함박눈에도 안전한 길거리 책임지는 제설제의 과학

안녕하세요, 한화토탈 블로그 지기입니다. 지난 주 내린 함박눈에 많이들 놀라셨을 텐데요. 퇴근 시간에 갑자기 많은 눈이 내려 도로에 차들이 옴짝달싹을 못했죠. 도로의 눈을 녹이기 위해 하루에 뿌린 제설제가 15만톤이 넘는다고 하는데요. 만약 제설제가 없다면 녹은 눈이 꽁꽁 얼어 도로가 더 위험해졌을 겁니다. 겨울 도로의 안전을 위해 필수적으로 쓰이는 제설제! 오늘은 제설제에 대해 좀 더 자세히 알아볼까요?

 

 

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싸고 손쉽게 눈을 녹일 수 있는 염화나트륨

 

 

 

우리 일상에서 가장 흔하게 볼 수 있는 제설제는 염화칼슘(CaCl_2·2H₂0)과 소금인 염화나트륨(NaCl)입니다. 이 두 물질은 공통적으로 염소 이온(Cl^-)를 포함한 염화물계 제설제인데요. 염화물계 제설제는 제설 능력도 좋고, 가격도 저렴하기 때문에 흔히 사용되고 있습니다. 이중에서 염화나트륨은 가격이 싸고 손쉽게 구할 수 있죠.

염화나트륨은 눈에 녹으면서 나트륨 이온(Na⁺)과 염소 이온(Cl^-)으로 분리되는데요. 이 이온들이 물 분자 사이의 결합을 방해하면서 어는점이 내려가 제설효과를 갖게 됩니다. 염화나트륨은 물에 녹을 때 이온으로 분리되는 과정에서 주변 열을 흡수하기 때문에 - 12℃ 이하에서는 잘 녹지 않고, 기온이 - 9℃에서 -6℃ 가량일 때 제설 효과가 좋습니다.

즉, 러시아 같은 아주 추운 지방에서는 염화나트륨을 제설제로 쓸 수 없습니다. 또, 구성 성분인 나트륨 이온과 염소 이온 모두 식물의 성장에 관여하는 물질이기 때문에 환경에 영향을 준다는 단점이 있습니다. 전기화학적 반응을 일으켜 철근이 빨리 녹슬게 하기도 하죠.

 

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더 추운 곳에서도 빨리 눈을 녹일 수 있는 염화칼슘

 

 

 

러시아처럼 아주 추운 곳에서는 -32℃에서도 제설 효과가 있는 염화칼슘(CaCl_2·2H₂0)을 제설제로 사용할 수 있습니다. 염화칼슘은 본인 무게의 14배의 물을 흡수할정도로 흡습성이 뛰어난데요. 또, 물에 녹을 때 열을 방출해 주변을 따뜻하게 합니다. 물에 녹으면서 동시에 열도 뿜어내니 제설제로서는 아주 탁월한 물질이죠. 염화칼슘으로 녹인 눈은 - 50℃까지 얼지 않기 때문에 추운 지역에서 쓰기에 제격입니다.

제설제로서 뛰어난 효율을 보이는 염화칼슘 또한 단점은 있는데요. 습기를 피해 보관해야 하기 때문에 습기방지용 포대를 사용해야 하고, 보관기간도 짧습니다. 또, 눈이 다 녹은 후에도 염화칼슘의 뛰어난 흡습성 때문에 도로가 계속 축축하게 젖어있기도 하죠. 또한, 염화나트륨처럼 식물에 피해를 끼치기도 하며, 차량 등 철의 부식을 촉진하는 부작용도 있습니다.

 

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염화물계 제설제의 단점을 보완하는 친환경 제설제 

 

 

염화물계 제설제는 뛰어난 가격 이점과 성능으로 많이 사용하고 있지만, 주변환경에 미치는 영향이 크고, 자동차와 철근 및 아스팔트의 부식을 빠르게 하는 단점이 있습니다. 이는 염소 이온 자체가 콘크리트와 철, 환경에 영향을 미치기 때문인데요. 최근에는 이러한 염화물계 제설제의 단점을 보완하는 친환경 제설제도 점점 사용이 늘고 있습니다.

우선, 염화칼슘과 염화나트륨보다 염소 함량을 친환경 40%가량 줄인 친환경 제설제가 있는데요. 염소보다 독성이 약한 유기산을 원료로 사용해 제조한다고 하는데요. 염화물계 제설제보다 철을 부식하는 부작용이 확연히 줄어드는 효과가 있다고 합니다.

 

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바다 속 불가사리로도 제설제를 만든다고?

 

 

가장 최근에는 한 스타트업 기업이 불가사리를 활용한 친환경 제설제도 개발됐다고 하는데요. 기존 제설제에 염화 이온을 흡착하는 불가사리 추출 성분을 넣어 기존의 염화물계 제설제의 부작용을 줄이는 원리라고 합니다.
 
오늘은 겨울철 도로 안전을 지키는 데 필수인 제설제에 대해 알아보았습니다. 석유화학 공장에서 나오는 부생염소를 활용해 액체 제설제도 만든다고 하는데요. 일반적인 액체 제설제를 만들 때보다 부생염소를 활용하면 환경에 미치는 영향이 줄어들 수 있다고 합니다. 


우리의 안전을 위해 제설제 사용은 필수지만, 너무 많이 사용하면 주변 환경에 악영향을 줄 수 있는데요. 지난 주처럼 눈이 많이 오는 날엔 집 앞에 쌓인 눈을 바로 치워 제설제 사용량을 줄일 수 있도록 함께 노력하면 좋겠습니다!

 

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