삼성엔지니어링 꿈나무푸른교실

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<img src="/images/front/wiki/txt_water_main01.gif" alt="정의와 현상 중요성" class="mgb15"> 
자연철학의 시조 탈레스는 “물은 만물의 근원”이라고 말했습니다. 그만큼 지구의 역사에서 물은 아주 중요한 역할을 합니다. 탈레스가 말한 것처럼 물에서 “생명”이 태어났습니다. 우리가 화성탐사를 하면서 물이 있는지를 알아보는 이유가 바로 이 때문입니다. 물이 있다면 생명도 살 수 있는 가능성이 높다는 생각하기 때문입니다. 인간도 살아가는데 있어서 물이 없어서는 안됩니다. 
생명을 가지고 있는 생물들은 적게는 50%에서 많게는 97%가 물로 몸을 구성하고 있습니다. 우리가 가지고 있는 물은 보통 약 45리터의 물을 지니고 있는 것과 같습니다. 그 중 약 2.75리터의 물을 날마다 갈아 넣고 있습니다. 약 1.5리터는 음료수로, 약 1리터는 음식물로, 약 0.25리터의 물은 마른 식품으로 얻습니다. 우리가 갈증을 느끼는 것은 우리 몸이 스스로 물이 부족할 경우 신호를 보내는 것입니다. 몸 속에 몸이 1~2%가 부족하면 심한 갈증을 느끼지만, 5% 정도가 부족하면 혼수상태에 빠질 수 있고, 12%정도가 부족하면 생명을 잃을 수도 있습니다. 물을 안 마시고 몸속에 있는 물이 계속 있으면 편할 것 같은데 왜 물을 땀과 대소변으로 빠져나가는 것인지 생각해봅시다. 많은 이유가 있지만 하나를 소개한다면, 우리가 먹는 음식들이 모두 우리 몸에 필요한 것만 있는 것은 아니랍니다. 소화하면서 보니 우리 몸에 좋지 않은 것이 있거나, 몸에서 너무 많아서 필요하지 않게 되는 경우가 생기기 때문입니다. 그래서 이것들을 물에 녹여서 땀과 대소변으로 내보냅니다. 
그럼 우리가 마실 수 있는 물은 지구에는 얼마나 될지 추측해봅시다. 지구에 있는 물은 크게 바닷물과 민물로 구분할 수 있습니다. 해수욕장에 가서 바닷물을 마셔본 기억이을 떠올려봅시다. 우리가 짜다고 생각하는 바닷물은 여러 물질이 녹여 있기 때문인데 이 때문에 우리가 바닷물을 마시게 되면 더 심한 갈증을 느끼게 됩니다. 그래서 바닷물은 민물로 바꾸어 먹는데, 이 때 많은 에너지가 필요합니다. 그래서 우리가 손쉽게 마실 수 있는 물은 민물입니다. 하지만 지구에는 바닷물이 97%를 차지하고 있고 민물은 3% 밖에 되지 않습니다. 민물은 빙산, 빙하, 하천수, 지하수가 있어요. 민물에서도 절반 이상은 빙산과 빙하로 우리나라와는 너무 멀리 떨어져 있습니다. 우리는 하천이나 지하수 때로는 빗물로 마실 수 있는 물을 얻습니다. 정수장에서 마실 수 있도록 처리를 하면 상수도물을 얻을 수 있습니다. 상수도물은 마실 수 있지만 우리는 물을 마시는 용도에만 사용하지 않습니다. 많은 에너지를 써서 깨끗하게 만든 상수도물을 씻거나, 옷을 빨거나, 음식을 만들 때, 화장실에서 물을 사용합니다. 이렇게 사용하고 버린 물은 하수도관을 통해 하수처리장으로 가게 됩니다. 하수처리장에서 물을 다시 깨끗하게 만드는 과정에서도 많은 에너지가 필요합니다. 하천의 물이 가정으로 오고 다시 하천으로 오는 과정을 보면 우리가 사용하는 물이 얼마나 많은 시간과 노력, 에너지가 필요한지 알 수 있습니다. 이 뿐만 아니라 우리가 화면을 보고 있는 모니터를 만들 때도 물이 필요합니다. 더욱이 우리에게 중요한 물은 다른 동식물도 살아가는데 중요한 물입니다. 이처럼 우리가 마실 수 있는 물은 우리가 살아가는데 있어서 필요한 물보다 아주 적습니다. 
지구생태계에서 물의 중요성에 알아봅시다. 
첫째, 겨울의 호수에 물은 얼었지만 물고기들이 살 수 있는 이유와 관계가 깊습니다. 
호수를 잘 보면 호수 표면엔 얼었지만 물 밑에는 얼지 않았습니다. 물은 호수의 생태계가 추운 겨울에도 유지될 수 있도록 합니다. 물이 호수 표면부터 어는 이유는 물은 0℃일 때 얼음이 되지만 얼음은 물보다 가벼워서 물 위에 뜰 수 있습니다. 그래서 물고기가 얼지 않고 지낼 수 있습니다. 
둘째, 더운 여름철에 어른들이 바닥에 물을 뿌리는 이유에서 찾을 수 있습니다.　 
물이 수증기가 되기 위해서는 열이 필요합니다. 열이 높은 여름철에 물을 뿌리면 물이 열을 흡수해서 수증기가 되어 하늘로 올라갑니다. 그러면 열이 사라져 시원한 상태가 됩니다. 이렇게 물은 열을 흡수해서 이동하면서 더운 곳에 비를 내려주고, 추운 곳에 눈이 내리는 것처럼 물의 순환은 지구생태계에서는 중요한 역할을 합니다. 
마지막으로 소금쟁이는 호수 표면 위에서 살 수 있는 이유와 관련이 있습니다. 
그 이유는 우리 몸에 아주 좁은 혈관에도 피가 흐를 수 있는 이유와도 같습니다. 물을 구성하고 있는 성분은 서로 결집력이 강합니다. 때문에 물의 구성성분이 잘 뭉쳐있는데 이를 표면장력이 높다라고 표현합니다. 
이처럼 지구생태계에 물은 여러 가지 역할을 하면서 지구생태계가 유지되도록 돕고 있습니다. 지구에 물이 사라지진 않을 것입니다. 하지만 우리가 마실 수 있을 정도로 깨끗한 물은 없어질 수도 있습니다. 앞에서 말한 것처럼 모든 생명의 근원이라고 말할 수 있을 정도로 물은 우리가 살아가는데 꼭 필요한 것입니다. 도대체 물은 어떤 모습을 하고 있어서 이렇게 중요한 존재가 되었는지 자세한 내용을 살펴봅시다.

<img src="/images/front/wiki/txt_water_main02.gif" alt="문제와 영향" class="mgb15"> 
	허준 선생이 쓴 『동의보감』에는 물을 무려 33가지로 구분하고, 어떤 물을 마시느냐에 따라 오래 살기도 하고 병을 고칠 수도 있다고 합니다. 허준 선생은 그만큼 물이 중요하다고 생각했습니다. 우리가 물을 마시고 배탈이 나거나 열이 나는 등 우리 몸이 직접적으로 아플 때가 있습니다. 우리가 보기에는 똑같은 물인데 무엇 때문일지 생각해봅시다. 과학자들이 물을 조사해보니 물에는 다양한 물질이 들어있다는 것을 알았습니다.

콜레라, 장티푸스, 이질 등 우리에게 나쁜 세균이 물 속에 살 경우가 있습니다. 이런 물을 마시게 되면 병을 얻을 수 있습니다. 이를 수인성 질병이라고 합니다. 한번 발생을 하면 많은 사람들에게 급속도로 전염이 될 수 있어서 학교 같이 많은 사람들이 모여 있는 곳에서는 큰 문제가 발생할 수 있습니다. 때문에 나쁜 세균이 물에 생기지 않게 위생관리를 철저히 해야 합니다. 
이 밖에도 수질을 나쁘게 하는 오염물질에는 분해성 유기물질, 합성 세제, 무기영양물질, 유해화학물질, 중금속, 유류, 병원성 미생물, 방사능 물질, 열 폐수 등 다양합니다. 
장소에 따라 물에서 일어나는 문제를 살펴봅시다. 우선 지하수 오염이 있을 수 있습니다. 땅이 오염되면 오염된 물질이 지하수에 들어갈 수 있습니다. 오염물질을 분해할 수 있는 미생물이 지하수에는 적어서 지하수가 한번 오염되면 문제가 커질 수 있습니다. 반면 하천이나 바다에서는 미생물이 너무 잘 살아도 문제가 되는 경우가 있습니다. 미생물 중에 플랑크톤이 너무 많이 번식을 하게 되면 녹조현상과 적조현상이 일어납니다. 미생물들이 번식을 하기 위해서는 산소가 필요합니다. 물 속에 녹아있는 산소를 용존산소(DO)라고 하는데 이 용존산소를 사용하게 되면 다른 물고기들이 숨을 쉴 수 없어서 죽게 됩니다. 또한 미생물들이 많이 번식하면 햇빛을 차단하는 효과도 있어 물 속에서 사는 식물들이 광합성을 못하게 됩니다. 미생물이 과도하게 번식할 수 있는 이유는 미생물의 먹이가 되는 물질이 물 속에 들어가게 되는 경우 입니다. 이를 부영양화라고 합니다. 부영양화가 일어나는 주된 이유로는 비료를 과도하게 사용하거나 하수도물이 바로 하천으로 흘러가거나 축산시설에서 나오는 배설물입니다. 물을 식수로 사용한지 적합한가를 알아보기 위해 BOD(생물학적 산소 요구량), COD(화학적 산소 요구량), DO(용존산소), SS(부유물질), 대장균 수 등을 알아봅니다. 
그럼 물이 오염될 만큼 오염물질이 물에 들어가는 이유는 무엇 때문일까요? 과학자들은 그 이유를 크게 2가지로 보고 있습니다. 하나는 자연적 이유이고 하나는 인위적 이유입니다. 
자연적 이유는 기후현상에 따라 가뭄이 일어나는 경우입니다. 물이 너무 적으면 오염물질을 받아들지 못 하게 되어 결국 물의 자정능력을 상실하게 됩니다. 또한 생물들이 만드는 노폐물과 생물의 사체 등이 너무 많을 경우에도 발생합니다. 
인위적 이유는 인구가 증가하고, 사람들이 너무 한 곳에 많이 모여 살면서 발생하는 문제입니다. 이럴 경우 많은 양의 생활하수와 산업 폐수를 해결해야 하는데 이전에 만들어 놓은 폐수처리장이 많은 양을 수용하지 못하게 되면 문제가 발생하게 됩니다.

수질오염이 일으키는 원인이나 장소 또는 시설을 종합하여 수질오염원이라고 합니다. 수질오염원은 크게 점오염원과 비점오염원으로 나눌 수 있습니다. 점오염원은 오염물질이 한 지점에서 집중적으로 배출되는 것을 말합니다. 공장이나 하수처리장 같은 곳입니다. 이럴 경우에는 수질을 정화할 수 있는 시설을 놓으면 해결됩니다. 점오염원보다 더 관리하기 힘든 곳이 비점오염원입니다. 비점오염원은 평상시엔 문제가 되지 않지만 비가 오는 경우에 문제가 될 수 있는 곳입니다. 
물은 우리에게 중요한 역할을 하는 경이로운 대상이지만 때로는 두려움이 대상이 되기도 해요. 앞서 말한 가뭄처럼 자연재해가 일어날 수 있습니다. 가뭄과 홍수, 해일, 쓰나미 등 자연재해는 사전에 예방하지 않으면 우리에게 큰 피해를 줍니다. 아프리카에서는 극심한 가뭄으로 인해 많은 사람들이 기아 상태에 있고 심각할 경우에는 물을 확보하기 위해 전쟁을 벌이기도 합니다. 우리나라에서는 겨울철과 봄철에 가뭄을 겪고, 여름철에 홍수를 겪고 있어요. 해일과 쓰나미는 바다에서 일어나는 자연재해입니다.

‘물의 문제와 영향’에서 좀 더 자세한 이야기를 들어봅시다.

<img src="/images/front/wiki/txt_water_main03.gif" alt="대응 및 실천" class="mgb15"> 
소중한 물을 지키기 위해서 우리가 할 수 있는 일은 무엇이 있는지 생각해봅시다.

첫째, 모든 사람이 가장 손쉽게 할 수 있는 일은 물 사용량을 줄이는 것입니다. 이제까지의 나의 행동을 보면서 내가 어떤 경우에 물을 사용하는지를 곰곰이 생각해 봅시다. 그리고 내가 한 행동들에서 어떻게 하면 물을 줄일 수 있는지 생각하면 간단합니다. 예를 들면, 가정에서 물을 주로 사용하는 곳은 샤워, 변기, 세탁할 때입니다. 샤워기와 수도꼭지를 절수형으로 교체하고, 변기에는 벽돌을 넣어두고, 세탁은 한 번에 모아서 하면 물 사용량을 줄일 수 있습니다. 학교나 공장에서 할 수 있는 일은 무엇이 있을지 생각해봅시다.

둘째, 사용했던 물을 재사용합니다. 예전에 우리나라에서는 수질에 따라 상수도와 하수도가 있었습니다. 현재는 일부에서 물을 효율적으로 사용하기 위해서 중수도를 도입하고 있습니다. 중수도는 식수로는 사용할 수 없지만 정원수나 변기의 물로는 사용할 수 있는 물입니다. 일정 규모의 건물이 새롭게 만들어지는 곳에서는 상수도관과 중수도관 하수도관을 따로 만들도록 법으로 정하고 있습니다.

셋째, 빗물을 사용하는 방법입니다. 빗물을 잘 이용하면 적은 비용으로 우리가 쓸 수 있는 물을 확보할 수 있습니다. 사람들이 어떻게 빗물을 모으고 사용할지 상상해봅시다.

넷째, 오염물질을 물에 버리지 않는 것입니다. 우리가 무심코 버린 우유 한잔 200㎖을 정화하기 위해서는 얼마만큼의 물이 필요한 지 추측해봅시다. 3급수 정도의 수질(1급수가 되어야 식수로 쓸 있습니다.)로 만들기 위해서는 2만 1천배의 물이 필요하다고 합니다. 그 밖에도 합성 세제의 사용량을 줄이고 천연 세제를 사용하는 것이 더 좋습니다.

다섯째, 다른 사람들에게 알리는 일을 합니다. 물은 모든 사람들에게 중요하고 함께 사용하기 때문에 나 혼자로는 깨끗한 물을 유지하기 힘듭니다. 물이 얼마나 중요하고 소중한지 어떻게 하면 깨끗한 물을 지킬 수 있는지를 다른 사람들에게 알려서 함께 행동할 수 있도록 합니다. 특히 습지는 물을 정화시키는 능력이 뛰어난 곳이면서 많은 생물들이 살고 있는 곳이기도 합니다. 또한 홍수와 가뭄까지 조절하는 능력이 있는 곳입니다. 습지 보전은 알리는 것은 소중한 물을 지킬 수 있는 방법이 될 수 있습니다.

여섯째, 하천 주변에 관심을 가지는 일입니다. 내가 마시는 물, 내가 사용하는 물이 어디서 오는지 확인하고 그 주변을 깨끗하고 건강하게 만드는 방법을 생각해야 합니다. 주변 공장이나 가정집에서 오염물질을 정화하지 않고 그냥 버리는 곳은 없는지 꾸준한 관심이 필요합니다. 하천의 본래의 모습을 유지하게 된다면 다양한 생물들이 하천을 이용할 수 있고, 물의 자정작용이 향상될 뿐만 아니라 우리가 즐겁게 시간을 보낼 수 있는 곳이 될 수 있습니다. 
그 밖에도 우리가 할 수 있는 일을 자세히 알아봅시다.

<img src="/images/front/wiki/txt_water_main04.gif" alt="사례" class="mgb15"> 
어떠한 하나에 지속적으로 관심을 가진다는 것은 매우 즐거운 일입니다. 프로젝트는 자신이 흥미를 가지고 있는 주제를 선정하여 이와 관련된 활동을 계획하고 실행하는 것입니다. 어렸을 적에 아무도 모르는 나만의 보물 상자를 만들어 본 기억을 떠올려 봅시다. 스스로 보물 상자 속에 들어갈 수 있는 물건들의 기준을 마음속으로 만들었을 것입니다. 그리고 기준에 따라 물건을 넣었지만, 시간이 지나 보물 상자보다 보물이 많아지면 큰 보물 상자를 찾거나 아니면 기존에 있던 물건들을 보면서 이전에 생각했던 기준들에 새로운 기준을 포함시켜 보물 상자에서 넣을지 아니면 넣지 않을지를 정했을 수도 있습니다. 이렇듯 나만의 보물상자를 만들었던 것도 여러분이 했던 프로젝트라고 할 수 있습니다.

물 프로젝트는 물과 관련된 주제를 정하고 그 주제를 탐구하는데 필요한 적절한 문제 해결 방법이나 탐구 방법을 정하여 활동을 해보면 됩니다. 그리고 그 과정을 잘 기록하여 결과물을 만들어가는 것입니다. 혼자서도 할 수 있지만 여러 친구들과 관심 주제를 찾고 함께 할 수도 있습니다. 물과 관련된 주제를 찾아보는데 있어서 처음은 주변에서 찾아보는 것이 좋습니다. 평상시에 물과 관련하여 문제라고 생각했던 것이 있거나 혹은 궁금했던 점이 있었는지를 생각해 봅시다. 다함께 모여서 브레인스토밍을 해본다면 주제를 찾아내는데 도움이 됩니다. 브레인스토밍은 여러 사람들이 각자 떠오르는 생각들을 자유롭게 말해보는 활동입니다. 그리고 비슷한 생각들을 묶어 마인드맵을 그려봅시다. 마인드맵을 그리게 된다면 나의 생각과 친구들이 생각들이 어떻게 연결될 수 있고 공통의 관심사를 한 눈에 볼 수 있습니다.

가령 공통의 관심이 “내가 마시는 물은 어디서 오는 것일까?” 였다면 이를 주제로 일련의 과정들을 생각해고 계획을 세워 볼 수 있습니다. 만약 8주의 기간 동안 프로젝트를 해야 한다면 그 시간 동안 할 수 있는 일들을 주 단위로 세워볼 수 있어요. 이 때 8주 동안에 수행하는데 있어서 친구들이 다함께 참여할 수 있는지를 동의를 해야 합니다. 만약 누군가가 참여하기 힘들다면 역할을 나누거나 계획서를 바꾸어서 되도록 친구들이 함께 할 수 있는 방법을 찾습니다. 처음에 계획을 잘 세워야 프로젝트를 수행하는데 있어서 큰 어려움을 겪지 않습니다. 계획서는 최대한 자세히 적어볼 수 있도록 합니다. 프로젝트를 수행하기 위한 방법과 주제와 관련되어 어른들의 도움이 필요하다면 누구의 도움을 받을 수 있는지를 생각해봅시다. 프로젝트를 수행하기 위한 방법으로는 자료를 조사하거나 실험을 하고 결과를 수집하여 분석하고 다른 사람들의 의견을 들어보는 방법 등이 있습니다. 자료를 조사할 때는 설문조사, 인터뷰, 현장답사, 대상관찰, 모니터링, 참고 문헌 조사, 강연을 듣거나 사례를 조사 해 볼 수 있습니다. “내가 마시는 물은 어디서 오는 것일까?”를 주제로 수행방법을 생각해본다면 친구들의 집을 지도에 표시해보고 물 지도를 그려보고 정수장을 찾아가 인터뷰를 해보거나 발원지를 찾아 현장 답사를 해 볼 수도 있습니다. 이렇듯 프로젝트의 주제나 내용에 따라 다양한 활동 방법들을 활용될 수 있습니다. 조사한 내용을 가지고 프로젝트 결과물을 다양하게 만들 수 있습니다. 보고서나 수필, 시, 포스터를 만들 수도 있고 연설이나 토론, 연극, 뉴스 방송물을 만들어 볼 수 있습니다.

“내가 마시는 물은 어디서 오는 것일까?”를 주제로 친구들과 함께 보고서를 만들고 이를 바탕으로 연극을 만들어 친구들 앞에서 공연을 해보는 것도 좋습니다. 여러분이 프로젝트를 수행하면서 여러 어려움을 극복하면서 자신들의 궁금증을 해결해가면서 성취감을 느꼈으면 좋겠습니다.

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