물은 지구상의 기후를 좌우하며 인간은 물이 없이는 3일을 버틸 수가 없고 인간의 몸의 약 70%가 물이 차지하고 있다 게다가 고대에는 인간은 물을 모든 것의 원천이라고 생각하기도 했다. 이렇듯 물은 인간에게 아니 지구에게 있어서 불가분적인 관계이다.

이렇게 중요한 물은 항상 맑게 유지되는 것만은 아니다. 동식물의 시체나 동물의 분뇨, 인간에 의한 오염에 의해 오염된다. 그렇지만 물은 자연정화능력이 있어 어느 정도 수준까지는 정화를 한다. 그렇지만 물의 자정 수준을 벗어난다면 그 시점부터는 말이 달라진다.

1. 물의 특징

물은 굉장히 독특한 물질이다. 우리 일상에서 쉽게 살펴볼 수 있는 것으로는 얼음이 물에 둥둥뜨는 것이다. 지구상에서 유일하게 물은 고체(얼음)이 될 때 밀도가 감소하는 물질이다. 왜냐하면 물분자들은 액체에서 고체로 응고되면 액체에서 가지고 있던 오각구조에서 육각구조로 변하게 되는데 이때 부피가 증가된다. 

위 식에 따라 부피가 증가하므로 밀도가 감소하게 되는 것으로 간단히 이해할 수 있다. 또한 물은 화학적으로도 굉장히 재미있는 특징이 많다. 먼저 물은 수소결합라는 것을 하고 있고 극성을 띈다는 특성이 있다.

(사진출처 : 네이버백과사전)

물분자는 수소원자 2개와 산소원자1개로 이루어져 있는데(H2O) 전자를 공유하는 공유결합을 하고 있다. 또 공유전자쌍을 끌어당기는 상대적인 세기를 의미하는 전기음성도가 큰 산소가 전기음성도가 작은 수소의 전자를 끌어당김으로서 정전기적 인력으로 결합하는 수소결합을 하고 있다.

이때 수소결합 자체만으로 보면 결합력이 강한편이 아니다. 그렇다면 물은 우리 생활에서 쉽게 볼 수 없는 물질이여야 한다. 그런데 실제 우리 생활에서 물은 많은 양이 존재하고 비열이 큰 물질로 인식이 되는데 왜냐하면 이것은 ‘흩어지면 죽고 뭉치면 산다.’라는 말처럼 약한 결합을 하고 있는 분자들끼리 빼곡하게 뭉쳐있어 전체적인 결합을 강하게 하고 있기 때문이다.

이때 물분자는 극성을 띄기도 한다. 앞서 말하였듯, 전기음성도가 큰 산소가 전자를 하나 가지고 있는 수소의 전자를 강하게 끌어당김으로써 산소의 (-)적인 성질이 강해지고 수소는 가지고 있는 하나의 전자를 상대적으로 잃게 되므로 (+)적인 성질이 강해지기 때문에 ‘극성’을 띈다고 말한다. 

2. 물의 순환

(사진출처 : 두산백과) 

독도가 한국의 영토라는 것처럼 지구상에서 변하지 않는 것은 여러 가지가 있다. 그중 한 가지가 물의 양은 항상 일정히 보존된다는 것이다. 실제 지구상에서 물은 97%해수로 이루어져있으며 2%남짓은 만년설로 이루어져 있고 나머지 1%에서 극소량이 우리 인간이 사용할 수 있는 물이 된다.

그런데 물이 순환되는데 왜 물 부족이 일어날까? 그것은 건조지역과 같은 지리적 기후문제, 산업화 도시화로 인간 물의 오염, 지구온난화에 의한 증발량 증가와 같은 여러 가지 이유가 복합되어 변화가 일어난다. 특히 물 부족이 일어나면 물을 차지하기 위한 전쟁이나 지리적인 사막화나 사헬지대가 증가, 식생의 감소와 같은 문제를 야기하여 인간에게 심각한 피해를 입힌다.

3. 물의 자정 작용

물은 자연정화능력이 있다. 이것을 자정작용이라고 부르는데 물의 자정작용에도 크게 3가지로 나뉘는데 물리적, 화학적, 생물학적 작용으로 나뉜다. 물리적인 작용으로는 파쇄, 분쇄가 있으며 화학적 작용으로는 폭기(물속에 인위적인 산소투입하는 것)으로 인한 산화작용이 있으며 생물학적 작용은 호기성 미생물(산소를 좋아하는 미생물)에 의한 작용이 대표적으로 있다. 그러나 물의 자연정화능력에는 한계가 있으며 허용범위를 넘으면 심각한 수질오염으로 발전한다.

4. 물의 오염(수질 오염)

현대의 물의 오염은 가축의 분뇨, 산업폐수, 생활하수 등 다양한 원인이 있다. 그런데 가장 큰 이유는 생활폐수이다. 생활폐수는 우리가 일상적으로 생활할 때 배출하는 설거지, 빨래등 가정에서 배출되는 오염원이 대부분이다.

수질을 오염시키는 원인인 오염원은 크게 두가지로 나뉘는데 오염원이 쉽게 확인되거나 일정한 배출구가 있는 점오염원과 그 반대인 비점오염원으로 나뉜다.

문제는 비점오염원인데 비점오염원은 배출되는 경로가 광범위하거나 알 수가 없기 때문에 관리가 어렵다. 수질오염을 이해하기 위해서는 여러 가지 지표에 대해서 이해하여야 하는데 대표적인 것은 4가지로 요약된다.

통상적으로 살펴보면 물의 오염이 시작되면 물속의 DO는 급격히 감소하기 시작한다. 이때, 어느 순간 최소의 값을 가지게 되는데 이 부분은 물속의 생물이 생존할 수 없는 수준을 의미한다. DO가 감소함에 따라 BOD와 COD는 증가하게 된다. 왜냐하면 이 오염물질을 서서히 분해하면서 미생물이 오염물을 분해할 때와 화학적으로 오염물을 분해할 때 요구되는 산소의 양이 증가하기 때문이다. 

5. 현대의 물

물은 현대의 어떠한 의미로 인식되고 있을까? 현대에는 산업화와 도시화의 의해 수질의 오염과 물 부족 현상은 단순히 자유재로서 취급이 되었던 물을 양보다는 질로 자유재보다는 경제재로서의 의미를 대두시켰다. 예를 들어 더운 여름, 길을 걷다 갈증이 나서 물을 사먹는 경우나 깨끗한 물을 얻기 위해서 정수기를 사용한다는 것이다. 또한 '물산업'이라는 말처럼 세계적으로 물의 가치와 물과 관련된 기술의 역할이 강화되고 여러 산업에서 핵심적인 자원으로써 경제적인 이윤창출의 매개물로도 작용하고 있다.