영자

서효덕박사의 발표자료

다음은 2008년 4월 29일 여복회 모임에서 농업진흥청 원예연구소장으로 재직중인
서효덕박사가 발표한 " 실내 원예의 효용 " 발표 자료입니다. (운영자) ========================================================================================
여복회의 무궁한 발전을 기원해 마지 않습니다.

자료제공자 서효덕(徐孝德 3학년 8반)은 경남 진주 출신으로 진주중학교를 졸업하였고, 진주농대(현경상대학교)에서 농학사,서울대 농대에서 농학석사 및 농학박사 학위를 받음.

1976년에 수원에 있는 원예연구소에서 연구직공무원으로 출발하여 현재 고위공무원인 원예연구소장을 해 먹기까지 30년 이상 국록을 축내고 있음. 생활고의 문제로 약간 늦은 서른둘에 장가를 들어서 아들 둘을 연년생으로 두었는데 두놈다 군복무 후 복학하여 대학생으로 있으며 독립만세는 아득한 실정임.

오늘 드리고자 하는 말씀의 요지 ; 인간은 살아가기 위해서 먹고 마시고 또 숨을 쉬어야 하는데 숨쉬는 것이 제일 중요하다.먹는 것은 최대 20일, 마시는 것은 최대 일주일 쯤 중단되어야확실히 죽는데 숨쉬는 것은 5분만 중단되어도 살기가 어렵다.

그리고 사람은 하루 약 30kg의 공기를 섭취하는데 음식이나 물은 불과 2.5kg에 지나지 않는다(놀라운 사실이죠?). 즉 인체가 섭취하는 비율로 볼 때 85%가 숨쉬는 공기이며 음식은 7%, 물은 8% 밖에 되지 않는다. 숨쉬는 공기 85% 중에서도 압도적으로 중요한 것이 우리가 생활하는 실내공기이다.

인체의 물질섭취 기준량으로 보아서 57%라는 막강한 비율이 실내공기가 차지하므로 제대로 살려면 실내공기의 품질을 좋게 만들어야 하는데 가장 효과적인 방법이 식물을 키우는 것이다.실내에서 어떤 식물을 어디에서 어떻게 길러야 하느냐 하는 문제는 약간의 시행착오가 따르게 될 것이고 시행착오 비율을 줄이려면 왕농사의 왕희지 동문의 도움을 받으면 좋을 것입니다.

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< 실내 원예의 효용 >

13.2. 실내 공기정화

도시의 공기는 실내외를 막론하고 심하게 오염되어 있다. 미국 환경부는 현대인의 건강을 위협하는 5대 요인 중에 하나가 실내공기라고 규정 하였다. 현대인은 하루 일과 중에 90%이상을 실내에서 생활하며, 하루에 20-30 kg 정도의 공기를 마신다. 실내공기가 실외공기보다 현대인의 건강에 더 위협적이다. 원예식물은 공기정화 능력에 뛰어나며, 특히 실내공기의 정화는 원예적 접근과 효과 확인이 가능한 분야이다.

13.2.1. 실내 공기의 오염

도시공기의 가장 큰 오염원은 공장, 자동차, 난방기 등이다. 이들로부터 발생하는 각종 오염물질은 도시의 주택이나 빌딩 건물의 실내공기를 오염시키고 대부분의 일상을 실내에서 보내는 도시인의 건강을 크게 위협하고 있다.

도시의 실내공기를 분석해 보면 포름알데히드(formaldehyde), BTX(benzene, toluene, xylene) 등의 300-400여 가지의 휘발성유기화합물(VOC)이 주된 오염물질이다. 그 외에도 이산화탄소(CO₂), 일산화탄소(CO), 미세먼지 등도 주요 오염물질이다. 실외 오염물질은 아황산가스(SO₂), 오존(O₃), 질소산화물(NOx) 및 분진과 같은 입자상 물질 등이 있다.

특히 실내공기 중에 포름알데히드나 VOC 등은 새집증후군을 일이키는 원인 물질로 알려져 있다. 새집증후군은 아토피성 피부염, 아토피성 천식과 비염이 대표적인 증상이다. 우리나라의 새집의 경우 대부분 건강 기준치 보다 실내 오염물질이 높게 나타나 신축공동 주택에 대한 실내공기질 관리법이 2005년 말에 제정되어 시행되고 있다. 규제 대상 오염물질은 미세먼지, 포름알데히드, 일산화탄소, 이산화탄소, 부유세균으로 이들은 모두 식물에 의해 제거가 가능하다.

그림 13-2. 인체의 1일 물질 섭취량 비율

(실내공기, 공공시설공기, 산업배기 및 외기 전체의 성인 1일 공기 섭취 비율은 약 83%(무게로는 약 20-30 kg)로 음료, 물과 음식류 약 15%에 비해 훨씬 많다. 특히 실내공기의 섭취비율이 약 57%로 가장 높아 실내공기질(IAQ)이 인체의 건강에 영향을 미치는 가장 큰 요인 중에 하나이다.)

□ 공기정화식물과 생명유지시스템

우리가 생활하는 실내공간은 70년대 석유파동을 겪으면서 에너지 효율을 높이기 위해서 실내 밀폐율을 높여왔다. 겨울에는 난방, 여름에는 냉방을 위해 이중창으로 실내를 겹겹이 감싸 누기율을 낮춰왔다. 과거에 창호지와 흙으로 벽을 만들어 살던 주거 공간과는 달리 현대에는 콘크리트 건물로 실내공간이 마치 우주선 안처럼 자연과 독립된 공간이 되었다.

아래 그림처럼 완전하게 밀폐된 공간에는 촛불이 꺼지고 생명체는 죽는다. 그러나 이 공간에 식물을 같이 놓아두면 식물에서 나온 산소가 동물에게 주어져 호흡이 가능하고, 동물의 호흡에서 나오는 이산화탄소는 식물의 광합성에 활용되어 서로 생명을 유지하게 된다. 이 뿐만 아니라, 식물은 동물이나 실내 각종 자재에서 발생하는 오염물질을 제거하여 실내공기를 정화함으로써 밀폐된 공간에서 생명체가 건강하게 살아갈 수 있도록 해준다. 이것이 우주 공간에서 생명을 유지해주는 생명유지시스템(life support system)의 근본적 원리이다. 공기정화식물은 이러한 우주 정거장을 개발하기 위한 미국의 우주항공국 등에서 연구가 시작되었다

13.2.2. 식물의 실내 공기정화 원리

식물에 의한 공기정화 원리는 첫째 잎과 근권부 미생물의 흡수에 의한 오염물질 제거이다. 잎에 흡수된 일부 오염물질은 광합성의 대사산물로 이용되어 제거되고, 화분 토양내로 흡수된 오염물질은 근권부 미생물에 의해 제거된다. 둘째는 음이온, 향, 산소, 수분 등의 다양한 식물 방출물질에 의해 실내 환경이 쾌적하게 되는 것이다. 잎에 광량을 높이면 광합성속도가 증가하여 제거능력이 높아지고, 화분에 실내 오염물질을 자주 처리할수록 근권부에 관련 미생물이 증가하여 제거능력이 우수해 진다.

그림 13-3 실내식물의 공기정화 원리

(① 잎에 흡수된 오염물질은 대사산물로 이용되어 제거되고, 일부는 뿌리로 이동되어 토양

내 근권부 미생물의 영양원으로 활용되어 제거한다. ② 음이온, 향, 산소 등의 방출물질에

의해 환경이 정화되며, 증산작용에 의해 공중습도가 올라가고, 주변 온도를 조절한다. ③ 미

생물은 유기물을 분해하여 식물 영양원으로 제공하고, 뿌리 유출물은(광합성산물의 최대

45%) 미생물의 영양원이 되어 상호공생의 역할을 한다. 실내 공기 중의 VOC가 근권부 미

생물에 의해 제거된다. ④ 증산작용에 의해 화분 토양내의 부압이 형성되어 오염된 공기가

이동하면 근권부 미생물과 토양 흡착 등에 의해 제거 된다.)

13.2.3. 식물 흡수에 의한 실내 공기정화

1. 포름알데히드

포름알데히드는 각종 건축자재나 가구류의 방부제나 접착제 등에서 많이 발생하며 새집증후군의 주요 원인물질로 알려져 있다. 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.

그림 13-4. 포름알데히드 측정 챔버

<온도와 습도가 조절되는 커다란 환경조절실과 그 내부에 포름알데히드, VOC가 발생되지 않은 유리, 스텐레스, 테프론 재질로만 특수 제작한 밀폐된 챔버이다. 이 챔버는 식물 각각의 공기정화 능력이나 새집증후군 완화 효과 등을 구명하는데 사용되고 있다.>

2. 휘발성유기화합물

휘발성유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds)은 실온에서 액체로 휘발하기 쉬우며 피부에 잘 흡수되는 성질을 가지고 있고, 특히 새집증후군의 주요 원인물질로 알려져 있다. 건축재료, 세탁용제, 가구류, 카펫접착제, 페인트 등에서 주로 방출되며, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등이 대표적인 물질로 실내에서 300-400 종류가 검출된다. 휘발성유기화합물 제거 능력이 우수한 식물은 아레카야자, 스파티필럼 등이 있다.

3. 일산화탄소

일산화탄소는 요리할 때 불완전 연소로 인해 발생하기 때문에 사무공간보다는 일반 가정에 많은 무색, 무취의 기체이다. 호흡기관에 들어가 적혈구의 산소운반 능력을 저하시켜 두통, 구토감, 호흡곤란을 일으키며 심하면 사망한다. 스킨답서스 등이 일산화탄소 제거 능력이 우수한 식물이다.

13.2.4. 식물 방출물질에 의한 실내 공기정화

1. 음이온

인간은 산소(O₂)와 동시에 산소분자에 있는 음이온(O₂^-(H₂O)n)을 흡입함으로 건강을 유지한다. 인간은 숲에서 살아오는 과정에서 숲의 음이온 량(1cm³당 400-1000개, 평균 700개)에 신체가 이온균형을 유지하도록 적응하여왔다. 그러나 산업화 이후 도시화 되면서 대기가 오염되었고, 오염물질은 대부분 양이온으로 대전됨으로써 음이온의 비율이 낮아졌다. 자연상태와 가까운 환경에서는 공기 중의 음이온과 양이온의 비율이 1.2 : 1 정도이며, 이에 비해 도시지역이나 오염지역 등은 1 : 1.2-1.5으로 양이온의 비율이 높은 것으로 알려져 있다.

그림 13-5. 식물의 음이온 발생량 측정

<밀폐된 아크릴 챔버에 화분을 공간대비 30% 넣고, 음이온 측정기를 이용하여 각각의 식물에 대한 음이온 발생량을 측정하는 과정이다.>

가. 음이온 생성

음이온은 1cm³당 약 30조개 정도의 대기 분자 중에서 자외선, 우주선이나 지각에서 발생한 각종 방사선에 의해 1만개 이하의 극히 일부 분자에서 전자가 튀어나와 이온화 되는 과정에서 생성된다. 튀어나온 전자는 대기의 78%를 이루고 있는 질소(N₂)에 붙을 확률이 높지만 21%를 구성하고 있는 산소의 전자 친화력이 질소보다 약 100배 정도 높기 때문에 일반적으로 산소분자가 음이온이 되고 질소가 양이온으로 대전된다. 또한 물분자가 H⁺와 OH^-로 분해되고 OH^-에 물분자가 결합된 OH^-(H₂O)n형태로 대전 되는 것으로 알려져 있다. 그리고 숲속은 식물의 광합성 작용과 증산작용에 의해 산소와 물분자가 많아 음이온이 많다.

나. 음이온 효과

실내에서 음이온의 효과는 크게 두 가지로 요약된다. 첫째 음이온의 전기적 특성에 의한 오염물질 제거이다. 미세먼지나 화학물질 등의 오염물질은 양이온으로 대전되어 서로 밀어내며 공기 중에 떠다니게 된다. 이 때 음이온이 공급되면 오염물질은 전자를 얻고 안정화 되어 땅으로 떨어짐으로 제거된다. 둘째 피부와 호흡을 통해 몸속으로 들어간 음이온에 의한 신진대사 촉진 효과이다. 현대인은 양이온이 많은 생활환경에 노출됨으로써 각종 질병이나 스트레스에 시달리고 있다. 따라서 충분한 음이온 공급으로 신체의 이온 불균형에 대한 문제 해결이 필요하다.

다. 식물의 음이온 발생

음이온 발생량은 식물 종류별로 차이가 있으며, 공간에 약 30%정도 화분을 두면 공기 1cm³당 약100-400개정도 발생한다. 음이온을 많이 발생하는 식물은 팔손이나무, 스파티필럼, 심비디움, 광나무 등으로 대체적으로 잎이 크고 증산작용이 활발한 종이다.

2. 향(피톤치드)

피톤치드(phytoncide)는 식물을 의미하는 피톤(phyton)과 죽인다는 의미를 갖는 치드(cide)의 합성어이다. 허브의 잎 등에서 나는 냄새를 향이라고 부르는 반면에 수목에서의 향은 피톤치드라고 말한다. 향의 효능은 쾌적감과 소취․탈취 효과, 항균․방충 효과로 크게 3가지로 구분할 수 있다. 성분은 테르펜류와 같은 휘발성물질과 알칼로이드, 플라보노이드, 페놀성물질 등의 비휘발성물질도 포함한다.

피톤치드의 치드(cide)에서 추측할 수 있듯이 균을 죽이는 항균 효과를 갖고 있어 실내 부유세균의 수를 줄여 실내정화 효과가 있다. 또한 일부 향은 스트레스 호르몬인 코티졸(cortisol)의 농도를 감소시켜 스트레스를 완화 시키는 효과가 있다.

3. 실내 온․습도 조절

식물의 기공을 통한 증산이나 식재 용토 표면으로 증발되는 수분에 의해 실내 습도가 조절된다. 실내에 식물을 공간대비 9%를 두면 약 10%의 상대습도가 증가한다. 대기가 건조하면 증산과 증발량이 증가하고, 습하면 감소하는 자기조절(self-control)능력이 있다. 증산에 의해서 형성되는 공중습도는 완전한 무균상태이다. 식물의 종류, 배치 방법 및 배치 양에 따라 실내 환경의 온도, 습도가 달라진다.

4. 미세먼지

입자의 직경에 따라 2.5㎛ 미만의 미세입자와 2.5㎛이상의 거대입자로 분류할 수 있다. 인체 건강에 영향을 크게 미치는 것은 미세입자이다. 미세먼지는 약 20-30㎛ 정도 크기의 식물기공에 의해 직접 흡수 되거나, 잎 표면에 있는 털 등에 흡착되어 제거 된다. 또한 일반적으로 플러스(+)로 대전되어 있는 미세먼지는 식물에서 발생한 음이온에 의해 제거되기도 한다.

13.4.2. 실내 분화식물

1. 실내 공간별 환경 특성

일반 가정에서는 베란다가 가장 광량이 많은 곳이지만 햇빛이 있는 여름철과 겨울철 등에 온도변화가 가장 심하고 건조한 공간이다. 그러나 광이 부족한 실내공간을 고려할 때 가정에서 식물을 기르기에 가장 적합한 장소이다. 거실의 광량은 보통이나 사람이 가장 많은 시간을 보내는 공간으로 반드시 식물을 필요로 하는 공간이다. 부엌은 광이 부족하고 화장실은 광이 거의 없고 통풍이 불량하여 식물을 두기에는 적합하지 않은 공간이다. 그러나 광순화가 잘 된 식물의 경우 2달 정도는 견디는 경우가 많다.

2. 실내식물 기능에 따른 생활공간 배치

① 거실, 베란다 : 거실은 온 가족이 사용하는 주요 활동 공간이다. 따라서 그 어떤 공간보다 공기정화 기능이 뛰어나야 하며, 공간도 넓기 때문에 식물의 크기도 1m 정도의 큰 것이 좋다. 거실에 좋은 공기정화 식물로는 아레카야자, 인도고무나무, 드라세나, 디펜바키아 등이 있다. 베란다에는 휘발성유해물질(VOC) 제거능이 우수한 식물 중에서 특히 햇볕을 많이 필요로 하는 식물로 꽃이 피는 식물이나, 허브류, 자생식물 등을 배치하는 것이 좋다. 이러한 식물로는 팔손이나무, 분화국화, 시클라멘, 꽃베고니아, 허브류 등이 있다.

② 침실 : 침실은 하루의 피로를 풀고 수면을 취하는 매우 중요한 장소이다. 밤에 공기정화를 할 수 있는 식물을 배치해야 한다. 침실에 맞는 식물로는 호접란, 선인장, 다육식물 등이 있다. 이들 식물은 탄소동화 작용을 밤에 하기 때문에 이산화탄소를 밤에 흡수하는 식물이다.

③ 공부방 : 공부방은 아이들이 생활하고 성장하는 가장 중요한 공간으로 음이온이 많이 발생하고 이산화탄소 제거 능력이 뛰어나며, 기억력 향상에 도움을 주는 물질을 배출하는 식물을 둔다. 공부방에 좋은 식물로는 팔손이나무, 개운죽, 로즈마리 등이 있다. 발생된 음이온은 이동거리가 짧기 때문에 책상 위 등 가까운 곳에 두는 것이 좋다.

④ 주방 : 주방은 가족들의 먹을거리를 만드는 공간으로 가스레인지를 사용해 요리하기 때문에 다른 곳보다 이산화탄소와 일산화탄소의 발생량이 많다. 또한 거실보다 어둡기 때문에 음지에서도 잘 자라는 식물을 놓는 것이 좋다. 주방에 좋은 식물로는 스킨답서스, 산호수 등이 있다.

⑤ 화장실 : 화장실에는 각종 냄새와 암모니아 가스를 제거하는 능력이 뛰어난 식물인 관음죽, 테이블야자 등을 두는 것이 좋다. 관음죽은 암모니아를 흡수하는 능력이 뛰어난 식물이다.

그림 13-11. 기능성에 따른 생활공간별 식물 배치

<거실, 주방, 침실 등의 생활공간은 각각 사용목적이 다르고, 또한 식물을 기르기 위한 광 등의 환경조건도 차이가 있다. 이러한 공간별 특성을 고려하여 공기정화 효과가 우수한 기능성 실내식물을 배치하는 것이 좋다.>

2008-04-30 12:26:03 / 59.9.199.147