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[여기에 과학] 백금으로 폐수 속 수은, 완전히 제거한다

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2018년 11월 24일 14:00 프린트하기

수은은 전지와 농약, 전구, 온도계등 다양한 산업에 제품의 널리쓰이고 있다. -위키백과 제공
수은은 전지와 농약, 전구, 온도계등 다양한 산업에 제품의 널리쓰이고 있다. -위키백과 제공

 

수은은 상온에서 액체로 존재하는 유일한 금속입니다. 전지와 농약, 가성소다 제조에  두루 쓰이고 있습니다. 배출 규제가 강화되고 있지만 공장 폐수에 섞여 지금도 하천으로 유입되고 있습니다. 먹이사슬을 통해 점점 수은의 농도가 축적되기 때문에 사람도 수은의 위험에서 결코 안전하지 않습니다.

 

수은과 같은 금속 물질이 물에 녹아 사람이나 환경에 유입되는 걸 막기 위한 방법은 다양합니다. 황과 결합해 덩어리를 만드는 수은의 특징을 이용한 황화물 침전법을 활용되고 있습니다. 수은이 활성탄에 붙는 것도 알려져 있어 활성탄 흡착법도 널리 사용돼 왔습니다. 최근에는 각각의 산업에서 배출되는 폐수의 산성도를 고려해 제작한 이온 교환 수지로 수은을 거르는 방법이 널리 쓰이고 있습니다.

 

최근 분야에 관계없이 공통으로 적용할 수 있고 극소량의 수은도 남기지 않고 완전히 제거하는 방법이 새로 개발됐습니다. 비욘 위크만 스웨덴 찰머스공대 물리학과 교수 연구진은 수은 원자를 붙잡는 백금을 이용해 전극을 개발했고, 특히 수은 원자끼리 서로 엉기게 되기 때문에 극소량의 수은도 남기지 않고 거의 완벽하게 제거할 수 있다고 21일 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표했습니다.

 

물 속에 떠있는 수은원자(밝은 보라색)는 백금 전극(회색)에 붙어 두꺼운 층을 형성한다.-스웨덴 찰머스대 제공
물 속에 떠있는 수은원자(밝은 보라색)는 백금 전극(회색)에 붙어 두꺼운 층을 형성한다.-스웨덴 찰머스대 제공

 

연구진은 백금 원자 1개당 4개 수은 원자가 붙을 수 있는 것을 확인했습니다. 백금 원자로 구성한 전극을 썼을 때, 수은 원자가 전극 표면에 살짝 붙는 것이 아니라 이를 관통할 정도로 파고 들어가 서로 엉겨 붙어 두꺼운 층을 만드는 특성이 있는 것도 발견했습니다. 만약 표면에만 수은이 살짝 붙는다면 전극을 자주 교체해야 했을 것입니다. 백금 전극에 경우 그럴 필요가 없어 비용적으로도 경쟁력이 있다는 것입니다.

 

생산 수율에도 영향을 미치지 않는 장점도 있다고 합니다. 위크만 교수는 “일반적인 흡착법 등은 다른 물질도 일부 걸러낸다”며 “하지만 백금 전극은 수은 원자만 선택적으로 거르기 때문에, 산업적으로 생산하려는 물질의 생산 수율이 줄어들 걱정도 할 필요가 없어질 것”이라고 강조했습니다.

 

기술을 사업화하기 위한 절차가 속속 진행 중인데요. 현재 특허 절차를 밟고 있으며, 연구자들이 모여 아티움(Atium)이라는 회사도 설립한 상황입니다. 위크만 교수는 “실제 산업 현장에 시험적으로 기술을 적용해 더 세밀한 검증을 진행 중”이라고 말했습니다. 또 “여러 산업에서 자연으로 배출되는 수은을 더 줄일 수 있는 기술을 원하고 있있다”며 “이번에 개발된 기술을 쓰면 미량의 수은도 남기지 않고 완전히 제거할 수 있을 것”이라고 말했습니다.

 

중국을 처음으로 통일한 진시황은 불로장생의 명약으로 알고 찾았던 것이 수은이라고 역사학자들은 말합니다. 하지만 지금은 세계보건기구(WHO)가 꼽은 인체에 가장 해로운 물질 중 하나로도 이름이 올라 있습니다. 신경계 전반에 영향을 미치고, 특히 태아의 뇌 발달에 치명적이라고 알려져 있습니다.

 

공장 인근 하천에 사는 민물고기 등에선 수은 농도가 높게 측정되고 있습니다. 사람은 물론 우리와 함께 생활하는 자연의 생물들을 위해서라도 수은을 완전히 제거되길 기대해 봐야겠습니다.

 

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