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《과학탐구보고서》
전자파가 우리 몸에
과연 해로울까?
1. 동기
나는 이번 기말고사가 끝나고 오른 성적을 덕분에 부모님으로 부터 휴대폰을 얻게 되었다. 처음 휴대폰을 얻었을 때는 마냥 좋기만 했다. 내 주변의 친구들이 주고받는 문자도 주고받을 수 있고, 또한 전화통화도 집이 아니어도 할 수 있기 때문이다. 하지만 나는 친구들과 휴대폰에 대해 이것저것 말하다가 휴대폰 충전기를 놓는 것에 대해 말을 하게 되었다. 내 친구들은 책상과 멀리 떨어져 있는 곳에 충전기를 놓는다고 하였다. 나도 가만히 생각을 해보지 오래 전에 뉴스에서 청소년들에게 핸드폰이 좋지 않은 이유 중 하나가 바로 전자파라는 말이 생각났다. ‘아! 맞다! 전자파 때문에 내 머리를 망칠 순 없지!!’ 란 생각을 하고 휴대폰을 즉시 책상과 멀리 떨어진 곳에 놓았었다.
친구들과 이 대화를 나눈지 얼마 되지 않아서 나는 여름방학 숙제인 과학탐구 주제를 찾고 있었다. 1학년 때는 주제를 찾는데 그리 오랜 시간이 걸리지 않았는데 이번에는 꽤 오래 걸렸던 것이다. 그렇다고 1학년 때 했던 것을 다시 하면 나에게 이익이 되는 것이 하나도 없을텐데... 나는 반쯤 포기한 상태에서 휴대폰으로 친구와 문자를 주고받았다. 내가 전자파에 대한 대화를 나눴던 그 친구와. 이게 왠 일 일까..! 갑자기 주제가 생각 난 것이다. “아! 바로 이거야! 전자파가 해롭다는 것을 직접 확인해봐야겠어!!” 그후 나는 이것을 직접 확인할 수 있는 방법을 찾는데 또 시간을 보냈다. 내가 직접 체험을 하면 좋겠지만, 얼마나 해로운지는 하루 이틀만에 알 수 있는 것도 아니고... 그리고 내가 혹시라도 그것을 체험할 수 있다해도 내가 실험 대상이 된다는 것은 말도 않되는 것 같았다. 내 몸이 얼마나 소중한데, 이 몸을 망칠 수가 있어! 그래서 나는 빨리 자라는 식물들을 생각해보았다. 강낭콩, 무순 등등 많은 것이 있는데 나는 그 중에 콩나물을 기르기로 했다. 왜냐하면 언젠가 책에서 콩나물은 쑥…(생략)
쑥 자라서 성장 과정을 잘 볼 수 있다는 정보를 얻었기 때문이다.
이렇게 주제, 실험 방법 등을 정하는데 고민이 많았던 이 과학 탐구 보고서를 잘 끝내고, 어디가서 전자파 얘기가 나오면 내가 줄ㆍ줄ㆍ줄 말할 수 있게되면 좋겠다.
2. 기초부터 탄탄히! 전자파는 무엇일까?
1) 전파란?
주기적으로 그 세기가 변하는 전자기장이 공간을 통해 전파해 가는 현상이다. 전하1)가 급속하게 진동하거나 전류가 진동적으로 변화할 때 생기며, 그 통로에 해당되는 공간에 전기적 작용을 미치면서 빛과 같은 속도(진공 중에서는 매초 약 30만km)로 전파된다. 파의 성질로 보면 전기장과 자기장이 동반하여 파가 진행하는 방향에 대해 수직으로 진동하는 전기적 횡파이다. 역사적으로는 영국의 물리학자 J.C.맥스웰이 1864년 정리한 전자기장의 수학적 이론에서 그 존재가 예상되어 1871년 빛도 전자기파의 일종일 것이라는 이른바 빛의 전자기파설이 제창되었다. 이 이론은 독일의 물리학자 H.R.헤르츠에 의해 불꽃 간극이 있는 전기진동 회로로부터 전자기파를 발생시킴으로써 실험적으로 증명되어(1888), 그 결과 전자기파는 파장이 다른 점을 제외하면 반사?간섭?회절?편의 등 빛과 완전히 같은 성질을 나타내며, 전파속도도 빛과 같음이 확인되었다.
오늘날에는 선?X선?자외선?적외선 등도 각 각 다른 파장범위에 있는 전자기파인 것이 확인되었다. 따라서 일반적으로 전자기파라고 하는 것 중에는 특이한 성질을 가지고 또한 발생방법도 다른 많은 종류가 있으나 그 중에도 비교적 파장이 긴(주파수가 낮은) 범위의 전자기파는 적당한 전원과 진동회로를 사용하여 전동전류를 일으키고 그것을 안테나를 통해 흐르게 함으로써 일정한 파장을 가지는 것을 지속적으로 보낼 수 있다. 이와 같은 파장 범위에 있는 전자기파를 보통 전파라 한다.
2) 전파의 이용
전파는 진동전류에 의해서 에너지가 공간으로 복사되는 현상인데 일정한 파장을 가지는 전파를 지속적으로 내보내어 전달하고자 하는 정보를 신호화하여 이 전파의 파형을 변화시키면 이 전파를 받아 들일 수 있는 지점에 정보를 전달할 수 있다. 이것이 무선전화?라디오방송?텔레비전방송 등 무선통신으로 총칭되는 통신의 원리이다. 일반적으로 전파는 빛이나 소리보다도 대기 중에서의 감쇠가 적으므로 이로 인해서 멀리까지 보낼 수 있다. 또한 빛과 달라서 특정한 파장을 지닌 지속파를 낼 수 있으므로 이것을 통신수단으로 이용할 경우에는 매우 유리하다. 그러나 그 공간에서의 전파방식은 파장의 장단에 따라서 같지 않다. 예를 들면 전파 중에서도 비교적 긴 파장은 회절현상이 뚜렷하고 지표에 따라서 상당히 멀리까지 갈 수 있지만 파장이 짧고 빛에 가까운 극초단파는 지표상에서 가시거리 범위밖에 전파하지 않기 때문에 멀리까지 보내기 위해서는 약 50km마다 전파를 중계하여야 한다.
반대로 빛과 같이 예민한 지향성을 가지게 할 필요가 있는 통신에는 회절현상이 적고 짧은 파장의 전파를 이용할 필요가 있다. 또한 하나의 전파로 전송할 수 있는 정보량은 그 주파수가 높은(파장이 짧은) 것일수록 많아지므로 많은 신호를 보낼 필요가 있는 통신에는 다소 전달범위가 좁아도 파장이 짧은 전파를 이용해야 한다. 이와 같이 무선통신이라도 여러 종류의 전파가 각각의 전달방식에 따라 특징을 살릴 수 있도록 사용하게 된다.
3) 자연계의 전파
인공적인 전파 외에도 자연계에는 전파를 발생시키는 원천이 많다. 예를 들면 대전된 구름과 구름, 또는 구름과 대지 사이의 방전현상인 번개로부터 넓은 주파수대역의 전파가 발생하여 무선통신을 방해한다. 이것을 공전이라 하는데, 파장이 짧은 전파가 적으므로 초음파나 마이크로파에 의한 통신은 거의 방해를 받지 않는다. 태양도 전파의 발생원의 하나이다. 즉, 태양 내부의 고온하에서 전자가 격렬한 운동을 하는 결과 전파가 발생되고 고감도의 수신기(전파망원경)의 안테나를 태양에 향하도록 놓으면 1cm에서 수 m의 파장을 가진 전파가 잡음으로 수신된다. 이것을 태양전파 또는 태양잡음이라 하고, 태양의 흑점과 깊은 관계가 있어 태양활동의 상황을 알게 해주는 수단이 되어 많이 관측된다.
그 밖에도 우주에는 전파를 발생하는 원천이 많이 있고, 전파망원경으로 천체를 관측하면 주로 m파 영역의 전파가 잡음으로 수신된다. 이 전파를 우주전파 또는 우주잡음이라 한다. 우주전파의 원천은 그 분포가 광학망원경으로 볼 수 있는 가시적인 은하와 거의 일치하고 있으나 더욱 천공과 고립된 전파원(전파별)도 있다. 이와 같은 우주전파에 의해 천체를 관측하는 분야가 제2차 세계대전 후 천문학의 새로운 분야로 급속히 발전된 전파천문학이다.
3. 전자파가 인체에 해로운 점
▶비열적 효과
☞면역 체계의 이상
☞세포내 칼슘이온 농도의 증가 →알츠하이머 병의 발병확률 증가.
☞혈당, 혈중 지질의 증가
☞유전자 생성, 호르몬 생성의 방해
☞심장 박동수 감소, 뇌파 이상
1) 고압 송전선
고압 송전선부근의 주민들에 의하여 전자파 문제가 제기되기 시작한 것은 1950년 경 부터이다. 이후 끊임없이 피해 주장이 있으며 이에따른 법적인 소송사례도 이어지고 있다.
그 주장들을 정리해 본다.
농작물의 생육이 더디고, 젓소의 산유량이 감소하고 기형 송아지의 출산률이 높다.
고압 송전선 부근에 거주하는 아동들의 암 발병률이 보통 아이들에 비해 두 배나 높다.
2) 주택 내부의 전선
주택 내부의 가정용 전력 배선에서 나오는 전자파에 의하여 소아 백혈병이 발병할 수도 있다는 주장도 있었다.
3) 가정용 전기제품들
전기 담요, 전기 면도기, 헤어 드라이기 등과 같이 인체와 직접 접촉하여 사용되는 전기기기등에 의하여 나른함, 두통 또는 피부 노화 등의 장해를 입을 수 있다는 주장이 있다.
4) VDT 증후군
한때 가장 세인의 주목을 끌었던 부분이다. 주요 피해 사례들은 다음과 같다.
ㆍ눈의 통증
ㆍ피로, 목, 어깨 및 척추의 결림
ㆍ유산, 기형아 출산
ㆍ집중력장애
ㆍ어지러움증, 발작증상, 메스꺼움, 졸도
▶ 열적 효과
신체 또는 신체의 일부분의 온도를 상승시키는 작용을 한다. 그 결과로 발생할 수 있다고 주장되는 사례들은 다음과 같다.
1) 전자레인지
전자파의 열적 효과의 가장 대표적인 예라할 수 있다. 전자파의 에너지로 음식물의 온도를 상승시키는 작용을 이용한 조리기구이다. 처음 개발되어 사용되기 시작할 때는 전자파 차폐가 제대로 되지 않았고, 또 한편 그 신기함에 일부러 다가가서 주시하는 경우도 많아 그로 인하여 백내장등의 발병 사례가 있었다는 주장이 있다. 충분히 있을 수 있는 사실이다. 그러나, 근래의 전자레인지들은, 그 사용 전자파의 주파수와 전력이 충분히 위험할 수 있다는 근거하에 거의 완벽하게 차폐되어 출고되기 때문에, 걱정할 수준은 아니다고 할 수 있다. 또한 전자레인지의 문이 열리면 자동으로 동작이 멈추도록 설계되어 있어 안심할 수 있는 것이다. 그렇다고 일부러 눈을 레인지 창에 대고 오랫동안 주시하는 것은 어리석은 행동일 것이다.
2) 이동통신기기(가정용 무선전화기를 포함하여)
최근 국내외적으로 휴대폰의 사용이 급증함에 따라 이로부터 발생되는 전파의 인체 유해성 여부에 관한 논란이 꾸준히 제기되고 있다. 휴대폰이 비록 그 출력은 미약한 편이지만 인체 두부에 밀착한 상태에서 주로 사용되기 때문에 전자파가 사용자 인체에 얼마만큼 축적 되어지는냐 하는 문제에 따라 잠재적으로 어느 정도까지 신체에 해를 끼칠 수 있는냐는 문제와 연관되어 있기 때문에 일반 대중의 중요한 관심 사항으로 대두하고 있으며, 이러한 우려를 규명하기 위해 많은 이론적, 실험적인 연구가 수행되어지고 있다.
휴대폰 전파가 인체에 영향을 미치는 이유는, 현재까지 알려진 바에 의하면 전력을 흡수한 인체부위의 온도가 국부적으로 상승하기 때문이다. 이러한 현상을 설명하기 위해 도입된 계수가 비흡수율이며, 이는 인체 조직의 단위 질량이 단위 시간에 전파로부터 흡수하는 에너지 양을 의미한다.
1992년에 발표된 휴대폰에 관한 ANSI/IEEE 안전 규격에 의하면 개인이 의식하지 못하고 노출을 제어할 수 없는 환경에서 전신 평균 SAR는 0.08W/Kg이하이어야 하고, 임의의 1g에 대한 최대 SAR는 1.6W/Kg을 초과해서는 안된다고 되어 있다. 하지만, 에너지의 축적은 대부분 머리의 표피조직에서 일어나고 특히 피부와 근육에서 일어나며 골체속으로 침투하는 에너지는 거의 없다고 볼 수 있다.
과학적으로 확실하게 입증된 근거는 미약하나, 주장하는 사례들을 보면 무선전화를 장시간 통화 시 눈이 아파지고 혀가 잘 돌아가지 않은 현상을 느끼게 되며, 심하게는 뇌세포의 온도를 상승시켜 뇌 이상을 일으킬 수 있다고 한다. 이때 적외선 카메라로 촬영한 결과 안면의 온도가 1.7~4.5도 까지 상승됨을 알 수 있다.
◈ 위의 주장에 대한 의견들
1) 고압 송전선과 인체
미국 국립 암연구소(NCI) 자문위원회는 송전선 주변지역의 전자장에 노출되는 것이 암을 유발하는 요인이 될 수 있다는 결론을 내렸다. 그러나, 우리가 알고 있는 혹은 아직 밝혀지지 않은 여타 발암요인에 비해 암 유발효과가 매우 작다고 부언하고 있다.
2) 주택 내부의 전선
주택 내부 전선의 노출로 인하여, 아동의 백혈병이나, 성인들의 암, 알츠하이머 병, 우울증등을 일으킨다는 사실을 입증할 만큼 충분한 자료는 없는 실정이다. 이 주장은 근거없는 것으로 받아들여지고 있다.
3) 가정용 전기제품들
특별히 인체에 가깝게 두고 사용하는 제품들에 대해서는 주의를 요할 필요가 있다.
전기담요를 켜놓고 잠을 자는 경우에도, 나른하다고 주장하는 사람도 있고 아무렇지 않다고 말하는 사람도 있다. 이것은 개체의 특성 차이로 받아들여야지, 전혀 해가 없다고 주장할 수는 없을 것이다. ]
전기 면도기나 헤어드라이기와 같은 경우는 작동되는 동한 상당히 강한 자기장이 발생하지만 보통 그 사용시간이 길지 않기 때문에 우려할 만한 것이라고 볼 수 없다. 그러나 직업적으로 사용하는 경우에는 작업방법을 고려할 필요가 있을 수도 있겠다.
4) VDT 증후군
일반적으로 VDT증후군의 요인은 복합적인 것으로 알려져있다. 사용 환경, 사용 시간, 사용 방법 등등. 이러한 여러 가지 요인들에 비하여, 전자파는 무시해도 좋을 만큼의 요인이라고 여겨진다.
전자파의 관점에서 보면, 실제로 요즘의 EMI검정을 받고 출고되는 모니터들은 30cm정도의 거리만 두고 작업을 하더라도 보통의 환경과 차이를 느낄 수가 없다.
5) 전자레인지
전자레인지에 사용되는 전자파의 주파수는 2.45GHz로써, 특히 사람의 눈동자에 흡수가 비교적 잘되는 전자파이다. 또한 눈동자는 혈관이 많지 않아, 상승된 온도가 신체의 다른 부분으로 쉽게 전달되지 않기 때문에 장해를 입을 가능성이 가장크다. 따라서, 백내장등의 발병 사례가 있었다는 주장은. 있을수 있는 사실이다. 그러나, 근래의 전자레인지들은, 그 사용 전자파의 주파수와 전력이 충분히 위험할 수 있다는 근거하에 거의 완벽하게 차폐되어 출고되기 때문에, 걱정할 수준은 아니다고 할 수 있다. 또한 전자레인지의 문이 열리면 자동으로 동작이 멈추도록 설계되어 있어 안심할 수 있는 것이다. 그렇다고 일부러 눈을 레인지 창에 대고 오랫동안 주시하는 것은 어리석은 행동일 것이다.
6) 이동통신기기
휴대폰 전자파의 유해성에 대한 주장이 끊이지 않는 가운데 휴대폰에서 발생하는 전자파가 인체에 해롭지 않으며 오히려 인간에게 이로울 수도 있다는 연구결과가 나와 관심을 끌기도 한다. 영국 브리스톨 대학의 앨런 프리스(Allan Preece) 교수가 이끄는 연구팀은 핸드폰이 사람에게 전혀 해를 끼치지 않고 외부자극에 대한 반응을 빠르게 하는 등 이로운 측면이 있다는 최근 연구결과를 발표하기도 했다.
이동통신 기기의 전파가 인체에 유해성은 아직 과학적으로 확실한 근거는 없으나, 이동통신 기기의 사용으로 말미암아 통신기기의 안테나로부터 방사되는 전자파와 인체와의 전자기적 결합 현상은 피할 수 없게 되었고, 이 전자기적 결합 현상은 신체에 아직은 규명되지 않은 잠재적인 해를 가하게 될 지도 모른다. 하지만 유해하다고 해서 이동통신기기를 사용함에 있어 무조건 위축되거나 불필요하게 두려움을 느끼지 않고 올바르게 사용할수 있도록 정확한 근거를 규정하는 연구가 앞으로도 더 많이 필요하리라 본다.
4. 전자파가 해롭다는 것을 직접 알아보기!
1) 준비물: 콩나물콩, 물, 그릇, 우유통, 송곳, 물 물받이 통
2) 방법: 콩나물 콩을 물에 뿔린다. ? 콩나물을 물에 불린다. ? 우유통밑에 적당히 송곳으로 구멍을 뚫는다. ?콩나물 적당량을 우유통에 넣는다. ? 콩나물이 햇빛을 받지 않게 검은 비닐을 씌운다. ? 같은 것을 3개 만든다. ? 텔레비젼위, 베란다, 내 방 책상 위에 놓는다.? 수시로 물을 준다 ?세곳에 흩어져있던 콩나물을 한곳에 모아놓고 비교해본다. ? 결론을 내린다.
5. 전자파에 관련된 신문 기사들
1) 휴대폰 전자파, 뇌에 변화 유발 (2002.06.20)
휴대폰에서 방출되는 전자파가 혈액 속 유해물질을 뇌로부터 차단하는 혈뇌장벽(血腦障璧)을 손상시켜 뇌에 변화를 가져올 수도있다는 연구결과가 나왔다고 영국의 BBC방송 뉴스 온라인이 19일 보도했다. 핀란드 방사능-핵안전국의 다리우스 레스진스키 박사는 휴대폰 전자파가 혈관벽의 세포를 수축시켜 유해 분자들의 뇌 조직 유입을 가능하게 할 수 있다는 시험관실험 결과를 발표했다고 이 방송은 말했다. 레스진스키 박사는 휴대폰 전자파가 혈관내피의 세포에 변화를 일으키고 이러한 변화가 혈뇌장벽의 기능을 약화시키는지를 2년간 연구한 결과 혈뇌장벽의 기능과 연관된 단백질 HSP-27의 활동이 항진되어 혈뇌장벽 침투가 가능해질 수 있다는 사실이 밝혀 졌다고 말했다. 이 단백질의 활동이 증가하면 혈관이 아닌 혈관내피 세포 자체가 수축되어 이세포들 사이에 미세한 틈이 생기면서 혈액 속 분자들이 혈뇌장벽을 통과할 수 있다고 레스진스키 박사는 밝혔다. 레스진스키 박사는 이것이 건강상 어떤 위험을 일으키는지는 알 수 없으나 한 프랑스 연구팀의 연구보고서는 두통, 피로, 수면장애가 올 수 있음을 시사하고 있다고 말했다. 레스진스키 박사는 이런 것들이 생명을 위협하는 문제는 아니지만 상당한 불편을 유발할 수 있다고 지적하고 이것이 알츠하이머병과 연관이 있을 수 있다는 의견도 있다고 덧붙였다. 레스진스키 박사는 그러나 이 결과는 아주 미세한 변화까지 포착 가능한 세포의 시험관 실험을 통해 이루어진 것임을 강조하고 실제 인체내에서도 똑같은 상황이 발생할지는 알 수 없다고 말했다. 이에 대해 영국 국립방사선보호국 대변인 마이클 클라크 박사는 이 실험결과는 휴대폰 전자파가 인체 건강에 미치는 영향을 증명하는 것이 아니라 시험관내 세포에미치는 생물학적 영향을 보여주는 것일 뿐이라고 논평했다. 클라크 박사는 시험접시에서 나타난 생물학적 효과를 맞바로 건강에 영향을 미치는 것으로 비약시킬 수는 없다고 지적했다.
(서울=연합뉴스 한성간 기자)
2) 송전선로 전자파 `무해`주장 (2002.05.24)
최근 송전탑 인근 주민들이 전자파 때문에 각종질병에 시달리고 있다는 주장이 제기된 가운데, 전자파가 2세의 성장 및 생식에 무해하다는 기초 연구결과가 나와 논란이 예상된다. 한국화학연구원 독성연구부 정문구 박사팀은 임신.수유기 쥐를 대상으로 송전선로에서 발생하는 전자파의 유해성을 측정한 결과, 전자파가 임신.출산에 영향을 주지 않았으며 2세 동물의 성장, 행동 및 생식에도 영향이 없는 것으로 나타났다고 24일 밝혔다. 이번 연구는 한국전력과 전기연구소의 의뢰로 8개월 동안 실시됐으며 정 박사팀은 이날 열리는 한국독성학회 학술 심포지엄에 연구결과를 발표할 예정이다. 정 박사팀의 연구보고서에 따르면 임신.수유기(40일 가량) 생쥐 96마리를 24마리씩 나눠 한 그룹은 정상으로 놔두고, 나머지 3개 그룹에 50mG(밀리가우스), 833mG, 5천mG의 전자파를 각각 노출시킨 뒤 임신과 분만, 어미의 수유기 상태, 2세의 출생후 성장, 행동, 생식 과정 등을 종합 관찰했다. 여기서, 50mG는 국내 송전선로의 최대 자기장이며, 833mG는 WHO 권고치, 5천mG는실험에 사용된 노출장치가 낼 수 있는 자기장 최고치라고 연구진은 설명했다. 이 결과, 전자파의 세기를 달리한 쥐들과 정상 쥐 모두 병적 증상이나 몸무게의변화, 음식소비, 임신, 분만, 수유 등에 아무런 특이사항이 발견되지 않았으며 이들에게서 태어난 2세들도 성장, 행동 및 생식에 문제가없었다고 연구진은 보고했다. 그러나 이번 연구결과는 전자파 수치가 4mG 이상이면 중추신경 종양과 백혈병등의 발병률을 6배씩 높인다는 학계의 주장은 물론 최근 송전선로 인근 주민들이 각종 질병으로 고통을 받고 있다는 시민단체의 보고와 상반된 것이어서 적잖은 파장을불러 일으킬 것으로 예상된다. 정 박사는 ??이번 연구결과는 송전선로 주변 전자파의 유.무해에 대해 설명해 줄수 있는 기초자료??라며 ??외국에서도 송전선로의 전자파가 유해하지 않다는 보고가여러 차례 있었다??고 말했다. 이에 대해 녹색연합 관계자는 ??40일이라는 짧은 기간에 전자파의 유.무해를 밝히기는 어렵다??며 ??객관성 있는 연구결과를 위해서는 실험에 시민단체를 참여시키는 등의 방안이 필요하다??고 말했다.
(서울=연합뉴스 김길원기자)
3) `전력설비 전자파 독성작용 없다` (2002.8.6.15:37 )
한국전기연구원과 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소는 전력설비에서 발생하는 전자파가 인체에 미치는 영향을 공동으로 분석한 결과아무런 독성작용이 없다는 결론이 났다고 6일 발표했다. 이 연구는 송전선로와 변전소 인근 주민들과 환경단체에서 전자파가임신장애나 백혈병, 뇌종양 등 각종 질병을 발생시키고 있다는 주장에 따라 지난 99년 8월부터 3년간 진행돼 왔다. 연구는 임신된 쥐 96마리를 4개 그룹으로 나눠 임신, 출산, 생존, 발암 등에 대한
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