핵융합硏, 수중 미세 오염물질 '플라즈마' 기술로 분해한다

수중 플라즈마 기술로 산업계 방류수 내 미량 오염물질 제거
시험통해 효과 입증, 국제 학술지 게재

[대전=뉴시스] 염색산업 폐수의 경우 플라즈마 처리시 제브라피쉬 배아독성은 63%에서 20%로 감소하고 부화율은 13%에서 47%로 증가했다.(사진=핵융합연 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 플라즈마 기술을 활용해 산업현장 방류수의 미규제 미량 오염물질을 효과적으로 분해할 수 있는 기술이 국내연구진에 의해 제시됐다.

한국핵융합에너지연구원 플라즈마기술연구소는 성균관대학교, 아주대학교, 다이텍연구원과 공동연구를 통해 기존 수처리 방식으로 분해키 어려운 미량 오염물질을 '수중 플라즈마' 기술을 활용해 효과적으로 분해할 수 있는 새 기술을 확보했다고 15일 밝혔다.

산업폐수는 물환경보전법에 의하여 엄격한 관리를 받고 있으나 분석기술의 발달로 정화된 방류수에서도 ppt(1조분의 1) 혹은 ppb(10억분의 1) 수준의 난분해성 오염물질이 남아있는 사례가 보고되고 있다.

극미량의 오염물질이라도 장기간 축적되면 슈퍼박테리아 혹은 생물의 중성화 등 수중 생태계에 영향을 미칠 수 있어 이를 제거하기 위한 기술이 필요하다.

이번에 핵융합연 홍용철 박사팀은 물속에서 직접 플라즈마를 생성해 다양한 화학반응을 촉진시키는 수중 플라즈마 기술을 실제 산업현장서 수처리 공정을 마친 방류수를 활용해 오염물질 분석 효능실험을 진행했다.

수중에서 플라즈마를 발생시킬 때 생성되는 오존, UV와 같은 다량의 산소 활성종을 이용해 방류수 속 난분해성 미량 오염물질의 분자구조를 파괴해 정화하는 원리를 활용한 시험이다.

시험 결과, 모든 잔류의약 물질은 비검출 수준으로 감소했으며 농약류는 87% 이상 제거되는 것으로 나타났다.

[대전=뉴시스] 수중 플라즈마 발생장치.(사진=핵융합연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

또 수중 오염에 민감한 제브라 피시를 활용해 수중 생태독성을 평가한 연구에서는 플라즈마 처리를 한 수중 환경에서 배아 독성이 크게 감소하고 부화율이 증가하는게 확인됐다.

이번 연구 관련 논문은 화학·공학 분야의 권위있는 학술지 'Chemical Engineering Journal’(IF 15.1)'에 최근 게재됐다.(논문명:Degradation of trace pollutants in industrial wastewater using underwater nonthermal plasma: Toward evaluation of bioecotoxicity)

연구책임자인 홍용철 박사는 "플라즈마 발생 시 오염물질 제거에 필요한 UV, 오존 등이 함께 생성돼 화학물질의 투입없이 효율적이고 경제적인 처리가 가능하다"며 "향후 수중 플라즈마 기술이 실제 수처리 현장에 적용될 수 있도록 관련 연구를 진행할 예정"이라고 말했다.

연구원은 이번에 시간당 1.5t, 6t, 10t의 방류수에 수중 플라즈마 기술의 효과를 검증하는 실험을 진행하고 향후 시간당 30t 수처리가 가능한 시스템 개발을 통해 상용화에 나선다는 계획이다.

핵융합연 오영국 원장은 "반도체 같은 첨단 산업뿐 아니라 환경, 의료, 농식품 등 국민의 삶과 밀접한 다양한 분야에서 플라즈마 기술의 활용이 확대되고 있다"면서 "플라즈마 기술을 더욱 국민 가까이에서 활용할 수 있도록 연구 및 실용화에 최선을 다하겠다"고 밝혔다.

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