녹조 유발하는 물질, 5분 만에 걸러낸다

KIST 물자원순환연구단

신소재를 활용한 인 회수 작업 과정을 나타낸 모식도와 실제 실험 사진 /사진=KIST

국내 연구팀이 물의 녹조를 유발하는 성분인 '인'을 전력 사용 없이 빠르게 회수할 수 있는 새로운 소재를 개발했다.

KIST(한국과학기술연구원)은 최재우, 조경진 물자원순환연구단 연구팀이 녹조를 유발하는 '인(燐)'을 고효율로 회수하고 유해 미생물을 살균하는 수(水)처리 신소재를 개발했다고 21일 밝혔다. 연구 성과는 국제 학술지 '어드밴스드 컴포지트 앤 하이브리드 머터리얼즈'에 지난달 10일 실렸다.

일상에서 매일 사용하는 물은 하수처리장에서 정화된 후 하천으로 방류된다. 정화 과정에서 다양한 유해 물질을 제거하는데, 그중엔 '인'을 제거하고 총대장균군과 같은 미생물을 살균하는 작업이 포함된다. 인은 비료, 세제, 가축 분뇨 등 생활 및 산업 폐기물에 포함된 필수 성분이지만 물속에 남아있으면 강이나 호수에서 녹조를 유발하는 원인이 된다.

연구팀은 물속 총대장균군을 효과적으로 살균하고 인을 빠르게 제거, 회수할 수 있는 '성게 모양' 나노 구조 물질을 개발했다. 물질 1kg(킬로그램)만으로도 인산염을 단 5분 만에 회수할 수 있다. 회수한 인은 비료, 세제 등 또 다른 산업 소재로 재활용할 수 있다.

전기 없이 작동하는 것도 특징이다. 외부에 있는 자석의 자기장을 활용해 소재를 움직인다. 기존 수처리 기술 대비 전력 소모를 크게 줄였다는 설명이다.

신소재는 하수처리장, 정수장, 축산 및 산업 폐수 처리 현장에서 활용할 수 있을 것으로 보인다. 별도의 전력이나 복잡한 설비 없이도 운영할 수 있기 때문에 에너지 인프라가 부족한 농촌 지역에서도 활용할 수 있을 것으로 보인다.

최재우 박사는 "이번 연구는 인 제거와 미생물 살균이라는 두 공정을 하나로 통합한 데 의의가 있다"며 "다양한 수질 환경에 적용할 수 있는 저에너지 수처리 솔루션"이라고 했다.

제1저자 정영균 박사는 "향후 휴대용 수처리 장치, 자연재해 대응용 응급 정화 시스템 등으로도 확장할 수 있을 것"이라고 했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 KIST 주요 사업 및 우수신진연구 세종과학펠로우십사업의 지원을 받았다.

박건희 기자 wissen@mt.co.kr

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