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물의성질

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물은 흔하지만 유별난 물질입니다.

너무 흔해 우리가 물을 소홀히 다루기도 하지만, 물이 가진 특별한 성질 덕분에 인간을 비롯한 모든 생명체가 살아 갈 수 있는 것입니다. 물은 대부분의 물질을 녹일 수 있습니다. 물만큼 다른 물질을 녹일 수 있는 액체는 없습니다. 또한 물은 자신이 녹이는 물질들에 의해 그 성질이 화학적으로 변하지 않기 때문에 반복해서 쓰일 수 있습니다. 모든 물질은 온도가 내려가면 부피가 줄어듭니다. 그러나 물은 섭씨 4도일 때의 부피가 가장 작고, 그보다 수온이 낮아지면 오히려 부피가 늘어납니다. 얼음이 되면 10분의 1쯤 부피가 더 커집니다. 무게가 그대로인 체 부피만 늘어나므로 그만큼 가벼워지고 늘어난 부피만큼 물에 뜹니다. 이것이 빙산이 바다에 10분의 1만 모습을 내보이고 떠다니는 이유입니다.

만일 얼음이 물보다 무겁다고 한다면 추운 겨울에 만들어진 얼음이 강이나 호수의 바닥에 가라앉게 되고, 한여름이 되어도 바닥의 얼음은 대부분 녹지 않고 남아 있을 것입니다. 해가 가면 갈수록 얼음은 점점 더 많아져 우리가 쓸 수 있는 물의 양은 점점 더 줄어들게 됩니다. 또한, 물은 대단히 큰 표면장력과 부착 장력을 갖고 있습니다. 표면 장력과 부착 장력이 합쳐져서 아주 가는 대롱 속의 물을 상당한 높이까지 끌어 올릴 수 있습니다. 이것을 '모세관현상'이라고 부르는데, 이런 물의 능력 때문에 흙 속에서의 물의 순환과 식물 줄기를 통한 용액의 순환, 그리고 동물의 피 순환이 이루어질 수 있습니다. 물은 매우 큰 비열을 하고 있습니다. 물은 다른 어떤 물체보다도 온도가 적게 상승하면서도 보다 많은 열을 흡수할 수 있습니다. 똑같은 태양열이 내리쬔다고 해도 건조한 사막은 호수보다 기온이 다섯 배나 더 올라갑니다. 또한, 반대로 온도가 눈에 띄게 낮아지지 않으면서도 막대한 열을 내어놓아 낮과 밤의 차이가 줄어들어 우리가 살아갈 수 있습니다. 이와 같은 물의 유별난 특성이 지구상의 기후와 일기를 지배하고 있고 인류의 생활환경과 양식을 다르게 합니다.

물과 빛깔

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물은 어떤 색일까

물은 빛을 흡수합니다. 그중에서도 붉은색을 가장 잘 흡수하고 그다음에 노란색, 초록색, 파란색 순입니다. 순수한 물은 아무런 맛도 냄새도 색깔도 없습니다. 그런데 왜 깊은 곳의 물은 파랗게 보일까요? 그것은 빛이 물속에 들어 있는 플랑크톤이나 흙 알갱이들과 부딪쳐 빛을 반사하기 때문에 치 물이 색을 띤 것처럼 보일 뿐입니다. 물속 얕은 곳에 작은 알갱이들이 많이 있으면 얕은 곳에서 반사되어 물 빛깔이 녹색으로 보이지만, 물 속 깊은 곳에 알갱이들이 많이 있으면 깊은 곳에서 반사되어 물 빛깔이 청색으로 보입니다.

황해는 중국 황하의 진흙 알갱이들이 물속에 많이 떠 있어서 누렇게 보입니다. 열대지방이나 태평양, 대서양 그리고 지중해와 같은 바다는 청색으로 보이고, 오호츠크해나 베링해는 녹색으로 보입니다. 이것은 바닷물 속에 사는 플랑크톤의 종류와 양에 따라 달리 보이기 때문입니다. 흑해는 바다 및 퇴적물이 썩어서 발생하는 물질들 때문에 검게 보입니다. 홍해가 붉게 보이는 것은 붉은색 플랑크톤 때문입니다.

자정작용

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더러워진 물이 스스로 맑아질 수 있을까?

나무에서 떨어진 열매나 낙엽은 빗물에 씻기거나 바람에 날려 개울로 운반되고, 농경지에서 흘러나온 비료나 동물의 배설물, 쓰레기들은 물에 휩쓸려 개울이나 연못으로 흘러갑니다. 수질오염의 원인은 대부분 이러한 유기물 때문인 경우가 많습니다. 이 유기물들은 물속에 사는 미생물의 먹이가 되어 분해되거나 물속에 녹아 있는 산소 또는 공기 중의 산소가 물에 녹아 들어가서 이 산소와의 산화 작용을 통하여 분해되기도 합니다. 이런 과정을 거쳐 오염된 물이 결국에는 깨끗한 상태로 분해되어 물이 깨끗해지는 것을 자정 작용이라 하고, 그 능력의 크기를 자정 용량이라 합니다.

자정 작용은 물의 온도나 물속에 녹아있는 산소, 그리고 미생물 등에 의해 영향을 받으며 충분한 시간이 필요합니다. 이런 분해 과정이 빠른 속도로 이뤄질 수 있도록 시설을 갖춘 곳이 폐수나 하수 처리장입니다. 얼마만큼의 폐수나 폐기물로 말미암아 물이 오염된다고 하더라도 자정작용에 의해 시간이 지나면 오염물질은 분해되어 없어집니다. 그러나 물의 자정 능력은 한계가 있어서 오염물질이 한꺼번에 또는 계속해서 지나치게 몰려들면 자정 작용만으로는 이 오염물질을 처리할 수 없게 되어 물은 차츰 더러워집니다.

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  • 최종수정일 2024-03-14