2013 STEAM R&E 보고서
새집증후군 원인 물질인 포름알데히드 제거에 효과적인 식물 탐구 및 적용에 대한 연구
소속학교 천안중앙고등학교
팀 원 김경민, 김상엽, 박주환 배승렬, 한웅섭
지도교사 한영재
목 차
1. 개요 ·····························································································································1
□ 연구 목적 ················································································································1
□ 연구 범위 ················································································································2
2. 연구 수행 내용 ·········································································································2
□ 이론적 배경 ············································································································2
□ 연구주제의 선정 ····································································································4
□ 연구 방법 ················································································································5
□ 연구 활동 및 과정 ································································································6
3. 연구 결과 및 시사점 ····························································································10
□ 연구 결과 ··············································································································10
□ 연구 결론 ··············································································································18
□ 시사점 ····················································································································18
4. 홍보 및 사후 활용 ································································································19
□ 연구 결과 홍보 ····································································································19
□ 후속연구 및 발전사항 ························································································19
5. 참고문헌 ··················································································································20
1. 개요
□ 연구목적
○ 연구 동기
- 2004년 한 방송국의 환경관련 프로그램에서 방영되어 새집증후군에 관한 자료를 찾아봄
- 새집증후군 해소를 위해 일반 시민들이 선택하는 방법들은 시간과 경제적으로 부담이 될 수밖에 없을 거라 생각
- 학생 수준에서 새집증후군이라는 일상생활 문제를 해결할 수 있는 방법을 고민
- 벽지를 착색하는 과정에서 새집증후군을 일으키는 물질 중 하나인 포름알데히드가 쓰이는 것을 찾음
- 포름알데히드를 효과적으로 제거할 수 있는 식물들이 있다는 사실을 찾음
- 식물을 이용한 벽지에 있는 포름알데히드 제거를 연구 방향으로 추진 - 포름알데히드를 제거할 수 있는 식물들 중에서 구하기 쉬운 식물들을
찾음
○ 연구 목적
- 새집증후군의 원인 물질 중 하나인 포름알데히드의 특성을 분석한다.
- 포름알데히드를 효과적으로 검출할 수 있는 실험 방법을 모색한다.
- 포름알데히드를 제거할 수 있는 식물들을 탐구하고 제거 효능을 분석 한다.
- 포름알데히드 제거 효과가 가장 뛰어난 식물을 일상생활에 적용할 수 있는 방법을 연구한다.
□ 연구범위
○과학적 요소
- 포름알데히드와 포름알데히드가 인체에 끼치는 영향의 기본이론 탐 구 및 사례 조사
- 공기정화식물의 효과를 토대로 포름알데히드 제거 가능성 파악 - 공기정화식물을 통한 포름알데히드 제거 실험설계 및 연구
○기술공학적 요소
- 포름알데히드를 UV를 통해 분석하기 위한 측정방법 조사 및 시행
○예술적 요소
- 무늬가 아름다운 실크벽지를 포름알데히드 제거용액을 사용함으 로써 친환경벽지와 비슷한 효과를 내어 심미적 효과 추구
○연구 절차
- 연구 방향 탐색을 위한 방안 탐구 및 기본 이론 조사와 가설 설정 - 실현 가능성 제고, 가설 검증을 위한 실험 설계 및 연구 수행 - 실험 결과 종합 및 이론과의 일치성 파악
- 정확성 증대를 위한 2차 실험 설계 및 수행
- 2차 실험 결과 분석 및 1차 실험 결과와의 비교를 통한 가설의 검증 및 결론 도출
- 연구 결과 활용방안 및 효과 증대방안 탐구
2. 연구 수행 내용
□ 이론적 배경
○ 포름알데히드
HCHO. 분자량 30.03. 밀도1.067(공기 1.000 기준). 녹는점 -92℃. 끓 는점 -19.5℃. 인화점 약 300℃. 상온에서 가연성인 무색의 기체. 호흡 이 곤란할 정도로 강력한 자극적인 냄새를 방출한다. 점막에 강력한 자극성을 나타내며 발열성이 있다. 55%까지는 물에 녹지만 알코올이
나 에테르에는 녹지 않는다. 반응성이 매우 커서 여러 물질과 쉽게 중합한다. 환원성이 강하기 때문에 환원 시약으로서 검출이나 정량용 으로 주로 사용한다. 약 40%수용액을 포르말린이라 하고, 소독, 방부 제, 조직고정제 등으로 사용한다. 포르말린에는 10~15%의 메탄올이 중합저해제로 포함되어 있다.
○ 포름알데히드가 인체에 끼치는 영향
포름알데히드는 인체에 대한 독성이 매우 강하여 사람이 포름알데 히드에 노출되면 질병증상이 나타나기 시작한다. 0.1ppm 이하의 경우 눈, 코, 목에 자극이 오고, 0.25~0.5ppm의 경우 호흡기 장애와 천식이 있는 사람에게는 심한 천식발작을 일으킬 수 있다. 2~5ppm의 경우 눈물이 나며 심한 고통을 느끼게 되고, 10~20ppm의 경우 호흡이 가 빠지며, 기침ㆍ두통ㆍ심장박동이 빨라지는 증상이 나타난다. 포름알데 히드 측청기의 상한치인 50ppm 이상의 경우 폐의 염증과 더불어 현 기증ㆍ구토ㆍ설사ㆍ경련과 같은 급성 중독 증상을 일으킬 수 있고, 심할 때에는 독성 폐기종으로 사망할 수 있다.
○ 자외선-가시광선 분광법(UV-Visible Spectrometry)
가. 분광광도법
분광광도법이란 시료가 흡수하는 빛의 양, 즉 흡광도(absorbance)로 시료의 농도, 종류, 구조 등을 결정할 수 있는 분석법니다. 분자의 에 너지는 회전에너지, 진동에너지, 전자에너지로 나눌 수 있다 자외선- 가시광선은 에너지로 환산할 경우, 전자에너지에 해당한다. 즉, UV-VIS 흡수는 분자내의 전자, 특히 원자의 전자가 전이를 일으키게 된다. 이런 전자전이는 분자내의 전자구조, 즉 분자의 화학결합상태 및 기하학적 구조등의 특징에 따라 흡수되는 빛 에너지의 크기 (Frequency) 및 세기(Intensity)가 다르게 나타난다. 따라서 자외선-가
시광선 분광학은 전자의 분자구조적 성질을 규명하는 가장 강력한 수 단중의 하나이다.
나. 기본 원리
바닥상태의 원자, 분자가 가시광선 및 자외선을 흡수하면 전자전이 가 일어나는데, 원자나 분자는 종류에 따라 특정한 파장의 빛을 흡수 하여 전자전이를 일으키므로, 흡수되는 파장을 알게되면 원자나 분자 의 종류를 확인할 수 있다. 따라서 주로, 유기화합물과 금속 킬레이트 화합물에 국한되어 사용되며, 유기물이나 금속이온의 분석과 분자구 조 규명에 사용한다. UV-VIS Spectrometer 는 빛의 파장(nm) 또는 진동수(Hz)에 따라 물질의 흡광도를 측정하여 기록한다. 그러나 물질 의 흡광도를 직접 측정하는 것은 용이하지 않으므로, 실제로는 일정 한 세기의 빛을 물질에 통과시킨 후 통과전후의 빛의 세기를 비교하 여 흡광도를 측정한다.
○ 식물의 포름알데히드 제거 원리
식물이 잎의 기공을 통해 이산화탄소뿐만 아니라 공기 중의 오염물 질도 흡착, 흡수하게 되는데 잎의 증산작용에 의해 수증기를 방출하 게 되고 이 작용에 의해 압력차이가 발생하여 오염물질이 토양으로 이동한다. 이 물질이 뿌리로 내려가면 뿌리 미생물에 의해 오염물질 을 분해하고 제거하기도 한다.
□ 연구주제의 선정
○ 새집증후군 관련 보고서 검색
- 새집증후군과 관련된 전람회 작품들을 국립중앙과과학관 홈페이지에 서 검색하여 연구가 진행된 상황을 분석하였다.
- 전자 도서관 및 논문 검색 사이트에 들어가 새집 증후군 관련 논문들을 검색하였고 포름알데히드의 제거에 관한 논문도 검색하여 분석하였
다.
- 처음 연구주제는 시중에 나와 있는 건축자재를 가지고 포름알데히드 발생 정도를 비교하여 가장 포름알데히드 발생이 적은 건축자재를 탐색해보고 학생 수준으로 그 건축자재를 업그레이드하여 더 실용성 있는 건축자재를 만들어보는 것을 생각하였다. 하지만 지도 선생님 및 자문위원과 논의하는 과정에서 포름알데히드를 잘 흡착하는 식물 들에 대해서 알게 되었다. 그리하여 그 식물들을 이용하여 포름알데히 드의 제거 정도를 알아보고 제거 효과가 가장 좋은 식물을 일상생활에 활용할 수 있는 방향으로 연구 주제를 정하게 되었다.
□ 연구 방법
○ 포름알데히드의 검출 방법
- 화학적 반응성을 이용한 검출(환원성 반응)을 이용한다. 식물 성분이 포함된 용액을 제조 후 벽지 속의 포름알데히드 용액을 만든 후 두 용액을 서로 반응시켜 반응 후 용액에 포름알데히드가 남아 있는지 환원성 반응을 통해 알아본다.
- 반응한 용액을 분광분석법을 통해 포름알데히드의 양을 측정한다.
증류수에 추출된 포름알데히드를 아세틸 아세톤 법에 따라 측정하여 농도를 구한다.
○ 아세틸 아세톤 법
- 아세틸아세톤-아세트산암모늄 용액 제조 : 아세트산암모늄 150g을 800ml의 증류수에 녹인다. 여기에 빙초산 3ml 및 아세틸아세톤 2ml 를 가하여 잘 흔들어 혼합한 후 증류수를 가하여 1L로 하고 갈색병에 넣어 둔다.
- 포름알데히드 표준 원액 제조 : 37% 포름알데히드 용액 1ml를 증류수 로 희석하여 1L로 한다.
- 포름알데히드 표준 용액 제조 : 포름알데히드 표준 원액을 1ml 중에
포름알데히드를 0.1mg 함유하도록 증류수로 희석한다.
- 표준시료 : 포름알데히드 표준용액(100mg/L)을 3개의 비색관에 각각 0.5, 1.0, 1.5mL씩 취하고 증류수로 25mL가 되게 희석하여 포름알데히 드 표준시료를 준비한다.
- 바탕시료 : 증류수 25mL를 비색관에 취하여 바탕시료를 준비한다.
- 미지시료 : 포집한 포름알데히드 시료 25mL를 비색관에 취하여 미지 시료를 준비한다.
- 바탕, 표준, 미지 시료 각각에 아세틸아세톤-아세트산암모늄 용액을 25mL씩 가하여 잘 흔든다.
- 60~65℃의 온수에서 10분간 가온한 뒤, 상온에서 식힌다.
- UV를 통해 바탕시료와 표준시료, 미지 시료를 측정한다.
□ 연구 활동 및 과정
○ 가설 설정
- 공기 정화 식물의 잎과 줄기는 포름알데히드 제거에 효과가 있을 것이다.
- 공기 정화 식물의 즙에는 포름알데히드 제거에 효과가 있을 것이다.
- 공기 정화 식물의 즙을 벽지에 분사한 것이 시중의 친환경 벽지의 포름알데히드의 양보다 적을 것이다.
○ 실험 설계
- 아세틸 아세톤-아세트산 암모늄 제조
① 아세트산 암모늄 150g을 1000ml 메스플라스크에 넣고 약800ml 의 증류수를 넣어 용해시킨다.
② 위의 용액에 아세트산 3ml와 아세틸아세톤을 2ml를 가한다.
③ 위의 용액에 증류수를 넣어 1000ml가 되도록 한다.
- 표준용액 제조
① HCHO수용액(37%)를 5%로 희석시킨다.
② HCHO수용액5%(100ml)에 아세틸 아세톤-아세트산 암모늄 용 액(100ml)를 가한다.
③ 위의 용액을 10분간 60~65℃에 중탕 후 상온에서 냉각시킨다.
- 식물 잎의 HCHO 제거 효율 측정
① 표준용액(150ml)에 3g의 채집한 잎을 넣고 15분 간격의 차등을 두고 측정한다.
② uv기기에 넣고 200~500nm의 파장에서 측정하고 비교한다.
- 식물 줄기의 HCHO 제거 효율 측정
① 표준용액(150ml)에 3g의 채집한 잎을 넣고 15분 간격의 차등을 두고 측정한다.
② UV기기에 넣고 200~500nm의 파장에서 측정하고 비교한다.
- 식물의 즙을 이용한 HCHO 제거 효율 측정
① H2O 200ml에 채집한 식물 잎(2g)을 막자사발로 즙을 내고 3일 정도 숙성시킨다.
② 식물즙(10ml)를 표준용액(40ml)에 가한다.
③ 24시간 후에 위의 용액(25ml)에 아세틸 아세톤-아세트산 암모 늄(25ml)를 가한다.
④ 위의 용액을 10분간 60~65℃에 중탕 후 냉각 시킨다.
⑤ 위의 방법을 이용하여 식물의 종류만큼 실험을 반복 후에 UV 기기를 이용해 200~500nm의 파장에서 측정한다.
- 식물의 즙 수용액을 이용한 벽지의 HCHO 제거 효율 측정
① H2O 200ml에 식물잎(2g)을 막자사발로 즙을 내고 3일정도 숙 성시킨다.
② 추출한 식물즙 수용액을 10%, 20%, 30%으로 희석시킨다.
③ 희석시킨 수용액을 분무기를 이용하여 벽지 A, B(100cm2)에 5 회(3ml)를 분사한다.
④ 72시간 후에 벽지를 잘게 잘라서 100ml 증류수에 넣고, 40~5 0℃에서 30분간 중탕시킨다. (0.25cm2)
⑤ 중탕한 용액을 충분히 냉각시키고, 25ml를 추출하고 거기다가 25ml의 아세틸 아세톤- 아세트산 암모늄 용액을 가한다.
⑥ 위의 용액을 10분간 60~65℃에 중탕 후 냉각 시킨다.
⑦ 위의 방법을 이용하여 식물의 종류만큼 실험을 반복 후에 UV 기기를 이용해 200~500nm의 파장에서 측정한다.
⑧ 위의 결과를 벽지C(친환경 벽지)의 HCHO 양과 비교한다.
○ 주요 활동 일정
주요 활동 시기
- 포름알데히드 측정 기준이 될 표준용액을 제조
HCHO수용액(37%)를 5%로 희석시킨 뒤 아세틸 아세톤- 아세트산 암모늄 용액과 1:1의 비율로 가해 10분간 60~6 5℃에서 중탕시킨 후 상온에서 냉각
- 식물 잎의 HCHO 제거 효율 측정
보스턴 고사리, 산세베리아, 벤자민의 잎을 각 각 3g씩 채 취하여 표준용액 150ml에 넣고 60℃에서 중탕하여 15분씩 나누어 UV기기에 넣고 200~500nm의 파장에서 측정하고
peak에서 비교하였다.
7월
- 식물 줄기의 HCHO 제거 효율 측정
보스턴 고사리, 벤자민의 줄기를 각 각 3g씩 채취하여 표 준용액 150ml에 넣고 60℃에서 중탕하여 15분씩 나누어 UV기기에 넣고 200~500nm의 파장에서 측정하고 peak에 서 비교하였다.
- 식물 즙의 HCHO 제거 효율 측정
보스턴 고사리, 산세베리아, 벤자민의 잎을을 각 각 2g씩 채취한 후 H2O 200ml에 즙을 내어 3일간 놔둔 후, 이를 아세틸 아세톤-아세트산 암모늄 과 1:1로 가한 뒤, 60℃에
서 10분간 중탕하고 냉각시키고, UV기기에 넣고 200~500nm의 파장에서 측정하고 peak를 비교하였다.
8월
- 식물의 즙을 이용한 벽지의 HCHO 제거 효율 측정
보스턴 고사리, 산세베리아, 벤자민의 잎을을 각 각 2g씩 채취한 후 H2O 200ml에 즙을 내어 3일간 놔둔 후, 이를 10%, 20%, 30%로 희석시키고, 이 수용액을 A, B사 벽지 (10cm×10cm)에 5회(3ml)분산시켜 72시간 후 잘게 잘라 100ml 증류수에 넣고 40~50℃에서 30분간 중탕시킨 후 냉 각시킨다. 이를 1:1로 가한 후 10분간 60~65℃에서 중탕 후 냉각시킨 것을 UV기기를 이용해 200~500nm 파장에서 측정해 peak를 비교하였고, 결과를 친환경 벽지(벽지C)의 HCHO양과 비교하였다.
9~10 월
3. 연구 결과 및 시사점
□ 연구 결과
○ 포름알데히드의 검정 실험
파장 HCHO 0.5ml HCHO 1.0ml HCHO 1.5ml
330 0.443 0.349 0.495
335 0.783 0.878 1.046
340 0.865 0.947 1.064
345 0.633 0.773 0.957
350 0.505 0.648 0.817
355 0.392 0.516 0.664
360 0.292 0.387 0.509
365 0.204 0.272 0.37
370 0.126 0.169 0.245
- HCHO의 특이점인 peak는 340nm의 파장이고, HCHO의 농도가 증가 함에 따라서 흡광도가 증가함으로, 농도와 흡광도의 관계에 대한 법칙 인 beer의 법칙이 성립한다고 볼 수 있다.
- 실험결과물에 대한 정교화 - 실험 일반화 및 논의
- 보고서 작성
11월
○ 식물 잎의 포름알데히드 제거 효율 측정 - 보스턴 고사리 잎
파장 HCHO 고사리-1 고사리-2 고사리-3 330 0.44 0.454 0.42 0.295 335 1.037 1.018 0.986 0.874 340 1.103 1.057 1.027 0.929 345 1.023 0.957 0.931 0.846 350 0.892 0.824 0.801 0.728 355 0.74 0.681 0.657 0.602 360 0.588 0.544 0.522 0.48 365 0.45 0.421 0.399 0.373 370 0.319 0.308 0.287 0.272
- HCHO의 특이점인 peak는 340nm이고, 340nm의 파장을 비교하 였을 때 고사리 잎을 오래 우려낸 HCHO 수용액일수록 흡광도 가 감소하였다. 따라서 beer의 법칙에 의해서 고사리 잎은 HCHO제거에 효과가 있다고 볼 수 있다.
- 벤자민 잎
파장 HCHO 벤자민-1 벤자민-2 벤자민-3 330 0.440 0.643 0.611 0.570 335 1.037 1.093 1.066 1.030 340 1.103 1.048 1.023 0.994 345 1.023 0.900 0.880 0.855 350 0.892 0.746 0.729 0.709 355 0.740 0.598 0.584 0.568 360 0.588 0.461 0.449 0.438 365 0.450 0.34 0.332 0.324 370 0.319 0.233 0.227 0.222
- HCHO의 340nm의 파장을 비교하였을 때, 벤자민 잎을 오래 우 려낸 HCHO 수용액일수록 흡광도가 점차적으로 감소하는 것으 로 보아 벤자민 잎은 HCHO 제거에 효과가 있다고 볼 수 있다.
- 산세베리아 잎
파장 HCHO 산세-1 산세-2 산세-3 330 0.44 0.898 0.775 0.697 335 1.037 1.278 1.15 1.072 340 1.103 1.188 1.044 0.984 345 1.023 1.011 0.863 0.803 350 0.892 0.835 0.68 0.621 355 0.74 0.665 0.503 0.437 360 0.588 0.503 0.342 0.279
365 0.45 0.368 0.2 0.134
370 0.319 0.234 0.058 -0.009
- HCHO의 peak인 340nm의 파장을 비교할 때, 산세베리아 잎을 우려낸 시간이 길수록 HCHO의 흡광도가 감소함으로 beer의 법 칙에 의해서 HCHO의 농도가 감소한다고 볼 수 있고, 또한 산 세베리아 잎이 HCHO 제거에 효과가 있다고 볼 수 있다.
○ 식물 줄기의 포름알데히드 제거 효율 측정 - 고사리 줄기
파장 HCHO 고사리 1 고사리 2 고사리 3 330 0.44 0.164 0.25 0.304 335 1.037 0.704 0.782 0.832 340 1.103 0.809 0.88 0.925 345 1.023 0.78 0.846 0.888 350 0.892 0.704 0.763 0.802 355 0.74 0.605 0.659 0.696 360 0.588 0.502 0.55 0.585 365 0.45 0.406 0.447 0.481 370 0.319 0.313 0.349 0.379
- HCHO의 peak인 340nm를 비교했을 때, 고사리 줄기를 우려낸 시간이 증가할수록 흡광도가 증가하는 것으로 보아, 고사리 줄 기에는 HCHO와 같은 peak를 가진 성분이 고사리 줄기에 있다
고, 추측할 수 있고, 또한 고사리 줄기의 HCHO제거 효과는 확 인 할 수 없었다.
- 벤자민 줄기
파장 HCHO 벤자민 1 벤자민 2 벤자민 3 330 0.440 0.269 0.225 0.309 335 1.037 0.797 0.757 0.837 340 1.103 0.888 0.853 0.927 345 1.023 0.848 0.816 0.886 350 0.892 0.757 0.731 0.796 355 0.740 0.644 0.623 0.685 360 0.588 0.527 0.513 0.571 365 0.450 0.419 0.409 0.465 370 0.319 0.316 0.312 0.362
- HCHO의 peak인 340nm를 비교했을 때, 벤자민 줄기를 우려낸 시간이 증가할수록 흡광도가 감소하다가 증가하는 것으로 보아, beer의 법칙에 의해서 벤자민 줄기는 HCHO의 제거 효과가 있 다고 할 수 있고, 벤자민 줄기의 성분에 HCHO와 peak가 일치 하는 성분이 있다고 추측할 수 있다.
○ 식물 즙의 포름알데히드 제거 효율 측정
파장 A B C D
330 0.44 0.294 0.044 0.108 335 1.037 0.84 0.602 0.667 340 1.103 0.956 0.724 0.788 345 1.023 0.925 0.695 0.756 350 0.892 0.826 0.596 0.653 355 0.74 0.683 0.455 0.509 360 0.588 0.517 0.293 0.342 365 0.45 0.334 0.118 0.163
370 0.319 0.157 0 0.001
- HCHO의 peak인 340nm의 파장을 비교했을 때, 전체적으로 HCHO의 흡광도 보다 낮아짐으로, 고사리 즙, 벤자민 즙, 산세 베리아 즙은 HCHO 제거에 효과가 있다고 볼 수 있고, 효과의 정도는 산세베리아 즙, 벤자민 즙, 고사리 즙 순으로 효과가 큼 을 확인 할 수 있다.
○ 식물 즙의 벽지 속의 포름알데히드 제거 효율 측정 - 보스턴 고사리 즙 + A사 벽지
파장 A B C D E
320 0.028 0.555 0.666 0.02 0.302 325 1.499 1.686 1.337 0.632 1.967 330 0.810 0.702 0.466 0.224 0.866 335 0.294 0.222 0.17 0.082 0.301 340 0.143 0.085 0.087 0.04 0.138 345 0.096 0.043 0.061 0.027 0.088 350 0.079 0.031 0.053 0.024 0.068 355 0.071 0.027 0.048 0.023 0.057 360 0.065 0.025 0.045 0.023 0.049
- 벽지의 HCHO의 peak인 325nm를 비교했을 때, 고사리 즙의 농 도에 따라서 흡광도가 감소하는 것으로 보아, 고사리즙은 실크 벽지(A사)의 HCHO의 제거에 효과가 있음을 알 수 있고, 그리 고 친환경 벽지(C사)와 비교했을 때 친환경 벽지보다 고사리 즙 을 실크 벽지에 가한 것의 HCHO농도가 더 낮음을 확인 할 수 있다.
- 벤자민 즙 + A사 벽지
파장 A B C D E
320 0.028 0.497 0.262 0.542 0.302 325 1.499 1.712 1.668 1.654 1.967 330 0.810 0.691 0.798 0.660 0.866 335 0.294 0.258 0.297 0.230 0.301 340 0.143 0.130 0.152 0.109 0.138 345 0.096 0.088 0.107 0.072 0.088 350 0.079 0.073 0.094 0.061 0.068 355 0.071 0.064 0.088 0.054 0.057 360 0.065 0.058 0.085 0.049 0.049
- 벽지의 HCHO의 peak인 325nm를 비교했을 때, 벤자민 즙의 농 도에 따라서 흡광도가 감소하는 것으로 보아, 벤자민 즙은 실크 벽지(A사)의 HCHO의 제거에 효과가 있음을 알 수 있고, 그리 고 친환경 벽지(C사)와 비교했을 때 친환경 벽지보다 벤자민 즙 을 실크 벽지에 가한 것의 HCHO농도가 더 낮음을 확인 할 수 있다.
- 산세베리아 즙 + A사벽지
파장 A B C D E
320 0.028 0.838 0.292 0.273 0.302 325 1.499 2.009 1.690 1.678 1.967 330 0.810 0.703 0.677 0.739 0.866 335 0.294 0.249 0.204 0.235 0.301 340 0.143 0.123 0.072 0.089 0.138 345 0.096 0.085 0.033 0.047 0.088 350 0.079 0.074 0.023 0.034 0.068 355 0.071 0.068 0.019 0.031 0.057 360 0.065 0.064 0.019 0.030 0.049
- 벽지의 HCHO의 peak인 325nm를 비교했을 때, 산세베리아 즙 의 농도에 따라서 흡광도가 감소하는 것으로 보아, 산세베리아 즙은 실크 벽지(A사)의 HCHO의 제거에 효과가 있음을 알 수
있고, 그리고 친환경 벽지(C사)와 비교했을 때 친환경 벽지보다 산세베리아 즙을 실크 벽지에 가한 것의 HCHO농도가 더 낮음 을 확인 할 수 있다.
- 보스턴 고사리 즙 + B사 벽지
파장 A B C D E
320 0.394 0.474 0.424 0.192 0.302 325 2.036 1.767 1.606 0.763 1.967 330 0.980 0.804 0.625 0.344 0.866 335 0.326 0.314 0.199 0.193 0.301 340 0.142 0.169 0.080 0.141 0.138 345 0.088 0.121 0.043 0.120 0.088 350 0.070 0.104 0.032 0.108 0.068 355 0.061 0.095 0.027 0.100 0.057 360 0.056 0.090 0.022 0.095 0.049
- 벽지의 HCHO의 peak인 325nm를 비교했을 때, 고사리 즙의 농 도에 따라서 흡광도가 감소하는 것으로 보아, 고사리즙은 실크 벽지(B사)의 HCHO의 제거에 효과가 있음을 알 수 있고, 그리고 친환경 벽지(C사)와 비교했을 때 친환경 벽지보다 고사리 즙을 실크 벽지에 가한 것의 HCHO농도가 더 낮음을 확인 할 수 있 다.
- 벤자민 즙 + B사 벽지
파장 A B C D E
320 0.394 0.863 0.908 0.262 0.302 325 2.036 2.249 2.191 1.668 1.967 330 0.980 0.861 0.830 0.798 0.866 335 0.326 0.290 0.262 0.297 0.301 340 0.142 0.129 0.108 0.152 0.138 345 0.088 0.080 0.064 0.107 0.088 350 0.070 0.064 0.052 0.094 0.068 355 0.061 0.054 0.044 0.088 0.057 360 0.056 0.049 0.040 0.085 0.049
- 벽지의 HCHO의 peak인 325nm를 비교했을 때, 벤자민 즙의 농 도에 따라서 흡광도가 감소하는 것으로 보아, 벤자민 즙은 실크 벽지(B사)의 HCHO의 제거에 효과가 있음을 알 수 있고, 그리고 친환경 벽지(C사)와 비교했을 때 친환경 벽지보다 벤자민 즙을 실크 벽지에 가한 것의 HCHO농도가 더 낮음을 확인 할 수 있 다.
- 산세베리아 즙 + B사 벽지
파장 A B C D E
320 0.394 0.515 0.464 0.255 0.302 325 2.036 1.793 1.717 1.710 1.967 330 0.980 0.765 0.699 0.829 0.866 335 0.326 0.273 0.251 0.338 0.301 340 0.142 0.128 0.124 0.186 0.138 345 0.088 0.081 0.085 0.132 0.088 350 0.070 0.065 0.073 0.110 0.068 355 0.061 0.058 0.067 0.096 0.057 360 0.056 0.054 0.064 0.087 0.049
- 벽지의 HCHO의 peak인 325nm를 비교했을 때, 산세베리아 즙 의 농도에 따라서 흡광도가 감소하는 것으로 보아, 산세베리아 즙은 실크 벽지(B사)의 HCHO의 제거에 효과가 있음을 알 수 있고, 그리고 친환경 벽지(C사)와 비교했을 때 친환경 벽지보다 산세베리아 즙을 실크 벽지에 가한 것의 HCHO농도가 더 낮음 을 확인 할 수 있다.
□ 연구 결론
○ 고사리 잎, 벤자민 잎, 산세베리아 잎은 포름알데히드제거에 효과가 있다는 것을 확인할 수 있다.
○ 고사리 줄기는 포름알데히드 제거에 효과를 확인 할 수 없었고, 벤자민 줄기는 포름알데히드 제거에 효과가 있는 것을 확인 할 수 있고, 고사리 줄기와 벤자민 줄기의 성분에는 포름알데히드와 peak 가 일치하는 성분이 있다고 추측할 수 있다.
○ 고사리 즙, 벤자민 즙, 산세베리아 즙은 포름알데히드 제거에 효과가 있다는 것을 확인할 수 있다.
○ 고사리 즙, 벤자민 즙, 산세베리아 즙을 벽지에 분사한 것은 친환경 벽지보다 포름알데히드의 농도가 낮음을 확인할 수 있다.
□ 시사점
○ 학생의 자기주도적인 과제 연구를 통한 과학적 탐구력과 융합적 문제 해결력 향상되었다.
○ 동료와의 협동을 통한 문제해결 과정을 통해 소통 의식을 함양하고 의사결정능력 및 상대방의 의견을 존중하는 민주시민의 자세 함양되 었다.
○ 과학중점학교가 목표로 하는 우수 이공계 인력 및 풍부한 과학적 소양을 가진 인력 양성될 수 있다고 생각한다.
○ 실험에 대한 경험과 전문적 지식을 쌓아 앞으로의 진로개척과 과학 연구활동에 긍정적인 영향 발휘할거라 생각한다.
4. 홍보 및 사후 활용
□ 연구 결과 홍보
○ 카페나 개인 블로그에 올려서 실험에 전반전인 내용과 실험과정, 결과를 올려 관심이나 흥미가 비슷한 사람들끼리 서로 정보를 공유한 다.
○ 교내신문 또는 학술지에 연구과정 및 최종결과를 기록한 보고서를 투서하여 위의 실험을 홍보하고 필요시 외부에 발송하여 다른 연구 활동 및 실험 설계에 참고가 되록 활용한다.
□ 후속연구 및 발전사항
○ 후속연구 추진 계획
- 식물의 즙을 구성하는 성분 중 어떤 성분이 포름알데히드의 제거에 효과가 있는지를 탐구할 계획이다.
- 기체상태의 포름알데히드를 줄일 수 있는지를 탐구할 계획이다.
- 식물 추출물이 다른 유해 물질을 제거할 수 있는지를 탐구할 계획이다.
○ 연구성과 발전사항
- 연구에서 식물 추출물이 포름알데히드를 감소시키므로 신축 건물에 벽지를 도배할 때 사용되는 접착제에 식물 추출물을 포함한 접착제를 개발 및 사용하여 도배하거나 벽지 제작시 포름알데히드 감소에 효과 가 있는 식물 추출물을 포함한 벽지를 제작하여 도배한다.
5. 참고문헌
○ 사람을 살리는 실내공기정화식물 50, 월버튼, 중앙생활사, 2013
○ 실내식물이 사람을 살린다, 손기철, 중앙생활사, 2012
○ 새집증후군 대책의 바이블, 일본 건축학회, 선진문화사, 2004
○ Development of novel functional materials for formaldhyde exclusion, 김민, 나원재, 김재훈, 최혁준, 동국대학교, 2006
○ UV를 이용한 HCHO 측정 방법, MECASYS APPLYCATION NOTE
