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자외선의 살균효과 및 여러 가지 투명 물질의 통과 여부 조사
중학생이 되어서 석달째 접어드는 어느날이었다. 방학과제물을 받는 날 과제에 탐구 학습이 있었다. 종례 시간에 담임 선생님으로부터 학생 탐구학생 발표대회에 관한 되었다. 국민학교 5～6학년 때 몇 번 탐구학습활동을 해보았지만 중학생이 된 지금이니 주제나 내용의 수준을 높여야 하리라는 생각에 고심이 되었다. 집에서 부모님과 의논도 해보고 길거리를 돌아다니며 이것저것 둘러보기도 하였지만 마땅한 생각이 떠오르지 않았다. 그러던 어느 날 집식구들 모두가 외식을 하러 갔다가 그럴듯한 것을 발견하였다. 음식점에서 유리문이 닫힌 조그마한 진열장 속에 파란 등이 켜져 있고 컵과 접시 등 그릇이 진열되어 있는 것을 볼 수 있었다. 자세히 살펴보니 자외선 살균기였다. 그래서 나는 속으로 `옳지, 저것이로구나` 생각하고 아버지께서 질문하기 시작하였다. "자외선으로는 어떻게 소독을 하나요?" "소독한다는 것을 무엇을 말하는 건가요?" "저것을 실험적으로 확인해 볼수는 없을까요?" 등등 질문에 아버지께서는 대충 답변해 주시다가 "에이 나도 모르겠다" 하시면서 날더러 생각해보라고 하셨다. 그래서 나는 곰곰히 생각하던 끝에 집에서 어머니들이 날씨가 좋은 날이면 이불이나 기타 가재도구를 햇볕에 내어다 말리는 것이나 벼원에 자외선등을 켜고 그속에 기구들을 넣어두는 것이나 모두가 소독하는 방법이로구나 하는 생각이 되었다. 그래서 탐구 계획서를 작성하여 여름 방학 전에 선생님께 제출하였더니 선생님께서는 상당히 좋은 착상이라고 말씀하시면서 잘 해낼 수 있겠냐고 말씀하셨다. 나는 "할 수 있습니다" 라고 말씁은 드렸지만 사실은 그 때부터 몹시 걱정되기 시작하였다. 자외선 발생은? 균의 배양은? 취급은? 균에 자외선을 쬐이는 방법은? 이 모든 것의 철저한 탐구와 이루어져야 할테니 말이다. 균은 어떻게 구하여 또 취급해야 되는지 앞에 캄캄했다. 생각다 못하여 아버지에게 도움을 청하였다. 아버지의 소개로 경희대학교 미생물학 교실 선생…(생략)
님의 도움을 받을 수가 있었다. 실험을 시작하여 일주일 정도 지나면서 결과가 나오기 시작하니 참으로 신기하고 놀라웠다. 균이 배지에서 균일하게 자라는 것도 신기하였으며 자외선을 쪼인 균이 급속히 죽는 것이 확인되었을 때 정말로 신기하였다. 그리고 자외선을 투명 물질을 통과시켰을 때 상균 효과에 영향이 있다는 것을 확인도 하였다. 실험을 마치면서 정말로 성취감을 맛보게 되었고 또한 어떤 일을 할 때 망설이지만 말고 과감히 실행에 옮기면 완성할 수 있다는 자신감도 갖게 되었다. 또 몇 가지 궁금한 점이 생기기도 하였다. 모든 균은 자외선을 완전히 통과시킬 수 있는 물질은 없을까? 자외선의 살균 능력을 가지고 물질의 자외선 투과 정도를 측정할 수는 없을까? 자외선의 살균 능력을 가지고 물질의 자외선 투과 정도를 측정할 수는 없을까?...등등. 또한 음식점에서 자외선 소독기의 사용이 잘못되고 있다는 것도 쉽게 알 수 있다.
Ⅰ. 탐구 동기
특히 여름에 어머니들은 날씨가 좋은 날이면 이불이나 기타 가재도구를 햇볕에 내어다 마린다. 또 간장, 된장, 고추장의 뚜껑을 열어 햇볕을 받게 한다. 음식점이나 조그마한 병원에 가면 파란 자외선등을 켜고 그곳에 그릇이나 기구들을 넣어 둔 것을 볼 수있다. 그 이유가 무엇일까? 소독을 한 방법이라고 생각되었다. 그래서 볼 수 있다. 그 이유가 무엇일까? 소독을 하는 한 방법이라고 생각되었다. 그래서 자외선이 세균을 죽일 수 있는지 또한 병원에서 환자들이 창문을 통해 들어오는 따뜻한 햇볕을 받으며 앉아 있는 것을 보는 경우가 많은데 창문을 통하여 들어오는 햇볕이 환자의 위생이나 건강에 도움이 될 수 있는 건지. 또 유리로 만든 온실과 비닐로 만든 온실 안의 식물은 자외선의 영향을 얼마나 받을 수 있겠는가? 하는 것들을 알아보고자 하였다.
Ⅱ. 알고 싶은 점
1. 자외선이 실제로 세균을 죽일 수 있는가?
2. 자외선이 세균을 어느 정도의 시간 안에 죽일 수 있는가?
3. 자외선은 모든 투명 물질을 통과할 수 있는가?
Ⅲ. 기간 및 실험 방법
1
7월 25일～
7월 27일
1.자외선은 세균을 죽일 수 있는가?
2. 어느 정도의 시간에 죽일 수 있는가?
실험
필기도구, 샬레(배양기), 대장균, 자외선 등
2
7월 28일～
8월 6일
1. 자외선은 모든 투명 물질을 통과하나?
실험
필기도구, 샬레(배양기), 대장균, 자외선 등, 유리, 투명셀로판지, 온실용 비닐, 투명 비닐
Ⅳ. 실천 내용
1. 재료 및 방법
가. 자외선이 세균을 어느 정도의 시간에 죽일 수 있는가?
자외선이 어느 정도의 시간에 세균을 죽일 수 있는가하는 것을 알아보기 위하여 대장균과 대장균이 자랄 수 있는 배양기를 준비하고 배양기에 대장균을 이식시킨 다음 자외선등(15 W)밑 25cm의 거리에 대장균을 노출시켜 6초, 8초, 10초, 12초, 14초 간으로 각각 적용 시킨 후 대장균의 발육을 관찰하였다.
나. 자외선은 어떤 물질을 통과할 수 있는가?
자외선은 유리같은 물질은 통과하지 못한다는 말을 들었다. 그러면 투명 셀로판지, 투명 비닐, 온실용 비닐, 유리 같은 물건을 통과할 수 있느가? 하는 것을 알아보기 위하여 대장균이 이식된 배양기를 위의 물건으로 각각 덮고 자외선을 일정 시간 동안 작용시켰다.
Ⅴ. 실험한 결과
1. 자외선과 세균의 생존과의 시간적 관계
실험 방법에서와 같이 6초, 8초, 10초, 12초, 14초 간으로 자외선을 대장균에 쬐어 보니 사진에서 보는 것과 같이 8초에서부터 대장균의 숫자가 줄어들기 시작하여 12초에서는 거의 모든 대장균이 사멸되었음을 보여 주었다. 여기에서 12초의 성적을 +, 10초이 성적을 ++, 8초이 성적을 +++, 6초의 성적을 ++++로 정하여 대조로 사용하였다.
2. 투명 물체의 자외선 통과
준비된 투명 물체(유리, 투명 비닐, 온실용 비닐, 투명 셀로판지)를 대장균 위에 각각 덮고 자외선을 쬐어 <표1>에서와 같은 결과를 얻었다. 즉 유리와 투명 비닐은 2분 이상의 시간에도 대장균의 사멸을 관찰할 수 없는 것으로 보아 자외선이 통과할 수 없음을 알았다. 또한 온실용 비닐은 50초 간의 자외선 작용 결과 시럼 1에서 12초에 상당하는 정도의 결과를 관찰할 수 있었으며 투명 셀로판지는 30초간의 자외선 작용으로 실험 1에서의 12초에 상당하는 결과를 관찰할 수 있었다.
이와 같은 실험으로 온실용 비닐과 투명 셀로판지는 자외선은 통과하나 상당히 억제시키는 것을 알 수 있었다. 위의 결과를 종합하여 <표1>에 나타내었다.
Ⅵ. 위의 실험으로 알게 된 점
1. 대장균과 같은 세균에 대한 자외선의 살균력은 대단히 강하다는 사실로 보아 이불 및 기타 가재 도구를 햇볕에 말리는 것은 매우 합리적이다.
2. 자외선은 유리와 투명 비닐을 통과하지 못한다는 것은 선글라스 착용이 자외선 차단에 효과적이며 환자들이 실내에서 햇볕을 쬐는 것은 피부암 방지에 좋다는 사실을 알려준다.
3. 온실용 비닐과 투명 셀로판지는 자외선의 통과를 상당히 억제한다. 따라서 온실 안에서 식물을 재배할 때에는 실외에서 재배할 때보다 더 많은 병충해 방지 노력이 필요할 것이다.
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