바나듐은 광물, 석탄, 석유 등에 여러 가지 화합물의 형태로 존재하며, 산업적으로는 주로 합금 제조에 사용되고, 사진 현상제나 산화 촉매제 등으로도 사용되는 원소이다. 일본, 미국 등에서는 혈당 강하와 당뇨 예방의 효능이 있다고 하여 건강보조제로서 판매되고 있으며, 우리나라에도 바나듐을 함유한 미네랄워터 등이 수입되고 있다. 2007년 2월 먹는샘물 ‘삼다수’로 유명한 제주도지방개발공사에서 ‘바나듐삼다수’를 개발하였다고 발표하여 주목을 끌기도 하였다. 바나듐삼다수는 역삼투기술(逆渗透技術)을 이용하여 지하수 중에 미량 존재하는 바나듐을 고농도로 농축한 제품이다.
바나듐은 1801년 스페인의 리오(Andrés Manuel del Río)에 의해 최초로 발견되었으며, 그는 ‘빨간 원소’라는 의미로 ‘에리스로늄(erythronium)’이라고 불렀다. 그러나, 프랑스의 한 과학자가 리오가 발견한 것은 새로운 원소가 아니고 크롬의 불순물이라고 이의를 제기하였으며, 리오도 그 주장를 받아들여 최초의 발견자라는 명예를 놓치고 말았다. 그 후 1830년에 스웨덴의 세프스트룀(Nils Gabriel Sefström)이 다시 발견하였고, 이 원소의 화합물이 여러 가지 아름다운 색깔을 보이므로 고대 스칸디나비아 ‘미(美)의 여신’인 ‘바나디스(Vanadis)’의 이름에서 따와 ‘바나듐(vanadium)’이라고 불렀으며, 최초의 발견자라는 영광을 누리게 되었다. 그 후 에리스로늄과 바나듐은 동일한 원소임이 확인되었다.
바나듐은 지각 중에 비교적 풍부하게 존재하는 원소로서 지하수에는 약 10㎍/L, 담수에는 15~30㎍/L, 해수에는 약 1㎍/L 정도 들어있다. 그러나, 자연계에는 화합물로 존재하고 단독으로 존재하는 바나듐은 없으며, 바나듐을 분리해내는데 최초로 성공한 사람은 영국의 로스코(Henry Enfield Roscoe)였다. 그는 1867년 이염화바나듐(VCl2)을 수소로 환원시켜 금속원소로서 바나듐을 얻었다. 바나듐의 원소기호는 ‘V’이고, 원자번호는 23이며, 원자량은 50.94이다.
바나듐이 필수미네랄로서 인식되기 시작한 것은 아주 최근의 일로서, 1977년경 바나듐이 아데노신3인산(ATP, adenosine triphosphate) 분해효소의 저해제로서 작용한다는 것이 알려지면서부터이다. 그 후 바나듐이 인슐린(insulin)과 비슷한 작용을 하여 인슐린 저항성 당뇨병 환자의 치료에 이용될 수 있다는 것이 보고되었고, 쥐를 대상으로 한 실험에서 바나듐이 함유된 음료수를 투여하였더니 당뇨병 쥐의 혈당치가 정상으로 회복되었다는 연구 결과도 나왔다. 그 외에도 바나듐은 건강한 뼈와 치아의 형성에 필요하고, 콜레스테롤의 합성을 저해하여 동맥경화를 예방하며, 세포 대사의 필수성분으로서 성장과 생식에 관여하는 등 여러 기능이 있는 것으로 알려졌다.
바나듐은 특히 멍게, 후추 등에 풍부하게 함유되어 있으며, 곡물, 해산물, 육류, 유가공품 등에는 비교적 많이 들어있고, 과일 및 채소에는 상대적으로 적게 포함되어 있다. 식품으로 섭취한 바나듐의 흡수율은 1~2% 정도로 매우 낮은 것으로 알려져 있으며, 인체 내 대사에 대해서도 정확히 밝혀지지 않았다. 바나듐은 음식으로뿐만 아니라 분진 등과 함께 호흡기로도 흡수되며, 피부를 통한 흡수에 대해서는 알려진 바가 없다. 바나듐은 대부분 소변을 통하여 배설되며, 일부만이 대변으로 배출된다.
바나듐이 결핍될 때에는 심혈관이나 신장의 질환이 있을 수 있으며, 생식능력이 저하되고 태아의 사망률이 증가할 수 있다. 바나듐 과잉에 의한 독성은 식품을 통한 섭취보다는 유해 환경에 노출되었을 때 호흡기에 의한 흡입에 의해 발생하기 쉽다. 급성독성으로는 비염, 결막염, 기관지염, 호흡곤란, 두통, 설사 및 손떨림 등이 있으며, 만성독성으로는 폐 경화, 만성적 기관지염 및 비염, 인두염, 간 기능 저하 등이 보고되었다.
그러나, 바나듐에 관한 연구는 아직 미진한 것이 많으며, 그 기능들도 확실히 증명되지 않은 상태이다. 또한 바나듐이 필수미네랄이라는 것은 인정하고 있으나, 필요한 양이 어느 정도인지도 밝혀지지 않아 권장섭취량도 설정되어 있지 않으며, 독성에 대한 자료도 부족하여 상한섭취량도 정해지지 않았다. 사람은 매일 식품으로 바나듐을 20~40㎍ 정도 섭취하는 것으로 추정되며, 성인의 몸에는 약 0.1mg이 포함되어 있고, 혈액에는 0.02~0.9㎍/L 정도 들어있다. 일반적인 사람의 경우 통상적인 식사를 할 때 결핍이나 과잉 증상은 나타나지 않는다. |
