Doctor of Public Health 전상훈입니다
화학
Q. 우리가 일상생활 하면서 마주할 수 있는 화학작용들은 무엇이 있을까요?
안녕하세요. 가장 흔히 접하는 화학 반응 중 하나는 연소 반응(Combustion Reactions)입니다. 연소 반응은 연료와 산소가 반응하여 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)을 생성하면서 열 에너지를 방출하는 과정입니다. 이는 가스레인지를 사용해 요리할 때나 난방을 위한 보일러 작동, 자동차 엔진의 작동에서 볼 수 있습니다. 메탄(CH₄)이 연소하는 반응을 예로 들어본다면 반응은 다음과 같습니다 : CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + 열 에너지 또한, 산-염기 반응(Acid-Base Reactions)은 우리의 일상에서 매우 빈번하게 발생합니다. 산-염기 반응은 산과 염기가 반응하여 물과 염을 생성하는 과정을 말합니다. 이러한 반응은 제산제(Antacid)를 이용한 위산 중화, 세탁 시 사용되는 세제와 물의 반응, 식초와 베이킹 소다를 이용한 청소에서 관찰할 수 있습니다. 염산(HCl)과 수산화나트륨(NaOH)의 반응은 다음과 같습니다 : HCl + NaOH → NaCl + H₂O 산화-환원 반응(Redox Reactions)은 전자의 이동을 포함하는 반응으로, 많은 일상적인 현상에서 발생합니다. 금속의 부식, 배터리 작동, 식물의 광합성, 음식의 소화 과정 등이 그 예입니다. 철(Fe)이 산소(O₂)와 반응하여 녹이 되는 반응은 다음과 같습니다 : 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃ 발효 반응(Fermentation) 역시 중요한 화학 반응입니다. 발효는 미생물이 당을 분해하여 알코올과 이산화탄소를 생성하는 과정입니다. 이 반응은 빵, 맥주, 와인, 요구르트 등의 생산에서 중요한 역할을 합니다. 효모(Yeast)는 포도당을 알코올과 이산화탄소로 변환합니다 : C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ 소화 반응도 중요한 화학 반응의 하나입니다. 우리의 몸에서 음식이 분해되고 흡수되는 과정은 이련의 복잡한 화학 반응을 포함합니다. 단백질, 탄수화물, 지방 등이 소화 효소에 의해 분해되어 체내에서 사용 가능한 형태로 변환됩니다. 아밀라아제(Amylase)는 전분을 단당류로 분해합니다 : (C₆H₁₀O₅)ₙ + nH₂O → nC₆H₁₂O₆
생물·생명
Q. 일본 뇌염 모기가 우리 주변에 있다고 하는데요..
안녕하세요. 일본 뇌염 모기가 우리나라 전역에 분포하고 있다는 사실은 공중보건에 중요한 문제입니다. 일본 뇌염은 일본 뇌염 바이러스에 의해 발생하며, 감염된 모기가 사람을 물면 바이러스가 전파됩니다. 일본 뇌염에 걸리면 심각한 신경계 질환을 유발할 수 있습니다. 일본 뇌염 바이러스에 감염되면, 대부분의 사람들은 경미하거나 무증상일 수 있습니다. 그러나 일부 감염된 사람들은 중증의 신경계 증상을 경험할 수 있습니다. 초기 증상으로는 발열, 두통, 구토, 복통 등 일반적인 바이러스 감염 증상이 나타납니다. 중증 증상으로는 의식 변화, 경련, 혼수 상태, 뻣뻣한 목, 심한 두통, 떨림, 근육 약화 등이 있습니다. 이러한 증상은 뇌와 척수에 염증이 생겨 발생하며, 뇌염을 유발할 수 있습니다. 일본 뇌염 예방을 위해 가장 효과적인 방법은 백신 접종입니다. 특히, 일본 뇌염 유행 지역을 여행하는 경우 예방 접종을 권장합니다. 백신은 2회 접종이 필요하며, 첫 번째 접종 후 28일 간격으로 두번째 접종을 받습니다. 백신 접종 외에도 모기에 물리지 않기 위해 다양한 예방 조치를 취해야 합니다. DEET, 피카리딘, 이카리딘 등의 성분이 포함된 모기 기피제를 사용하면 모기에 물리는 것을 예방할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 아가미가 있는 물고기와 없는 물고기는 어떤 차이가 있는건가요?
안녕하세요. 어류 중 아가미가 있는 어류와 아가미가 없는 것으로 보이는 어류 간의 차이는 호흡 방식과 환경 적응에 크게 좌우됩니다. 실질적으로 모든 어류는 아가미를 가지고 있지만, 일부 어류는 아가미 외에도 다양한 호흡 방법을 통해 생존에 적응합니다. 아가미는 대부분의 어류에게 필수적은 호흡 기관으로, 물 속에서 산소를 추출하고 이산화탄소를 배출하는 기능을 수행합니다. 아가미의 구조는 물이 통과할 때 산소가 혈액으로 확산되고, 동시에 이산화탄소가 배출되는 방식으로 되어 있어 효율적인 가스 교환을 가능하게 합니다. 이러한 방식은 물 속에서의 호흡을 주된 생존 전략으로 삼는 어류에게 최적화되어 있습니다.그러나 일부 어류는 산소가 부족한 환경에서 생존하기 위해 보조적인 호흡 기관을 발달시켰습니다. 예를 들어, 폐어(lungfish)는 폐를 사용하여 공기 중의 산소를 직접 흡수할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 이러한 어류는 주로 산소 농도가 낮은 환경에서 생존하는 데 유리한 특성을 갖추고 있습니다. 폐어는 아가미를 통해서도 호흡할 수 있지만, 공기 중의 산소를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 다양한 환경에서 생존할 수 있습니다. 또한, 전갱이(tarpon)와 메기(catfish)와 같은 일부 어류도 보조적인 호흡 기관을 발달시켜 산소가 부족한 환경에서 생존할 수 있습니다. 이들은 물 위로 올라와 공기를 삼키거나, 피부나 입안의 점막을 통해 산소를 흡수할 수 있습니다. 이러한 보조적인 호흡 방법은 주로 산소가 부족한 진흙탕이나 오염된 물, 혹은 일시적으로 건조해지는 환경에서 생존을 도모하는 데 중요한 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 공기를 정화하는 원생생물은 어떻게 정화시켜 주는 건가요?
안녕하세요. 미세 조류와 같은 원생생물이 공기를 정화하는 원리는 주로 광합성 과정을 통해 이루어집니다. 이 과정에서 대기 중의 이산화탄소(CO₂)를 흡수하고 산소(O₂)를 방출함으로써 대기 중 이산화탄소 농도를 줄이고 산소 농도를 증가시키는 역할을 합니다. 광합성은 기본적으로 다음과 같은 화학 반응을 통해 이루어집니다 : 6CO₂ + 6H₂O + 빛 에너지 → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 광합성 과정에서 미세 조류는 태양 에너지를 흡수하여 물(H₂O)과 이산화탄소(CO₂)를 당(glucose)과 산소로 전환합니다. 이 반응은 대기 중 이산화탄소를 감소시키고, 산소를 생산함으로써 대기 조성을 조절하는 중요한 생화학적 메커니즘입니다. 이러한 미세 조류는 해양 및 담수 생태계에서 중요한 역할을 하며, 지구 전체의 탄소 순환과 기후 조절에 크게 기여합니다.
생물·생명
Q. 곤충들의 크기가 점점 커지는 이유는 뭐일까요?
안녕하세요. 기후 변화가 곤충의 생리와 생태에 중대한 영향을 미칩니다. 온도 상승은 곤충의 대사율을 증가시키며, 이는 곤충이 더 빠르게 성장하고 성숙할 수 있는 환경을 조성합니다. 따뜻한 기후에서는 곤충이 에너지를 보다 효율적으로 사용하여 더 큰 몸집으로 자랄 수 있습니다. 또한, 온도가 높아짐에 따라 곤충의 번식 주기가 빨라지고 세대 교체가 가속화되며, 이는 자연 선택을 더욱 촉진시킵니다. 생태적 적응도 중요한 역할을 합니다. 곤충들은 새로운 생태적 니치에 적응하면서 크기가 변할 수 있습니다. 더 큰 몸집은 포식자로부터의 방어나 경쟁에서 우위를 점하는 데 유리할 수 있습니다. 이러한 적응은 자연 선택에 의해 점진적으로 이루어지며, 특정 환경에서는 더 큰 몸집을 가진 개체가 생존과 번식에 유리한 상황이 될 수 있습니다.