[과학향기]유기농 식품 고르는 법

유기농 식품 고르는 법

[제 791 호/2008-07-30]

과학자보다는 농담꾼(?)으로 더 잘 알려진 리처드 파인만(Richard Phillips Feynman) 박사는 ‘과학이란 무엇인가?’라는 질문에 대답하는 가운데 “과학은 천국의 문을 여는 열쇠이면서 동시에 지옥의 문을 열 수 있는 열쇠이기도 하다.”라고 말했다. 어떤 문이 지옥의 문인지 또는 천국의 문인지 알 수는 없다. 그렇다면 열쇠를 버릴 것인가, 아니면 열쇠를 사용하는 최선의 방법을 찾아야 할까?

독일 과학자 프리츠 하버(Fritz Haber)는 인공비료를 최초로 발명한 과학자다. 그는 공기 중의 질소로 암모니아를 합성하는 데 성공했다. 현재 지구에 살고 있는 60억 인구가 적당한 양의 식량으로 생활을 영위할 수 있는 것도 결국 하버의 덕이라고 할 수 있다. 그런데 정작 그는 인공비료를 합성한 후에 이렇게 말했다. “과학자의 양심상 우리 농민에게 권할 수는 없다.” 인공비료 역시 천국의 열쇠이면서 지옥의 열쇠인 것이다.

사람들이 인공비료에 대한 불안감이 생긴 것은 불과 얼마 되지 않는다. 식량 문제가 어느 정도 해결되고 사람들의 소득수준이 높아진 다음에 생긴 문제다. 이제 여유가 생긴 사람들은 비싼 가격에도 불구하고 유기농 식품을 구입해 먹는다. 문제는 건강에 좋다며 비싼 값을 부르는 유기농 채소들이 진짜로 유기농법으로 생산된 것인지 아니면 살충제나 화학비료를 조금이라도 쓴 것인지 가려낼 수 없다는 것이었다. 지금까지는 농작물의 잔류농약을 검사하는 게 고작이었다.

최근 외신들은 뉴질랜드 과학자들이 동위원소를 사용해서 채소의 기본 성분을 조사함으로 동물의 분뇨 등을 이용한 유기농 채소인지 아니면 화학비료를 사용한 것인지 분간하는 방법을 개발했다고 전했다. 그런데 이것은 우리나라에서는 이미 2004년에 서울대학교 농업생명과학대학의 노희명 교수가 개발한 방법으로 현재 유기농 채소 판매업자들이 제품 검사에 사용하고 있다. 노 교수가 개발한 방법은 ‘화학비료와 퇴비를 사용할 경우 서로 다르게 반응하는 질소의 동위원소 잔류비율을 이용하여, 유기농법 재배의 진위를 판별하는 것’이다.

동위(同位)원소란 말 그대로 ‘위치가 같은 원소’다. 원소번호에 따라 원소를 나열한 주기율표에서 같은 자리에 있는 원소라는 뜻이다. 원소번호가 같은데 뭐가 다를까? 질량이 다르다. 모든 수소(H)의 원소번호는 1이지만 질량수는 1, 2, 3 세 가지가 있다. 주기율표에는 수소의 질량수가 1.00794로 되어 있다. 이것은 수소 원자는 대부분 질량수가 1이고, 질량수가 2와 3인 동위원소는 아주 조금밖에 없다는 뜻이다.

퇴비든 인공비료든 상관없이 어쨌든 비료를 써야 하는 비극의 원천은 대부분의 식물과 동물이 공기의 78%를 차지하는 질소를 직접 사용할 수 없다는 데서 시작한다. 오죽하면 이름마저 ‘숨 막히는 원소’라는 뜻의 ‘질소(窒素)’이겠는가! 생명체에 공급되는 자연적인 질소는 거름과 콩과식물을 통해 공급되는 게 거의 전부다. 이것은 인류에게 필요한 식량을 생산하는데 터무니없이 적은 양이다.

질소에는 질량수가 각각 14와 15인 두 가지 동위원소가 있다. 주기율표에 질소의 질량수가 14.0067인 것을 보면 대부분의 질소는 질량수가 14이고 질량수가 15인 질소는 극히 적다는 것을 알 수 있다. 그렇다면 농부가 사용한 비료가 화학비료인지 퇴비인지 어떻게 알 수 있을까?

그것은 질량수에 따라 반응성이 미세한 차이가 나기 때문이다. 가벼운 원소는 무거운 원소보다 반응성이 더 좋다. 몸이 가벼우니 활동성이 좋은 것은 당연하다. 따라서 여러 차례 화학반응을 거칠수록 N-14가 많이 소모되어 N-15가 상대적으로 많아진다. 화학비료는 공기 중의 질소를 이용하여 직접 만들어지므로 그 사이에 거친 화학반응의 수가 적지만, 퇴비는 오랫동안 방치되면서 많은 화학반응을 거친다. 따라서 퇴비는 화학비료보다 N-15의 비율이 높다. 예를 들어, 옥수수의 경우 화학비료를 사용한 토양에서는 N-15가 0.34%로 나타났지만, 퇴비를 사용한 토양에서는 2.07%로 큰 차이가 났다. 콩과 배추 등 9가지 농작물에서 비슷한 결과가 나왔다.

이 검사법은 농약 잔류물 조사 방법과는 달리 비누나 물로 씻어낼 수도 없다. 또한 검사 비용이 싸고 채소가 자라는 동안 어떤 단계에서도 검사가 가능하며 결과가 나오는 데는 10일 정도가 걸린다. 그렇다면 이제 소비자들은 더 이상 이름만 내세운 유기농 채소에 속는 일은 없을까? 그렇지 않다. 이 기술은 유통업자가 확인하는 방법에 지나지 않는다. 유통업자가 실제로 그 채소를 먹을 구매자를 속인다면 아무런 소용이 없다. 그래서 농축산물 생산이력제가 필요한 것이다.

지금은 짝퉁이 판치는 시대다. 가짜 약품, 가짜 휘발유, 가짜 지문, 가짜 그림, 가짜 유기농산물 등 끝이 없다. 유감스럽게도 짝퉁은 과학의 힘으로 만들어졌다. 이것을 밝히는 것도 과학이 할 일이다. 과학이 천국의 열쇠이면서 지옥의 열쇠라는 파인만의 말처럼 열쇠의 사용설명서는 각자 만들어야 한다. 어렵지 않다. 내가 어느 편에 설 것인가, 그것만 결정하면 된다.

글 : 이정모 과학칼럼니스트

한국 독자 농락하는 위험한 책 <삼국지>

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끄적끄적 2008/07/30 17:42

http://blog.hani.co.kr/bonbon/11873

[과학향기]이런 기상천외한 종이비행기 봤니?

이런 기상천외한 종이비행기 봤니?

[제 789 호/2008-07-25]

“아빠, 하늘 오래 나는 종이비행기 하나 만들어 주세요.”
“종이비행기? 아니 갑자기 웬 종이비행기?” 퇴근해서 집에 들어오자마자 양과장의 바지를 잡고 말하는 현민이를 보고 놀란 양과장이 되물었다.
“친구들이 만든 종이비행기는 멀리 잘 날아가는데 내가 만든 종이비행기는 자꾸 땅에 헤딩만 해요.” 풀이 죽어 말하는 현민이에게 양과장은 평범한 종이비행기보다 좀 더 오래 날고 안정적으로 잘 날아가는 종이비행기를 만들어 주기로 마음먹었다.

저녁밥을 먹은 뒤 양과장은 현민이를 불렀다.
“현민아, 우리 아주 멀리 날아가는 종이비행기 한번 만들어 볼까?”
“네~ 아빠 빨리 만들어 주세요!”
“그래~ 우리 같이 만들어 보자.”
양과장과 함께 종이비행기를 만들던 현민이가 문득,
“그런데 아빠, 비행기는 어떻게 하늘을 나는 거에요?”라며 궁금해했다.
“아빠가 비행기가 나는 원리를 설명해 줄게. 비행기는 크게 4가지 힘으로 하늘을 난단다. 그것은 바로 추력, 항력, 양력, 중력인데, 이 4개의 힘은 각각 비행기의 앞, 뒤 그리고 위, 아래로 작용을 하지.”

“그럼 그 추력은 무엇을 말하는 거에요?”
“요 녀석 급하기는…. 우선 추력은 비행기에 달린 제트엔진이나 프로펠러 엔진을 통해 앞의 공기를 끌어당겨 뒤로 보내면서 비행기를 앞으로 나아가게 하는 힘을 말해. 그리고 항력은 이에 대한 반대의 힘으로 비행기가 앞으로 나아가지 못하게 하는 힘이지. 이를테면 공기의 저항이 바로 항력이라 말할 수 있어. 그리고 공기의 힘으로 비행기를 위로 떠올리는 힘을 양력이라 한다면 비행기를 지상으로 잡아당기는 힘을 중력이라고 한단다. 이 4가지 힘은 서로 주거니 받거니 하면서 비행기를 위로 올리기도 하고 내리기도 하고 앞으로 나아가게 만들기도 해.”

“아웅~ 이해가 잘 안 돼요. 좀 더 쉽게 설명해 주세요.”
“알았다. 그럼 예를 들어 설명해 줄게. 일단 비행기 앞의 프로펠러가 돌면서 공기를 밀어내면 비행기는 앞으로 나아가려는 추력이 생겨. 하지만 앞으로 나아갈 뿐이지 위로 뜰 수는 없단다. 이 추력 때문에 비행기 날개 주위로 공기의 흐름이 빨라지게 되는데, 이때 비행기의 날개에서 양력이 생겨 하늘로 뜰 수 있지. 이 양력은 베르누이 법칙에 의해서 비행기가 뜰 수 있는 힘을 얻게 되는 거고.”
“베르누이 법칙이요?”

“응. 베르누이 법칙이란 유체에 작용하는 압력이 유체가 빨리 흐르면 작아지고, 유체가 느리게 흐르면 그 압력이 커진다는 법칙이야. 비행기 날개에 이 법칙을 적용해 보면 어떻게 비행기가 뜰 수 있는지 알 수 있지. 현민아! 전에 우리가 공항에서 본 비행기 날개는 어떻게 생겼었는지 기억하니?”
“네~ 비행기 날개 윗면은 유선형의 둥근 모습이고 아랫면은 평평했어요.”
“그래, 잘 봤다. 추력으로 밀어낸 공기의 흐름이 이 날개를 지나면서 비행기가 하늘로 붕 뜨는 마술이 일어난단다. 그 이유는 날개 위로 올라 이동하는 공기는 속도가 빨라지고 아래로 지나가는 공기는 위의 공기보다 상대적으로 낮은 속도로 이동하기 때문이야. 이때 베르누이 법칙에 의해 날개 위의 압력은 낮아지고 아랫부분의 압력은 커져. 바로 이런 압력의 차이 때문에 날개가 위로 들려 올려지게 되고 비행기가 뜰 수 있게 되는 것이지.”

“정말 그런 공기의 힘으로 그렇게 무거운 비행기가 뜰 수 있는 거예요?”
“그럼~ 실제로 대형 비행기가 하늘을 날기 위해서는 추력과 날개의 양력 그리고 날개 끝 부분에서 위아래로 움직이는 플랩이라고 말하는 보조 날개 등이 복잡하게 작용해야 가능하지만 기본 원리는 앞서 말한 추력과 양력으로 나는 거라 볼 수 있단다.”
“와! 정말 신기해요. 그럼 아빠, 우리가 만든 종이비행기도 정말 잘 날 수 있겠죠?”
“공기의 흐름을 잘 제어할 수 있는 비행기를 만든다면 아주 멀리 잘 날 수 있을 거야.”
“빨리 만들어서 날려봐요. 어서요.”
“알았어. 이 녀석아 하하~”


[실험방법]
준비물 :
- 1번 비행기 : A4지 1장, 스카치테이프
- 2번 비행기 : 좀 두껍고 빳빳한 종이 2장(잡지 커버 정도 두께), 빨대 2개, 스카치테이프

[진행순서 - 1번 종이비행기]
1. 4A지 종이를 넓은 면을 위아래로 둔 다음 밑 부분을 약 3cm 정도로 접는다.
2. 3cm로 접은 부분을 다시 위로 접어 A4지의 중간 부분까지 갈 정도로 계속 접는다.
3. 접힌 방향을 위로 한 상태에서 원통이 되도록 종이 양 끝 부분을 스카치테이프로 붙인다.
4. 이렇게 제작된 종이비행기를 날린다.
(그냥 날리게 되면 잘 날아가지 않는다. 던질 때 비행기가 회전할 수 있도록 부드러운 손목 스냅으로 회전을 주면 안정적으로 날아간다. 던지는 요령이 필요하다.)

[진행순서 - 2번 종이비행기]
1. 두꺼운 종이를 길게 자른다.
- 한 장은 세로 7cm 가 되도록 자르고 한 장은 세로가 4cm 정도 되도록 자른다.
2. 이렇게 자른 종이를 각각 끝 부분을 붙여 2개의 원통이 되게 한다.
3. 원통의 윗부분과 아랫부분을 표시한 뒤 빨대를 이용해 두 개의 원통을 연결한다.
(이때 빨대의 위치가 정확하게 원통의 윗부분과 아랫부분(180도)에 연결 될 수 있도록 한다. 만약 빨대의 길이나 위치가 차이가 나면 종이비행기가 똑바로 날지 못하고 한쪽으로 휘게 된다. 이때 종이비행기 앞부분에 클립을 끼우면 좀 더 안정적인 비행이 가능하다.)
4. 이렇게 제작된 종이비행기를 날린다.


[실험 Tip]
- 기본 종이비행기의 경우 날개는 넓지만 날개가 움직이지 않도록 버텨주는 힘이 없기 때문에 공기의 양력을 유지하기 어렵다. 하지만 이렇게 제작된 종이비행기의 경우 비행기를 앞으로 날려 보내는 추력으로 인해 발생한 공기의 흐름을 원통 모양의 날개가 안정적으로 유지해 주기 때문에 양력을 유지하는데 유리하다.

글 : 양길식 과학칼럼리스트

[중고] 그의 나라 4 구매자 100자 평

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박흥용 지음 / 대원씨아이(만화) / 2002년 11월

인류 멸망 초읽기 상태를 부른 인간들의 싸움. 그런데 완결은 언제나?

내 생애 최고의 음반-그 밖에...

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'기타'로 분류하자니 상당히 미안스럽다. 그렇다고 하나하나 다 카테고리를 분류하기에는 음반 수가 적기 때문에 내가 좋아하는 다른 뮤지션들의 앨범을 이곳에 모아본다.

이 중에는 내가 공연을 다녀왔거나, 뮤지컬을 보았거나 아니면 영화를 보았거나 하는 사람들의 노래가 담겨 있다.

물론, 살아 다시 만날 수 없는 목소리도 있지만, 그 노래 남아 있어 들을 수 있으니 행복하다고나 할까...

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