붕소(硼素, boron)는 흑갈색의 무정형(無定形) 고체로 다이아몬드 다음으로 단단하며, 금속광택을 지니고 있으나 비금속 원소이다. 원소기호는 ‘B’이고, 원자번호는 5이며, 원자량은 10.81이다. 바다, 암석, 토양 등 주변에 널리 분포하고 있으나, 자연상태에서 단독으로 존재하지는 않고 주로 붕사(硼砂, borax)와 같은 붕산염(硼酸鹽)의 형태로 산출된다. 붕사는 열에 강하고 내연성(耐燃性)이 있어 내열유리, 단열재(glass wool) 등의 제조에 사용된다. 공업적으로 다양하게 이용되는 붕소 화합물로 붕산(硼酸, boric acid)이 있으며, 화상이나 피부의 상처를 치료하는 소독제 및 안약의 중요한 성분이다.
붕소 화합물의 존재는 수천 년 전부터 바빌론, 이집트, 중국, 아랍 등에서 알고 있었다. 고대 이집트인들은 미라(mirra)를 제조할 때 나트론(natron)이란 광물을 이용하였는데 이것은 붕소가 포함된 것이었으며, 중국에서는 유약(釉藥)의 원료로 붕사를 사용하였고, 로마에서는 유리 제조에 붕소 화합물을 사용하였다. 붕사와 황산으로부터 붕산을 만들어내는 방법은 17세기경부터 알려졌으나, 붕소가 원소로 인식되기 시작한 것은 19세기 이후의 일이다.
1808년 프랑스의 게이뤼삭(Joseph Louis Gay-Lussac)과 테나르(Louis Jacques Thénard) 및 영국의 데이비(Humphrey Davy)는 비슷한 시기에 각각 독자적으로 산화붕소(B2O3)를 칼륨과 함께 가열하여 붕소를 분리하는데 성공하였다. 그러나, 여기에는 50% 정도 불순물이 섞여 있었으므로 그들은 이것이 새로운 원소라는 것을 인식하지 못하였으며, 붕소를 하나의 원소로 인정한 것은 1824년 스웨덴의 베르셀리우스(Jöns Jakob Berzelius)에 의해서였다. 순수한 붕소는 1909년 미국의 웨인트럽(William Weintraub)에 의해 최초로 분리되었다.
붕소의 이름은 붕사(borax)에서 따왔으며, ‘borax’는 붕사를 의미하는 아랍어 ‘buraq’에서 왔다. 게이뤼삭 등은 자신들이 분리해낸 물질을 ‘bore’라고 불렀으며, 지금도 붕소를 의미하는 프랑스어로 사용되고 있다. 한편, 데이비는 처음에는 금속원소를 의미하는 ‘boracium’이라는 이름을 제안하였으나, 그 성질이 탄소(carbon)와 비슷하기 때문에 ‘boron’이라고 이름을 변경하였다. ‘boron’은 붕소의 영어 이름이며, 국제순수및응용화학연맹(IUPAC)에서 정한 공식명칭이 되었다. 대한화학회에서 정한 우리나라의 공식 명칭은 ‘붕소’이다.
붕소는 인체에 아주 소량밖에 들어있지 않은 원소로서 필수미네랄로 인식되기 시작한 것은 1980년대 말부터이며, 아직까지도 자세한 내용은 밝혀지지 않고 있다. 붕소는 인체 대부분의 조직에서 발견되지만 특히 뼈, 비장(脾臟), 갑상선 등에 많이 포함되어 있어 뼈의 대사 및 호르몬 대사에 관여하는 것으로 추정되고 있다. 미국 농무부(USDA)의 실험에 의하면 폐경기 이후의 여성에게 매일 3mg의 붕소를 섭취하게 하였더니 칼슘 배설량이 44% 감소하였으며, 여성호르몬인 에스트로겐과 비타민D가 활성화되었다고 한다. 또한 붕소는 칼슘, 마그네슘, 구리 등의 미네랄 및 포도당, 지질 등의 흡수 및 활용에도 관여하는 것으로 추정되고 있다.
붕소는 과일, 채소, 두류, 견과류 등 식물성 식품에는 비교적 많이 포함되어 있으나, 육류나 생선과 같은 동물성 식품에는 적게 들어있으며, 일상적인 식사에 의해 충분한 양의 붕소가 공급되어 결핍이 발생하는 일은 드물다. 붕소의 결핍이 5살에서 13살 사이의 어린이에게 주로 나타나며 연골의 퇴행과 성장장애를 일으키는 카신-벡 질병(Kashin-Beck disease)과 관련이 있을 가능성이 제기되고 있으나 아직은 확실하지 않고, 그 밖의 다른 결핍 증상도 현재까지 보고된 것이 없다. 붕소가 포함된 약물을 장기간 복용할 경우 붕소 과잉이 될 수 있으며, 생식력을 감소시킬 가능성이 제기되고 있다.
아직까지 붕소의 적정섭취량은 설정되어 있지 않으나, 성인의 경우 하루에 약 2mg 정도로 추정되고 있으며, 하루에 50mg 이상 섭취하는 것은 독성을 나타낼 수도 있다고 추정된다. 1994년에 발표된 한 논문에서는 매일 3mg씩 1년간 여성 지원자에게 붕소를 공급하였어도 부정적인 효과는 나타나지 않았다고 한다. 세계보건기구(WHO)에서는 성인의 경우 하루에 1~13mg 정도 섭취하는 것은 문제가 되지 않는다고 하였다. 붕소는 현재의 일상적인 식사로 섭취하는 양으로도 결핍이나 과잉은 발생하지 않는 것으로 추정되므로 특별히 섭취에 신경 쓸 필요는 없다. |
