마스크 재사용이 가능할까요? 재사용 방법 알아보기

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학생: 교수님 요즘 코로나 사태로 마스크 부족 현상이 심각하잖아요. 마스크 배급제에 일주일에 2개밖에 못 사고요.

또 신문을 보니 병원에서도 마스크가 부족해서 의료진이 사용할 마스크가 없다고 합니다.

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K교수: 마스크를 사기 위해 길게 늘어선 줄을 본 적이 있어요. 이제는 전 세계적인 판데믹(pandemic) 상태가 되었어요.

그래서 다른 나라 수입도 그렇게 쉽지만은 않아 국내 생산분만으로 해결해야 하니 당분간 이런 상태는 쭉 지속될 거 같군요.

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학생: 너무 걱정입니다. 그런데 보통 바이러스는 크기가 매우 작은 것으로 알고 있는데 정확한 크기가 어떻게 되지요?

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K교수: 코로나 바이러스의 크기는 대략 0.04~0.16 마이크로미터로 매우 작습니다. 어느 정도 크기인지 확 와닿지 않지요? 현미경으로 봐야 겨우 보이는 세균과 비교해보면 세균보다 10배에서 100배 작다고 생각하면 됩니다. 일반 현미경으로는 바이러스를 볼 수 없어요.

전자현미경으로만 확인이 가능할 만큼 매우 작은 크기입니다.

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학생: 아니 그런데, 그렇게 작은데 어떻게 마스크가 바이러스를 막을 수 있지요? 너무 신기하네요.

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K교수: KF80 , KF94라고 요즘 마스크에 써져 있는 것을 보았지요?

0.6 마이크로미터 크기의 입자를 약 80% 차단하는 효과를 보이는 KF80 등급 마스크이고요.

KF94는 0.4 마이크로미터 크기의 입자를 94% 차단하는 효과를 보인다는 뜻입니다.

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그런데 필터 크기가 0.6마이크로 보다 작으면 숨을 제대로 쉴 수 없어요.

사실 필터의 공간은 6마이크로 정도 크기로 만들지만 섬유를 이불솜처럼 만들어 엉긴 섬유구조가 공기 흐름을 방해하고

난류(turbulent flow)를 일으켜 입자가 섬유에 이리저리 부딪힘으로 미세입자 제거하게 되죠

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학생: 그런 원리가 있었군요. 그런데 아무리 엉긴 섬유 구조라도 초미세먼지만 해도 2.5 마이크로미터 이하인데 잘 걸러질 수 있을까요?

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K교수: 마스크는 정전기에 의한 집진 원리 이용해요. 부직포 섬유 재료는 폴리프로필렌 플라스틱, 절연체라 마찰 전하가 도망가지 못하고 섬유에 부착합니다. 정전기는 전압은 수천 볼트 발생할 수 있어서, 섬유에 발생한 수백~수천 볼트 전기장은 호흡하는 공기에 섞여 들어온 입자를 섬유에 흡착시켜요. 보통 KF80, 94에는 이런 정전필터층이 있지요.

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학생: 그래도 바이러스는 아까 말씀하신 것처럼 0.04~0.16 마이크로미터로 훨씬 더 작은데 마스크로 걸러질까요?

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K교수: 좋은 질문이에요. 단순히 생각하면 마스크 입자 사이를 당연히 바이러스가 통과하겠지요.

그런데 어떻게 해서 마스크가 바이러스를 막는데 효과가 있을까요?

그건 바로 바이러스가 한 개가 단독으로 날아가서 감염되는 게 아니라서 그래요. 보통 기침 침방울을 통해서 감염이 되는 건데, 연구에 의하면 기침 시 물방울의 평균 크기는 0.62에서 15.9 마이크로라고 해요.

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학생: 아 그럼 기침 침 방울 크기를 걸려 준다고 생각하면 되겠군요.

근데 신종 코로나 바이러스 감염이 비말감염에 의한 것이냐 공기감염에 의한 것이냐라고 막 논쟁 중이던데 정확히 그 차이가 뭔가요?

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K교수: 보통 비말감염(droplet infection)이라고 하면 직경 5마이크로 미터 보다 큰 방울로 감염되는 것을 말하고요 공기감염(airborne infection)이라고 하면 5마이크로 미터 보다 작은 분무 방울을 말해요. 마스크가 감염을 차단하는 효과를 가지는 이유는, 마스크로 걸러내는 것은 바이러스 입자 자체가 아니라 바이러스 입자가 포함된 ‘비말’이나 ‘에어로졸’이기 때문인 거죠.

즉 비말감염은 방울이 무거워 2M 이하에서 주로 가라앉아 밀접 접촉에 의해 감염이 되고 공기감염은 입자가 자기에 멀리 나라가 원거리 감염을 일으킬 수가 있는 것이지요.

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학생: 그런데 요즘 마스크가 부족하다 보니 KF80이나 94는 구하기 힘들 수 있는데 그럼 수술 마스크나 덴탈마스크, 면 마스크는 효과는 어떤가요?

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K교수: 수술 마스크나 덴탈 마스크도 3마이크로 미터 크기의 에어로졸을 99.9프로 막을 수 있게 설계가 되어 있어요. 사실 감염은 비말을 막는 게 훨씬 더 중요하기 때문에 수술용 마스크도 충분히 예방효과는 있지요. 면 마스크도 우선 기본적인 비말은 어느 정도 막을 수 있습니다. 하지만 밀폐된 공간에 장시간 있다든지 감염에 자주 노출되는 경우는 KF 80, KF94가 필요합니다. 하지만 이런 마스크 역시 누설이 있기 때문에 완벽하지 않아요. 그래서 코로나 입원환자를 보는 병동 같은 경우는 PAPR(전동식 호흡장치)를 사용하지요.

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학생 : 그럼 마스크는 항상 착용하는 것이 좋은 건가요?

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K교수: 상황과 장소에 따라 다른데 우선 확 트인 야외 공간 주변에 사람이 멀리 떨어진 공간에는 사실 마스크가 크게 필요 없습니다. 그리고 집안 방안 같은 곳은 마스크가 필요 없지요. 여러 사람이 모이는 밀폐된 공간은 마스크가 필요합니다.

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학생: 그렇군요. 그럼 마스크를 재사용할 수 있나요? 어떤 사람은 재사용할 수 있다. 어떤 사람은 재사용이 불가능하다고 하는데 어느 말이 맞나요?

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K교수: 원칙적으로 WHO는 마스크 재사용을 권하지 않습니다만. 마스크 재사용에 대한 연구가 몇 가지가 있습니다.

현재는 불가항력적인 상황이니 한번 소개해드리지요. 우선 신종 코로나 바이러스는 SARS 바이러스 사촌이기에 SARS 바이러스를 가지고 실험해 본 결과 섭씨 60도에서 30분간 살균 시에 소멸하는 것으로 나와 있습니다. 아마도 신종 코로나 바이러스도 비슷할 것으로 생각됩니다.

마스크의 핵심 소재가 폴리프로필렌이라는 플라스틱인데 비교적 열에 강하여, 전자레인지에 플라스틱 용기로도 쓰입니다. 그리고 소수성이라서 물에 젖지 않지요. 사실 전자레인지에 살균을 한다고 마스크의 투과성에 변형은 안 옵니다. 하지만 코 부위가 철사로 되어 있어요.

그 부분은 전자레인지에 반응을 하기에 타거나 불꽃이 날 수 있습니다. 연구에서는 물 50ml를 함께 넣고 소독한 경우에는 큰 문제 없이 살균에 성공했다고 되어 있어요. 하지만 실제로는 생각보다 실패할 확률이 있을 것 같습니다. 철사 부위를 빼버리면 밀착이 잘 안되니 제거하기 어렵고 철사 있는 상태에서 전자레인지 집에서 해봤는데 바로 코 부위가 타버리더라고요.

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학생: 그럼 집에서도 가능한 소독 방법은 뭐가 있을까요?

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K교수: 가장 현실적인 방법으로 찜기를 이용한 스팀을 사용해 볼 수 있을 것 같습니다.

가정에 찜을 찔 수 있는 찜통이 보통 있잖아요. 대략 20분 정도 정도 찜의 스팀을 이용하면 충분히 살균효과가 있을 것으로 생각됩니다. 연구에서도 현미경으로 살펴보면, 마스크의 재질 특성상으로도 크게 변형이나 훼손이 없다고 합니다.

물론 마스크는 원칙적으로 재사용을 하지 못합니다. 하지만 마스크가 부족하여 사용이 부족 시에는 이런 방법을 사용해 봄이 어떨까 하여 이렇게 소개를 해봅니다. 물론 마스크 개별마다 약간의 차이가 있어 미라 한 개 정도 사용해보고 크게 문제가 없으면 사용해 볼 수 있을 것 같습니다.

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참고

1. 코로나-19 방어용 마스크를 안전하게 재사용하기 위한 살균 방법에 관한 고찰, 충북대학교 약학대학 물리 약학실 박일영

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