미세플라스틱, 하수처리시설 질소 제거 성능 저하시킨다

미세 플라스틱 입자 작을수록 질산화 효율↓

(대전=뉴스1) 심영석 기자 = 미세플라스틱이 하수처리시설의 질소 제거 능력을 저하시킨다는 연구결과가 나왔다.

12일 한국기초과학지원연구원(KBSI)에 따르면 서울센터 정슬기 박사 연구팀과 컬럼비아대 Kartik Chandran 교수 연구팀이 공동으로 미세플라스틱이 질산화 공정의 효율 및 미생물의 기능성 유전자 발현에 미치는 효과를 확인하는데 성공했다.

일상생활, 산업공장 등에서 발생한 미세플라스틱은 하수처리장→강→바다로 배출되기 때문에, 미세플라스틱이 하·폐수 처리과정에서 얼마나 공정에 영향을 미치는지 파악하는 연구는 매우 중요하다.

이에 KBSI 정슬기 박사 연구팀은 회전 디스크 공초점 현미경을 활용해 미세플라스틱과 질산화 미생물의 상호작용을 관찰했다.

플라스틱의 크기에 따른 차이를 확인하기 위해 50nm와 500nm 두 가지 크기의 폴리스티렌(PS)을 생물반응조에서 배양한 질산화 미생물에 노출시켰다.

이어 암모늄(NH4+)에서 아질산염(NO2-)→질산염(NO3-)으로의 산화과정은 물론, 질산화를 일으키는 미생물이 갖고 있는 특정 암모니아 산화 유전자인 amoA의 발현 정도를 관찰했다.

그 결과 500nm PS에 노출된 미생물은 질산화 공정효율에 영향을 주지 않았으나, 더 미세한 50nm PS에 노출된 미생물은 질산화 효율에 영향을 주는 아질산염(NO2-)과 질산염(NO3-)의 생성이 500nm PS 노출군에 비해 저하되는 것으로 나타났다.

이는 하·폐수처리 공정에서 가장 어렵고 중요한 질소와 같은 영양염류 제거에도 큰 영향을 줄 수 있음을 의미한다.

다만, 미세플라스틱이 특정 암모니아 산화 유전자(amoA)의 발현을 방해하지는 않은 것으로 관찰됐다.

미세플라스틱은 크기, 재질, 모양 등이 매우 다양하여, 몇 가지 특성만으로 수행된 실험이 모든 위해성을 대표할 수 없다.

하지만, 하·폐수 처리공정에 있어 미세플라스틱 입자의 크기에 따른 생물학적 위험을 확인할 수 있다는 점에서, 향후 하수처리시설의 미세플라스틱 제거 및 효율적인 관리방안 연구에 크게 영향을 줄 것으로 기대한다.

KBSI 정슬기 박사는 “향후 미세플라스틱과 같은 미세입자들의 생태독성학적 영향과 환경에서의 거동분포 등 위해성 규명관련 후속연구를 계속해 나갈 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구성과는 환경과학분야 최상위 학술지인 ‘Journal of Hazardous Materials’ 온라인판에 최근 게재됐다.

km5030@news1.kr

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