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CNRS, INERIS(UnitEs NOVA), 버지니아 테크(Virginia Tech)의 연구진은 TiO2 나노물질이 포함된 시멘트가 건축 자재로 사용되는 동안에 TiO2가 얼마 정도 방출되느지를 조사했다. 시멘트는 안정한 물질이 아니고 거친 환경 조건(비, 동결/해동 사이클)에 노출되면 분해 및 풍화 작용이 발생할 수 있다. 특히, 이 연구는 시멘트의 다공성이 TiO2의 방출에 어떤 영향을 미치는지를 조사했고, 수생 동물에 독성 영향을 미칠 수 있다는 결론을 내렸다. TiO2 나노물질을 함유한 광촉매 시멘트는 포장 블록, 도로 표면, 벽 패널 등의 분야에 적용되고 있다. 이 나노물질은 시멘트 자체 세정 및 공기 정화 특성을 가지고 있다. 2012년에 유럽에서 매년 4,000 톤의 광촉매 시멘트가 생산되는 것으로 추정된다. 유럽의 총 시멘트 생산량(2014년에 235.5 백만 톤)에 비해서 소량이지만 무시할 수 있는 수준은 아니다. 시멘트 가속 풍화는 실험실에서 테스트했다. 7일 동안 TiO2 나노물질을 함유한 세 종류의 백색 포틀랜드 시멘트를 물속에 넣었다. 그 후에 물을 화학적으로 분석함으로써 시멘트에서 침출된 TiO2 나노물질의 존재를 정량적으로 분석했다. 분석 결과, TiO2 나노물질이 나노입자 상태로 방출된다는 것을 발견했다. 3 개의 시멘트는 초기 공극률이 달랐다. 시멘트의 다공성이 높을수록 TiO2 나노물질 방출률이 더 높았다. 즉, 시멘트의 다공성이 30 %, 40 %, 50 %일 경우에 각각 9.6 %, 14.1 %, 41 %로 나노입자 방출이 증가했다. 또한 TiO2 나노물질의 방출 속도는 물속에서 시간이 지남에 따라 점진적으로 증가했다. 방출된 TiO2 나노입자들의 직경은 70 ~ 312 나노미터(평균 크기 148 nm)이었다. TiO2 나노물질은 높은 방출 가능성이 있기 때문에 건물 철거, 폐기물 관리/저장 등의 단계에서 특별한 주의가 필요하다. 향후에 다른 나노물질에 대한 환경 방출 여부를 철저하게 조사함으로써 점진적으로 증가하는 나노물질에 대한 환경오염 문제를 미리 대비해야 할 것이다. 이 연구결과는 저널 Environmental Pollution에 ldquo;Environmental exposure to TiO2 nanomaterials incorporated in building material rdquo; 라는 제목으로 게재되었다. |
