레나르트 효과
노벨 물리학상을 받은 독일의 필리프 레나르트 박사는 1892년에 발표한 논문에서, 낙하하는 물이 튀면서 주변 공기를 전기로 충전한다는 '레나르트 효과'를 설명했다. 분자 내 원자 간 결합은 물이 표면에 부딪힐 때 받는 정도의 에너지에 의해 끊어질 수 있다. 이때 일부 물 분자가 강제 분리되고, 원자들을 결합하고 있던 음전하를 띤 전자들이 방출된다. 이 전자들은 주변 공기의 구성 성분인 산소, 질소, 이산화탄소에 포착, 음전하를 띠게 되어 '음이온'을 형성한다.
미국 캘리포니아 대학교의 세균학자 앨버트 크뤼거 교수는 1950년대에 음이온이 생체 조직에 미치는 영향을 최초로 조사했다. 크뤼거는 방사성 트리튬에서 방출되는 베타 방사선(전자)의 집중 포격을 이용해 음이온을 생성했다. 흡입된 공기와 가장 먼저 접촉하는 부위인 동물의 기관氣管 조직에 음이온을 쏘았고, 세로토닌과 같은 신경전달물질 생성 변화를 포함한 다양한 생화학적 변화를 기록했다.
음이온 흡입이 생물학적 효과를 낼 수 있다는 증명은 여러 후속 연구를 촉발했다. 식물도 광합성을 하면서 음이온을 방출한다는 사실이 밝혀졌고, 이는 곧 '삼림욕'의 효능과 연결되었다. 여러 연구들이, 녹지에서 시간을 보내면 이완 증진, 긴장 감소, 기분 개선이 이루어진다는 결과를 제시했고, 이것이 나무가 음이온을 생성한다는 근거로 합리화되었다.
중국 연구자들은 만성 피로 증후군 환자들을 포함한 자원자들을 아시아 최대 폭포인 황과수黃果樹 폭포 인근에서 일주일간 지내도록 했다. 참가자들은 설문지를 작성했고, 이를 바탕으로 피로, 불안, 우울의 정도를 평가했다. 일주일 후 피로, 불안, 우울의 정도가 개선되었고, 혈액 검사에서는 염증 지표가 감소하고 혈액의 항산화 능력이 증가한 것으로 나타났다.
유사과학 음이온 제품
위의 어느 것도 엄밀한 과학이라 부를 수 있는 수준은 아니지만, 유사과학의 발호를 야기하기에는 충분한 재료가 된다. 히말라야 소금 램프가 한 예다. 히말라야 소금 덩어리 안에 전구를 넣어 만든 이 램프는 음이온을 방출한다고 주장한다. 실제로는 히말라야가 아닌 파키스탄에서 채굴되는 소금임에도 '히말라야'라는 이름을 붙여 신비감을 더했다. 그렇지만 램프가 제공해주는 것은 신비감뿐이고, 음이온은 전혀 방출되지 않는다. 그나마 이 소금 램프는 위험하지 않고 보기에도 나쁘지 않다.
토르말린tourmaline 장신구는 다른 얘기다. 이 반半보석이 음이온을 방출한다고 주장하며, 팔찌·펜던트·반지를 착용하면 통증 완화, 혈액 순환 개선, 기분 향상 효과가 있다고 선전한다. 음이온이 통증 완화나 혈액 순환 개선 효과를 낸다는 것은 증명된 바가 없고, 토르말린은 방사성 물질이 아니기 때문에 어떤 음이온도 생성할 수 없다. 그런데 일부 제품을 검사해보니 실제로 방사성을 띠고 있었고 이론적으로는 음이온을 생성할 수 있었다. 알고 보니 그 제품들에는 '방사성 산화토륨'이 첨가되어 있었고, 1년 내내 착용하면 연간 권장 방사선 허용량을 초과하는 피폭을 받게 된다. 그럼에도 일부 제품은 휴대폰의 전자기 방사선 위험으로부터 보호해준다고 홍보하는데, 실제로는 방사성 토륨의 진짜 위험에 사람들을 노출시킨다. '건강을 챙기는 사람들에게 완벽한 선물'이라는 선전 문구와는 정반대다.
음이온 공기청정기
음이온이 건강에 미치는 긍정적 효과는 모호하지만, 공기 중 미립자 감소 효과는 근거가 있다. 이온 공기청정기는 고전압을 이용해 코로나 방전을 유도하여 음이온을 생성하고, 이 음이온이 먼지 입자에 달라붙어 음전하를 띠게 한다. 음전하를 띤 먼지는 기계 내부의 양전하 판이나 양전하를 띠는 경향이 있는 벽, TV 화면, 가구 등에 끌려 달라붙는다. 그런데 많은 이온 공기청정기가 허용 기준을 초과하는 오존을 생성하며, 실내에서 생성된 오존은 공기 질을 개선하기보다는 호흡기 문제를 악화시킬 수 있다. 한편 오존을 생성하지 않는 제품은 효율이 그리 높지 않다.