2011년 2월 24일 목요일

물의 3가지 상태의 열역학적 물성치


  1. 열용량 및 비열
<열용량>
얼음(ice) : 37.6 J/mol/K [1]
(water) : 75.2 J/mol/K [1]
수증기(steam) : 35.9 J/mol/K [3]

<비열>
얼음(ice) : 2.108 kJ/kg/K [3]
물(water) : 4.187 kJ/kg/K [3]
수증기(steam) : 1.996 kJ/kg/K [3]

  1. 녹는점, 끓는점
녹는점 0℃, 끓는 점 100

  1. 잠열
얼음 → 물 (융해 잠열) : 5.98kJ/mol [1] (6.01kJ/mol [2],  334kJ/kg [3])
물 → 수증기 (증발잠열) : 40.5kJ/mol [1] (40.7kJ/mol [2], 2270kJ/kg [3] )

  1. 등온 압축성(isothermal compressibility)[1]
얼음 : 2 (N·m2)-1
: 4.9 (N·m2)-1

  1. 열 전도도(thermal conductivity)[1]
얼음 : 2.1 J/s/m/K
: 0.58 J/s/m/K

참고문헌

[1]Water: a matrix of life(2nd ed), Felix Franks, Royal Society of Chemistry (2000).
[2]General Chemistry(5th ed), Ebbing (1996).
[3]http://www.engineeringtoolbox.com/water-thermal-properties-d_162.html

2011년 1월 16일 일요일

전염병 창궐과 깨끗한 물의 소중함

 요즘 구제역이 전국 축산농가를 공포로 몰아가고 있고, 또한 신종플루가 또 한번 시민들의 건강에 위협요인이 되고 있습니다. 엎친데 덮친 격으로 조류독감마저 확산되고 있습니다. 어느덧 바이러스(virus)에 의한 전염병 창궐기가 도래했습니다. 사실 이는 새로운 현상은 아니고 인류의 역사에서 계속 반복된 것입니다. 최근의 바이러스에 의한 전염병 창궐 그 이상으로 더 무서운 것은 깨끗하지 않은 물에 의한 수인성 전염병이었습니다.

다음 글은 전염병과 관련한 내용을 잘 정리해 둔 것이어서 일부 전재하였습니다.
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■ 전염병을 가리키는 말들

팬데믹(pandemic) :
광범위한 영역에 걸쳐 퍼지는 전염병. 세계보건기구(WHO)는 △많은 사람들에게 갑자기 △심각한 증상을 일으키는 질병이 발생해 △사람들 사이에서 쉽게 퍼지는 것을 팬데믹으로 규정하고 있다.
에피데믹(epidemic) : 팬데믹처럼 대륙을 넘나드는 것은 아니지만, 비교적 넓은 영역에 퍼지는 전염병.
신데믹(syndemic) : 두 개 이상의 질병이 결합돼 퍼지는 전염병.
엔데믹(endemic) : 외부에서 유입되지 않은, 그 지역 내 감염원에 의해 옮겨지는 풍토성 전염병.
역병(plague) : 전염병을 가리키는 일반적인 명칭이지만 주로 유럽 선(腺)페스트(bubonic plague·흑사병)를 가리킴.
감염성 질환(infectious disease) :
바이러스·박테리아·원생생물·다세포 기생생물 등에 의해 옮겨지는 질환의 총칭.


■ 역사 속의 전염병들165~180년 : 로마제국 천연두 유행, 500만명 사망
541~750년 : 비잔틴제국 선(線)페스트 대유행
14세기 : 선페스트(흑사병) 대유행, 유럽 인구 3분의 1 인 7500만명 사망
1618~1648년 :‘30년 전쟁’ 중 독일군 선페스트·티푸스로 800만명 사망
1665년 : 런던 대역병으로 영국에서 10만명 사망
1812년 : 나폴레옹군 러시아 공격 중 티푸스로 수십만 명 사망
1816~1826년 : 아시아 대역병(콜레라)으로 인도·중국 등지에서 1500만명 사망
1852~1860년 : 중국, 일본, 필리핀, 한국, 중동 등 2차 아시아 대역병
1881~1896년 : 유럽·러시아 콜레라로 80만명 사망
1865~1917년 : 3차 아시아 대역병으로 200만명 사망
1889~1890년 : 중앙아시아에서 시작된 아시아 독감으로 100만명 사망
1899~1923년 : 러시아 콜레라 유행, 50만명 사망
1902~1904년 : 4차 아시아 대역병, 인도·필리핀 100만명 사망
1918~1922년 : 러시아 티푸스 대유행, 300만명 사망
1918~1919년 : 스페인 독감으로 2000만~5000만명 사망
1957~1958년 : 아시아 독감으로 세계에서 200만명 사망
1968~1969년 : 홍콩 독감으로 세계에서 100만명 사망


# 인류와 함께 한 전염병의 역사한 지역 내에서 발원하지 않은, ‘세계화된 전염병’의 첫 사례로 꼽을 수 있는 것은 165~180년 로마제국의 마르쿠스 아우렐리우스 안토니우스 황제 시절에 유행한 전염병이다. 근동 지방(현재의 시리아·레바논·이스라엘·팔레스타인 지역)에 파병됐던 로마 군인들이 병에 걸려 귀국하면서 이탈리아 반도 전역으로 전염병이 퍼졌다. ‘안토니우스 역병’이라 불리는 이 병으로 500만명 이상이 숨진 것으로 보인다. ‘의술의 아버지’로 일컬어지는 당대의 의학자 갈렌의 이름을 따 ‘갈렌 역병’이라 하기도 한다. 사학자들은 이 병이 천연두나 홍역이었을 것으로 추정한다.
541~750년 비잔틴 제국에서 유행한 ‘유스티니아누스 역병’은 14세기 흑사병과 같은 선(腺)페스트로, 북아프리카 에티오피아와 이집트에서 유럽으로 넘어갔다. 전염병이 최고조에 달했을 때에는 콘스탄티노플(현 이스탄불)에서만 하루에 1만명씩 숨져나갔다는 기록이 남아 있다.
선페스트는 14세기 유럽 전역을 초토화시켰고 17세기까지 수시로 재발해 유럽인들을 괴롭혔다. 현대의 학자들은 14세기 흑사병이 몽골·중앙아시아의 설치류에서 시작된 것임을 밝혀냈다. 인류와 동물 사이, 오랜 바이러스의 교환을 보여주는 사례다.
근래에는 위험이 많이 줄었지만, 티푸스도 빼놓을 수없는 전염병이다. 집단생활을 하는 군대나 교도소, 선박에서 많이 발생한다고 해서 유럽인들은 ‘막사 열병(camp fever)’, ‘감옥 열병’, ‘선박 열병’ 등으로 부르기도 했다. 십자군 전쟁에 나선 유럽 각국과 영주들의 군대가 티푸스로 많은 타격을 받은 것으로 전해진다. 1489년 스페인 그라나다에서 무슬림들과 맞붙은 기독교 군대는 3000명을 전투 중에 잃은 반면, 티푸스로 3만명을 잃었다. 17세기 신성로마제국의 ‘30년 전쟁’과 19세기 나폴레옹 전쟁 때에도 군인들이 이 병에 많이 희생됐다.

세계 최고의 역사학자로 평가받는 미국 시카고대학 윌리엄 맥닐 교수는 <전염병의 세계사>(1975년)라는 역작에서 “전염병은 인류의 역사를 바꿔왔다”고 지적했다. 전염병은 한 사회 내에서 인구 구조와 노동 조건, 정치적 역학관계를 바꿀 뿐 아니라 지구적인 차원에서 문명의 형성·전파와 인간의 대규모 이주에도 영향을 미친다. 미시적, 거시적 양 측면에서 세계사의 흐름을 바꾼다는 것이다.
맥닐 이후의 모든 문명사론들은 바이러스를 비롯한 병원체들이 인류 역사에 미친 영향들을 빼놓지 않는다. 소·말·양·돼지 같은 대형 포유류가 없었던 신대륙의 주민들은 동물에서 기원한 바이러스들에 취약해 유럽인들의 침략과 함께 들어온 전염병에 몰살당했다. 카리브해 히스파니올라 섬의 주민들은 1518년 스페인인들에게서 천연두가 옮아와 인구 절반을 잃었다. 멕시코 테노치티틀란에서도 비슷한 시기 천연두로 15만명이 죽었다. 17세기 멕시코에서는 홍역으로 200만명이 숨진 것으로 추정된다. 몇몇 학자들은 북·남미 원주민 인구의 95%가 유럽에서 건너간 전염병에 희생된 것으로 추정한다.

# '콜레라 시대'에서 '인플루엔자 시대'로

노벨문학상을 받은 콜롬비아 작가 가브리엘 가르시아 마르케스의 소설 중에는 <콜레라 시대의 사랑(El Amor en los Tiempos del Colera)>이라는 유명한 작품이 있다. 지구적인 인구 이동이 벌어졌던 19세기는 ‘콜레라의 시대’였다. 아시아를 강타한 수차례의 대역병(大疫病)들이 중국·인도·인도네시아 등에서 수천만명의 목숨을 앗아갔고, 유럽·미주 등지로 전파됐다.
20세기에는 두 차례 세계대전을 거치는 동안 수많은 군인들과 빈곤한 민중들이 전염병에 희생됐다. 20세기의 가장 무서운 전염병으로는 에이즈(AIDS·후천성면역결핍증)를 들 수 있다. 인체면역결핍바이러스(HIV)에 의해 전염되는 에이즈는 현대의 대표적인 팬데믹(세계적인 전염병)이다. 1981년 미 CDC에 의해 처음 보고된 이래 갈수록 감염자가 늘고 있다. 바이러스의 치명성은 발생 20여년이 지나면서 다소 누그러들었으나, 여전히 세계에서 3320만명이 이 병에 감염된 채로 살고 있고 연간 200만명 이상이 HIV에 목숨을 잃는다.
에이즈는 성적 접촉, 수혈, 수직감염(임신부에게서 태아로의 전염) 등으로만 옮겨지는 특이한 질병이다. ‘치사율 100%’라는 점 때문에 큰 공포를 불러일으켰던 에볼라(ebola) 바이러스와 HIV는 아프리카의 영장류에게서 인간으로 전파됐다는 공통점이 있다. 이 때문에 “환경파괴형 바이러스”라 지적하는 사람들도 있다.

인플루엔자의 대유행도 20세기 전염병의 한 특징이다. AI 사태를 계기로 새삼 부각되면서 널리 알려진 ‘스페인 독감’과 ‘아시아 독감’, ‘홍콩 독감’ 등의 인플루엔자가 지구촌을 휩쓸었다.
1918~19년 스페인 독감의 바이러스는 조류를 통해 전염된 H1N1으로 추정된다. 2007년 미국 질병통제예방센터(CDC) 과학자들은 알래스카의 영구 동토층에 매장돼 있던 시신의 폐 조직에서 지금은 박멸돼 사라진 스페인 독감 바이러스 유전자를 추출, 되살리는데 성공했다. 과학자들은 이 바이러스와 현재 기승을 부리고 있는 AI 바이러스(H5N1) 간의 상관관계를 연구하고 있다. 그러나 이같은 ‘바이러스 부활시키기’에 대해 “위험을 자초하는 짓”이라는 비판도 만만찮았다. 의료·보건 전문가들은 인플루엔자 바이러스들이 수시로 모습을 바꾸며 변종을 만들고 있다는 점을 무엇보다 우려하고 있다.
아시아를 강타한 사스는 처음에 병원체가 규명되지 않아 ‘괴질’로 불렸다. 뒤에 신종 바이러스가 규명돼, ‘사스코로나 바이러스’라는 이름이 붙여졌다. 중국 남부 광둥성, 홍콩 등지에서 발생해 ‘모든 것을 다 먹는 중국인의 식생활’이 원인으로 지목되기도 했다. 또한 사스 사태는 중국 당국의 비협조적이고 불투명한 행태로 인해 악화된 측면이 있어, 보건의료 시스템의 ‘민주화’가 얼마나 중요한지를 방증해줬다.
최근의 ‘글로벌 전염병’들은 여행, 항공기, 이주, 지역간 식량교환(식품 원재료의 수출·입) 등과 밀접한 관련을 맺고 있다. 다만 과거에 비해 예방시스템과 치료제가 발달해 대규모 희생자를 내는 전염병의 종류가 줄어들었을 뿐이다. 글로벌 전염병의 위협은 세계화 시대를 살아가는 지구인들에게는 피할 수 없는 위험이다.

중요한 것은 제3세계의 수많은 전염병들, 예를 들면 아프리카 인구의 대부분을 위협하는 에이즈라든가 황열병·뎅기열 같은 열대성 풍토병, 콜레라·장티푸스를 비롯한 빈국들의 수인성(水因性) 전염병들이 AI나 H1N1 바이러스 같은 유행병보다 더 많은 이들의 목숨을 상시적으로 빼앗고 있다는 점이다. 사람들의 관심이 타미플루와 AI 백신에 쏠려 있을 때, 지구상 수많은 아이들은 깨끗한 물이 없어 죽어가고 있는 것은 역설적인 현실이다.

출처: http://blog.aladin.co.kr/ttalgi21/2828866

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< 참고 >
 2008년에 국내 출판된 '바이러스 도시'(김영사)는 19세기 가장 큰 대도시 중 하나였던 런던에서 어떻게 콜레라가 수많은 시민의 목숨을 앗아갔는지를 보여준 책이다. 그런데 이 책의 제목(원래 영문판 제목은 The Ghost Map이다)에 있는 바이러스란 말은 실제 콜레라의 원인인 콜레라균에는 적합하지 않은 말이다. 바이러스(virus)와 세균(bacterium)은 미생물학의 분류상 다른 생물종이다. 참고로, 지금 우리 사회에 창궐하고 있는 구제역, 신종플루, 조류독감 등의 전염병은 온통 바이러스에 의한 것이다. 수인성(water-borne) 전염병의 대명사, 콜레라는 지금 지진 후유증을 앓고 있는 아이티에서 중대 전염병이다.