안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 수돗물이 만들어지는 과정에서 과학적으로 어떤 원리가 적용되나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.우리가 먹는 수돗물은 한강상류(팔당취수원)의 물이 원수로 사용됩니다.한강상류에서 내려온 물은 팔당취수원에서 취수되어 고촌정수장으로 이송(도수)됩니다.이송(도수)되어진 물은 오존과 염소로 살균·소독을 하며 응집제와 보조응집제 등의 약품이 투입되어 불순물을 제거하기 위한 준비를 합니다.응집약품에 의하여 물속에 있는 불순물을 침전 가능한 큰 덩어리(알갱이) 로 만듭니다.응집된 불순물 덩어리(알갱이)는 무게에 의하여 침전지에 가라앉고 상층부의 맑은 물은 계속 흘러갑니다.여과지는 모래와 입상활성탄층으로 되어 있으며 침전지에서 가라앉지 않은 미세한 불순물을 걸러주고, 이 물을 염소가스에 의한 소독으로 세균을 제거하면 비로소 수돗물이 만들어 집니다.생산된 수돗물은 배수지(큰 탱크)에 저장되면서 각 가정으로 계속 급수(공급)됩니다.
Q. 지구와 달은 서로 없어선 안될 존재인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.지구와 달 사이에 전구만 연결하면 무조건 불이 들어오지 않습니다.회로가 형성되지 않기 때문입니다. 그럼 회로를 형성할 수 있도록 별도의 전선을 연결하면 어떻게 될까? 전구가 켜진다면 그건 지구와 달 사이에 그만큼의 전위차가 있다는 말이 되는데...전구의 종류에 따라 다르겠지만 불이 들어올 정도의 전류가 흐를만큼 전위차가 존재할 가능성은 매우 낮습니다. 전위차가 존재하여 전기가 흐르려면 전기를 띤 입자(자유전자 또는 이온 상태)들이 많이 있어야 하고 전기가 잘 통해야 합니다. 지구에는 그런 입자들이 어느 정도 분포하고 전기도 어느 정도 통하는 편이지만 달에는 그런 입자들이 부족하고 물도 거의 없어 전기가 잘 통하지도 않습니다. 지구 표면에 전구를 꽂아도 불이 들어오는 경우가 거의 없으니 달과 연결해서는 훨씬 가능성이 낮을 것입니다.
Q. 인류에 가장 중요한 자원인 석유는 지하에 매장되어 있다고 하는데요. 어떤 과학기술로 이 물질들을 끌어올릴 수 있는건가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.원유에 대한 이야기 입니다.석유를 사용한 인류의 역사는 너무 오래되서 최초로 사용한 사람은 석기 시대때부터 등화용으로 사용 되었을 것으로 추정됩니다.문헌에 기록된 바로는 노아의 방주의 역청(물이 세지않게 하는것)용으로 사용 된걸로 나옵니다.그리고 1850년 경 피츠버그의 약종상 키어는 자기 아버지의 소금 우물에서 물과 함께 석여 나오는 기름이 인디언들이 바르던 약과 비슷하다는 것을 알아 내었다. 사업 수단이 좋았던 키어는 이것을 걸러서 맑은 액체를 채취한 뒤 이라고 이름 붙여 약제사와 약종상들에게 팔았다.키어는 빈틈없는 장삿속으로, 록 오일이 여러 가지 병을 낫게 하는 힘을 가졌다는 선전 문구와 함께 다음과 같은 글까지 적어 두었다."자연의 신비한 샘에서 나온 건강을 위한 향유, 사람에게 건강과 생명의 꽃을 피우게 한다. 자연의 깊숙한 곳에서 마법의 물은 흘러나와 우리의 고통을 덜어 주고 근심을 진정시킨다."이처럼 록 오일이 대지의 깊은 못에서 샘솟았다는 설명 속에는 우물에서 오일을 퍼 올리는 장면 그림이 함께 그려져 있었는데, 이 설명과 그림은 뜻밖에도 엉뚱한 결과를 가져오게 되었다. 키어 못지 않게 장사에 눈치 빠른 비슬이라는 사람이 우연히 키어의 록 오일 광고를 본 것이다.비슬의 뛰어난 상상력은 식염과 같이 원유도 땅 속에 묻혀 있다는 추리에 도달하였다. 당시에는 가스를 사용하는 조명들만이 세상에 선을 보인 때였는데, 비슬은 키어의 록 오일 상표에 그려진 그림과 설명을 보기 전까지만 해도 기름을 사용하는 조명이 연구할 가치가 있는 사업이라고는 한 번도 생각한 적이 없었다. 왜냐하면 충분한 기름을 찾아 내기가 어려웠기 때문이다. 그러나 만약 기름이 땅 속에 묻혀있는 것이라면 이야기가 달라지는 것이었다.비슬은 키어의 기름을 화학자 실리먼에게 보내어 조명용 기름으로서의 적합성 여부에 대해 분석을 의뢰하였고, 그 결과는 '예스'였다. 이때부터 땅 속에서 조명용 연료를 찾아 내려는 사람들이 대거 등장하였다.한편, 실리먼은 성분 보고서에 '간단하고 값싼 비용으로 대단히 귀중한 제품을 만들 수 있는 원료라고 확신해도 될 만한 근거가 있다'라는 말을 덧붙였다. 이것은 지금도 화학자가 내린 가장 뛰어난 예언의 하나로 지목되고 있다.1959년에 석유 발견 100주년을 기념하여 어느 신문은 이 예언이 광대한 석유 사업의 시초가 되었다고 기술했다고 합니다.석유를 처음 발견해 낸 키어도, 성분 분석을 의뢰한 비슬도 그것의 진정한 가치를 발휘시키지는 못하였는데 1859년 8월, 드레이크라는 억세게 운 좋은 사나이가 유정을 발견함으로써 기름은 오늘날과 같은 시대를 맞게 되었다. 철도 차장에서 은퇴한 미국인 에드위 드레이크(1819~1880년)가 중심이 된 기업가 일행이 펜실바니아 티투스빌의 유정에서 막대한 양의 기름을 퍼 올린 것이다. 단지 약간의 조명용 연료를 얻고자 했던 드레이크 일행은 이 유정의 발견으로 인해 세계의 석유 공급을 단 하루만에 두 배로 늘려 놓았다.사실, 드레이크의 석유 시추 성공은 운이 크게 따랐었다. 드레이크가 유전을 발견하기 위해 파 내려간 땅은 고작 20m 정도. 조사에 따르면 그 근처의 다른 모든 지역은 최소한 300m 이상은 파내려 가야 유전을 발견할 수 있었다고 한다.드레이크가 석유를 찾아냈다는 뉴스는 재빨리 퍼져, 곧바로 수많은 '석유광'들이 밀려들었고, 그로부터 불과 5년 이내에 600여 개의 석유 회사가 설립되었다. 얼마 전까지도 사막에 지나지 않던 곳에 새로운 마을이 우후죽순처럼 생겨나 토지 매매 투기를 성행시켰고, 석유를 퍼 올리는 굴착기의 둔탁한 움직임이 이곳 저 곳에서 시작되었으며, 남북 전쟁이 끝날 때까지 티투스빌 근처에서는 일 년에 약 360만 배럴의 석유가 퍼 올려졌다. 어떤 사람들은 벼락 부자가 되었고 ? 등유의 정제로 사업을 시작한 존 록펠러 같은 사업가는 경쟁사 을 합병하여 저장 설비와 운송망을 갖춤으로써, '석유 재벌'이라는 별명을 얻게 되었다. 19세기 말에서 20세기 초에 이르면서 석유의 용도는 매우 다양해졌고 관련 산업을 발전시키는 원동력이 되었다. 특히 가솔린 내부 연소 방식 엔진을 단 기계 즉, 자동차와 합쳐지면서 그 수요가 폭발적으로 늘어났으며 현재 지구상에서 생산되는 석유 관련 제품은 약 3,000여 종으로 석유가 없는 현대의 생활이란 상상조차 할 수 없다.그러나 예전에 실리먼이 석유가 끼칠 지대한 영향에 대해 예언했던 것과도 같이, 현대의 전문가들은 새로운 유전이 계속 발견되고 있음에도 불구하고 머지 않아 땅 속의 검은 황금이 고갈될 것이라고 예언하고 있다.그것은 인류 문명이 획기적으로 발전을 하거나 아니면 백 년 전으로 되돌아 가야만 하는 기로에 있음을 경고하는 것이다.
Q. 라섹수술의 과학적 원리는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.라식라섹차이와 시력교정술에 대해 전체적으로 궁금하신 것 같습니다.제가 아는 선에서 최대한 쉽게 한 번 설명을 드려보도록 하겠습니다. 우선 라식과 라섹수술의 경우 각막을 절삭하여 안경 형태로 만들어 교정한다는 부분에서는 동일합니다. 다만, 각막을 절삭하기 전 과정에서 라식라섹차이가 납니다.라식은 각막 실질을 절편(뚜껑)모양으로 절개한 다음 절편을 열어 각막을 깎아 시력을 교정한 뒤에 다시 절편을 닫아 회복을 도모하는 방식입니다.각막 상피가 드러나지 않기 때문에 통증이 적고 회복기간이 짧은 편으로여느 때처럼 일상생활을 하는 데 있어 오랜 시간이 걸리지 않습니다.그러나 각막 실질을 절개하는 과정이 있기에 각막 손상이 발생하며부작용 문제 역시 취약한 편이라고 얘기를 드릴 수 있겠습니다. 다음 라섹수술은 각막 상피를 알코올이나 브러쉬를 이용하여 제거한 뒤 시력을 교정하는 원리로, 각막 실질 손상량이 적다는 이점이 있습니다. 또한 라식에 비해서도 부작용 발생이 적지만 각막 상피가 재생되는회복기간이 약 5~7일 정도 소요되며 통증이 발생하여빠르게 일상으로 돌아가는 것이 다소 어렵다는 단점을 갖고 있습니다.이러한 점이 라식라섹차이로 인지하시면 되실 것 같습니다. 라식의 단점을 보완한 시력교정술로 스마일라식이 있습니다.스마일라식은 기존 라식과 달리 각막 절편(뚜껑)을 만들지 않고 각막 표면을투과하여 각막 실질에만 레이저를 조사해 시력을 교정하는 방법입니다.2mm의 최소 절개를 통해 진행되며 기존 라식에서 발생하던 각막혼탁,안구건조증, 원추각막증 등의 부작용 발생 확률을 10배 이상 감소시켰으며 수술 후 1시간 뒤에 빠른 일상생활 복귀가 가능합니다. 때문에 안전성과 시력의 질을 모두 향상시켰다고 할 수 있겠습니다.다만, 이 수술에 대한 병원을 선택하실 때에는 각막의 중심을 맞추는 센터링을의료진의 경험에 의존하여 진행하기 때문에 반드시 스마일라식에 대해몇 case의 경험이 있는지를 꼭 확인하여 결정을 내리시기 바랍니다.현재 국내 단일안과 기준, 스마일라식 최다 case는 100,000 입니다.라식과 라섹수술의 차이에 대한 제 답변이 도움되셨길 바랍니다. 감사합니다.
Q. 왜 고산으로 갈수록 산소가 줄어드는건가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.고산 지대와 히말라야와 같은 높은 고도에서의 산소 부족은 고도가 높아질수록 대기가 얇아지기 때문입니다. 지구의 대기는 산소를 포함한 가스 혼합물로 구성되어 있으며 이러한 가스의 농도는 고도가 높아질수록 감소합니다.고도가 높아질수록 공기가 희박해지고 사용 가능한 산소가 적어집니다. 이것은 지구의 대기가 행성의 중력에 의해 제자리에 고정되어 있고 표면에서 멀어질수록 공기의 밀도가 낮아지기 때문입니다. 높은 고도에서는 기압이 해수면보다 낮아서 호흡할 때마다 산소가 적게 들어갑니다.높은 고도에서의 산소 부족은 인체에 여러 가지 영향을 미칠 수 있습니다. 두통, 피로, 현기증과 같은 증상을 유발할 수 있는 고산병이라는 상태를 유발할 수 있습니다. 또한 고지대 폐부종(HAPE) 및 고지대 뇌부종(HACE)과 같이 치료하지 않고 방치하면 생명을 위협할 수 있는 더 심각한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.높은 고도에서 산소 부족에 대처하려면 점진적으로 적응하고 충분한 수분을 섭취하는 것이 중요합니다. 또한 격렬한 활동을 피하고 신체가 얇은 공기에 적응할 수 있도록 자주 휴식을 취하는 것이 좋습니다. 높은 고도로 여행할 계획이라면 고산병 및 기타 건강 문제를 예방하기 위해 준비하고 예방 조치를 취하는 것이 중요합니다.