환경 단어사전 | 앨지닥터
한 줄 정의
활성탄은 탄소질 원료를 처리해 미세한 기공과 넓은 내부 표면을 만든 흡착재로, 물이나 공기 속 일부 오염물질을 표면에 붙잡아 제거합니다.
‘활성탄’은 어디에서 쓰이나요?
활성탄은 정수장과 폐수처리시설, 공기정화설비, 가정용 정수기와 탈취 필터 등에서 사용됩니다. 물의 맛과 냄새를 일으키는 물질이나 여러 유기오염물질을 줄이는 공정에서 특히 자주 등장합니다.
쉽게 풀면
활성탄 알갱이 하나에는 눈에 보이지 않는 작은 골목과 방이 수없이 이어져 있다고 생각하면 쉽습니다. 오염된 물이나 공기가 이 통로를 지나면 일부 물질이 넓은 기공 표면에 달라붙습니다. 이렇게 물질이 다른 물질의 표면에 모여 붙는 현상을 흡착이라고 합니다.
조금 더 깊이 — 정확히 말하면
활성탄은 나무, 석탄, 코코넛 껍질, 이탄처럼 탄소가 많은 원료를 열적·물리적 또는 화학적으로 처리해 기공을 만들거나 넓힌 물질입니다. 세계보건기구(WHO)는 정수처리에 사용되는 활성탄의 표면적을 일반적으로 500~1,500㎡/g으로 설명하지만, 실제 특성은 원료와 제조 방법에 따라 달라집니다. 분말활성탄(PAC)은 물에 투입한 뒤 응집·침전 등의 후속 공정에서 슬러지와 함께 회수하고, 입상활성탄(GAC)은 보통 충전층에 물이나 공기를 통과시키는 방식으로 사용합니다. 제거 성능은 활성탄의 종류뿐 아니라 대상 물질의 성질, 접촉시간, 수질과 흡착 포화 정도의 영향을 받습니다.
자주 하는 오해
활성탄은 오염물질을 몸속으로 빨아들이는 ‘흡수재’라기보다 넓은 표면에 붙잡는 ‘흡착재’에 가깝습니다. 또한 모든 오염물질과 병원체를 제거하는 만능 필터가 아닙니다. 흡착할 수 있는 공간이 차면 성능이 떨어지므로 사용한 활성탄은 적절한 시점에 교체하거나 재생해야 하며, 붙잡힌 물질의 성격에 따라 폐활성탄도 알맞게 처리해야 합니다.
환경적으로 왜 중요할까요?
활성탄은 물속의 냄새·맛 유발물질, 자연유기물, 일부 농약과 휘발성·합성 유기화합물, 소독부산물 전구물질 등을 줄이는 데 활용됩니다. 국내 정수장에서도 녹조로 냄새물질이 증가할 때 분말활성탄을 투입하고, 고도정수처리에서는 입상활성탄 흡착 공정을 사용합니다. 다만 흡착은 오염물질을 없애기보다 활성탄으로 옮겨 농축하는 과정이므로, 포화된 활성탄의 재생과 처분까지 관리해야 정화 효과를 지속할 수 있습니다.
참고 출처
IUPAC [Gold Book: Adsorption] 흡착의 과학적 정의 원문 보기
세계보건기구 [Guidelines for Drinking-water Quality: Treatment Methods and Performance] 활성탄의 원료·표면적·형태와 정수처리 방식 원문 보기
미국 환경보호청 [Overview of Drinking Water Treatment Technologies] 입상활성탄의 제조·용도·성능과 포화 후 관리 원문 보기
K-water MyWater 물정보포털 [조류·녹조 대응방법] 국내 정수장의 분말·입상 활성탄 활용 원문 보기
