대기오염 원인물질로 오염된 물 깨끗하게 만든다

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 미세먼지 원인 물질로 알려진 질소산화물을 없애면서 하·폐수를 정화할 소재로 활용할 방법을 제시했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 김종식·하헌필 극한소재연구센터 박사팀이 정근홍 육군사관학교 물리화학과 교수팀과 공동연구를 통해 하·폐수 속 난분해성 유기물을 분해할 수처리용 고효율 질소산화물 기반 분해제 촉매를 개발했다고 20일 밝혔다.

김종식 한국과학기술연구원 책임연구원(왼쪽)과 정근홍 육군사관학교 교수(오른쪽).(사진=한국과학기술연구원)

오염된 물에 포함된 페놀, 비스페놀A는 분해하기 어려운 난분해성 유기물이다. 이러한 유기물은 물에 황산제이철 응집제를 넣어 바닥에 침전시켜 없애거나 유기물 분해제로 변하는 물질인 과산화수소나 오존을 넣어 물, 일산화탄소, 이산화탄소로 바꿔 없애야 한다. 응집제는 응집, 침전물들을 다시 제거해야 하는 추가 공정이 필요하고, 분해제는 유기물을 분해한 후 추가 분해능력을 잃고 기체화되기 때문에 한번만 사용할 수 있다. 기존 분해제보다 수명이 길면서 유기물 분해능력이 좋은 방법도 있지만 극한의 산성조건 등 까다로운 조건을 만족시켜야 했다.

연구팀은 우선 질소산화물을 질소산화물 분해제로 바꾸는 촉매 합성법을 만들었다. 이산화망간 촉매 표면에 질소산화물을 고정시켰다. 이후 150도 이하의 차가운 공기 중에 질산염을 촉매 표면에 고정시켰고, 이 촉매와 과산화수소를 물에 넣어 촉매 표면에 고정된 질산염 분해제를 만들었다.

분해제는 염색 폐수 실험에서 기존 분해제 보다 하·폐수 정화효율이 5~7배 높게 나타났다. 제조단가가 기존 촉매(철염) 대비 30% 이상 싸고, 대량생산하기 쉽다. 한번만 쓸 수 있었던 기존 촉매와 달리 최소 10번 이상 쓸 수 있다.

김종식 박사는 “국내환경기업에 기술을 이전했다”며 “촉매의 대량합성이 쉽고, 기존 하·폐수 처리 공정에 바로 적용할 수 있기 때문에 수처리 산업계에서 실용화할 수 있다”고 말했다.

연구결과는 미국화학학회지 ‘JACS Au’ 최신호에 게재됐다.