"녹조 유발 질산성 질소, 땅속에서는 지하수 자정작용 촉진"

KIST 연구팀 "수자원 확보 위한 '인공함양' 수질 관리 활용 기대"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 부영양화로 녹조를 일으키는 오염 물질인 질산성 질소가 지하수에 섞여 있으면 수질 정화작용을 촉진한다는 사실을 국내 연구진이 밝혀냈다. 이 연구 결과는 지표면 수자원을 지하 대수층에 보관했다가 필요할 때 뽑아 쓰는 '인공함양'(aquifer storage and recovery) 시스템의 수질 관리에 활용될 것으로 기대된다.

땅속에 물을 저장했다가 사용하는 인공함양 개념도 [한국과학기술연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

한국과학기술연구원(KIST)은 19일 물자원순환연구단 이승학·정재식·김상현 박사 연구팀이 수질 오염물질인 질산성 질소(NO₃-)가 지하 대수층을 구성하는 철산화광물과 반응해 수질 자정 효과를 높이는 현상을 발견했다고 밝혔다.

이 연구 결과는 국제 학술지 '물 연구'(Water Research. 2월호)에 게재됐다.

기후변화 등으로 전 세계가 홍수와 가뭄에 시달리면서 안정적인 수자원 확보의 중요성이 커지고 있는데, 물 부족 대책의 하나가 수자원이 여유 있을 때 땅속에 지하수 형태로 보관했다가 필요할 때 뽑아 쓰는 '인공함양'이다.

인공함양은 수자원 저장뿐 아니라 땅속에서 다양한 반응을 통해 유기 오염물질이 분해되면서 수질이 개선되는 효과도 기대할 수 있다. 대수층을 이루는 철산화광물이 유기 오염물질을 분해한다. 하지만 철산화광물은 반응이 진행되면서 유효 표면적이 줄어 자정작용이 중단되는 문제가 있다.

질산성 질소 공존 시 새로운 철산화광물 생성에 의한 유기오염물 제거효율 상승효과 [한국과학기술연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

연구팀은 이 연구에서 지하에 주입되는 함양수 속에 질산성 질소가 있을 경우, 질산성 질소가 철산화광물과 반응해 새로운 형태의 철산화광물이 생성되면서 유기 오염물질 제거율이 질산성 질소가 없을 때보다 훨씬 높아진다는 사실을 발견했다.

김상현 박사는 "유기물을 잘 분해하는 비결정질 철산화물이 유기물과 반응하면서 결정질로 바뀌어 분해 능력이 떨어지는데, 질산성 질소가 있으면 유기물과 반응하더라도 결정질로 넘어가지 않고 새로운 형태의 비결정질 철산화물이 돼 계속 유기물을 분해할 수 있다"고 설명했다.

이승학 박사는 "이 연구 결과는 수질 오염물질로만 알려진 질산성 질소의 긍정적인 역할을 처음으로 확인한 것"이라며 "이를 토대로 인공함양 주입수 전처리 과정에 질산성 질소의 잔류허용 기준을 도입하는 등 새로운 인공함양 수질 관리기법을 개발할 수 있을 것"이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr

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