[쿠키과학]플라즈마 기술로 폐수 오염물질 완벽 제거

행융합연, 산업폐수 오염물 제거 플라즈마 기술 실증
농약, 의약물, 과불화합물 등 처리 가능

플라즈마 기술로 산업 방류수에 포함된 미규제 미량 오염물질을 효과적으로 분해할 수 있는 방법이 개발돼 수질보전과 수중 생태계 개선에 큰 도움이 될 전망이다.

한국핵융합에너지연구원(이하 핵융합연)은 플라즈마기술연구소 홍용철 박사팀이 성균관대, 아주대, 다이텍연구원과 공동연구로 기존 분해효율이 낮은 난분해성 미량 오염물질을 해결할 수 있는 수중 플라즈마 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.

오염물질 제거 수중 플라즈마 기술을 개발한 홍용철 박사 연구팀. 한국핵융합에너지연구

이번 연구는 실제 제약·전자·염색산업 현장 방류수를 대상으로 잔류의약물, 농약, 과불화합물 등 미규제 미량 오염물질 처리 결과를 분석해 큰 의미를 갖는다.

산업폐수는 물환경보전법에 따라 엄격하게 관리되지만, 정화를 마친 방류수에서도 난분해성 오염물질이 1조분의 1(ppt) 또는 10억분의 1(ppb) 수준 미량으로 남아있는 사례가 보고되고 있다. 

그러나 오염물질이 극미량이라도 장기간 축적될 경우 슈퍼박테리아 발생이나 생물 중성화 등 생태계에 영향을 미칠 수 있다.

이에 연구팀은 수중에서 플라즈마를 생성할 때 발생하는 오존, UV 등 다량의 산소 활성종을 이용해 난분해성 미량 오염물질의 분자구조를 파괴하는 원리를 구상했다.

이를 실제 산업현장에서 기존 수처리공정을 마친 방류수로 실험을 진행한 결과 모든 잔류의약 구성물질이 비검출 수준으로 사라졌고, 특히 농약류는 87% 이상 제거되는 것을 확인했다.

이와 함께 오염에 민감한 제브라피시를 활용해 수중 생태독성을 평가한 결과 플라즈마 처리수에서는 배아의 독성이 크게 줄고  부화율은 증가한 것으로 나타났다.

전자산업 폐수를 플라즈마 처리한 결과(제브라피쉬 배아독성 50%→27% 감소, 부화율 0%→10% 증가). 한국핵융합에너지연구원

연구팀은 이번 성과를 바탕으로 시간당 1.5톤, 6톤, 10톤 등 방류수 양을 증가시키며 수중 플라즈마 기술 효과를 검증했고, 향후 시간당  30톤 처리도 가능한 시스템을 개발하는 등 상용화 기반을 마련할 계획이다.

홍 박사는 “수중 플라즈마 기술은 UV, 오존 등이 함께 생성돼 오염물질을 제거함으로써 다른 화학물질 투입이 필요없다”며 “ 이번 기술이 실제 수처리 현장에 적용될 수 있도록 후속연구를 진행할 예정”이라고 설명했다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.com