국내 연구진이 늦가을부터 이듬해 봄까지 발생해 사람들을 괴롭히는 미세먼지의 원인물질을 이용해 하수와 폐수를 깨끗하게 정화하는 기술을 개발해 주목받고 있다.

한국과학기술연구원(KIST) 극한소재연구센터, 육군사관학교 물리화학과 공동연구팀은 미세먼지 원인 물질이자 대기오염물질로 알려진 질소산화물을 이용해 하수, 폐수 속에 유기물을 손쉽게 분해해 깨끗하게 정화할 수 있는 기술을 개발하고 국내환경기업에 기술이전에 성공했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발간하는 화학분야 국제학술지 ‘JACS Au’에 실렸다.

산업폐수나 하수에는 페놀, 비스페놀A와 같은 분해가 어려운 유기물질들이 많이 포함돼 있다. 이를 제거하기 위해 물에 황산제이철이라는 응집제를 넣어 바닥에 침전시켜 제거하거나 과산화수소나 오존을 과량 주입해 유기물을 물, 일산화탄소, 이산화탄소로 변환시켜 제거하는 방식을 썼다. 문제는 응집제를 사용할 경우는 별도의 공정이 필요하고 분해제는 재사용이 어렵다는 단점이 있다는 것이다. 이에 연구팀은 질소산화물은 자동차나 공장 배기가스에 포함돼 있고 햇빛을 만나 초미세먼지로 바뀌어 황산화물과 함께 미세먼지 원흉으로 알려진 질소산화물에 주목했다.질소산화물을 폐수, 하수 분해제로 사용하기 위해서는 방사성 물질과 함께 큰 에너지를 주입하고 극한의 산성조건을 만들어줘야 한다는 문제가 있다. 이에 연구팀은 질소산화물을 촉매로 활용하는 방법을 고안했다. 연구팀은 150도의 저온의 공기에서 질산염을 이산화망간 촉매 표면에 고정시켰다.

이렇게 만들어진 촉매를 적은 양의 과산화수소와 함께 넣으면 질소산화물 분해제를 만들어 내는 것이다. 이렇게 만들어진 질소산화물 분해제는 기존 분해제보다 하수, 폐수 정화효율이 5~7배 이상 높은 것을 확인했다.

또 손쉽게 대량으로 생산할 수 있고 공정비용이 저렴해 기존 분해제 촉매를 만드는 것보다 30% 가량 저렴하다는 장점도 있다. 또 1회용이 아닌 10번 이상 재사용이 가능하다는 장점이 있다.

김종식 KIST 박사는 “국내 환경기업에 기술이전된 이번 기술은 촉매 대량합성이 쉽고 기존 폐수, 하수처리 공정에도 바로 적용할 수 있기 때문에 조만간 상용화될 것으로 기대한다”라고 말했다.