생물적 환경정화

생물적 환경정화의 방법과 잠재성

[객원에디터2기|성민경기자] 생물적 환경정화는 원핵생물, 곰팡이, 식물 등의 (미)생물의 오염물질 분해 능력을 이용하여 오염토양 또는 지하수를 처리하는 기술이다. 현재 이 기술은 에너지, 정보통신, 의료, 교통 등과 함께 21세기를 이끌어 갈 유망 산업으로 기대되고 있는 환경산업 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있는 핵심 기술이다. 

지구 상에 생명체가 생성된 이후 토양은 모든 생명체가 살아가는 터전으로서 역할을 수행해 왔다. 하지만 인구의 급속한 증가와 급격한 산업화와 도시화가 이루어지면서 오염물의 발생량이 토양의 정화능력을 넘어서게 되었고, 현재 토양오염은 인류의 생존을 위협하는 수준에 이르고 있다. 이로 인해 몇몇 선진국에서는 이미 오래전부터 토양오염 문제의 심각성을 깨닫고 막대한 투자를 통해 오염 방지 및 처리방법에 대한 연구개발을 진행해 왔다. 여러 가지의 가설 중에서 생물적 환경정화는 다른 방법들과 다른 접근을 보여준다.

생물적 환경정화의 방법에는 여러 가지가 있으나, 현장처리 (in situ bioremediation), 부숙화 (composting), 경지이용 (landfarming) 및 반응조 (above-ground bioreactor)로 크게 나누어 설명할 수 있다. 이들 모두 사용되는 목표 물질이 유기합성화합물이라는 점만 다를 뿐 일반 유기물 처리 방법과 유사하다. 유기합성화합물은 유기 화합물의 합성이다. 유기 화합물이란 탄소, 수소 질소, 산소 등으로 이루어진 화합물이다. 유기합성화합물은 유기 화합물의 의도적인 구성과 관련이 있다.

현장처리 (in situ bioremediation)은 오염된 토양이나 지하수에 서식하는 고유의 미생물에 의해 오염물질이 분해되는 작용을 말한다. 이 미생물들에 의한 분해 작용은 일부의 영양원과 전자 수용체가 제한 농도에 이를 때까지 진행되므로, 미생물의 더욱 빠른 증식을 위해 질산염과 인산염과 같은 무기질 비료를 더하기도 한다. 이 방법은 원유 등에 의해 넓은 지역이 오염된 경우에 적용할 수 있다. 하지만 일부 오염 성분의 난분해성과 처리 효과가 부지 특성의 영향을 받는다는 점이 단점이다.

퇴비는 고형의 유기물 비료로서 작물의 영양 공급과 토양 개량을 목적으로 토양 표면에 직접 시비하는 거름을 말하며 미생물이 매우 풍부한 물질이다. 생물적 환경정화에 퇴비화를 사용하는 경우는 저항성 있는 화학폐기물질의 농도가 높은 경우에 사용된다. 경지이용은 현장처리 기법과 매우 비슷한 경우이지만, 지리적인 측면에서 세심한 고려가 필요하다는 것이 조금 다르다. 이 방법의 단점은 진행이 매우 늦고 완벽하지 않을 뿐만 아니라, 중금속 물질이 토양에 집적되기 때문에, 이 방법이 진행된 토양에서는 작물재배뿐만 아니라 목축 등도 엄격히 규제되어야 한다.

마지막 방법은 반응조이며, 이 방법은 오염물질이 활성탄, 플라스틱 구슬, 유리구슬, 혹은 규조토 등으로 충진 된 표면적이 넓은 반응조로 유입하여 처리하는 과정이다. 인공적으로 일정한 반응조를 만들어 효율을 극대화하는 방법이며, 하수 처리 등 여러 면에서 이용되고 있다.

환경공해 물질이 생물체에 큰 영향을 미치는 만큼, 우리는 이러한 물질들을 제거하기 위한 노력들을 하고 있다. 현재 사용하고 있는 오염토양의 소각, 매립지 상하부의 밀폐, 화학처리 등을 포함한 물리, 화학적 방법들은 많은 처리 비용과 장비가 필요할 뿐만 아니라 2차 오염을 일으켜 앞으로 계속 사용할 정화방법으로는 적합하지 않다. 

이에 반해, 미생물을 이용한 생물적 환경전화는 기존의 방법에 의한 처리기술보다 오염물질 분해에 효과적이고, 처리비용이 저렴하며, 환경친화적인 새로운 청정기술로, 장기적으로는 석유산업 및 군사, 농업지역의 토양오염 방지와 환경보호 효과 또한 얻을 수 있다.