'왕겨'로 물 속 오염물·환경 호르몬까지 제거

친환경 나노복합 촉매제와 초음파 결합…환경호르몬 제거 시스템 구축 기대

바이오차에 코팅된 이산화망간

[아시아경제 김철현 기자] 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 물자원순환연구센터 최재우 박사, 정경원 박사팀이 농촌지역에서 흔히 발생하는 부산물을 활용해 오염물을 효과적으로 제거하고, 내분비계 교란물질인 환경호르몬을 높은 효율로 제거할 수 있는 폐수 처리 공정을 개발했다고 28일 밝혔다.

최재우·정경원 박사팀은 폐수 처리 공정으로 물 속 오염물과 환경호르몬을 제거하기 위해 농작 부산물을 이용한 친환경 '바이오차'를 활용했다. 바이오차는 산소공급이 제한된 조건에서 목재를 포함한 다양한 종류의 바이오매스를 열분해시켜 만들 수 있는 물질을 통칭한다.

연구진은 폐자원인 '왕겨'를 활용해 친환경적이고 높은 경제성을 만족시키는 바이오차를 구현했다. 또 바이오차 표면에 나노 크기의 이산화망간을 코팅해 나노복합체를 형성, 바이오차와 이산화망간이 갖고 있는 장점들을 기반으로 높은 경제성을 확보할 수 있는 바이오차-나노복합체 촉매제를 개발했다.

나노복합체 합성 시에는 안정적이고 높은 활성도의 촉매제를 구현하기 위해 높은 열과 압력을 가하는 '열수합성법'을 이용했다. 이를 통해 3차원 형태의 계층화된 구조를 갖도록 해 고도산화공정에 높은 효율을 보이는 것을 확인했다. 기존의 촉매가 환경호르몬인 '비스페놀 A'를 80%밖에 제거하지 못했던 조건에서 KIST 연구진이 개발한 촉매를 사용하면 1시간 이내에 95%이상을 제거할 수 있고, 특히 초음파와 결합하면 20분 이내에 '비스페놀 A'를 100% 제거하는 것을 확인했다. 수 차례의 반복 및 재이용 실험에서도 약 93%의 높고 안정적인 제거효율을 확인할 수 있었다.

정 박사는 "이번 연구를 통해 개발된 촉매제는 다양한 폐자원을 활용할 수 있기 때문에 대체가능 물질에 대한 추가 연구를 통해 폐자원 순환형 촉매제를 개발할 예정"이라고 말했다. 최 박사는 "향후 공정의 최적화 및 회수성 증대에 대한 연구를 통해 환경적 측면과 경제적 측면을 동시에 충족시킬 수 있는 환경호르몬 제거 시스템을 구축하는데 기여를 할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr