물 조성 변화, 미생물 활성 회복 능력을 조사한 결과 고농도 과황산염이 주변 환경 조건을 산성화시키고 미생물 활성을 둔화시킨 것을 확인했습니다.

대수층 토양이 산화제에 노출됨에 따라 전반적으로 미생물 활성이 감소하였는데, 저농도 과황산염에 노출된 대수층 토양의 경우 상대적으로 미생물 활성 감소 폭이 작았으나, 고농도 과황산염에 노출 된 토양 조건에서는 미생물 활성이 뚜렷하게 감소하고 광물 조성과 미생물 군집도 상당 부분 변화되었습니다.

또한 산화제에 노출된 대수층 토양에 오염물을 주입하여 미생물 화성 회복 능력을 평가하였더니, 저농도 과황산염에 노출된 대수층은 6주 후 60% 정도의 오염물질이 분해되었는데 이는 산화제에 노출되지 않은 토양과 유사한 수준이였습니다.

반면 고농도 과황산염에 노출된 토양에서는 20% 유기물만 분해되어 자정능력이 회복되기 어려움을 확인하였습니다.

이에 연구진은 “산화제에 대한 대수층 토양의 안정성을 평가해 미생물의 회복이 가능한 환경친화적인 정화 기술을 제시했다는데 의의가 있다며 향후 다양한 오염지역의 지하수 수질을 개선해 양질의 수자원을 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다” 라고 밝혔습니다.

식물을 이용한 오염토양 및 수질 복원은 식물을 이용하여 중금속,방사성원소,유기용매 비료,농약 등으로 오염된 토양과 물에서 오염 물질을 제거시키거나 무독화시켜 토양의 본래 기능을 회복시키는 기술입니다.

식물을 이용한 오염정화는 전통적인 복원 기술인 물리, 화학적인 기술과 비교할 때 식물정화에 필요한 에너지를 궁극적으로 태양에너지에서 얻기 때문에 비용이 경제적이고 물리적 토양복원의 대표적인 방법인 토양굴착법은 자연을 훼손시키며 화학적 처리나 미생물 이용은 2차 오염의 위험이있습니다.

이에 반해 식물을 이용한 토양오염 정화는 생태계와 생물 다양성을 보호하며 2차적인 오염을 일으키지 않는 환경 친화적인 특징이 있습니다.

이 활동은 통해 적정기술의 사례가 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있고 생각보다 많은 발전이 이뤄졌다는 사실을 알게 되었고 우리나라가 생분해성 기술에 관심이 많고 기술 발전에 힘을 쏟고 있다는 사실을 알게 되었습니다.

저의 진로인 생명공학 기술이 단순히 상업적 이익을 넘어서 사회적 문제 해결에 큰 역할을 할 수 있다는 점을 깨달았습니다. 특히, 적정기술은 개발도상국이나 취약한 지역 사회에서 생명공학의 응용 가능성을 보여주고 자원 절약과 환경 보호를 중시한다는 사실을 알게 되었고 생명공학 기술도 지속 가능한 방향으로 발전해야 한다는 필요성을 느끼게 되었습니다.

또 우리 주변에서 할 수 있는 환경을 위한 노력은 무엇이 있을지 생각해보고 더 관심을 가지는 계기가 되었습니다.

저는 식물을 이용한 오염 토양 사례를 보고 추후 식물을 이용한 오염 토양 정화에 대해 실험을 해보고자 계획하고 있습니다.

적은 양으로도 확실하게 확인할 수 있어 신기하였다

그런데 생각보다 여러용액이 필요하다는 것을 알게되었다

아쉬운 점은 색 나타나는 이유에 대해서 자세히 알지 못하여 이에 대해서 더 알아보고 샆다. 그래서 알아보니 기질(substrate)이 검출 항체의 효소에 의해 변환되어 색 변화를 생성하는 것이였다.

실험 키트에 따라 모의 실험을 하였고, 모의 실험을 하면서 본실험을 할 때 혼란이 없도록 용액을 모둠마다 분류하였다. 그리고 ppt는 모둠이 같이 제작하였으며 실험과정과 원리 등에 대해서 작성했다.

패스트 패션에 대한 탐구 경험으로 현실적으로 이러한 구매 추세가 줄어들기는 어려움을 깨닫고 의류의 소재가 바뀌어야 한다는 생각을 가짐. 적정기술을 활용한 의류 산업이 다양한 가치를 지닌 비즈니스 모델임을 이해하고 세계의 다양한 사례를 알아 봄. 커피찌꺼기를 활용해 의복을 만드는 실현 가능한 계획을 세우고, 재료를 구하여 실험을 해보는 창의적이고 적극적인 태도를 가진 학생임. 이후 발표를 통해 직접 만든 옷을 소개하고 무슨 옷을 만드는 것과 더불어 어떻게 옷을 만들 것인지에 집중하겠다는 자신의 패션 철학을 밝히며 친구들의 큰 호응을 받아 최우수 발표자로 선정됨.

동아리부원들과 생분해성 소재에 대해 탐구하고, 생분해 필름 포장재 오호 만들기 실험을 주도함, 분해되어 잔여물을 남기지 않는 생분해성소재의 원료와 종류, 만들어 지는 과정, 분해 기간을 분석한 보고서를 작성하며 지속가능한 발전을 위해 이러한 소재의 개발과 적용이 중요함을 강조함. 갈조류 추출물의 방수성에 주목해 생산 과정분해 과정에서 탄소 배출을 줄이는 방수 의류 개발 계획과 오호와 같은 친환경 코팅제를 개발하여 오염 물질을 차단하는 동시에 생분해가 가능한 적정기술 방수복에 대한 심화탐구 계획을 밝힘. (457)

일회용품 사용이 늘어나고 있는 현재에 이것을 보완할 수 있는 방법 중 하나인 오호 만들기 실험을 주도함. 오호가 칼슘과 알긴산 분자의 반응으로 그물 형태를 이루어 지는 원리에 대해서 화학반응식을 이용해 발표함. 오호가 가정, 기업, 공공에서 어떤 방식으로 쓰이는지, 더 상용화 되기에 부족한 점에는 어떤 것이 있는지에 대해서 조사하고 자신의 생각을 밝힘. 식품 포장에서도 일회용품이 대신 오호나 친환경 플라스틱를 사용해야한다고 생각함.

끈을 잡고 늦췄다 당기는 것을 반복하는 것만으로 최대 분당 12만 5천회가 된다는 것이 신기했고, 10~20분만에 말라리아 기생충을 분리할 수 있어 말라리아를 빠르게 진단할 수 있는 좋은 기술인 것 같다. 또한 이를 이용해서 여러 병을 진단하고 예방할 수 있을 것 같다.

그리고 원심분리기가 도는 방법를 알아 보니 한 번 회전한 물체가 계속 회전 하려는 회전관성과 원운동을 하는 물체가 중신에서 바깥으로 힘을 받는 원심력이 있어서 혈장과 혈구가 분리될 수 있는 것 같다.

원심분리를 한 후 헤마토크릿 모세관에 혈액이 분리되면 헤마토크릿 판독표에 올려놓고 혈구의 비율을 찾는다. 헤마토크릿은 혈액 내에 적혈구가 얼마나 많은지를 퍼센트로 나타낸다. 여성은 40%, 남성은 45% 정도가 정상범위이며 수치가 낮으면 빈혈이다. 말라리아에 감염되면 혈장에 이물질이 보여서 말라리아 감염 여부를 알 수 있다.

원심분리기의 원리는 회전에 의한 원심력으로 혼합물 내 밀도별로 나눠지도록 하는 것이다. 원심력은 물체가 회전하는 원의 주위에서 작용하는 힘으로, 중심축을 따라 회전하는 물체가 밖으로 향하는 힘을 의미한다. 종이원심분리기는 이 원심력을 이용하여 종이를 분리하는데, 분리기의 내부에는 종이를 고정시키는 원심축이 존재하고 이 축을 회전시킴으로써 원심력이 작용하게 된다.

활동을 준비하며 현지의 상황에 맞게 도움을 주어야 현지인의 삶의 질을 높일 수 있다는 것을 깨달았다. 아프리카에서 말라리아 감염으로 위험하다는 것은 알았지만 어떻게 감염여부를 알 수 있는지 새롭게 알게 되었다. 또한 활동을 하며 동아리 사람들과 가까워진 것 같아서 좋다.

원심분리기가 개발도상국에서 필요한 이유와 종이원심분리기의 장점을 조사하고 발표함. 한 모둠의 실험을 진행함

실험할 때 카제인이 잘 분리 되지 않을까봐 걱정했지만 식초의 양을 잘 조절해가면서 넣으니까 카제인이 잘 분리되었다. 카제인이 분리 될 때 우리가 아는 우유와 완전히 다르게 생겨서 신기했다. 카제인이 얼마나 묽은지

에 따라서 천에 카제인이 잘 발리는지 안발리는지도 알수있었다. 카제인

이 묽을 띠 천에 더 잘발렸다. 카제인을 바르지 않은 천에 불을 붙였을 때는 한번 불을 붙이니까 불이 꺼지지 않았다. 하지만 카제인을 바른 천에 불

을 붙였을 때는 불이 잘 붙지도 않고 붙어도 카제인이 있는 쪽에서 불이 꺼졌다. 실험을 통해 카제인의 난연성에 대해 알게 되어서 신기했다.

카제인은 난연제 뿐만 아니라 페인트, 접착제, 분유 커피 등에 많은 분야에서 사용이 될 수 있었다. 또한 카제인을 굳히면 친환경 플라스틱으로도 사용이 가능하다. 다양한 예시들 중 직접 실험을 해본 난연제로써의 사용은 간단하게 만들 수 있고 비용이 크게 들지 않는다. 난연제가 필요한 지역에서 간단하게 사용할 수 있고 분해가 쉬워 친환경적이기 때문에 적정기술이라고 할 수 있다.

실험에서 pH 조절과 원료 준비를 맡았다. 이 역할은 카제인 단백질 추출의 핵심인 단백질 응집을 직접적으로 관장하는 부분이었기에, 실험의 성공 여부에 큰 영향을 미쳤다. 작은 pH 변화가 카제인 응집에 큰 차이를 만들 수 있어 세심한 조절이 필요했으며, 이 과정에서 실험의 정확성과 재현성을 보장할 수 있었다. 또한, 원료의 정확한 계량과 준비는 실험 결과의 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 했다.

카제인 단백질 추출 실험이 끝난 후,  실험 결과를 정리하고 이를 바탕으로 발표 자료를 만드는 역할을 맡았다. 실험 과정에서 얻은 데이터를 체계적으로 정리하여, 실험의 목적, 과정, 결과 및 결론을 논리적으로 전달할 수 있도록 신경 썼으며,  실험이 단순한 이론적 과정이 아니라 실제로 문제를 해결해가는 과정임을 강조했다.

PPT를 제작할 때는 시각적인 자료와 함께 데이터를 명확하게 표현하는 데 주력했다. 카제인 단백질 추출 과정의 각 단계에 대한 이미지와 설명을 통해 발표 내용을 쉽게 이해할 수 있도록 구성했다. 또한, 실험의 의의와 앞으로의 연구 방향에 대한 부분도 포함하여 발표에 대한 완성도를 높였다.

발표는 팀원들 앞에서 진행했으며, 실험의 전체 흐름을 자연스럽게 설명하기 위해 대본을 작성하고 충분히 연습했다. 발표 중에는 청중의 이해를 돕기 위해 실험 과정을 간단하게 요약하면서도 중요한 부분에 대한 추가 설명을 덧붙였다. 청중이 질문했을 때는 실험의 세부적인 부분까지 정확하게 답변할 수 있도록 준비했으며, 실험 결과가 갖는 의미와 향후 연구에 미칠 영향에 대해서도 논의했다.

이 과정을 통해 실험을 이론적으로 이해하고 결과를 명확하게 전달하는 능력을 키울 수 있었으며, PPT 제작 및 발표 능력도 한층 향상되었다.

카제인 단백질 추출 실험을 진행하며 실험에서 준비 과정이 얼마나 중요한지 깨닫게 되었다. 적절한 실험 조건을 세팅하고 준비하는 것이 실험의 절반을 차지한다고 해도 과언이 아니었으며, 실험이 진행될 때 발생할 수 있는 다양한 변수를 최소화하는 데 노력했다. 이 경험은 과학적 실험에서 사전 준비의 중요성을 다시금 느끼게 해주었으며, 팀의 일원으로서 제 역할을 다했음에 뿌듯함을 느꼈다. 실험은 언제나 계획대로만 흘러가지 않으며, 다양한 변수에 대처할 수 있는 유연한 사고가 필요하다는 것을 배웠다.

그 원리가 우리가 흔히 접할 수 있는 단백질이라는 것이여서 더 신기했다.

그뿐만아니라 카제인 단백질을 기반으로 바이오 플라스틱을 만드는 것도

카제인 단백질을 이용한 적정기술이라는 것을 알게되었다.

카제인 단백은 열을 가하거나 약간의 화학 처리로 플라스틱과 비슷한 물질로

변형할 수 있다. 이 기술은 화학적 플라스틱 대신 생분해성 플라스틱을 만들 수 있는 잠재력을 갖고 있다. 플라스틱 폐기물이 문제되는 곳에서 카제인 단백질로

만든 바이오 플라스틱을 이용하면 좋을 것 같다는 생각을 했다.

왜냐하면 카제인 단백질로 만든 바이오 플라스틱은 생분해되기 때문에

친환경적인 포장재오 사용할 수 있기 때문이다.

또, 앞에서 말한 거 처럼 열과 단순한 기계적 압축을 통해 만들 수 있기 때문에

에너지 효율이 좋다.

소감: 축제를 통해서 동아리에서 활동한 내용들을 다른 학생들과 나눌 수 있어서 좋았던 것 같다. 또한 제작방법에 대해 알려주면서 다양한 위기(피가 잘 안 나오거나, 종이가 떨어지는)가 있었지만 그런 다양한 경험들을 하면서 위기 대처 능력을 키울 수 있었던 것 같다.

성화제날에 원심분리기에 대해 잘 모르는 학생들도 있었기에 차근차근 설명하려 노력하였다.

원심분리기 양쪽에 피를 담은 빨대를 붙여 균형을 맞춰야 하는데 피를 양쪽 다 하기엔 피의 양이 너무 많이 필요해서 한쪽만 붙여 완성시켰더니 잘 안돌아가는 원심분리기도 생겼다.

종이만 붙이면 거의 끝나므로 학생들에게 잘 알려준다면 빨리 끝나기도 했다.

한 조원이 여러명을 알려주기엔 버겁다고 느껴 조원을 도와 설명해드렸다

실험했던 원심분리기 키트와는 달라 실험방법이 약간달라 사전실험을 하여 실험방법을 습득하였다.

그래서 키트를 다루고 설명하기에 여러움을 가진 조원에게 실험방법을 설명하여 주었다.

학생들에게 알려주면서 실험원리에 대해 더 잘 이해하게 되고 실험방법을 잘 알려줄 수 있게 되었다.

소감- 친구들에게 적정기술을 소개하는 과정에서 친구들에게 새로운 내용을 설명할 수 있어서 뿌듯했다. 동아리부원들과 실험했을 때 종이 원심분리기를 만드는 과정에서 문제점이 생겼었다. 모세관이 앏아서 고무찰흙으로 막기 어렵고 잘 부러졌다. 그런데 성화제 때는 모세관이 이전에 실험했을 때보다 두꺼워서 모의 실험에서의 문제점을 해결할 수 있었다. 하지만 모세관이 더 두꺼워서 혈액이 더 많이 필요했다. 이전 실험에서 생긴 문제를 성화제에서는 보완할 수 있어서 좋았다.

모기라는 게 작은 곤충이지만 우리는 모기에게 많은 피들을 빼앗겼었다. 물론 우리가 물려왔었던 모기는 우리에게 큰 피해를 주었지않았지만 모기를 물렸을 때 위험한 상황이 발생할 수도 있다. 모기는 옛날부터 위생해충으로 알려져 있는데, 말라리아, 상피병, 일본뇌염, 황열, 뎅기열 등의 질병을 가져온다. 뇌염은 살충제를 많이 쓰는 최근까지도 그 피해가 계속되고 있다고 한다. 특히 개발도상국에서는 모기로 인한 질병이 심각한 건강 문제를 가져오는데 이를 예방하기 위한 방충제 혹은 모기장을 사용 할 여유가 없는 경우가 많다.

이런 문제들을 해결하기 위해 적정기술로 뭐가 있을 지 찾아보던 중 모기트랩이 간단하면서도 효과적인 적정기술로 큰 도움이 될 거 같아 선정하게 되었다.  이 적정기술은 환경적으로 지속 가능하면서도 실질적인 문제를 해결하는 방법을 보여준다. 이 모기트랩은 우리나라 여름철, 열대기후에서도 손쉽게 만들 수 있다. 만드는 방법으로는 먼저, 페트병 상단을 자르고 병 아래에 따뜻한 물과 설탕을 섞어준다. 그리고 이스트를 넣고 잘 녹여준 다음 잘라낸 페트병 윗부분을 거꾸로 병에 끼워 놓은 후 어둡게 신문지 등을 감싸 습하면서도 사람 없는 모기가 많은 곳에 놔둔다. 이 때 이스트(효모)는 살아있는 미생물로, 설탕을 분해하는 동안 이산화탄소를 방출하는 과정인 발효로 인해 나타난다. 또한 녹인 설탕이 이스트와 반응하면서 지속적으로 이산화탄소를 생성해준다. 모기는 동물이 내뿜는 호르몬과 호흡할 때 내뿜는 이산화탄소를 감지하여 표적을 찾는다. 모기의 이산화탄소 농도가 높은 곳으로 접근하는 습성때문에 트랩안에서 이스트가 설탕물과 발효되며 내뿜는 이산화탄소에 끌리게 된다. 이때 이산화탄소에 끌린 모기가 페트병 안으로 들어 가게 되고, 이산화탄소가 발생되는 물에 가까이가서 익사를 하거나 페트병의 통발과 같은 구조로 인하여 쉽게 빠져나가지 못하여 갇히게 되는 원리이다.

이 적정기술의 장점은 이스트와 설탕이 구하기 쉬워 현지에서 쉽게 활용 가능 하고 가난한 지역에서도 저비용으로 재료를 구할 수 있다. 또한 화학 살충제를 사용하지 않아 환경과 인체에 무해하다.

이 적정기술을 직접 만들어보았는데, 현실에서나 미래에서 쓰일 수 있으면 좋을 거 같아 아이디어를 구상해보았는데 이름은 ‘자동 모기트랩’이다. 이것은 이산화탄소를 발생시키는 용액과 LED나 열원을 결합하여 모기들을 유인시키는 것이다. 여기서 led와 열원을 사용하는 이유는 LED는 모기가 특정 파장의 빛에 끌리는 습성이 있고, 열원은 모기가 체온을 통해 사람을 감지하고 찾아와 체온을 모방하는 역할이기 때문이다. 이후 센서를 통해 모기가 감지된다면 전자파 또는 팬으로 모기들을 잡는 것이다. 이 것을 내가 그린 그림으로 표현하는 것 보다 현실적으로 표현되면 좋을 거 같아 AI에게 내가 구상한 대로 표현해달라고 하였다. 이 모기 트랩을 실내에 설치하게 된다면 모기 질병의 전염 위험이 줄어들 것이고 삶의 질이 개선 될 것이라고 예상한다. 또한 열대 및 저소득 국가에서 공중 보건에 긍정적인 영향을 미칠거라고 생각한다. 하지만 이산화탄소를 배출하는 물건이라 몸에 해로울 수도 있어서 안전한 농도와 환경을 정할 때 중요한 문제다. 따라서 소량만 발생하도록 설계하고 환기를 자주 시켜줘야한다.

눈을 밟았을 때 혹은 오염때문에 어그가 손상되는 것을 방지하기 위해 방수 스프레이를 뿌릴려고 제품을 고르던 중 문득 스프레이만으로 어떻게 방수가 되는지 원리가 궁금해져서 탐구 주제로 선정하게 되었다. 사람들은 여름 장마철에 신발이 비에 젖지 않으려고 뿌리는 방수 스프레이를 종종 뿌리곤 하는데, 시중에 판매중인 대부분의 상품에는 어떤 성분이 들어있는지 구체적으로 표기되어있지않아 제품의 안정성을 확인할 수 없었다. 따라서 방수 스프레이의 원리와 그것에 따른 문제점을 탐구해보았다.

방수성 스프레이의 주요 성분은 소수성 물질로 일반적으로 실록세인 기반물질인 실리콘계 화합물과 불소가 포함된 폴리머로 물과 기름을 모두 튕겨낼 수 있는 불소솨 화합물, 섬유 표면에 소수성을 강화하기 위해 사용되는 나노입자가 포함되어있다. 소수성 물질은 극성이 없고 물과 결합할 수 있는 친수성 작용을 대부분 하지 않아 물 분자와 반발하며 물방울이 퍼지지 않고 맺히게 된다.

방수 스프레이는 섬유 표면에 코팅층을 형성해 접촉각을 증가시킨다. (여기서 접촉각이란 액체가 고체 표면에서 이루는 각도이다.) 접촉각이 클수록 물방울이 퍼지지 않고 구형으로 유지하며 튕겨나간다.

작동 원리로는 방수 스프레이가 섬유 표면에 코팅층을 형성하며 나노입자가 사용되면 섬유 표면에 미세한 돌출 구조를 만든다. 이 구조로 인해 물방울이 표면과 접촉할 수 있는 면적을 최소화해 물이 쉽게 굴러 떨어지도록 만든다.

기능성 의류의 핵심은 방수와 투습이라고 하는데, 방수는 물 입자보다 구멍이 작은 멤브레인으로 해결하고 수증기 형태의 습기는 멤브레인과 원단을 빠져나오도록 한다. 기능성 원단의 발수제는 물을 튕겨내면서도 습기가 통과할 수 있어야 한다. (멤브레인이란, 특정성분을 선택적으로 통과시킴으로써 혼합물을 분리할 수 있는 액체 혹은 고체의 막임)

하지만 이렇게 유용한 방수 스프레이도 환경문제와 인체에 미치는 문제점들을 가지고 있다. 먼저 환경문제로는 많은 방수 스프레이는 퍼블루오로카본과 같은 불소계 화합물을 사용한다는 것이다. 이 화합물은 분해되기 어려운 지속성 유기 오염 물질로 환경에 축적되며 생태계를 오염시킬 수 있다.

인체 문제점으로는 방수 스프레이에 있는 미세입자를 흡입하면 호흡기 자극이나 알레르기를 유발할 수도 있고 일부 제품은 유기용매가 들어있어 폐 건강에 안좋은 영향을 줄 수도 있다. 이에 관련된 사례로 한국에서 한 남성이 야외 자켓에 발라둔 방수 스프레이를 흡입한 직후 급성 간질성 폐렴에 걸렸다고 한다. 내가 찾아본 논문에서 플루오로카본과 같은 방수제 성분을 조사해본 결과 겅분에 들어있는 불소화 고분자가 급성 호흡기 건강에 영향을 미칠 수 있다고 한다. 이런방수 스프레이는 불소공중합체, 즉 나노입자로 구성되어있어 눈으로 식별하기 힘든 작은 입자들이 호흡기를 통해 폐와 폐포까지 유입되어 호흡기까지 방수될 수 있다고 한다.

따라서 이런 사례에서 볼 수 있는 것 처럼 방수 스프레이에는 호흡기 질환을 유발할 수 있어 사용할 때 주의가 필요하다. 정부는 소비자 피해를 줄이려는 노력이 필요하다. 따라서 소비자 제품 사용으로 인한 중독 사례를 수집할 수 있는 국가 감시 시스템을 구축해야 한다.

출처-과학수업 | 발수 스프레이의 원리(아웃도어 뉴스)

방수 스프레이 흡입 노출로 인한 급성 호흡기 중독 사례 및 원인 고찰(박동욱)

, 호흡기 질환 유발’ 방수스프레이 믿고 쓸 수 있을까...정부·업체 안전관리 ‘구멍’

(투데이 신문: 김도양, 김소희)