공기청정기의 플라즈마 이온 발생기는 공기를 분해해서 나오는 이온들의 화학작용을 통해 공기를 더 맑게 해주는 기능이라고 한다. 하지만 공기청정기의 플라즈마 이온 발생기는 화학작용 중에 오존(산소 원자가 3개)을 생성한다고 하며 이 오존은 미세먼지보다 폐에 더 안 좋은 영향을 끼친다고 한다.
오존이란?
오존은 산소 원자 3개로 구성된 강산화제인 기체로 태양의 자외선을 막아주는 고마운 존재이기도 하지만 오존 자체는 산화력이 강해서 폐포를 손상시킬 수 있어서 인체에는 해롭다. 오존은 살균, 소독의 목적으로 사용하는 오존 발생장치도 있지만 자동차나 공장에서 배출되는 오염물질과 강한 자외선이 만나 화학반응을 일으켜 생기기도 한다. 오존은 마스크를 써도 걸러지지 않아서 미세먼지보다 더 위험하다고 볼 수 있다. 도시 거주자 5명 중 4명이 세계 보건기구 권고 기준을 초과하는 오존 농도에 노출돼있다고 한다. 우리나라에서 오존으로 인한 사망자 수가 1000만 명당 15.9명이라고 하며 OECD 회원국 35개국 중 1위라고 한다.
바이폴라 플라즈마 이온 발생기
바이폴라 플라즈마 이온발생기는 공기분자를 이온화하는 장치이며 기존 이온발생기의 낮은 이온 농도와 오존 위험을 해소하였다.
- 공기분자를 분해해 플라즈마화 시켜 음이온과 양이온을 발생시키며 이 때 발생한 산소이온들이 공기중에서 오염물질을 살균, 정화한다.
- 공기청정기와 UV 살균방식에서 해소되지 않는 부분을 보완할 수 있는 살균방식이다.
- 기존의 이온발생기는 음이온만 방출되거나 오존의 발생량이 기준치를 초과하였으나 바이폴라 플라즈마 이온 발생기는 오존이 거의 검출되지 않는다고 한다.
- 유럽과 미국에서는 이미 바이폴라 플라즈마 이온 발생기를 사용 중이라고 하며 한국은 아직 나오지 않았다고 한다.(2021년 기준)
바이폴라 플라즈마 이온발생기 살균 원리
공기분자 분해-> 음이온과 양이온 발생-> 이온들이 물 분자와 결합하여 과산화수소 형성-> 과산화수소가 바이러스, 박테리아 등의 단백질 구조를 산화시켜 무력화됨-> 살균 효과
* 이 과정에서 생성된 과산화수소는 기체여서 인체에 무해함.
* 음이온 발생기와는 다름.
* 흔히 소독제로 쓰는 과산화수소의 소독 원리는 다양한 활성산소 종이 발생시키는 산화적 손상(DNA, RNA, 단백질, 지방 등의 변성과 파괴)이다. 활성산소 종(species)에는 산소, 과산화수소, hydroxyl radical, hydroxyl ion, superoxide
anion, peroxide가 있다. 과산화수소수 분해 시 발생하는 산소에서도 살균작용과 소독효과가 있지만 과산화수소 자체와 과산화수소가 분해되면서 발생하는 hydroxyl radical에 의해서도 살균효과가 있다.
화학식 뜻
- O3: 오존
- O2: 산소
- H2O: 물
- hydroxyl ion(OH−): 수산 음이온
- hydroxyl radical(·OH): 수산기
- water molecule: 물 분자
- H₂O₂: 과산화수소
글쓴이는 현재
공기청정기를 위닉스의 제로 2.0 제품을 쓰고 있다. 이 제품을 사면서 여러 가지 기능에 대해서 보게 되었는데 그중에 플라즈마 웨이브라고 공기를 살균, 소독하는 기능이 있었다. 그런데 이 플라즈마 웨이브 기능을 사용하게 되면 공기를 살균, 소독도 하게 되지만 오존이 기준치 이상 배출된다고 하여 항상 이 기능을 끄고 사용하고 있다. 오존은 눈에 보이지 않고 독성이 강해 폐에 강한 손상을 줄 수 있다고 하니 잘 알아보고 쓰도록 해야하겠다. 최근에는 바이폴라 플라즈마 이온발생기와 같이 오존이 거의 발생하지 않는 플라즈마 이온발생기도 개발하고 있는 듯 하다. 오존이 나오지 않는 플라즈마 이온발생기가 나온다면 써 볼 수 있었으면 좋겠다.
** 위닉스 제로2.0은 공기청정기 중에서도 가성비 제품이라 아직도 잘 쓰는 중인데 위닉스 제로3.0이 위닉스 제로2.0 후속으로 나와있고, 커버할 수 있는 평형이 12평에서 15평으로 높아졌다. 심지어 플라즈마 웨이브 기능이 없어졌다.
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코로나19 바이러스 관련 살균 제품이 이목을 끌고 있다.
간편한 손소독제 이외에도 항바이러스 기능을 탑재한 가전제품들이 출시되고 있다.
‘비말’을 통해 공기 중에서 확산되는 코로나19 바이러스가 공기청정기나 살균기로 비활성이 가능하다는 실험 결과도 다수 나오고 있다.
특히 공기청정기도 ‘공기 중 코로나19 바이러스가 99% 이상 제거가 가능하다’라는 문구에 대한 업계 내 관심이 커지고 있다.
실제로 공기 중에서 코로나19 바이러스를 제거할 수 있는지 여부를 핀포인트뉴스가 업계 관계자 자문과 자료를 살펴 확인해봤다.
◇공기살균기 코로나19 바이러스 ‘불(비)활성’ 가능한가? : 대체로 가능
연구진들은 실험이나 개발을 통해 공기 중에 바이러스를 충분히 제거할 수 있다는 시각이다. 공기 청정 방식에는 차이가 있으나 효과가 충분하다는 판단이다.
그 중에서도 ‘바이오 플라즈마’와 ‘자외선 파장(UV-C)’에 대한 살균 효과를 살펴봤다.
한국생산기술연구원은 최근 공기 중 박테리아를 제거할 수 있는 ‘플라즈마 공기살균청정기’를 개발, 유의미한 결과를 도출했다고 밝혔다.
‘플라즈마(Plasma)’는 고체, 액체, 기체에 이어 물질의 ‘제4의 상태’로 불린다. 전자, 이온 등의 입자로 나누어진 이온화된 기체 상태를 말한다.
공기살균청정기가 ‘플라즈마’를 생성하면, 내부에 있는 이온화가스가 공기 중에 떠도는 유해물질의 세포벽을 산화시키면서 제거한다는 원리다.
연구소 측은 현재까지 플라즈마 공기살균청정기의 박테리아 제거 성능으로 봤을 때 최적화 작업만 거친다면 바이러스를 제거하는 공정 기술을 개발하고 상용화하는 데에는 어렵지 않다고 설명한다.
더 나아가 해당 기술이 휘발성 유기화합물(VOCs)도 충분히 여과할 수 있는 기술도 적용할 수 있을것으로 전망했다.
특정 파장을 활용해 바이러스를 없애는 ‘자외선(UV) 램프’도 있다.
자외선 살균·소독 제품에는 세균·바이러스 등의 DNA(또는 RNA)를 파괴할 수 있는 ‘UV-C’ 파장이 이용된다는 원리다.
세계 최대 조명회사인 시그니파이(Signify)가 미국 보스턴대 연구진과 함께 자외선의 코로나19 바이러스 제거 효과에 대한 실험을 진행해 성공적인 결과를 얻었다고 전해진다.
국내에서도 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 서울바이오시스에 따르면 고려대 연구팀이 서울바이오시스의 바이오레즈를 활용해 실험한 결과 바이오레즈가 델타 변이 바이러스를 99.3% 살균(불활성화)하는 것으로 나타났다.
서울바이오시스 바이오 연구팀은 60㎥ 공간의 공기 중에 바이러스를 작은 입자 상태로 분무한 다음 바이오레즈 살균 모듈이 장착된 공기순환장치를 가동하고 가동 전과 후의 바이러스 농도 차이를 비교한 결과 공기 중 바이러스가 10분 만에 90% 이상 불활성화됐다는 게 회사 측 설명이다.
◇ “코로나 바이러스 공기 중 사멸 99%” 사실은 이렇습니다
공기청정기 업체들도 선제적으로 연구 자문을 통해 효과를 알리고 있다.
따라서 업체들이 ‘코로나 90% 제거’, ‘바이러스 제거’ 등 문구를 사용한다는 이유만으로 허위나 과장광고 등 표시위반 여부를 판가름하기는 어렵다. 단, 비활성화 정도의 차이는 업체마다 다를 것이라는 게 업계의 판단이다.
업체들이 자문을 맡긴 연구소마다 ‘실험 조건’ ‘환경’ 등 조건을 다르게 설정했기 때문이다.
일부 전문가들 역시 제품 테스트 시 실험한 환경에 따라 효과가 상이할 수 있고 만일 살균 강도가 지나치게 높을 경우 인체 부작용이 있을 수 있다고도 지적했다.
공기청정기나 살균기 업체들이 90%를 훌쩍 넘는 효과를 강조하고 있지만 사실상 실험 조건이나 주어진 환경에 맞춰 책정된 값임을 확인할 필요가 있다는 것이다.
통상적으로 공간살균기능은 바이러스를 공기 중에 띄우는 부유 바이러스로 살균시험을 진행한다. 그러나, 코로나19 바이러스 감염 우려로 배지나 표면에 방식을 통해 연구를 진행하는 경우도 다수 나타났다.
일부 업체에서는 바이오 플라즈마 실험 환경 조성 시 일반 분사 방식이 아닌 특정 표면이나 배지 방식, TCID(조직배양 감염량) 등으로 코로나19 바이러스 살균 효과를 측정한 값을 내놓고 있었다.
또 제품 테스트 시 2㎥~3㎥ 넓이 공간에 일정 기간 동안 바이러스를 분사를 하고 초 단위나 혹은 분 단위 간격을 두고 경과를 살핀 사례도 있다. 조건에 따라 MRC-5(인간 정상 폐세포)에 코로나바이러스를 감염시킨 경우, 공간 분사를 동시 관찰한 경우도 있었다.
이처럼 각 실험 조건이나 환경은 달랐지만 제품 효과는 대체적으로 96%에서 최대 99%까지 바이러스 비활성 수치를 가리켰다.
광운대학교 플라즈마바이오과학연구소는 “현재 시중에 나온 일부 제품들은 (성능에) 큰 차이가 있다. 코로나바이러스 제거가 입증됐다고 했으나, 진행된 테스트에 따라 다르다는 게 전문가들의 전언이다”라고 전했다.
즉, 공기살균기 효과는 얼마나 환경을 최적화했는 지에 따라 달라질 수 있다는 평가다.
자외선(UV) 살균 방식을 통한 공기 청정의 경우 파장 길이에 따라 효과가 전혀 없고 오히려 인체 악영향을 줄 수도 있다.
살균 기능을 하는 자외선 파장은 ‘UV-C’이다. 자외선은 파장의 길이에 따라 UV-A(400~315nm), UV-B(315~280nm), UV-C(280~200nm), Vacuum UV(200~100nm)로 분류하고 있다.
그러나, 일부 제품은 UV-C 파장이 방출되지 않아 살균 효과를 기대하기 어렵고 보호장치 등이 없어 사용 시 주의가 필요한 것으로 나타났다.
한국소비자원은 지난해 제품별 자외선 방출 시험을 통해 조사대상인 직류전원 자외선 살균제품 25개 중 3개 제품은 UV-C 파장이 방출되지 않았다고 밝혔다.
1개 제품은 UV-C 파장이 방출된다고 광고했으나 UV-A 파장만 방출되었고, 2개 제품은 살균·소독 효과를 기대할 수 없는 UV-A 파장만 방출됨에도 각종 세균에 살균효과가 있는 것처럼 꾸며냈다고 지적했다.
UV-A 파장의 살균효과는 UV-C 보다 1만 배나 적다.
또 자외선 램프 살균 방식이 인체에 유해한 오존이 생성될 수 있다는 점도 유의해야할 부분이다. 240nm 보다 짧은 파장을 방출하는 UV-C 램프는 공기 중 산소분자를 분해하기 때문이다.
소비자원에 따르면, 오존은 흡입 시 후두점막·기관지·폐세포 등의 손상을 유발하여 호흡기능을 저하시킬 수 있으며, 과다 노출 시 기침·메스꺼움·두통 및 실신에 이르기도 한다.
실제로 2017년부터 약 3년 9개월간 피부, 눈 상해 등 피해사례가 7건 발생했다.
전기소독기의 오존 안전 요건은 1회연속동작시간이 1시간 이내일 경우 0.1ppm 이하, 1시간 초과일 경우는 0.05ppm이 기준이다.
또 자외선을 방출하는 특성 탓에 위험그룹 제품은 보호장치를 의무적으로 갖춰야한다.
자외선을 방출하는 제품은 자외선 노출에 따라 피부에 발생하는 홍반·피부암 등과 눈에 광각막염·결막염·백내장 등 손상을 유발할 수 있는 위험성이 있다.
위험그룹에 해당되면 사용자의 눈·피부 등에 노출되지 않도록 보호장치인 전원차단·차폐를 설치하고 경고표시를 하도록 권고하고 있다.
이같은 위해성과 과장 홍보 등의 문제로 소비자원은 3개 업체를 대상으로 제품 판매 중지를 요구하고, 교환 환불 권고 조치한 바 있다.
최근에도 이같은 공기청정기 관련 부당 광고 사례가 적발됐다. 한국소비자원은 지난 14일 온라인 사이트 조사 결과 27건이 발견됐다고 알렸다.
그 중 ‘코로나 99.99% 사멸’이라는 문구를 근거없이 사용한 사례도 존재했다. 이는 ‘의료기기법’제 26조, ‘기만적인 표시·광고 심사 지침’등에서 표시‧광고가 위반 소지가 있다는 판단이다.
이처럼 공기청정기의 안전성에 대해 전문 지식이 방대해 소비자들이 쉽게 기능성에 대해 오해할 수 있는 부분으로 보여진다.
핀포인트뉴스의 팩트체크 결과, 공기청정기나 살균기가 바이러스 사멸 효과는 있으나 업체별로 실험 조건에 따라 “‘몇 퍼센트’ 효과가 있다”는 표현에 대해서는 다소 신빙성이 떨어질 수 있다고 평가한다. 또 공기청정기의 살균(비활성화) 기능이 실제로 뛰어나더라도, 살균 정도가 지나칠경우 안전성에 위해를 가할 수 있어 주의가 필요하다는 전언이다. 특히 과량의 오존 발생이나, 선량이 높은 자외선 살균 제품일 경우 위해성이 없는지를 가장 중요하게 살펴봐야한다고 전했다.
차혜린 기자