제1장 개 론

1.1. 증가하는 화학물질과 그 물성을 기반으로 한 환경거동 파악의 중요성
현재 전 세계에 화학물질이 얼마나 존재하고 있는지 아는가? 새롭게 발견되는 화학물질을 데이터베이스에 등록하는 시스템이 있다. 그 중에 주요한 것 하나가 Chemical Abstracts Service(CAS)이며, 여기에는 화학합성에 의해 인공적으로 만들어 지거나 자연계에서 발견되는 화합물이 등록된다[1]. 비율로는 유기합성에 의해서 만들어진 것이 많다.
그림 1.1은 1965년부터 2015년까지 CAS에 등록된 무기화합물과 유기화합물 총수의 변화양상이다. 1965년에는 약 21만종이었던 등록 수는 2014년 10월에는 9,000만종, 2015년 6월 중순에는 1억 종을 넘었다. 이 8개월 반 정도에 약 1,000만종이 증가하여, 평균하면 하루에 약 4만개의 화학물질이 등록되는 것이다. 이것은 약 2초에 한 개가 등록되는 속도이다. 2006년부터 2007년에 걸친 증가 수는 약 300만개로, 약 10초당 한 개의 속도이며, 신규 화학물질이 등록되는 속도는 점점 증가하고 있다. 실제로 CAS의 홈페이지에는 무기ㆍ유기화합물의 등록되는 총수에 관한 계수기(counter)가 표시되어 있으며, 멈추지 않고 계속 돌아가고 있다.
이와 같이 몇 초에 한 개씩 새로운 화학물질이 탄생하는 것은 환경오염 연구자에게는 큰 문제가 된다. CAS에 등록된 모든 화학물질이 환경으로 방출되는 것은 아니지만 나날이 증가하고 있는 모든 화학물질에 대한 분석법을 개발하고, 거동을 파악하는 것은 사실상 불가능하기 때문이다. 화학물질 1개의 분석법을 개발하는 것만으로도 1년 이상 걸리는 경우가 있다.
여기서 요구되는 것이 화학물질의 물리ㆍ화학적 성질을 이용한 분포ㆍ거동의 추정 및 예측이다. 화학물질의 분포ㆍ거동은 그 화학물질의 물리ㆍ화학적인 성질에 크게 의존하고 있다. 예를 들면, 휘발성이 높은 오염물질은 대기로 이동되어 발생원으로부터 멀리 떨어진 곳까지 운반된다. 그리고 물에 녹기 어렵고, 기름에 녹기 쉬운 오염물질은 사람이나 야생동물의 지방에 축적된다. 이와 같이 오염물질의 물리ㆍ화학적 성질과 분포ㆍ거동과의 관련성을 이해하면 오염물질의 분포나 거동을 직접 조사하지 않아도 예측하는 것이 가능하다. 물성과 거동과의 관련성이 이해되면 보다 정량적으로 예측할 수 있다. 물성은 실험실에서도 비교적 쉽게 측정할 수 있으므로 화학물질이 실제로 사용되어 환경으로 방출되기 이전에 그 물질의 분포나 거동을 예측할 수 있다. 게다가 지금은 분자식ㆍ구조식으로부터도 물성을 추정할 수 있기 때문에 공업적으로 생산되기 전에 그 물질의 분포ㆍ거동 및 생태계에 미치는 영향이 예측 가능하게 되었다. 어쨌든 중요한 점은 오염물질의 물리ㆍ화학적 성질과 분포ㆍ거동과의 관련성에 대한 정량적인 이해 또는 물성과 거동과의 관련성에 대한 일반적인 법칙을 찾아내는 것이 중요하다. 일반 법칙의 적용에는 연역적인 방법과 귀납적인 방법이 있지만 이 책에서는 귀납적인 방법을 시도해보겠다. 즉 기존 물질의 분포ㆍ거동을 물리ㆍ화학적인 성질과 관련지어 고찰하고 거기에서 유도되는 일반적인 「법칙」을 찾아내는 것을 목표로 한다.
이 책의 목적은
① 대표적인 인위적 기원 유기화합물의 구조ㆍ성질ㆍ분포ㆍ거동ㆍ영향의 이해
② 인위적 기원 유기화합물의 환경거동을 지배하는 법칙의 이해
③ 목적 ①ㆍ②에서 얻어진 지식을 활용한 거동 연구 방법ㆍ모니터링 방법의 이해이다.
이 책은 제1부에 개론으로서 화학물질의 물리ㆍ화학적 성질과 지금까지 알려진 지식으로부터 확립된 일반적인 법칙에 대해서 살펴보겠다. 그리고 제2부의 대표적인 인위적 기원 유기화합물의 각론에서는 각 화합물이 각각 어떠한 구조ㆍ성질을 가지고 있는지, 어디에 분포하기 쉬운지, 어떻게 움직이는지, 어떠한 영향이 있는지 등의 항목에 대해서 고찰하겠다. 마지막 제3부에서는 예방적 대응으로서의 모니터링 방법에 대해서 소개하겠다.
아마도 제1부 개론을 한번 읽어서는 이 책의 전모가 아직 보이지 않을 것으로 생각되지만 그 개론을 기본으로 하여 제2부의 각론을 읽어 나가면 각각의 사례에 대해 이해가 깊어질 것이며, 책 전체를 통하여 다시 개론이 이해될 것으로 기대한다.