본문내용
1. 물 처리
1.1. 물이란?
물은 복합체이고, 불완전한 화학적 화합물이다. 가장 순수한 형태의 물은 구름으로부터 만들어진 순수한 빗물이다. 그 빗물은 높은 에너지 형태의 물이다. 비구름에서 수도 꼭지에 이르는 동안 물에는 용질과 부유물과 같은 불순물이 섞이게 된다. 투석 기술의 향상으로 투석 시 사용되는 순도 높은 물의 생산이 가능해졌다. 즉 정수 과학이 발전하게 되면서 역삼투압 막, 박테리아뿐 아니라 내독소를 걸러내는 초여과 장치, 진보된 모니터링 체계가 투석분야에 적용되고 있다.
1.2. 수돗물의 불순물
수돗물의 불순물은 크게 세 가지 형태가 존재한다. 첫째, 화학적 용질, 둘째, 박테리아나 박테리아로 인한 생산물, 셋째, 부유 물질이다. 이 중에서 화학적 오염원과 박테리아 오염원은 투석 중 환자에게 직접적으로 유해를 줄 수 있다.
수돗물에 이러한 불순물이 들어가는 원인은 다음과 같다. 빗물이 공기 중으로 떨어지면서 이산화탄소나 아황산가스 등과 접촉하여 희석되어 이러한 물질은 탄산이나 아황산으로 변한다. 지면에서 이러한 물질들은 석회석이나 미네랄과 만나서 중탄산염과 황산염, 탄산 마그네슘과 다른 염기들을 형성한다. 또한 공해, 지표수, 농약 등에서 나올 수 있는 부유물들도 불순물로 작용한다. 특히 탄산칼슘은 수돗물에서 가장 일반적인 불순물이면서 경도를 증가시키는 역할을 한다.
수돗물에는 나트륨, 염소, 철, 알루미늄, 질산염, 망간, 구리, 아연, 요오드, 불소 등의 일반적인 이온 성분이 존재한다. 지리적 특성에 따라 광물질의 종류가 다르며, 물의 접촉 시간에 따라 성분이 결정된다. 또한 비소, 은, 스트론튬, 셀레늄, 크롬, 납, 카드뮴, 청산염, 바륨, 주석과 그 외 물질들이 미량 원소로 존재한다.
이처럼 수돗물에는 다양한 종류와 양의 불순물이 함유되어 있다. 이러한 수돗물을 그대로 투석에 사용하면 환자의 건강에 위험을 초래할 수 있다. 따라서 투석에 적합한 수질을 확보하기 위해 물 처리 과정이 필요하다.
1.3. 수돗물의 화학적 성분
수돗물의 화학적 성분은 다양한 이온과 미량 원소로 구성되어 있다. 나트륨, 염소, 철, 알루미늄, 질산염, 망간, 구리, 아연, 요오드, 불소 등이 일반적인 이온 성분이다. 지리적 특성에 따라 광물질의 종류가 달라지며, 물의 접촉 시간에 따라 성분이 결정된다. 또한 비소, 은, 스트론튬, 셀레늄, 크롬, 납, 카드뮴, 청산염, 바륨, 주석과 같은 미량 원소들도 존재한다.
수돗물에 가장 일반적으로 존재하는 불순물은 탄산칼슘이다. 탄산칼슘은 수돗물의 경도를 증가시키는 주요 요인이다. 그 외에도 이산화탄소, 아황산가스 등의 화학적 용질과 부유물질, 박테리아 등이 수돗물에 포함되어 있다. 이러한 오염물질들은 주로 빗물이 공기 중의 물질과 접촉하거나, 지표수, 농약 등의 오염원과 만나면서 발생한다.
수돗물에 존재하는 이온과 미량 원소들은 대부분 사람의 건강에 큰 영향을 미치지 않지만, 투석 과정에서는 중요한 역할을 한다. 투석 중 이러한 성분들이 혈액 내로 유입될 수 있기 때문에, 투석용수의 화학적 성분 관리가 필수적이다. 따라서 투석용수 처리 시 이러한 화학적 오염물질들을 제거하기 위한 다양한 방법들이 활용된다.
1.4. 공급수와 음용수 기준의 차이
공급수와 음용수 기준의 차이는 다음과 같다.
수돗물은 공급수로 사용되는데, 공급수는 음용수로 바로 사용하기에는 불가능할 정도로 많은 불순물을 포함하고 있다. 따라서 화학적 처리 과정을 거쳐야만 음용수로 활용할 수 있다. 하지만 투석에 사용되는 물은 음용수 기준보다 더욱 엄격한 기준을 충족해야 한다.
음용수 기준은 주로 인간의 건강에 위협을 줄 수 있는 물질들의 상한선을 규정한 것이다. 그에 반해 투석용수 기준은 혈액 투석 과정에서 환자의 건강에 미칠 수 있는 위험을 최소화하고자 한다. 따라서 투석용수 기준은 음용수 기준보다 엄격하며, 보다 까다로운 수질 기준을 충족해야 한다.
예를 들어 납의 경우 음용수 기준은 0.05mg/L 이하이지만, 투석용수 기준은 0.005mg/L 이하로 더욱 엄격하다. 또한 음용수에서는 기준이 없었던 물질들도 투석용수에서는 기준이 존재한다. 화학적 오염물질뿐만 아니라 세균, 내독소 등 미생물학적 오염물질에 대한 기준도 더욱 엄격하다.
이처럼 투석용수는 인체에 직접적으로 투여되는 만큼 음용수보다 더욱 높은 수질 기준을 요구한다. 따라서 투석용수 처리 과정에는 여과, 활성탄 흡착, 역삼투 등 다양한 고도의 정수 기술들이 적용된다.
1.5. 투석용수 처리의 필요성
투석용수 처리의 필요성은 혈액투석 환자의 건강과 직접적으로 연결되기 때문이다. 혈액투석 시 사용되는 물의 양은 마시는 물의 양보다 25배나 많기 때문에, 투석액에 포함된 불순물이 환자의 혈류로 직접 유입될 수 있다. 따라서 공급수의 화학적, 미생물학적 오염물질들이 투석액에 전달되어 환자에게 해로운 영향을 줄 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 투석용수 처리가 필요하다. 수돗물이 음용수 안전기준을 충족한다고 하더라도 투석 시에는 추가적인 정수 과정이 요구된다. 이를 통해 박테리아, 내독소, 중금속 등의 오염물질을 제거하여 환자의 건강을 보호할 수 있다. 결과적으로 투석용수 처리는 혈액투석 환자의 합병증 예방과 생명유지를 위해 필수적이라고 할 수 있다.
1.6. 투석용수 처리 방법
1.6.1. 여과
여과(filtration)는 부유입자(진흙, 모래, 녹, 해조) 등을 제거하는 기계적 여과 방법이다. 여과 과정을 통해 크기 5mm 이하의 입자를 효과적으로 제거할 수 있다.
먼저 나선형 필라멘트, 카트리지 필터, 역세척이 가능한 과립이 채워진 탱크를 이용한 기계적 여과를 수행한다. 이 과정에서 부유물질이 제거된다. 이어서 서브마이크론 필터를 사용하여 0.5mm 이하의 작은 입자까지 제거할 수 있다. 필터의 번호가 작을수록 물질 여과 효율이 높다.
다양한 여과기가 사용되는데, 모래여과기(멀티미디어 여과기)는 물이 모래를 통과하면서 부유물이 제거되는 경제적이고 효과적인 방식이다. 카트리지 필터는 물이 거칠고 단단한 장치를 통과하면서 부유물이 줄어든다. 초여과기는 내독소와 같은 작은 물질까지 제거할 수 있는 섬세한 여...
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