물 검사하기: pH, 경도, 염소와 질산염

시험지는 작은 칸들이 붙어 있는 플라스틱 막대야. 각 칸에는 물속 특정 물질의 양에 따라 색이 변하는 화학 물질이 들어 있어. 시험지를 물에 담그고 안내된 시간만큼 기다린 다음, 각 칸의 색을 색상표와 비교해. 실제 식수 검사실에서는 더 정밀한 기기를 사용하지만, 시험지는 그 원리를 작게 보여 주는 도구야. 수족관을 관리하는 사람들은 매주 시험지를 사용해.

pH는 물이 얼마나 산성인지 염기성인지 알려 줘. 눈금은 0부터 14까지이고, 7은 중성이야. 이 눈금은 로그 눈금이야. 수소 이온의 양이 한 단계마다 10배씩 달라지기 때문이지. pH 6인 물에는 pH 7인 물보다 수소 이온이 10배 더 많고, pH 5인 물에는 100배 더 많아. (화학 실험실에서 그 이유를 설명해.) 식수의 경우 세계보건기구는 pH에 대해 건강을 기준으로 한 극한값을 정하지 않았어. 하지만 물 공급업체들은 대략 6.5에서 8.5 사이를 목표로 해. 이 범위를 벗어난 물은 관을 부식시켜 물에 금속이 섞일 수 있고, 침전물을 남기며, 맛도 이상할 수 있기 때문이야.

경도는 물에 녹아 있는 칼슘과 마그네슘의 양을 나타내요. 경도가 높은 물은 주전자에 물때를 만들고 비누 거품이 잘 나지 않게 해요. 건강에 해롭지는 않아요. 수족관을 관리하는 사람들은 경도를 두 가지로 나눠요. GH(일반 경도, 칼슘과 마그네슘 전체)와 KH(탄산염 경도, pH가 크게 변하지 않도록 완충하는 경도)예요.

많은 나라에서는 수돗물이 수도꼭지까지 이동하는 동안 세균이 생기지 않도록 염소를 넣어요. 유리 염소의 WHO 지침값은 5 mg/L예요. 실제 수돗물에 들어 있는 양은 보통 1 mg/L보다 훨씬 적어요. 수영장 냄새가 난다고 해서 공급자가 관리를 소홀히 한 것이 아니라, 오히려 조심하고 있다는 뜻일 수 있어요.

질산염은 비료, 가축 분뇨, 하수에서 나와요. 식수에서는 생후 약 6개월 미만의 아기가 가장 걱정돼요. 질산염이 많은 물을 마시면 아기의 혈액이 산소를 덜 운반할 수 있기 때문이에요. 이런 상태를 때때로 청색증(블루 베이비 증후군)이라고 불러요. WHO 지침값은 질산염(NO₃⁻) 50 mg/L예요.

단위의 함정. 질산염은 두 가지 방법으로 표시할 수 있어요. 질산염(NO₃⁻)으로 표시하면 이온 전체를 계산해요. 질산염-질소(NO₃-N)로 표시하면 그 안의 질소 원자만 계산해요. 질소는 이온의 질량 62단위 중 14단위를 차지하므로, NO₃-N으로 표시한 결과는 같은 물을 NO₃⁻로 표시했을 때보다 4.43배 작아요. 미국의 극한값은 질소 기준 10 mg/L이고, 이는 질산염 기준 약 44 mg/L로, 질산염 기준 50 mg/L인 WHO 값과 비슷해요. 어떤 단위로 표시된 수인지 항상 확인하세요.

암모니아와 아질산염은 서로 달라요. 식수에서는 보통 새로 유입된 하수나 농장 폐기물을 뜻하므로, 없어야 하거나 아주 적어야 해요. 수족관에서는 더 중요해요. 둘 다 아주 적은 양으로도 물고기에게 유독하므로, 수족관을 관리하는 사람들은 각각 0을 목표로 하고, 질산염은 약 40 ppm보다 낮게 유지하려고 해요(많은 사람들은 80에 도달하기 훨씬 전부터 조치를 취해요). 수돗물을 어항에 넣기 전에는 염소와 클로라민을 제거하도록 처리해야 해요. 염소와 클로라민은 물고기의 아가미를 해치기 때문이에요. 물고기 어항과 식수 공급에는 서로 다른 목표가 있으므로, 같은 수치라도 한쪽에는 괜찮고 다른 쪽에는 문제가 될 수 있어요. (이 내용은 물의 화학에 관한 일반 정보이며, 특정 종을 돌보는 방법을 안내하는 내용은 아니에요.)