붕소, 슬라임에서부터 붕소비료까지

최근 액체괴물, 슬라임의 유해성 논란이 되고 있는 가운데, 논란의 핵심으로 붕소가 거론되고 있습니다. 액체괴물은 알고 보니 붕소 괴물이고, 슬라임은 붕소 슬라임이라는 말까지 떠돌고 있는 실정입니다. 그렇다면 도대체 붕소가 어떤 물질이길래, 이런 논란의 중심이 되고 있는지 이번 포스팅에서는 원자번호 5번인 붕소에 대해 알아보도록 하겠습니다.

  

원자번호 5 B

홑원소 물질인 붕소가 발견되기 오래 전부터, 사람들은 붕사나 붕산염(붕소의 혼합물)의 형태로 붕소를 사용해왔습니다. 중국에서는 오래전부터 도자기 유약의 재료로 붕사를 사용해왔습니다. 또 유럽에서는 광물을 녹이는 물질로 붕사가 사용되기도 했습니다.

조선시대 실학자 박지원의 열하일기에서도 붕사를 언급하는 대목이 나옵니다.

“벽돌은 석회로 붙이면, 마치 아교풀로 나무를 붙이고 붕사로 쇳덩이를 접착한 것과 같다.”

벽돌의 견고함을 설명하기 위해 붕사를 끌어들였던 대목이지만, 이것을 통해 박지원이 살던 시대에도 붕사를 사용했다는 것을 알 수 있습니다.

이렇게 사람들이 두루 사용하던 혼합물 붕산에서 홑원소 물질인 붕소(B)를 처음으로 추출한 것은 영국의 화학자 험프리 데이비입니다. 1807년 영국의 화학자 험프리 데이비는 붕산을 전기분해하여 붕소(B)를 추출해낸 것입니다. 험프리 데이비는 추출해낸 물질의 성질이 탄소와 비슷하여 boron이라 부르게 되었습니다.

 

붕소의 특성

붕소는 비결정성 붕소와 결정성 붕소가 있습니다. 결정성 붕소는 모스 경도가 9.5 정도로 단단하여 끓는 염산에도 녹지 않습니다. 이런 붕소의 단단한 정도는 다이아몬드 바로 다음이라고 합니다.

또한 비금속 중에서 녹는점은 탄소 다음으로 높고, 밀도는 낮으며, 전기 전도도가 아주 낮은 물질입니다. 그러나 이렇게 단단한 붕소도 가루로 만들게 되면 진한 과산화수소, 황산과 반응을 하게 됩니다.

 

붕소의 활용

붕소는 각종 화합물 형태로 우리 주변에서 다양하게 사용되고 있습니다. 바퀴벌레 퇴치제와 같은 방충제, 내열 유리, 살균액, 반도체, 붕소비료 등을 만들 때 붕소를 이용합니다. 따라서 도금 공장, 유리 공장, 의약품 공장, 반도체 공장 등에서 붕소를 많이 사용하게 됩니다.

특히 붕소의 혼합물인 붕산은 발퀴벌레 등의 잡식성 곤충을 박멸하는데 효과가 큽니다. 감자, 양파, 설탕, 쌀겨 등에 붕산을 섞어 뭉쳐 놓은 다음, 곤충이 출몰하는 곳에다가 놓아두면 곤충이 사라지게 됩니다. 현재 시중에서 판매되는 제품들도 붕산이 다량 함유된 것들이 많습니다.

 

붕소의 결핍과 과잉

붕소는 세포벽에 있는 물질이기도 한데, 세포와 세포를 연결하고 조정하는 역할을 합니다. 만약 붕소 결핍이 일어나면 세포와 세포 사이에 틈새가 벌어지고, 틈 사이로 물이 들어가 세포끼리의 연락이 원활하게 이루어지지 않게 됩니다. 새로운 세포를 만들 때도 붕소가 부족하면, 세포끼리 결합할 수 없어 썩게 됩니다.

밭작물에 따라서는 붕소의 결핍을 일으키기 쉽기 때문에 주의가 필요합니다. 붕소 결핍이 일어나면 세포들이 떨어져나가 세포가 죽게 됩니다. 특히 토양의 경우 붕소의 과잉보다는 결핍의 위험이 높기 때문에 반드시 붕소를 첨가해 주어야 합니다.

이런 이유에서 붕소비료가 제품으로 만들어지고 있습니다. 붕소비료의 경우, 300평의 땅에 1Kg에서 2Kg을 넣어준다고 합니다.

 

사람에게도 붕소는 칼슘, 마그네슘과 함께 뼈여 형성과 유지에 필수적인 영양소입니다.

그러나 이렇게 우리의 인체와 우리의 생활에 꼭 필요한 붕소도, 그 정도가 지나치면 오히려 우리에게 해악을 끼칩니다.

붕소 불화수소산 같은 물질이 닿으면 피부, 눈, 점막 등에 심한 화상을 일으킵니다. 또한 붕산을 대량으로 복용하면 쇼크를 일으켜 중추 신경계에 장애를 일으키기도 합니다. 따라서 건강에 피해를 주지 않고 붕소를 사용하기 위해서는 붕소가 들어가는 제품의 허용 기준치가 엄격하게 지켜져야 합니다. 

그런데 최근 액체괴물, 슬라임 제품에서 붕소가 유럽 허용 기준치의 7배 이상이나 초과하여 나타났다고 합니다. 이에 따라 아이를 키우시는 부모님들의 걱정이 많으실 것입니다. 하지만 다행스럽게도 2019년부터 생산되며 KC마크를 획득한 액체괴물, 슬라임 제품은 안심하고 사용하셔도 될 것 같습니다. 붕소 함량 기준을 유럽 기준으로 강화했다고 하니, 무조건 슬라임 제품을 기피하는 것보다는 KC마크 획득 여부를 가려서 사용하는 게 좋을 것 같습니다.

 

과거에 있었던 붕산염 사고

붕산염의 위험성에 대한 심각성이 크지 않았던 과거에는 붕산염으로 인한 사망 사고도 있었다고 합니다. 1800년대 중반, 영국의 의사 조셉 리스터는 수술을 할 때 사용하는 소독약 분야를 개척하여 현대 외과 의술의 아버지라며 추앙받고 있습니다. 리스터는 소독약으로 페놀을 사용하던 중 페놀의 심각한 부작용 때문에 고생을 했었습니다. 그러던 중 리스터가 발견한 것이 붕산이었습니다. 붕산은 무색, 무취의 물질에다가 독성도 미약하다고 생각되어서 전 세계 병원에서는 붕소를 상처의 소독에 사용하기 시작했습니다.

그러던 중 뜻밖의 사고가 발생했습니다. 중증 환자의 화상과 기저귀 발진에 붕산으로 소독을 했다가 발생한 사고였습니다. 장기간 상처에다가 붕산 소독한 환자들이 목숨을 잃은 것입니다. 이로 인해 붕산은 정상적인 피부에서 흡수되지 않지만, 손상된 피부에서는 흡수가 된다는 걸 알게 되었습니다.

그 이후 붕산은 새롭게 거듭난 끝에 지금에 이르는 소독약으로 발전하였습니다. 그러면서 병원에서의 붕산 사고도 없어졌습니다.

 

붕산염 응급처치

만약 붕산염을 마시게 된다면 어떻게 해야 할까요? 티 스푼 하나 정도(소량)의 붕소를 삼켰다면, 건강한 성인에게는 해가 되지 않습니다. 그러나 더 많은 양의 붕소를 삼켰다면, 식도나 신장 등에 이상이 나타납니다. 그러므로 컵 2잔의 물을 마신 다음 즉시 병원으로 가야 합니다.