[에너지단열경제]이승범 기자

육가크롬[hexavalent chromium, 六價]

육가크롬은 인체에 대한 독성이 높아 법적으로 규제되고 있으나 내식성ㆍ내마모성이 뛰어나 도금에 사용되는 외에 합금 재료로서 스테인리스강, 니크롬선 등에 사용되고 있다.
문제는 육가크롬이 여타 중금속에 비해 건축물에 많이 사용되기 때문에 많은 주의가 필요하다.
육가크롬은 크롬(Chromium) 화합물 중 산화수 6을 나타내는 화합물로서 크롬산(H2CrO4, 중크롬산(H2Cr2O7)의 염류 등이 있다.
물에 용해하면 육가 크롬 이온(Cr6+)을 생성하고 강한 산화력과 독성을 갖는다.
독성은 삼가 크롬보다 훨씬 강하며, 접촉하거나 흡입하면 피부염이나 궤양을 일으키고 폐암의 원인이 된다.
일본의, 수도법에 의한 수질 기준은 0.05㎎/ℓ 이하, 공공용 수역의 수질 오탁에 관계되는 환경 기준에서는 0.05ppm 이하로 규정되어 있다.
은백색의 백금과 비슷한 광택이 있는 딱딱하고 부서지기 쉬운 금속이다.
내식성과 내마모성이 뛰어나므로 도금에 사용되는 외에 합금 재료로서 스테인리스강, 니크롬선 등에 사용되고 있다.
보통 천연수에는 존재하지 않지만, 여러 가지 공장 배수 속에 크롬 이온으로 함유되어 있다. 크롬 화합물 가운데 육가 크롬(Cr6+)은 특히 독성이 강해 삼가 크롬(Cr3+)의 100배나 더 유해하다.
발암물질 중의 하나로 피부 점막에 궤양을 일으키고 흡입하면 신장, 폐 등에 장해를 주어 폐암을 일으킬 우려도 있다.
간장, 신장, 골수에 축적되며, 신장, 대변을 통해 배출된다.
장시간 흡입하면 비중격 연골부에 원형의 천공이 생기는 비중격천공이나 인후점막에 염증이 발생된다.
다량 농축될 경우는 복통 등의 경련을 일으켜 사망한다.
만성피해로는 만성카타르성 비염, 폐기종, 폐부종, 만성기관지암이 있고, 급성피해로 폐충혈, 기관지염, 폐암 등이 있다.  

크롬은 주기율표의 6족에 속하는 화학 원소로 기호는 Cr(Chromium 크로미움)이고 원자 번호는 24이다.
은색의 광택이 있는 단단한 전이 금속으로, 부서지기 쉬우며 잘 변색되지 않고 녹는점이 높다.
크로뮴 산화물은 2000년 전 중국의 진나라의 병마용에서 출토된 금속제 무기에 사용되었다. 서구 세계에서는 1761년 붉은색 결정형의 크로뮴산 납이 발견된 이후에 알려졌으며, 처음에는 염료로 사용되었다.
크로뮴을 포함한 합금은 부식에 강하고 단단하기 때문에 활용 범위가 매우 넓다.
스테인리스 스틸의 성분으로 크로뮴을 첨가하면 잘 부식되지 않고 변색되는 일이 적다.
전기 도금에도 쓰이며 합금으로도 사용된다.
크로뮴의 3가 양이온(Cr3+)은 체내에 미량 존재한다.
크로뮴은 광택이 있는 단단한 금속으로 잘 녹지 않지만 쉽게 산화된다.
공기 중의 산소와 접촉하면 쉽게 얇은 산화막을 형성하여 그 아래의 금속 부분을 보호한다. 이때 생성되는 산화 피막은 원자 몇 개 정도의 두께로 매우 얇지만 밀도가 높아 산소가 침투하지 못한다.
반대로 환원제와 반응하면 이러한 피막이 쉽게 사라진다.
산화수가 +6인 육가 크로뮴 화합물은 강한 산화제로 쓰인다.
크로뮴은 지각 속에 평균 100ppm 농도로 포함되어 있으며, 지각에서 22번째로 많은 원소이다.
자연에서는 크로뮴을 포함한 암석이 풍화되거나 화산 폭발로 인해 크로뮴 화합물이 발견되는 경우가 많다.
토양에는 지역에 따라 100~300ppm까지 다양한 농도로 나타나며, 해수에는 약 500~800ppb 정도로 포함되어 있다.
이외에 하천에서는 약 26ppb, 호수에서는 5.2ppm 정도 포함되어 있다.
크로뮴을 각종 합금에 첨가물로 넣으면 잘 부식되지 않고 강도가 증가한다.
이 때문에 크로뮴은 도금과 합금 분야에 널리 쓰인다.
특히 철과의 합금으로 많이 사용되는데, 고속도강에는 3~5% 정도의 크로뮴이 첨가되며 스테인리스 스틸에는 보통 11% 이상 들어간다.
주로 용융된 철에 크로뮴철을 첨가하는 방식으로 제작한다.
크로뮴 화합물은 염료로 많이 사용된다.
대표적인 예로 크롬 옐로(PbCrO4)는 노란색을 내는데 가장 많이 쓰인 염료 중의 하나이다. 색이 강렬하므로 도로의 중앙선을 노랗게 칠할 때도 크롬 옐로를 사용하며, 미국이나 유럽에서는 학교 버스나 우편물 배달 차량을 칠할 때 사용한다.
6가 크로뮴 화합물은 독성이 강하므로 살충제에 쓰인다. 

3가 크로뮴 화합물은 가죽을 무두질할 때 쓰인다.
크로뮴산은 강력한 산화제이므로 실험용 기구에 남아 있는 미량의 유기 화합물을 제거할 때 사용된다.
Cr3+은 인슐린 활성에 관여하는 '인체 미량 원소'이지만 이에 대해서는 논란이 있다.
Cr6+은 강한 독성 때문에 기관지염, 아토피, 폐암 등을 유발하며 눈, 피부, 신장, 간에도 악영향을 미칠 수 있는 유해 물질이다.
크로뮴 화합물은 염색, 페인트, 무두질 등에 많이 사용되며, 토양이나 지하수로 버려질 경우 환경오염을 일으킨다.

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