[헬스컨슈머] 환경부 산하 국립낙동강생물자원관(이하 자원관)은 폐수에 존재하는 중금속과 유기 오염물질을 동시에 정화할 수 있는 디클로로모나스(Dechloromonas) 속 신종 미생물을 발견했다고 3월 28일 밝혔다.

자원관의 연구진은 2019년부터 최근까지 폐수처리 시설(평택 통복 하수처리장)의 환경과 유사한 조건에서 미생물을 배양하여 환경 정화 기능을 가진 미생물을 우선적으로 증식·선별했으며, 그 과정에서 이번 신종 미생물을 발견했다.

연구진은 은 이번에 발견된 디클로로모나스 속 균주(TW-R-39-2)는 오염물질에 포함된 카드뮴, 납 등 다양한 중금속을 흡착·제거하며, 폐수 속 염화페놀 등 염소화 화합물도 80% 이상 감소시켰다고 연구결과를 소개했다.

따라서 자원관은 기존 화학적 처리법은 비용이 높고 2차 오염 위험이 있어 한계가 있지만, 미생물을 활용한 생물학적 정화 기술은 지속 가능하며 환경 부담을 줄일 수 있는 대안으로 주목된다고 발표했다.

연구진은 이러한 연구 결과를 이달 초에 특허로 출원했으며, 실증화 연구를 통해 산업적 적용 가능성을 검증할 계획이라고 밝혔다.

김의진 자원관 생물자원연구실장은 "이번에 발견한 신종 미생물은 중금속과 유기 화합물이 혼재된 복합오염 환경에서도 우수한 정화 효과를 보인다“며, ”산업 폐수 정화, 토양 및 지하수 복원 등 다양한 환경 문제 해결에 활용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

[연구결과]

□ 중금속 흡착 효과

○ 디클로로모나스 속 TW-R-39-2 균주를 중금속이 포함된 배양액에 접종하여 실험실 조건에서 중금속 흡착 능력을 평가하였다.

○ 카드뮴, 코발트, 납, 아연 처리군에서 중금속 흡착률 66.5~78.0%를 기록하였으며, 높은 내성을 유지하면서 안정적으로 생장하였다.

□ 염소화 화합물 저감 효과

○ 디클로로모나스 속 TW-R-39-2 균주를 트리클로로에틸렌(TCE) 및 염화페놀이 포함된 배양액에 접종하여 염소화 화합물 저감 효과를 분석하였다. 7일간 배양 후, 트리클로로에틸렌(TCE) 83.6%, 염화페놀 81.0% 제거 효율을 보였다.

○ 실험 결과, 염소화 화합물은 염소 이온(Cl⁻)으로 전환되며, 독성이 낮은 형태로 분해되는 것이 확인됐다.

[붙임 전문용어 설명]

1. 신종 미생물: 기존에 보고되지 않았던 새로운 종의 미생물로, 분리·배양 후 형태적, 생리학적, 유전체 분석을 통해 기존 균주들과 차별화된 특성이 확인된 미생물이다. 신종 미생물은 환경 정화와 산업적 활용 등에서 중요한 역할을 할 수 있으며, 본 연구에서 발견된 디클로로모나스 속 TW-R-39-2는 중금속 흡착과 염소화 화합물 분해 능력을 지닌 특수 균주로 평가된다.

2. 중금속 흡착: 미생물이 카드뮴, 구리, 납 등의 중금속 이온과 결합하여 이를 제거하는 과정을 의미한다. 디클로로모나스 TW-R-39-2는 세포벽의 특수한 구조 및 세포 내 대사 기작을 활용하여 중금속 제거율 60% 이상을 보이며, 산업 현장에서 친환경적 정화 기술로 적용될 가능성이 높다.

3. 트리클로로에틸렌(TCE): 금속 세척제, 용제, 접착제 등의 제조 과정에서 널리 사용되는 염소화 탄화수소 화합물이다. 환경 내에서 쉽게 휘발되며, 신경계 장애, 간독성, 발암 가능성이 있는 유해 물질로 분류된다. 특히 지하수 및 토양 오염의 주요 원인이며, 기존 물리·화학적 처리법으로 완전한 제거가 어려운 난분해성 물질이다.

4. 염화페놀: 페놀 분자에 염소 원자가 결합된 유기 화합물로, 살균제, 방부제, 농약, 산업용 용매등의 원료로 사용된다. 생분해 속도가 느리고 환경 내 잔류성이 높아 지하수 및 토양 오염의 주요 원인이 될 수 있다. 일부 염화페놀 화합물은 독성과 발암 가능성이 보고된 바 있으며, 분해가 어려운 난분해성 오염 물질로 알려져 있다.

5. 2차 오염: 오염 물질을 제거하는 과정에서 발생하는 추가적인 환경 오염을 의미한다. 기존 화학적 정화 기술은 처리 후 부산물(슬러지, 유독 가스 등)이 발생하여 추가적인 정화 과정이 필요할 수 있다. 반면, 미생물을 이용한 정화 기술은 2차 오염의 위험이 적어 친환경적인 대안으로 주목받고 있다.

6. 생물학적 정화 기술: 특정 미생물을 활용하여 환경 오염 물질을 분해하거나 제거하는 기술이다. 기존 화학적 처리법은 비용이 높고 2차 오염을 유발할 위험이 있는 반면, 미생물을 이용한 정화 기술은 친환경적이며 경제적이라는 장점이 있다.

7. 복합오염 환경: 중금속, 유기 오염 물질, 미생물 오염 등이 동시에 존재하는 환경을 의미한다. 산업 폐수, 지하수, 오염된 토양 등이 이에 해당하며, 여러 오염원이 혼재되어 있어 정화 과정이 복잡하다. 기존 물리·화학적 처리법은 개별 오염 물질에 대한 처리 효율이 낮고 비용이 높지만, 본 연구에서 개발한 미생물 기반 정화 기술은 중금속과 유기 오염 물질을 동시에 제거할 수 있어 복합오염 환경에서의 적용 가능성이 크다.