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버려지던 왕겨로 환경호르몬 95% 제거한다

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버려지던 왕겨로 환경호르몬 95% 제거한다

2019.05.28 14:02
농작부산물인 왕겨를 활용해 환경호르몬 제거를 돕는 촉매제를 개발했다. 게티이미지뱅크
농작부산물인 왕겨를 활용해 환경호르몬 제거를 돕는 촉매제를 개발했다. 게티이미지뱅크

농촌 지역에서 흔히 발생하는 부산물을 활용해 물 속 환경 호르몬을 제거할 수 있는 촉매제가 개발됐다. 환경호르몬 제거 시스템 구축에 도움이 될 것으로 기대를 모은다.


한국과학기술연구원(KIST)는 최재우 물자원순환연구센터 책임연구원 연구팀이 농작부산물을 활용해 환경호르몬을 1시간 이내에 95%이상 제거할 수 있는 폐수 처리 촉매제를 개발했다고 28일 밝혔다.


산업 현장에서 발생하는 하수 및 폐수에는 내분비계 교란물질인 환경 호르몬이 함유되어 있다. 환경호르몬 제거를 위해 사용되고 있는 기존 촉매는 많은 비용이 소요된다는 단점이 있다. 시간이 지날수록 성능이 급격히 떨어지고 높은 효율을 얻기 위한 조건이 한정적이기 때문이다. 

 

최재우(왼쪽) 물자원순환연구센터 책임연구원 연구팀이 농작부산물을 활용해 오염물과 환경호르몬을 1시간 이내에 90%이상 제거할 수 있는 폐수 처리 촉매제를 개발했다. 정경원 선임연구원(오른쪽)은 교신저자로 연구에 참여했다. KIST 제공
최재우(왼쪽) 물자원순환연구센터 책임연구원 연구팀이 농작부산물을 활용해 오염물과 환경호르몬을 1시간 이내에 90%이상 제거할 수 있는 폐수 처리 촉매제를 개발했다. 정경원 선임연구원(오른쪽)은 교신저자로 연구에 참여했다. KIST 제공

연구팀은 이런 단점을 해결하기 위해 ‘바이오차(Biochar)’를 활용했다. 바이오차는 산소공급이 제한된 조건에서 목재를 포함한 다양한 종류의 바이오매스를 열분해시켜 만들 수 있는 고상의 물질을 통칭한다. 연구팀은 농작부산물인 왕겨를 활용해 바이오차를 만들었다. 그런 다음 바이오차 표면에 나노 크기의 이산화망간을 코팅해 바이오차와 이산화망간을 합친 나노복합체를 개발했다. 이산화망간은 토양이나 퇴적물에 존재하는 물질로 유기물을 제거하는 반응을 일으킨다. 또 나노복합체를 합성할 때 높은 열과 압력을 가해 넓은 표면적 구조를 갖도록 했다. 


그 결과 연구팀은 새로 개발한 나노복합체로 만든 촉매로 1시간 이내에 환경호르몬 ‘비스페놀 A’가 95%이상 제거되는 것을 확인했다. 비스페놀 A는 체내로 유입될 경우 내분비계의 정상적 기능을 방해하거나 혼란시키는 환경호르몬의 일종으로 기존 촉매로는 80%제거만 가능하다. 특히 초음파와 결합하면 20분 이내에 비스페놀 A의 100%제거가 가능했다. 10회 진행된 반복 및 재이용 실험에서도 평균 93%의 제거효율을 유지했다.

 

최 연구원은 “향후 공정의 최적화 및 회수성 증대에 대한 연구를 통해 환경적 측면과 경제적 측면을 동시에 충족시킬 수 있는 환경호르몬 제거 시스템을 구축하는데 큰 기여를 할 것”이라고 밝혔다. 교신저자로 연구에 참여한 정경원 선임연구원은 “본 연구를 통해 개발된 촉매제는 다양한 폐자원을 활용할 수 있기 때문에, 대체가능 물질에 대한 추가 연구를 통해 다양한 바이오매스 활용을 통한 폐자원 순환형 촉매제 개발을 예정 중”이라고 말했다. 


이번 연구결과는 국제학술지 ‘울트라소닉스 소노케미스트리’ 지난달 29일자에 발표됐다.

 

나- 노복합체의 표면이 3차원 구조로 되어있어 넓은 표면적으로 인해 효율이 높아진다. KIST 제공
나- 노복합체의 표면이 3차원 구조로 되어있어 넓은 표면적으로 인해 효율이 높아진다. KIST 제공

 

 

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