[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 미세플라스틱과 질산화 미생물의 상호작용을 규명했다. 이에 하수처리시설의 미세플라스틱 정화기술 개발에 탄력이 붙을 것으로 전망된다.
한국기초과학지원연구원(KBSI)은 서울센터 정슬기 박사 연구팀이 컬럼비아대학교 연구팀과 함께 미세플라스틱이 질산화 공정의 효율 및 미생물의 기능성 유전자 발현에 미치는 효과를 확인했다고 12일 밝혔다.
하·폐수 내 질소성분은 수생태계의 부영양화 등 다양한 수질오염을 야기한다. 질산화 공정은 미생물을 이용해 하·폐수 내 질소 제거를 목적으로 하는 생물학적 고도처리 방법이다.
연구팀은 회전 디스크 공초점 현미경을 활용해 미세플라스틱과 질산화 미생물의 상호작용을 관찰했다.
플라스틱의 크기에 따른 차이를 확인하기 위해 50nm와 500nm 두 가지 크기의 폴리스티렌(PS)을 생물반응조에서 배양한 질산화 미생물에 노출시켰다. 이어 암모늄(NH4+)에서 아질산염(NO2-), 질산염(NO3-)으로의 산화과정은 물론 질산화를 일으키는 미생물이 갖고 있는 특정 암모니아 산화 유전자인 amoA(마커 유전자)의 발현 정도를 관찰했다.
그 결과, 500nm PS에 노출된 미생물은 질산화 공정효율에 영향을 주지 않았으나 더 미세한 50nm PS에 노출된 미생물은 질산화 효율에 영향을 주는 아질산염(NO2-)과 질산염(NO3-)의 생성이 500nm PS 노출군에 비해 저하되는 것으로 나타났다.
이는 하·폐수처리 공정에서 가장 어렵고 중요한 질소와 같은 영양염류 제거에도 큰 영향을 줄 수 있음을 의미한다.
다만 미세플라스틱이 특정 암모니아 산화 유전자(amoA)의 발현을 방해하지는 않은 것으로 관찰됐다. 공초점 현미경 관찰 실험을 통해 미세플라스틱 입자 대부분이 미생물의 체내로 들어가지 않고, 주변에 별도로 분포하는 것을 확인할 수 있었다.
정슬기 박사는 “명확한 작용원리를 알기 위해서는 미세플라스틱의 전하와 같은 입자의 특성, 크기, 종류, 함유된 유해물질 등 다양한 조건에 따라 어떻게 영향을 주는지 살펴봐야 한다”며 “향후 미세플라스틱과 같은 미세입자들의 생태독성학적 영향과 환경에서의 거동분포 등 위해성 규명관련 후속연구를 계속해 나갈 것”이라고 말했다.
