세제세척 후 용기재질과 헹굼시간에 따른 계면활성제 잔류량 변화 Effects of Bowl Material and Rinsing Period on Variation in the Amount of Residual Surfactant Resided in the Bowls after Dish-Washing원문보기
일상생활과 실험실에서 널리 사용하는 대표적 용기를 선정하여 세제세척 및 헹굼 후 용기에 잔류하는 계면활성제의 양을 정량화하였다. 일반적 세제 사용량인 8 mL를 수세미에 묻혀 용기를 닦은 후 흐르는 물에 7초 및 15초간 헹궈주었다. 설거지가 끝난 용기에 증류수 100 mL를 붓고 흔들어 그릇에 남아 있는 계면활성제를 추출하여 분석하였다. 7초 헹굼과정을 거친 후 용기에 잔류하는 계면활성제 농도는 뚝배기 4.68 mg/L, 후라이팬 1.22 mg/L, 유리그릇 0.57 mg/L, 플라스틱 용기 0.25 mg/L 순으로 모든 용기에서 계면활성제가 검출되었다. 그러나 15초 헹굼과정을 거친 경우, 뚝배기에서만 계면활성제가 여전히 검출되었고 다른 용기에서는 검출되지 않았다. 실험결과 다공성매체로 이루어진 재질일수록 계면활성제의 잔류가 많은 것으로 나타났다. 세제로 식기를 세척할 경우 충분한 헹굼과정이 있어야 세제 섭취를 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 특히 많은 이공계실험실에서 실험실 용기가 세제세척 후 충분히 헹궈지지 않는다면 잔류 계면활성제가 이후 실험 결과에 지대한 영향을 미칠 수 있다.
일상생활과 실험실에서 널리 사용하는 대표적 용기를 선정하여 세제세척 및 헹굼 후 용기에 잔류하는 계면활성제의 양을 정량화하였다. 일반적 세제 사용량인 8 mL를 수세미에 묻혀 용기를 닦은 후 흐르는 물에 7초 및 15초간 헹궈주었다. 설거지가 끝난 용기에 증류수 100 mL를 붓고 흔들어 그릇에 남아 있는 계면활성제를 추출하여 분석하였다. 7초 헹굼과정을 거친 후 용기에 잔류하는 계면활성제 농도는 뚝배기 4.68 mg/L, 후라이팬 1.22 mg/L, 유리그릇 0.57 mg/L, 플라스틱 용기 0.25 mg/L 순으로 모든 용기에서 계면활성제가 검출되었다. 그러나 15초 헹굼과정을 거친 경우, 뚝배기에서만 계면활성제가 여전히 검출되었고 다른 용기에서는 검출되지 않았다. 실험결과 다공성매체로 이루어진 재질일수록 계면활성제의 잔류가 많은 것으로 나타났다. 세제로 식기를 세척할 경우 충분한 헹굼과정이 있어야 세제 섭취를 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 특히 많은 이공계실험실에서 실험실 용기가 세제세척 후 충분히 헹궈지지 않는다면 잔류 계면활성제가 이후 실험 결과에 지대한 영향을 미칠 수 있다.
This study selected representative popular bowls used in daily life and laboratory and investigated the amount of residual surfactant resided in the bowls that were dish-washed. The bowls were washed by a scourer soaking 8 mL-detergent and then rinsed by flowing water for 7 or 15 seconds. One hundre...
This study selected representative popular bowls used in daily life and laboratory and investigated the amount of residual surfactant resided in the bowls that were dish-washed. The bowls were washed by a scourer soaking 8 mL-detergent and then rinsed by flowing water for 7 or 15 seconds. One hundred milliliter of distilled water was placed in the washed-bowls to extract residual surfactant on the bowl surface and then analysed. All washed-bowls included residual surfactant after 7 second-rinsing. Residual surfactant concentrations in Ttukbaegi (earthen bowl), flying pan, glass bowl, and plastic bowl were 4.68, 1.22, 0.57, and 0.25 mg/L, respectively. However, the 15 second-rinsing showed that surfactant was detected only in Ttukbaegi and other bowls were clean. The results showed that surfactant would reside on the porous or rough surface of the bowl even after final rinsing. This study imply that all bowls and glasses should be throughly rinsed after detergent-washing to reduce continuos ingestion. Furthermore, residual surfactant in the glassware of laboratory may significantly affect experiment results.
This study selected representative popular bowls used in daily life and laboratory and investigated the amount of residual surfactant resided in the bowls that were dish-washed. The bowls were washed by a scourer soaking 8 mL-detergent and then rinsed by flowing water for 7 or 15 seconds. One hundred milliliter of distilled water was placed in the washed-bowls to extract residual surfactant on the bowl surface and then analysed. All washed-bowls included residual surfactant after 7 second-rinsing. Residual surfactant concentrations in Ttukbaegi (earthen bowl), flying pan, glass bowl, and plastic bowl were 4.68, 1.22, 0.57, and 0.25 mg/L, respectively. However, the 15 second-rinsing showed that surfactant was detected only in Ttukbaegi and other bowls were clean. The results showed that surfactant would reside on the porous or rough surface of the bowl even after final rinsing. This study imply that all bowls and glasses should be throughly rinsed after detergent-washing to reduce continuos ingestion. Furthermore, residual surfactant in the glassware of laboratory may significantly affect experiment results.
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문제 정의
본 연구는 “생방송 오늘” 취재팀이 조사한 일반적 설거지 방법에 의해 설거지를 한 후 그릇에 잔류할 수 있는 세제의 량을 측정하고자 하였다.
가설 설정
3) 대표적 계면활성제인 sodium dodecyl sulfate의 독성값은 실험용 쥐의 경우 경구독성값이 LD50 = 1288 mg/kg으로 보고되고 있다.4) 그러나 아직 인체에 대한 독성값은 유효하지 않다. 단지 계면활성제에 지속적으로 노출되는 경우 면역기능 저하나 점막 손상이 나타나고, 어린이의 경우 아토피 피부염이나 알레르기성 비염, 천식 등의 발생위험이 높은 것으로만 알려져 있다.
74 g 정도로 산정되었다. 4개의 용기만이 사용된다는 가정은 매우 보수적인 가정이다. 만약 그릇 및 용기의 사용이 더 많아지게 되면 잔류 계면활성제의 양은 자연히 많아진다.
제안 방법
1)을 사용하여 분석하였다.7) 또한, 헹굼 시간에 따른 용기내 잔류 계면활성제의 양을 비교하기 위해 15초간 흐르는 물에 세척한 후 상기 방법과 동일한 방법에 의해 계면활성제의 양을 분석하였다. 모든 실험은 세 번 반복하여 수행하였다.
검량선은 Sodium dodecyl sulfate (SDS, Junsei)를 단계적으로 취하여 시료의 시험방법에 따라 시험하여 계면활성제의 농도와 흡광도와의 관계선을 작성하였다. 바탕시료는 증류수 50 mL를 취하여 시료의 시험방법과 동일한 절차를 거쳐 바탕시험액으로 사용하였다.
그릇 및 용기에 대한 일반적인 세제세척방법인 약 8 mL 정도의 세제를 사용하여 세척 후 흐르는 물에 7초 및 15초의 헹굼과정을 거쳤을 때, 용기에 잔류하는 계면활성제의 양을 정량화 한 결과는 다음과 같았다.
본 연구는 “생방송 오늘” 취재팀이 조사한 일반적 설거지 방법에 의해 설거지를 한 후 그릇에 잔류할 수 있는 세제의 량을 측정하고자 하였다. 따라서 본 연구에서는 재질이 다르면서 일상생활에서 사용하는 대표적 그릇 및 용기를 선정하였고 세제세척 및 헹굼 후 그릇 및 용기에 잔류하는 계면활성제의 양을 정성 및 정량분석 하였다. 정성적 분석방법은 헹굼이 끝난 그릇을 다시 헹궈 물의 표면장력을 측정하여 계면활성제 유무를 먼저 판단하였고, 이후 자외선분광법을 통해 헹굼 물 안의 계면활성제 농도를 정량화하였다.
최근 기숙사 등 대규모 식당이 계속적으로 증가되고 있으며 세제 사용량 또한 지속적으로 증가되고 있다. 본 연구의 실험방법은 각 용기를 개별적으로 세제세척하고 헹군 경우이다. 개별 세척과정에서도 계면활성제가 검출되는 것으로 보아 대규모 세제세척과 헹굼을 동시에 하는 경우 용기에 잔류하는 계면활성제 양은 상당히 많을 것으로 예상된다.
세제세척 후 7초간의 헹굼과정을 거쳐 설거지가 끝난 각 그릇에 증류수 100 mL를 담아 잔류하고 있는 계면활성제를 추출하였다. 100 mL 추출수내 계면활성제 유무를 판단하기 위한 표면장력 측정 결과는 Fig.
따라서 본 연구에서는 재질이 다르면서 일상생활에서 사용하는 대표적 그릇 및 용기를 선정하였고 세제세척 및 헹굼 후 그릇 및 용기에 잔류하는 계면활성제의 양을 정성 및 정량분석 하였다. 정성적 분석방법은 헹굼이 끝난 그릇을 다시 헹궈 물의 표면장력을 측정하여 계면활성제 유무를 먼저 판단하였고, 이후 자외선분광법을 통해 헹굼 물 안의 계면활성제 농도를 정량화하였다.
즉, 각 용기 내부에 잔류하는 계면활성제만 추출하였다(이하 “추출수”라 함).
헹굼 시간에 따른 잔류 계면활성제 농도 변화를 조사하기 위해 이번에는 15초 동안 흐르는 물에 헹군 그릇의 계면활성제의 양을 또다시 측정하였다. Fig.
대상 데이터
세제는 음이온성 계면활성제인 sodium dodecyl sulfate가 주성분으로 표기된 제품을 사용하였다. 실험에 사용된 대표적 재질의 용기는 뚝배기, 후라이팬, 유리그릇(밥공기), 플라스틱용기였다.
세제는 음이온성 계면활성제인 sodium dodecyl sulfate가 주성분으로 표기된 제품을 사용하였다. 실험에 사용된 대표적 재질의 용기는 뚝배기, 후라이팬, 유리그릇(밥공기), 플라스틱용기였다. 일반적 세제 사용량인 8 mL를 수세미에 묻혀 각 용기를 닦은 후 흐르는 물에 약 7초간 헹궈주었다.
1과 같다. 실험에 사용한 증류수는 표면장력계에서 73 dyne/cm로 측정되었다. 재질이 다른 4가지 그릇인 뚝배기, 후라이팬, 유리그릇, 플라스틱용기를 세척한 추출수의 표면장력은 4개 그릇 모두 약 64 dyne/cm로 측정되었다.
이론/모형
추출수내 계면활성제 분석은 수질오염공정시험기준 음이온계면활성제-자외선/가시선분광법(ES 04359.1)을 사용하여 분석하였다.7) 또한, 헹굼 시간에 따른 용기내 잔류 계면활성제의 양을 비교하기 위해 15초간 흐르는 물에 세척한 후 상기 방법과 동일한 방법에 의해 계면활성제의 양을 분석하였다.
성능/효과
1) 7초 헹굼과정을 거친 후 용기에 잔류하는 계면활성제의 농도는 뚝배기 4.68 mg/L, 후라이팬 1.22 mg/L, 유리그릇 0.57 mg/L, 플라스틱 용기 0.25 mg/L 순으로 계면활성제는 모든 용기에서 검출되었다.
계면활성제는 친수성과 소수성을 모두 지니고 있는 탄화수소기반 화합물로 물과 공존하면서 기름과 결합할 수 있는 특징을 가지고 있다.1) 계면활성제는 친수성과 결합되어 있는 소수성화합물의 이온 종류에 따라 음이온성, 양이온성 및 비이온성 계면활성제로 구분된다.2)
2) 15초로 헹굼시간을 과정을 두 배로 늘린 경우, 뚝배기에서만 계면활성제가 여전히 검출되었고 플라스틱, 후라이팬, 유리그릇 및 플라스틱용기에서는 검출되지 않았다. 상대적으로 다공성 표면이 존재하는 뚝배기는 모세관압력에 의해 액체를 흡수하게 되므로 계면활성제의 잔류가 많은 것으로 판단된다.
5 mg/L로 규정되어 있는 만큼 우리 생활환경에서 발견되는 일반적 물질이다.3) 대표적 계면활성제인 sodium dodecyl sulfate의 독성값은 실험용 쥐의 경우 경구독성값이 LD50 = 1288 mg/kg으로 보고되고 있다.4) 그러나 아직 인체에 대한 독성값은 유효하지 않다.
3) 하루 세끼의 식사를 하면서 매식마다 뚝배기 1개, 후라이팬 1개, 유리용기 1개 및 플라스틱 용기 1개를 사용하고 설거지할 경우 1년 동안 용기에 잔류할 수 있는 계면활성제의 양은 736 mg, 즉 0.74 g 정도로 산정되었다. 용기에 잔류하는 계면활성제는 다음 식사시 음식과 함께 섭취될 가능성이 높다.
4) 기숙사 및 대형식당 등 대규모 세제세척이 이루어지는 경우 충분한 헹굼과정이 필요할 것으로 판단된다. 또한 많은 이공계실험실에서 실험실 용기가 세제세척 후 충분히 헹궈지지 않는다면 이후 실험 결과에 지대한 영향을 미칠 수 있다.
실험에 사용한 증류수는 표면장력계에서 73 dyne/cm로 측정되었다. 재질이 다른 4가지 그릇인 뚝배기, 후라이팬, 유리그릇, 플라스틱용기를 세척한 추출수의 표면장력은 4개 그릇 모두 약 64 dyne/cm로 측정되었다. 추출수의 표면장력이 증류수에 비해 떨어졌다는 것은 추출수에 표면장력을 떨어뜨리는 물질이 존재하고 있음을 시사한다.
1과 같이 측정된 계면활성제 농도에 추출수의 부피인 100 mL와 1년에 해당하는 횟수(3회 × 365일 1095회)를 곱해 각 용기의 1년 잔류량을 산정하였다. 하루 세끼의 식사를 하면서 매식마다 뚝배기 1개, 후라이팬 1개, 유리용기 1개 및 플라스틱 용기 1개를 사용하고 설거지할 경우 1년 동안 용기에 잔류할 수 있는 계면활성제의 양은 736 mg, 즉 0.74 g 정도로 산정되었다. 4개의 용기만이 사용된다는 가정은 매우 보수적인 가정이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
계면활성제는 어떤 특성을 가지고 있는가?
주방용 세제는 세척력을 높이고 거품을 잘 발생시키기 위해 음이온성 계면활성제를 주요 성분으로 한다. 계면활성제는 친수성과 소수성을 모두 지니고 있는 탄화수소기반 화합물로 물과 공존하면서 기름과 결합할 수 있는 특징을 가지고 있다.1) 계면활성제는 친수성과 결합되어 있는 소수성화합물의 이온 종류에 따라 음이온성, 양이온성 및 비이온성 계면활성제로 구분된다.
용기에 잔류하는 계면활성제의 양을 정량화 한 결과는 무엇인가?
1) 7초 헹굼과정을 거친 후 용기에 잔류하는 계면활성제의 농도는 뚝배기 4.68 mg/L, 후라이팬 1.22 mg/L, 유리그릇 0.57 mg/L, 플라스틱 용기 0.25 mg/L 순으로 계면활성제는 모든 용기에서 검출되었다.
2) 15초로 헹굼시간을 과정을 두 배로 늘린 경우, 뚝배기에서만 계면활성제가 여전히 검출되었고 플라스틱, 후라이팬, 유리그릇 및 플라스틱용기에서는 검출되지 않았다. 상대적으로 다공성 표면이 존재하는 뚝배기는 모세관압력에 의해 액체를 흡수하게 되므로 계면활성제의 잔류가 많은 것으로 판단된다.
3) 하루 세끼의 식사를 하면서 매식마다 뚝배기 1개, 후라이팬 1개, 유리용기 1개 및 플라스틱 용기 1개를 사용하고 설거지할 경우 1년 동안 용기에 잔류할 수 있는 계면활성제의 양은 736 mg, 즉 0.74 g 정도로 산정되었다. 용기에 잔류하는 계면활성제는 다음 식사시 음식과 함께 섭취될 가능성이 높다.
4) 기숙사 및 대형식당 등 대규모 세제세척이 이루어지는 경우 충분한 헹굼과정이 필요할 것으로 판단된다. 또한 많은 이공계실험실에서 실험실 용기가 세제세척 후 충분히 헹궈지지 않는다면 이후 실험 결과에 지대한 영향을 미칠 수 있다.
계면활성제는 어떻게 구분되는가?
계면활성제는 친수성과 소수성을 모두 지니고 있는 탄화수소기반 화합물로 물과 공존하면서 기름과 결합할 수 있는 특징을 가지고 있다.1) 계면활성제는 친수성과 결합되어 있는 소수성화합물의 이온 종류에 따라 음이온성, 양이온성 및 비이온성 계면활성제로 구분된다.2)
참고문헌 (9)
Rosen, M. J., Surfactants and Interfacial Phenomena, 3rd ed., Wiley-Interscience, New Jersey, pp. 1-33(2004)
Kim, H. Y. and Jeong, S-W., "Enhancement in stability of foam generated with cationic surfactant solutions," J. Kor. Soc. Environ. Eng., 34(11), 735-742(2012).
Ministry of Environment, Framework Act on Environmental Policy, (2013).
Wikipedia Webpage, Sodium dodecyl sulfate, http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_dodecyl_sulfate(2013).
National Center for Biotechnology Information Home Page, Sodium Dodecyl Sulfate-Compound Summary, http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid3423265#x332(2013).
MBC, Today live show, 2013.10.21.
Ministry of Environment, Standard methods for water analysis: Anionic Surfactants-UV/Visible Spectrometry, ES 04359.1, 2011
Jeong, S-W, An, Y-J. and Lee, B-J., Soil Remediation Engineering, Dongwha Publisher, Korea, pp. 28-30, (2012).
Ministry of Environment, Standard Methods for Water Analysis: Copper-UV/Visible Spectrometry, ES 04401.2, 2011.
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