사람 체온 30도로 떨어지면 숨지는 이유는 '물'
한국과학기술한림원은 11, 12일 이틀간 서울 르네상스호텔에서 '물의 과학과 기술'을 주제로 국제심포지엄을 열었다. 육각수 이론을 제창한 고 전무식 박사를 추모하기 위한 것이다. 이를 계기로 물의 신비를 알아본다. 대관령에는 모기가 거의 없다. 보통 곤충은 기온이 섭씨 15도 밑으로 떨어지면 살아남기 힘든데 고지대인 대관령은 평균적으로 섭씨 16도 이상 올라가지 않기 때문이다. 사람의 경우 체온 30도가 생명 유지의 데드라인이다. 평상시 36~37도를 유지하고 있는 체온이 30도 밑으로 떨어지면 주변 기온과 관계없이 얼어 죽게 된다.  강릉대 화학과 윤병집 교수는 이런 현상이 발생하는 이유로 "섭씨 0도, 15도, 30도같이 15도 간격마다 '생명의 신비'가 숨어 있기 때문"이라고 설명한다. 각각 섭씨 15도 간격의 온도에 따라 생명체의 근간을 이루고 있는 수분에 큰 변화가 일어난다는 이야기다. 양자역학적으로 물 분자는 자신이 활동할 수 있는 공간의 범위 안에서 'S'자의 파장을 그리며 움직인다. 그 파장의 범위는 0.2Å(100억분의 1m)인데 이 파장은 기온이 섭씨 0도일 때 처음 시작점과 끝나는 점의 위치가 같아 가장 안정된 상태가 된다(그래픽a). 그런데 기온이 올라갈수록 물 분자가 활동할 수 있는 범위는 점점 커진다. 그러면 시작점과 끝점이 각자 달라져 물 분자는 불안정한 상태가 되는 것이다(그래픽b). 이 불안정한 상태는 활동공간이 계속 커져 다시 파장의 시작점과 끝점 위치가 같아지는 순간까지 이어지는데 그때가 바로 15도가 되는 순간이다(그래픽c). 따라서 물 분자는 '섭씨 0도, 15도, 30도, 45도…' 같이 15도 간격으로 가장 안정된 상태를 맞이한다. 물 분자가 안정된다는 것은 생명체엔 치명적인 일이다. 체내 수분의 분자가 안정돼 제자리를 지키고 있으면 다른 신진대사 활동을 방해하기 때문이다. 윤 교수는 "곤충.인간을 포함, 대부분의 생명체가 섭씨 15도 간격으로 신체의 급격한 변화를 보인다"며 "이는 몸을 구성하는 물 분자의 고유한 성질 때문"이라고 말했다. 반대로 이 성질을 이용해 과일.채소를 효과적으로 보관할 수도 있다. 음식물이 부패하는 것 역시 세포 속에서 여러 활동이 일어나기 때문인데 온도를 잘 이용해 물 분자를 안정시킴으로써 이런 활동 자체를 봉쇄해 버릴 수 있기 때문이다. 윤 교수는 "실제로 실험 결과 딸기.사과는 섭씨 0도, 고구마.바나나는 15도 근처에서 신선도를 오래 유지하는 것으로 나타났다"고 밝혔다. 섭씨 20도에서 어는 물도 있다. 거기서 어는 얼음은 '뜨거운 얼음'인 것이다. 서울대 화학과 강헌 교수팀은 최근 물에 전극을 넣고 100만V의 전압을 걸어 표면에서 아주 얇은 얼음층을 만드는 데 성공했다. 고압에 의해 물 분자가 한 방향으로 정렬하면서 얼음이 된 것이다. 통상 얼음이 어는 점은 섭씨 0도지만 2만5000바(bar, 지구의 대기압은 1바)의 압력을 가한 상태에서는 그 온도가 섭씨 100도로 올라간다. 보통 물이 펄펄 끓을 온도에서 물이 어는 것이다. 그러나 이는 현실적으로 만들기는 어려운 이론상의 얼음일 뿐이다. 강 교수팀이 만든 고온의 얼음도 그 이전까지는 이론상으로만 존재했다. 강 교수팀은 금으로 된 전극 사이에서 물의 전자가 어떻게 이동하는지를 연구하다 이런 현상을 발견했다는 것이다. 강 교수의 연구성과가 실용화된다면 앞으로 얼음은 차다는 고정관념을 수정해야 할 것이다. 물은 섭씨 0~100도의 대기압에서 아직까지 지구상에만 존재하는 액체 상태다. 너무나 흔한 물은 그러나 우주에서는 아직 볼 수 없다. 단지 얼음 알갱이나 기체 상태로 존재하고 있다. 최근 과학자들은 섭씨 영하 100도 이하의 얼음 알갱이 표면에서도 화학반응이 일어난다는 사실을 입증하고 있다. 그동안 이런 극저온에서의 화학반응은 거의 일어나지 않으며, 그런 사실 또한 알려진 게 거의 없었다. 극저온의 얼음 표면에서 일어나는 화학반응은 오랜 시간에 걸쳐 우주를 구성하고 있는 물질의 진화 과정에 큰 영향을 미쳤을 것으로 추정되고 있다. 박방주.김필규 기자<bpark@joongang.co.kr> |
| 2005.10.13 19:49 입력 / 2005.10.14 06:01 수정 |
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우리는 흔히 우물물과 지하수는 맛이 있는 물 이라고 생각하며 증류수나 역삼투압 정수기를 통과한 물은 맛이 없는 물이라고 표현한다. 일본 후생성의 물연구회에서 설정한 맛있는 물의 요건은 다음과 같다. 물의 맛은 마시는 사람의 습관,기호도,운동량등에 의하여 맛있게 느끼기도하고 그렇지 않기도 하는데 10도 전후로 차갑게한후 마시면 보통 맛있게 느껴진다. 이상의 내용을 요약하여보면 다음과 같다. 미네랄수란 어떠한 의학적 질병을 예방 또는 치료에 유익한 약리학적 효과를 갖고있는 물을 말한다. 미네랄수는 과학적으로 180도로 가열하여 생성된 잔사의 무게에 따라서 다음과 같이 3종류로 분류한다. 저농도 미네랄수는 고혈압 환자에게 혈압을 내려주므로 유익하다. 이물은 소화기계에서 급속히 흡수되고 신장에서 신속히 배출되기 때문에 매우 바람직하다. 중농도의 미네랄수는 혈액내에서 헤모글로빈의 형성을 촉진한다. 이물은 빈형,영양부족, 쇄약한 증상, 피부병에 효과가 있다. 중탄산소다와 중탄산칼슘이 풍부한 물로서 중탄산염 알카리로 알려지고 있다. 음식을 먹지않은 상태에서 이물을 마시면 위산분비를 억제한다. 음식을 먹거나 먹은 후에는 이물은 위산분비를 자극한다. 그러므로 중농도의 미네랄수는 체내에 축적된 산성 노폐물을 신속히 제거하는데 유용하다. 이같은 작용은 운동후에 축적되는 젖산(lactic acid)을 제거하는데에 사용된다. |
- 지구 표면의 70%가 물로 덮여 있으며 인체의 60-80%도 물로 구성 되어있다.
세상의 모든 생물은 물 없이는 생존할 수 없으며 우리가 숨쉬는 공기 중 에도 다량의 물이
함유되어 있다.
물은 그 엄청난 양뿐 만 아니라 열을 함축 하는 용량이
크기 때문에 더운 낮에는 태양으로부터 열을 흡수했다가 추운 밤에는 열을 서서히 발산하여
낮과 밤의 극심한 온도차를 완화시키는가 하면 더운 여름에 태양열을 흡수했다가
추운 겨울에 열을 서서히 발산함으로 서 지구의 전체적인 기온을 적당하게 조절하는 기능을
수행하는 것이다.
물이 없는 달의 낮과 밤의 기온 차는 엄청나다고 하며 물이 없는 사막의 낮과 밤의 기온 차도
아주 심한 편인데 이것이 그것을 입증해주고 있는 것이다.
- 물은 사람의 몸 속에서 산소와 영양소를 세포로 운반해 준다
세포에서 버려진 노폐물을 땀이나
소변으로 배출시켜서 신진대사를 원활하게 해주고 세포를 구성하며 세포 주위를 감싸서 외부의
나쁜 환경으로부터 세포를 건강 하게 지키고 몸의 유연성과 피부의 탄력성을 유지하여 젊음을
유지하고 체 온을 유지해 주는 등 모든 생명현상에 중요한 역할을 수행한다.
- 어떤 물을 마시느냐에 따라서 우리의 건강이 좌우된다.
물은 우리의 생명과 건강을 좌우할 만큼
중요하기 때문에 평소에 우리가 어떤 물을 마시고 사용하느냐가 대단히 중요하다.
우리 국민 대다수는 상수원으로부터 취수한 물을 정수장에서 정수해서 공급하는 수돗물을
사용하고 있다.
현재의 수돗물은 45가지의 각종 수질검사를 엄격하게 거친 양질의 물이다.
어떤 면으로 볼 때 가장믿을 수 있는 물이라 고 할 수 있으며 수돗물 외에는 우리가 달리
값싸고 좋은 물을 구할 길은 없는 것이다.
- 수돗물은 가정생활 하수나 공장 폐수를 원수로 정화해 만들어진다.
이때 사용되는 염소와, 수중에 함유된 유기물이 반응할 경우 발암성 물질인 트리할로메탄이
생성된다.
이것이 위험하다고 일컬어지는 제1 원인. 낡은 수도관을 통과하는 수돗물에 인체에 해로운
철이나 아연 성분이 섞여들어가는 것도 해결해야 할 문제이다.
- 지하수 주위에서 개나 어린아이가 방뇨하게 내버려둔다면,
결국 그 오물이 지하수로 침투해 매일약수를 받아 먹는 여러 사람들에게 피해를 줄 수 있다.
지하수 주변에 주차 또는 세차하는 행위 역시 삼가야 한다.
물통은 사용 후 깨끗이 씻어 햇볕에 말려둬야 세균 오염을 막을수 있다.
수질 검사가 정기적으로 이뤄지는 지하수인지 꼭 확인한 뒤 마시도록 한다.
- 소화기의 정상 활동을 돕는다
모든 음식은 물에 녹은 상태에서 소화되고 흡수된다.
게다가 위와 장 등 소화 기관은 적정량의 물이 있어야 정상 상태를 유지할 수 있다.
따라서 물을 적절히 마시는 것은 소화기의 정상 활동 유지에 크게 도움이 된다.
- 기상시 시원한 물 한잔, 소화를 돕는다
아침에 일어나자마자 시원한 물 한잔을 마시면 물이 충분히 공급되는 것과 함께 찬물이
위와 장을 부드럽게 자극하면서 모든 소화 기관이 활기차게 움직이게 하기 한다.
이때의 자극은 위와 장을 깨어나게 하는 신호로 이 상태에서 아침 식사를 하면,
소화액이 충분이 분비돼 소화가 잘될 뿐만 아니라 배설도 촉진시킨다.
- 물은 위산을 중화시켜 쓰라림을 줄여준다
물은 원래 중성이다.
공기 중의 산소가 약간 녹아들어가 약산성을 띠기도 한다.
그런데 위산이 희석되면 위산이 위를 자극하는 정도를 크게 줄여 쓰라린 증세를 치료한다.
- 어떤 물을 드시겠습니까.
이른 새벽에 길어온 우물물로서 성질이 순하고 맛이 달고 독이 없는 물이다.
이 물은 우리의 몸에 있는 9개의 구멍(九孔) 즉, 입, 눈, 귀, 코, 대 소변의
배설구 등으로부터 출혈하는 질병을 치료하고, 구취(口臭)를 없애고, 안색을
곱게하고, 술 마신 뒤 열나고 배탈 난 것을 다스린다. 또 이물은 약을 다리
거나 먹는데 쓰고, 술이나 식초에 넣으면 썩지 않는다.
좋은 우물로서 수질이 온순하고 맛이 달고 독이 없는 물이다.
위병, 소갈증, 열나고 배탈 난 것을 다스린다.
국화가 있는 곳에서 얻은 물로서 국영수(菊英水)라고도 부르며, 이 물은
온순하고 맛이 달고 독이 없는 물이다.
중풍으로 인한 마비증세와 어지러움증을 다스리고, 풍기를 없애주며, 장기간
음용하면 장수한다.
섣달 납일(8일)에 온 눈의 녹은 물로서 성질이 차고, 맛이 달고 독이 없는
물이다. 유행성 감기, 음주후의 신열, 황달(黃疸)을 다스리며 일체의 독을
풀어준다. 또 눈을 씻어주면 충혈이 없어진다.
정월에 처음 내린 빗물을 받은 물이다.
이 물로서 약을 달여 먹으면 양기가 상승하고, 부부가 한잔씩 마시고 합방
하면 잉태(孕胎)한다.
가을 이슬로 만든 술이다. 이 물은 맛이 달고 독이 없어 소갈증(消渴症)을
멈추게하고 살결이 고와진다.
겨울에 내린 서리로 만든 물이다. 이 물은 독이 없으며, 술 마신 뒤 열이나고
얼굴이 붉어지는 것과 감기를 다스린다.
우박을 받아 만든 물이다.
장(醬)맛이 나쁠 때 2되 정도 독속에 넣으면 맛이좋다.
얼음으로 만든 물이다. 이 물은 대단히 차고 맛이 달고 독이 없어 열을 없애
준다. 여름에 얼음을 부숴먹으면 시원하지만 오래되면 병이 된다.
밝은 달을 향하여 조개 껍질에 받은 물이다. 이는 아침 이슬과 비슷하다.
물이 차고 맛이 달고 독이 없으니 눈을 밝게하고 어린이의 열과 갈증을
없애준다.
5월의 빗물이다.
성질은 차고 맛이 달고 독이 없으니 부스럼을 씻고 흉터를 없앤다.
대(竹)울타리 끝과 높은 나무의 구멍에 빗물이 고인 물이다.
성질이 약간 찬 편이며 맛이 달고 독이 없으니 마음 병과 헛소리하는 것을 없앤다.
지붕 위에 물을 뿌려 처마 밑에서 받은 물이다.
개에 물린 상처를 씻고, 이 물에 젖은 흙을 붙이면 즉시 효과가 있다.
초가지붕에서 흘러 내린 물이다.
운모(雲母)의 독을 없애주므로 운모를 깰 때 쓴다.
옥(玉)이 묻힌 계곡에서 흘러 나온 물이다. 성질은 온순하며 맛이 달고 독이
없어 장기간 음용하면 모이 윤택하고 머리카락이 검어진다.
바닷물이다. 성질은 약간 따뜻하고 맛이 차고 독이 조금 있어 끓여서 목욕
하면 가려움증과 옴을 낫게 한다.
바다 한가운데 맛이 짜고 색이 푸른 물은 쓴다.
멀리서 흘러 온 강물이다. 성질이 순하고 맛이 달고 독이 없어 병후의 허약
함을 다스린다. 큰 비가 내린 뒤의 강물은 잘못마시면 중독되는 수가 있다.
물을 동이에 넣고 많이 저어서 거품이 생기게 하고 공기를 충분히 포화시켜
만든 물이다. 이 물은 곽란과 복통을 다스린다.
거슬러 흐르는 물이다. 성질이 거칠고 거스르며 뒤집혀 흐르기 때문에 가래
를 많이 뱉는 병에 좋다.
순하게 흐르는 물이다. 성질이 순하고 아랫쪽으로 흐르므로 방광병과 통변을
돕는데 쓴다.
빠르며,물결이 뛰놀고 급하게 흐르는 물이다. 성질이 매우 급하여 밑으로
내려 가므로 통변을 쉽게 한다.
더운 샘물이다. 성질이 뜨겁고 독이 있으니 음용하는 것은 피하는 것이 좋다.
종기, 부스럼 환자는 마시고 목욕하면 효과가 있다. 풍(風)에 의한 근육과
뼈의 경련, 피부의 버짐, 수족의 불수(不隨)와 옴 환자 등에 주로 치료하는데
목욕한 후 약과 음식으로 보호하여야 한다.
땅속에서 솟아나는 찬물이다. 편두통, 등이 차거운 병, 울화, 오한 등의 증세
에 목욕을하면 효과가 있다. 냉천 밑에는 백반(白礬)이 있으므로 물맛이 시고
떫고 차므로 7-8월경에 목욕하는데 밤에는 피하여야 한다.
끓인 좁쌀 죽의 윗부분의 물이다. 성질이 아주 온순하고 맛이 달고 시며 독이
없어 갈증을 멈추게 하고 곽란과 설사를 다스린다.
황토 땅에 구덩이를 만들고 물을 붓고 흔들어 저어 혼탁하게 한 후 한참 지난
뒤 위에 뜨는 맑은 물이다. 성질이 차고 독이 없어 중독되어 번민하는 것을
풀어준다. 버섯에 의한 중독효과에 효과가 있다.
깊은 산골짜기에 괸 물이다. 성질이 동요하지 않고 토기(土氣)가 있으므로
비위를 고르고 식욕을 증진하고 보중익기(補中益氣)하는 약을 달이는데 사용된다.
끓인물 반 대접과 새로 길어온 물 반 대접을 섞은 물이다. 맛이 짜고 독이
없으므로 볶은 소금을 넣어서 1-2되 마시면 체한 것과 나쁜 독기 있는 음식
물을 토하게 하고 곽란을 낫게 한다.
뜨겁게 오랜 시간 끓인 물이다. 성질이 순하고 맛이 달고 독이 없어 곽란에
의한 근육의 뒤틀림 증세를 다스린다.
열탕은 많이 끓일수록 좋다.
청마(靑麻)를 달인 즙이다. 소갈증을 다스린다.
누에고치를 달인 물이다.
독이 없어 뱀 독을 다스린다. 살충력이 있고, 소갈과 구건을 치료한다.
시루 뚜껑에 맺힌 물이다. 머리를 감으면 모발이 길어지고 검은 윤기가 난다.
구리 그릇에 밥을 담아 뚜떵을 덮어두면 뚜껑에 물방울이 생긴 물이다.
이 물이 떨어 진 밥을 먹으면 악성 종기, 등창 등을 다스린다.
하룻 밤 지난 묵은 숭늉 물이다. 이 물로서 얼굴을 씻으면 안색이 좋아지고
몸을 씻으면 버짐이 없어진다.
