식물의 방출물질에 의한 실내 환경개선 효과

1. 음이온

식물을 실내에 둠으로써 신체가 자연의 균형을 회복한다는 사실은 「이온균형 : ion balance」이라는 관점에서도 지지할 수 있다. 이온균형이란 지구상의 생명을 가진 것은 모두 양이온과  음이온이 항상 경합하여 중화상태가 될 때 비로소 건강해진다고 하는 개념이다. 인체가 건강을 유지하기 위해서는 1cm3당 400~1000개(평균 700개)의 음이온이 존재해야 한다. 그러나 매연, 미세먼지, 휘발성유기화합물 등의 대부분의 대기 오염물질은 양이온으로 대전되어 있어 양이온을 증가시켜 이온균형이 무너짐으로서 건강을 해치는 원인이 되고 있다. 자연상태와 가까운 환경에서는 공기중의 음이온과 양이온의 비율이 1.2 : 1 정도이며 도시지역, 오염지역 등은 음이온과 양이온의 비율이 역전되어 1 : 1.2~1.5이상 되는 것으로 알려져 있다.

표 1. 대기조건별 음이온 량(2003, 강하영)

대 기 조 건		음이온 량(개/cm3)
도 심	실 내	30 ~ 70
	실 외	80 ~ 150
교 외		200 ~ 300
산 ․ 들 판		700 ~ 800
숲		1,000 ~ 2,200
인체요구량		700

실내에서 음이온의 효과에 대해 크게 두 가지로 요약하면 다음과 같다. 첫째는 음이온의 전기적 특성에 따른 먼지 등의 불순물제거 효과이다. 즉 실내의 대부분의 화학물질이나 먼지, 분진, 악취 등의 원인물질은 전자(-)가 모자란 상태로 양이온 화하여 서로 밀어내며 공기 중에 골고루 퍼져 떠다니게 된다. 이 때 음이온이 공급되면 오염물질은 전자를 얻어 안정화 되어 땅으로 떨어져 제거 효과가 나타난다. 둘째는 음이온이 피부와 호흡을 통해 몸속으로 들어갔을 때의 신진대사촉진 효과를 들 수 있다. 간단히 설명하면 인체 세포들의 작용은 몸 안의 미세 전류가 관여하고 있고 이 미세 전류는  몸 안의 이온 밸런스가 적절히 유지될 때 잘 기능하게 된다.

실내식물의 음이온 발생 실험을 통해 식물에서도 음이온이 발생하는 것을 알 수 있었으며,   음이온 발생량은 증산량이 많을수록 높게 나타났다. 음이온 발생량이 많은 식물은 팔손이나무, 스파티필럼, 심비디움으로 잎이 크고 증산작용이 활발한 종이였으며, 음이온 발생량이 많은 것으로 알려진 산세베리아는 사막과 같은 건조지역에서 자라는 식물로 증산작용이 활발하지 않아 오히려 음이온 발생량이 적은 식물로 밝혀졌다.

식물에서의 음이온 방출은 증산작용 과정에서 물 분자가 기공을 통해서 나오는 과정에 이온화 되는 것으로 생각된다. 실험실에서 암 처리를 하여 증산작용을 하지 못하도록 한 결과 음이온 발생이 현저히 감소하였다. 따라서 야간에는 식물의 의한 음이온이 방출되지 않는다.

2. 파이토케미칼(Phytochemical)

식물에 의한 실내 환경개선은 첫째, 식물의 흡수, 흡착에 의해서 오염물질이 제거되는 공기   정화 기능과 둘째, 식물에서 직접 방출되는 여러 가지 화학물질에 의해서 인간의 건강을 이롭게 하거나 쾌적한 환경을 조성하는 효과를 들 수 있다. 이러한 역할을 수행하는 식물에서 발생하는 여러 가지 화학물질을 통칭하여 파이토케미칼(Phytochemical)이라고 한다. Phytochemical에는 피톤치드와 허브향, 꽃향, 정유 등의 용어가 내포되어 있다.

산림욕의 효과를 나타내는 물질로 알려진 피톤치드(phytoncide)는 다른 생물에게는 공격적으로 작용하지만 인체에 대해서는 유익하며 우리 일상생활에 유용하는 것은 경험적으로 잘 알려진 사실이다. 피톤치드의 효능은 크게 3가지로 분류하면, 쾌적감과 소취․탈취 효과, 항균․방충 효과가 있으며, 이러한 기능을 우리 일상생활에 도입하여 이용하고 있다.

일반적으로 나무향은 피톤치드 그리고 초본류 식물의 향은 허브, 꽃에서 발생하는 향을 향기라고 부르고 있다. 따라서 피톤치드의 효능에 준하는 기능을 허브 향 이나 실내식물의 향에서 구명하여 실내환경 개선에 이용하는 노력이 요구된다.

가. 냄새제거 효과

허브와 수목에서 추출한 정유를 가지고 유기용제취의 제거효과를 알아본 결과 취기물질이    적어도 50% 이상 최고 99%까지 제거되었다. 이러한 향의 소취 메카니즘의 일례를 보면 악취성분인 아민류와 향성분과 결합하여 무취화되는데 여기에서 놀라운 점은 이 결합물이 아미노산 구조를 하고 있다는 점이다. 아미노산은 생물의 존재에 불가결한 단백질을 구성하는 중요한   요소이다. 즉 이러한 사실로부터 식물은 자신에게 필요한 영양분을 소취작용을 사용하여 섭취하고 있는 것으로 추측된다. 이와 관련하여 식물이 생육하고 있는 토양성분을 조사한 결과 아미노산을 다량 함유하고 있다는 사실을 밝혀냈다. 따라서 동물의 배설물이나 사체에서 나오는 악취를   향과 같은 Phytochemical을 이용하여 자기 자신에게 필요한 영양분으로 변환화고 있는 것이다.

나. 항균작용

피톤치드(phytoncide)의 「cide」가 죽인다라는 의미에서 추측할 수 있듯이 균을 죽이는    항균 효과를 갖고 있다. 라벤다, 카모밀라, 고추냉이, 겨자 등의 허브는 항균작용에 자주 이용되고 있다.

다. 스트레스 완화

Phytochemical는 스트레스 호르몬의 농도를 저하시켜 스트레스를 완화시키는 효과가 있다.  실험에 의하면 정유의 코르티솔 농도 감소에 따른 스트레스 완화율은 25 ~ 70%로 높게 나타 났다. 한편 진정효과도 입증되었다. 자발운동량 측정은 어떤 물질을 투여했을 때 자발적인 운동량이 증가하는지(흥분작용), 또는 감소하는지(진정작용)를 측정하여 그 물질의 효과를 측정하는 방법이다. 이러한 실험에서 일부 식물의 정유향이 55%가지 자발운동을 감소시켜 중추신경계의 흥분을 완화시키는 효과(진정작용)가 매우 크다는 것이 밝혀졌다.  정유뿐만 아니라 절화향이 스트레스 감소에 미치는 영향을 실험한 결과 정유향은 잎 등의 식물체에서 추출한 정유에 비해 꽃에서 추출한 정유가 진정효과가 컸다. 절화로는 실험을 통해 나타난 결과에서 나팔나리와 나도풍란의 향이 스트레스 제거에 가장 효과적인 것으로 나타났다.

3. 온․습도 조절

식물의 기공을 통한 증산이나 식재용토의 표면으로 증발되는 수분에 의해 습도가 조절  된다. 대기가 건조하면 증산과 증발량이 증가하고, 습하면 감소하는 자기조절(self-control)능력이 있다. 증산에 의해서 형성되는 대기의 습도는  완전한 무균상태이다. 식물의 종류, 배치하는 방법 및 량에 따라 실내환경의 온도, 습도가 달라진다. 실내 공간에 약 10%의  식물을 두면 여름철에는 약 2～3℃정도 실내온도를 떨어뜨릴 수 있고, 겨울철에는 같은   정도로 실내온도를 높일 수 있다. 또한 습도를 최고 20%까지 증가 시킬 수 있다.

4. 소음 제거

도로 중앙분리대에 나무가 없는 상태에서 승용차 소음의 23%, 트럭소음의 50%가 감소 되는 조건에서 도로 양쪽에 침엽수림대를 조성하고, 중앙분리대에 조금 키가 큰 침엽수를 식재할 경우 자동차 소음이 75%, 트럭소음이 80% 감소한다고 한다. 또한 도시 도로의   방음벽에 덩굴성 식물을 심으면 아름다울 뿐만 아니라, 소음제거 효과를 얻을 수 있다.   도시의 가로수는 분진을 제거할 뿐만 아니라, 소음을 줄이는 방음 효과가 있다.

[ 생활원예 관련자료 : 실내식물의 공간배치 ]

거실, 베란다 : 거실은 온 가족이 사용하는 주요 활동 공간이다. 때문에 그 어떤 공간보다 공기정화 기능이 뛰어나야 하며, 공간도 넓기 때문에 식물의 크기도 1m 정도의 큰 것이  좋다. 작은 식물을 많이 배치하는 것은 관리도 힘들뿐더러, 자칫하면 실내가 정돈되지 않은 느낌은 줄 수도 있기 때문이다. 거실에 배치하면 좋은 공기정화 식물로는 아레카야자, 피닉스야자, 대나무야자, 인도고무나무, 보스턴고사리, 드라세나, 행운목, 산호수 등이 있다.

베란다에는 휘발성유해물질(VOC) 제거능이 우수한 식물 중에서 특히 햇볕을 많이 필요로 하는 식물로 꽃이 피는 식물이나, 허브류, 자생식물 등을 배치하는 것이 좋다. 이러한 식물로는 팔손이나무, 분화국화, 시클라멘, 꽃베고니아, 허브류 등이 있다.

침 실 : 침실은 하루의 피로를 풀고 수면을 취하는 매우 중요한 장소이다. 그렇기 때문에  밤에 공기정화를 할 수 있는 식물을 배치해야 한다. 침실에 맞는 식물로는 호접란, 선인장, 다육식물 등이 있다. 이들 식물 일반 식물과는 반대로 탄소동화 작용을 밤에 하기 때문에 이산화탄소를 밤에 흡수하는 식물이다. 선인장은 모양과 크기가 다양하여 인테리어용으로도 훌륭한 역할을 한다. 대표적인 다육식물인 산세베리아 역시 밤에 산소를 배출한다.

공부방 : 공부방은 아이들이 생활하고 성장하는 가장 중요한 공간으로 음이온이 많이 발생하고 이상화탄소 제거 능력이 뛰어나며, 기억력 향상에 도움을 주는 물질을 배출하는 식물을 둔다. 공부방에 좋은 식물로는 팔손이나무, 필로덴드론, 파키라, 로즈마리 등이 있다. 팔손이나무는 음이온 발생 능력이 뛰어나고 음지에서도 잘 자라며 공해에 강하다. 로즈마리는   기억력 향상에 주효한 ‘카르노신산’이 많이 배출되는 강한 향과 살균력을 가지고 있어 아이들의 책상에 놓아주면 좋다. 발생된 음이온 이동거리가 짧기 때문에 책상 위 등 가까운 곳에 두는 것이 좋다.

주 방 : 주방은 가족들의 먹을거리를 만드는 공간으로 가스레인지를 사용해 요리하기 때문에 다른 곳보다 이산화탄소와 일산화탄소의 발생량이 많다. 또한 거실보다 어둡기 때문에 음지에서도 잘 자라는 식물을 놓는 것이 좋다. 주방에 좋은 식물로는 스킨답서스, 아펠란드라, 산호수 등이 있다.

화장실 : 화장실에는 각종 냄새와 암모니아 가스를 제거하는 능력이 뛰어난 식물인 관음죽, 스파티필럼, 안스리움, 호말로메나, 맥문동, 테이블야자 등을 두는 것이 좋다. 관음죽은    야자나무 중 가장 작은 수종으로 암모니아를 흡수하는 능력이 뛰어난 식물로, 여름에는   물을 듬뿍 주고 겨울에는 거의 주지 않는 것이 좋다. 테이블야자는 화학적 유독가스를 빨아들이는 능력도 탁월해 화장실뿐만 아니라 새로 지은 집의 여기저기에 배치하면 매우 좋은 식물 중 하나이다.

※ 새집증후군에 의해서 유발되는 아토피성 천식에 좋은 물질이 함유된 식물

⇒ 치자나무, 로즈마리, 호접란, 귤나무, 황금편백, 아스플레늄 등

※ 음이온 발생이 우수한 실내식물 ⇒ 팔손이나무, 심비디움, 스파티필럼 등

그림 1. 식물의 기능에 따른 생활공간 배치

※자료제공 : 원예연구소 화훼과 김광진 박사 ☎ 031-290-6162 kwangjin@rda.go.kr