'과학, 실험, 으악 따분해!'라고 느낀 적 있나요. 이제 걱정하지 말아요. 소년중앙이 집에서 준비할 수 있는 물건으로 재미있는 실험을 시작합니다. 초등학교 과학 연구 교사 모임 아꿈선(www.아꿈선.com)과 함께하는 소꿈연구실이에요. 소꿈연구실에서 가벼운 실험을 하나씩 성공하다 보면 과학과 친해질 수 있을 거예요. 차근차근 따라 하고 소년중앙 홈페이지(sojoong.joins.com)에 인증하길 바라요. 오늘은 교과서 내 실험이 아닌 특별한 걸 준비했어요. 지난 15일은 낮 최고 기온 29도까지 오르며 맑고 건조한 날씨였는데, 국립환경과학원에 따르면 미세먼지 농도는 서울·경기도 ‘나쁨’이었거든요. 날씨가 맑다고 미세먼지가 다 물러간 건 아니란 얘기죠. 마스크는 완벽한 대비책일까요. 궁금하죠. 오늘 실험에서 마스크로 미세먼지를 제대로 거를 수 있는지 확인하길 바라요.

준비물: 부직포 마스크, 면 마스크, 미세먼지 전용 마스크, 스모그 머신(향 혹은 점화기로 대체 가능), 아크릴 통, 스탠드, 집게, 가위, 헤어드라이어

1) 집게를 이용해 부직포 마스크를 아크릴 통 한 켠에 고정합니다.

2) 고정 후 튀어나온 마스크의 남은 부분을 가위로 잘라 미세먼지를 대체할 연기가 잘 보일 수 있도록 합니다.

3) 스모그 머신으로 연기를 아크릴 통에 모읍니다.

4) 헤어드라이어로 바람을 일으켜서 연기가 얼마나 빠져나가는지 관찰합니다.

대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 알갱이 중 크기가 매우 작아 미세한 일부를 부르는 말이에요. 지름이 10 마이크로미터(㎛) 이하면 미세먼지, 그보다 작은 2.5㎛ 이하면 초미세먼지라고 부르죠. 1㎛는 1밀리미터(㎜)보다 1000배 작은 단위예요. 해변 모래가 80~100㎛이니 초미세먼지는 모래의 1/30~1/40 정도죠. 미세먼지는 황산염·질산염·암모니아 같은 이온성분, 금속화합물, 탄소화합물 등 산업 활동으로 인해 생기는 인위적인 화학 물질로 구성돼죠. 얼핏 보면 황사와 비슷하지만 발생 원인과 성분에 차이가 있어요. 황사는 주로 중국 사막지대에서 바람을 타고 오는 흙먼지를 말해요. 토양 성분으로 칼슘·철분·마그네슘 등으로 구성됐고, 알갱이 크기는 10~1000㎛로 미세먼지보다 큽니다.

혹시 코딱지가 많이 생긴 날이 있나요. 먼지가 많은 곳을 돌아다닌 건 아닌지 생각해보세요. 코딱지는 코털이 우리 몸을 공기 속 나쁜 물질로부터 보호하려 열심히 일한 증거거든요. 하지만 입자 지름이 10㎛ 이하인 미세먼지는 코털 방어막을 뚫고 폐까지 들어올 수 있습니다. 2.5㎛보다 작은 초미세먼지는 기관지를 통과해 폐포까지 도달해요. 미세먼지 입자에는 금속·질산염·황산염·타이어 고무·매연 등이 있어요. 몸 안에 들어오면 큰 병을 일으킬 수 있는 물질이죠. 폐에 흡착해 호흡기 질환을 일으키거나 혈관으로 흡수돼 뇌·심장에 치명적인 손상을 가져오기도 하고요. 호흡기와 직접적 연관이 없는 간·비장·중추신경계·생식기관까지 손상할 수 있습니다. 미세먼지는 WHO(국제보건기구)에서 1급 발암물질로 지정됐죠.

일반 마스크는 섬유가 가로·세로·직각으로 교차돼 있어요. 보통 섬유 사이 틈이 10㎛ 정도죠. 따라서 크기가 10㎛ 이하인 미세먼지는 마스크를 써도 그대로 통과합니다. 반면 미세먼지 전용 마스크는 무작위로 얽힌 특수 필터를 사용해요. 섬유가 삼중으로 배치돼 틈이 작아 10㎛보다 작은 미세먼지도 붙잡을 수 있습니다. 하지만 2㎛보다 작으면 섬유에 달라붙지 않아 공기를 타고 통과하죠. 최근에는 정전기를 띤 특수 섬유를 사용해 2㎛보다 작은 먼지까지 잡는 제품이 나왔어요. 양극(+)과 음극(―)이 서로 다른 극을 끌어당기는 성질을 이용하죠. 특수 섬유는 부분별로 다른 극성을 갖게 제작돼 양극·음극 중 하나를 띠고 있는 미세먼지를 대부분 잡아내요. 문제는 습기에 매우 약한 겁니다. 여러분이 마스크를 착용한 후 숨을 쉬면 수분이 생기잖아요. 이렇게 생긴 수분은 적은 양이더라도 성능을 약화시키기 때문에 미세먼지 마스크는 대부분 일회용이에요.

마스크 포장에서 온갖 화려한 문구를 보더라도 찾아야 할 단어는 KF와 N 단 둘입니다. 먼저 KF(Korea Filter) 등급은 한국 식품의약안전처가 인증한 것으로 마스크가 먼지를 걸러내는 비율, 숨쉬기 어려운 정도 등에 합격한 제품에만 붙일 수 있죠. KF 80은 미세먼지 입자를 80%, KF 99는 미세먼지 입자를 99% 차단합니다. N 등급은 미국 산업안전보건연구원(NIOSH)에서 정한 것으로 N 뒤 숫자 % 만큼 미세먼지를 걸러 준다는 뜻이죠. 예를 들어 N 95 마스크는 미세먼지를 95%의 확률로 막을 수 있는 거예요. 등급 뒤의 숫자가 같으면 사실상 N 등급과 KF 등급은 같은 성능의 마스크라고 보죠.

그럼 무조건 등급이 높은 마스크를 사야 할까요. N 95와 KF 94 이상 등급은 높은 미세먼지 차단율을 보이는 만큼 착용 시 호흡이 힘들고 가격이 비싸요. 따라서 무조건 등급이 높은 마스크를 사기보다 기상 상황에 맞게 고르는 게 좋습니다. 김선왕 선생님은 마스크를 등급별로 준비해 놓고 미세먼지가 나쁨인 날에는 호흡하기 편한 KF 80 마스크를, 미세먼지가 매우 심한 날엔 KF 94이나 N 95 마스크를 쓰라고 조언했어요.

정리=강민혜 기자 kang.minhye@joongang.co.kr, 도움말=김선왕 아꿈선 영상팀장

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