먼지 보고서(역사를 바꾼 물질 이야기 2)

먼지로부터 자유로운 곳은 없다

먼지, 그 미세한 것의 힘



먼지는 역동적인 모든 것에서 발생하는 미세한 부산물이다. 인류에게는 끊임없이 벗어나려고 노력하는 기피 대상이며, 미워도 떼어낼 수 없는 악연이다. 한편, 발상을 전환한 사람들은 이 먼지를 다른 시각에서 다룬다. 우주의 기원과 역사를 해석하고, 기록시대 이전의 지구환경을 분석하는 귀중한 유산으로 활용한다. 또한 미세한 영역에서 작용하는 에너지의 원리를 연구해 마이크로·나노 테크놀로지에 적용하는 첨단 기술의 교과서로 삼는다.

이 책은 먼지의 본질, 지극히 작은 입자 세계에서의 물리적 작용 원리, 먼지의 기원·피해·활용·회피, 그리고 심리적, 문화사적 의미까지 먼지를 다각도로 조명한다.



먼지의 본질과 실체를 알려주는 책

먼지와 인류의 끝없는 전쟁, 끝없는 동거



■먼지의 본질_모든 물질적인 것의 발단이자 종착역

■먼지의 실체_매연, 황사, 꽃가루, 화산재, 섬유, 각질, 산업먼지, 우주먼지 등

■먼지의 세계_거시계와 다른 물리적 힘이 작용하는 미시계

■먼지의 발생_우주, 자연, 인간 모두가 근원지

■먼지의 영향_알레르기, 아토피, 호흡기 질환, 반도체산업, 지구온난화 등

■먼지의 활용_우주·지구·고환경 규명, 나노테크놀로지, 범죄수사, 청결 산업 등

■먼지로부터의 해방_불가능한 일, 그러나 피해는 줄일 수 있는 일



황사가 밀려오고, 아침마다 꽃가루 때문에 재채기를 해 댄다. 봄이 올 때마다 이처럼 눈에 띄는 자연 현상으로 인해 먼지에 대한 경각심이 되살아나지만, 실은 언제어디에서나 우리는 먼지와 뒤섞여 살고 있다.



먼지는 우리에게 크나 큰 영향을 끼친다. 불쾌감 정도는 참을 수 있지만, 알레르기, 피부병, 폐질환 등 신체에 미치는 영향은 우리를 괴롭히고, 심지어는 죽음으로 몰고 간다.



먼지를 일으키는 요인은 크게 세 가지다. 우주먼지, 자연의 먼지, 인류가 발생시키는 먼지다. 우주와 자연의 먼지는 본래부터 있었고, 인류는 그에 익숙하다. 그렇다면 먼지가 문젯거리가 되기 시작한 것은 산업화와 생활방식의 변화가 원인이라고 볼 수 있다. 큰 책임이 인류에게 있다는 것이다.



먼지는 두말할 나위 없는 기피 대상이다. 인류는 먼지로부터 해방되려 노력해 왔고, 수많은 기술이 그 노력을 보조하지만, 먼지와 그로인한 피해는 더 늘어난다. 그것은 우리가 먼지를 줄이려고 노력하는 순간에도 먼지를 발생시키기 때문이다.



먼지를 기피 대상으로만 보지 않는 분야도 있다. 먼지는 종종 소우주와 대우주, 자아를 통찰하게 하는 철학적 소재가 되기도 하며, 미시계의 에너지 작용, 물리·화학적 작용을 연구해 그 원리를 첨단과학에 적용하기도 한다. 심지어는 규격화된 먼지를 생산해 판매하는 회사도 있고, 범죄수사관들은 먼지의 흔적을 추적해 범죄를 재구성하기도 한다.



그래도, 가만히 생각해 보면,

먼지가 주는 아주 현실적이고 긍정적인 효과도 있다.

우리에게 '청소의 즐거움'을 주니 말이다.



■먼지 관련 Q & A 몇 가지



집 안이 바깥보다 깨끗할까?

천만의 말씀, 바깥의 먼지가 집안으로 스며들어오는 것은 당연하다. 그러니 기본적으로 집 안팎의 미세먼지 농도는 같다고 보아야 한다. 거기에 집 안에서는 이불, 스웨터 등에서 떨어지는 생활먼지와, 피부 각질 같은 신체 먼지, 그런 것을 먹고사는 집먼지진드기나 사상균이 배출하는 배설물과 포자 등이 더해진다. 결국, 집 안에는 '바깥먼지 + 알파'가 있는 것이며 안타깝게도 우리는 인생의 70% 이상을 실내에서 생활한다.



먼지를 판매한다고?

생각지 못한 일이겠지만 그렇다. 진공청소기나, 우주공학, 반도체 제작 공간 같은 클린룸 시공업체, 각종 필터를 만드는 업체 등 먼지를 제거하거나 걸러내려고 노력하는 회사가 있기 때문이다. 그런 회사들은 다양한 실험을 하고 제품의 성능을 검사해야 하는데 이때 정밀하게 규격화 된 먼지가 필요하다. 먼지를 만들어 판매하는 업체들은 생각보다 거래처가 많다.



A, B, C, D 나의 청소유형은?

내가 어떤 청소 스타일을 지녔는지는 우선 동기를 통해 알 수 있다. 왜 내가 청소를 하는가? a. 아침 9시이기 때문에? b. 오늘 내가 한번 청소하기로 작정했기 때문에? c. 내가 방금 신경이 거슬렸기 때문에? d. 내가 원래 항상 청소했기 때문에? 이런 경우에 따라 a. 체계형, b. 동요형, c. 분노형, d. 무질서형 중 하나에 속할 수 있다. 청소도구의 선택도 특징적이다. 예를 들어 체계형은 청소 대상을 심하게 손상시키지 않는, 입증된 청소 수단을 선택한다. 반면에 분노형은 현재 자기 손에 쥐어진 도구를 이용한다. 그리고 청소를 끝낼 때의 모습을 통해서도 알 수 있다. 체계형은 그럭저럭 10시이기 때문에, 동요형은 계획을 성취했기 때문에, 분노형은 지쳐서 중단한다. 그러나 무질서형은 결코 포기하지 않는다.



도시먼지의 주범은 누굴까?

우선 매연이나 산업 가스는 아니다. 발달한 기술과 법적 규제로 최소화 된지 오래다. 아스팔트 도로 위를 달리는 자동차의 '타이어 마모'가 도시의 미세먼지 농도를 높이는 주범이다.



우리는 왜 꽃가루 알레르기로 시달릴까?

건초성비염이라고 하는 꽃가루 알레르기는 예전부터 있어 왔다. 근래에 알레르기에 시달리는 사람들이 늘어나는 것인데, 거기에는 두 가지 가설이 있다. 하나는 자연의 먼지와 동떨어지고 비교적 청결한 환경을 유지하며 살아 온 현대인들의 생활 습관이 면역력을 떨어지게 했다는 것이고, 하나는 자연에 미친 현대화의 어떤 영향이 꽃가루 구조에 변형을 초래했으며, 인류가 아직 그에 적응하지 못했다는 견해다.



먼지에 대해 공부할 방법은 없을까?

먼지 산업도 있고, 먼지가 미치는 영향이 어마어마한데도 안타깝게도 '먼지학'은 없다. 그렇다고 먼지를 연구하는 사람이 없는 것은 아니다. 온갖 곳에 영향을 미치기 때문에 온갖 분야에서 먼지를 제각각 연구한다. 그것을 하나로 취합해 연구하는 학문적 분야만 없다고 보아야할 것 같다. 만일 '먼지학'이 생긴다면 거시계와 미시계, 철학, 의학, 공학, 생활과학 등 모든 분야를 아우르는 거대한 학문이 될 것이다.



유아가 유해물질을 더 많이 들이 마신다?

흡연은 몸에 좋지 않은 연기를 많이 발생시킨다. 실제로는 4,000 종류나 되는 화학적 결합물이 함유되어 있으며, 그중 50가지만으로도 암을 유발시킬 수 있다. 흡연 가정의 공기와 먼지에는 비 흡연 가정에서보다 폐를 통과하는 나노입자가 약 2배나 많다. 그러나 유해한 화학물질이 어디에서 발생하건 상관없이 바닥을 기어 다니고 아무거나 닥치는 대로 입에 갖다 대는 유아들은 위험에 노출된다. 미국의 한 보고서에 따르면 유아는 양탄자 먼지와의 접촉으로 인해 인생 초기의 몇 해에 매일 담배 3가피 정도가 내뿜는 것과 같은 발암물질인 벤즈피렌(benzpyrene)을 들이마신다고 한다. 이 물질은 신경 손상을 거쳐 폐렴과 암을 야기할 수 있다.



지금과 같은 책 모양이 만들어진 이유?

18세기까지 책은 제본하지 않은 채로 파는 것이 보통이었다. 책 판매상은 운반할 때 먼지, 때, 습기로부터 보호하기 위해 책을 통에 넣거나 둥글게 말아 포장했다. 고객은 이 상태로 구입했으며, 책 표지는 제본소에 맡겨서 만들게 했다. 책에 있는 이른바 약표제지라고 하는 것은 요약된 책 제목이 있는 면으로, 보관 중에 주제목이 있는 표제지에 먼지나 때에 묻지 않도록 하는 기능이 있다. 면지는 표지와 안표지(약표제지) 사이에 끼워져 있는 부가적인 면으로 제본을 튼튼히 고정하는 역할도 하지만, 약제표지와 마찬가지로 보호 기능을 가지고 있다. 결국 제본은 무엇보다도 먼지로부터 책을 보호하려는 목적으로 발명되었던 것이다.



이 책은 크게 4장으로 구성되었다.



1 먼지의 본질에 대한 고찰. 미시계의 원리_먼지 현상의 자연과학적 관점을 분명히 해준다. 미세한 먼지의 영역에서도 근본적으로 거시적인 영역에서와 같은 법칙이 통용되지만 개별적인 힘들이 더욱 두드러지게 나타나며, 이 때문에 미세한 먼지가 물리적 의미를 갖는다. 걸리버 여행의 미시ㆍ거시 판타지를 예로 들며 미시계에서 무엇이 가능하고, 무엇이 불가능한 지를 논하며, 이어 엔트로피 개념을 재치 있고 이해하기 쉽게 소개한다.



2 우주, 대기권, 지표면, 자연, 인간의 먼지_먼지 싸인 우주, 즉 별에서부터 우리 모두를 에워싸고 있는 집먼지에 이르기까지 안내한다. 우주먼지는 도처에 내려앉으며 매우 오래된 것이어서 태양계가 아직 젊었던 시기에 대한 정보를 간직하고 있다. 또한 많은 먼지가 인위적으로 발생되기도 하지만, 사막, 화산처럼 자연 스스로도 강력하게 먼지를 발산하며, 바다 또한 먼지 발생의 중요한 근원지임을 알려준다. 한편, 지표면이란 일종의 밟혀 다져진 겹겹의 먼지로 과거가 농축된 것이다. 우리는 그 먼지에서 과거를 분석해 낼 수 있다. 마지막으로 꽃가루 같은 식물의 먼지를 거쳐, 산업, 난방, 교통 같은 인간이 만든 먼지에 접근한다.



3 나노단계 미세먼지의 작용_인체에 작용하는 미세 먼지, 그리고 나노 구조의 가능성과 위험성을 논한다. 사람들은 나노테크놀로지에 혁신적인 해결책을 기대하고 있는데, 이 기술에서 특정한 위험이 시작될 수도 있다는 점을 설명한다. 또한 미세먼지입자가 건강에 미치는 영향을 데이터와 역학 연구를 바탕으로 설명한다. 집먼지는 우리가 삶의 70% 이상을 닫힌 공간에서 보내기 때문에 가장 친숙하면서도 가장 위험한 먼지다. 집 안에 있는 먼지와 위험을 짚어 본다. 또한 집이나 자동차에 있는 먼지는 범죄수사기술자들의 관심도 끈다. 인간이 있었던 곳에는 항상 흔적이 남기 때문이다. 수사기관의 연구자들이 어떻게 이 먼지 흔적을 확보하고, 분석ㆍ평가하는지에 대해 이야기한다.



4 먼지를 벗어나기 위한 다양한 시도_먼지는 인간세계에서 대부분 환영받지 못한다. 그래서 먼지를 벗어나기 위한 다양한 시도를 조명한다. 먼저 책먼지에 대해 살핀다. 고대 이래로 사서는 먼지에 대한, 동시에 망각에 대한 투쟁을 해 왔다. 이러한 대결의 중요한 경유지와 도구를 밝힌다. 미술관 또한 먼지가 달갑지 않은 곳이다. 어떻게 그림에서 먼지를 들어내는지, 그리고 오래된 그림처럼 보이기 위해 어떻게 모조 먼지를 부착하는지 보여준다. 신선을 돌려 심리적인 측면에서 청소의 기쁨과 고통도 다룬다. 더러움에 맞서는, 영원히 끝나지 않을 집안일과의 전쟁에서 '카오스주의자'와 '체계주의자'에 관해 이야기하며, 네 가지 유형의 청소 스타일을 구분한다. 마지막으로 먼지에 의해 고통 받는 많은 사람들이 가고 싶어 하는 곳, 즉 먼지 없는 공간을 소개한다. 물론 그러한 공간은 없다. 그러나 우리는 먼지를 피하고 공기 중 먼지 농도를 낮출 수는 있다. 클린룸 기술은 공간에 먼지가 없도록 하는 것이 목표다. 이런 기술이 없었더라면 마이크로?나노 공학의 부상은 불가능했을 것이다.

1. 먼지의 문화와 본질



22 먼지의 문화사

환경요인으로서의 먼지｜먼지의 실체 인식｜현상으로서의 먼지, 먼지란 도대체 무엇인가?｜먼지와 우주, 철학적 모티브



43 작은 세계로의 여행

먼지입자와 생물체의 세포｜지적인 먼지｜하나의 먼지입자라는 것｜난장이와 거인의 에너지 수요에 대해｜기술적이고 분자적인 모터에 대해｜미시계로부터의 소리｜가시성의 한계, 빛의 마이크로 구조｜액체 속에 잠수하기, 분자의 힘｜마이크로세계에서의 항해｜먼지입자의 춤｜큰 것, 작은 것 그리고 인간의 창조성



68 세계의 지배자와 그 그림자



2. 우주 먼지에서 꽃가루까지, 자연의 먼지



86 별 먼지의 기억, 우주 먼지와 그 연구 방법

처음에는 먼지였다｜수명이 제한적인 먼지｜운석 충돌과 '빈자(貧者)의 우주탐사'｜혜성의 먼지, 삶의 초석｜성층권에 있는 사냥꾼과 수집가｜태양계보다 오래된 먼지｜공기보다 가볍지만 견고한 에어로졸



99 두꺼운 공기, 대기권에 있는 먼지

대기권의 에어로졸입자｜에어로졸입자의 근원지와 농도｜물순환에 대한 영향과 대기권 화학｜기후에 대한 영향｜에어로졸입자가 건강에 미치는 영향｜독일의 먼지 현황



112 바람에 흩날리는 사막과 화산의 광물먼지

먼지와 하늘의 색깔｜사막은 먼지를 일으킨다｜사막의 바람｜모형화와 측정｜화산과 기후



121 자연의 서고, 꽃가루

화석화 된 먼지로부터의 정보｜꽃가루의 연대기



134 꽃가루와 알레르기

종자입자와 화분학｜환경의 역사에 대한 지식의 원천｜장미 열병



3. 매연과 비듬, 인간의 먼지



144 먼지, 과소평가된 위험

독일 먼지오염의 전개｜미세먼지, 도대체 무엇인가?｜부유먼지의 작용메커니즘｜미세먼지에 대한 최근 상황｜종합적 전환 및 조처



157 먼지의 기회와 위험 그리고 나노단계의 물질

나노, 먼지왕국의 새로운 영역｜작은 것에 있는 새로운 것



165 미세먼지가 건강에 미치는 영향



169 범죄수사에서 주목하는 미세먼지의 흔적

연기입자｜섬유와 머리카락｜규조류｜마약 흔적 분석



178 먼지구덩이 속의 집 안 생활

위험한 마이크로세계｜집먼지 생활공간｜집먼지의 화학｜먼지 구름 속의 삶｜규격화된 먼지｜시대의 증인, 먼지



4. 먼지와의 투쟁



194 고대에서 오늘에 이르기까지의 책먼지 답사

먼지에 쌓이거나 불타버린 책 소장품｜학자에 관한 오래된 고정관념｜책먼지 방지책｜부서지는 책들, 산성 종이 문제



232 먼지 덮인 예술, 복원작업

원본이란 무엇인가?｜젖은 혹은 마른｜전시대｜녹청(綠靑, Patina)｜복원가로서의 예술가?｜먼지예술｜요제프 보이스의 경우



255 왜, 청소는 우리를 행복하게 하는가?



267 반도체 두뇌를 위한 고청결 공간

상상할 수 없는 청결도｜모든 위생의 시작｜현대적인 클린룸｜분자 수준의 오염｜반도체 기술을 넘어서



부록



283 먼지와 관련된 재미있는 실험

표면적과 질량, 먼지 세계의 원리｜먼지 소리 듣기｜먼지 보이게 만들기 I｜먼지 보이게 만들기 II｜보이지 않는 흔적 찾기｜먼지 폭발｜정전기를 이용한 먼지 제거｜식물들의 먼지 청소법



292 먼지와 관련한 인용문 모음