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연구 결과 수자원 분야 JCR 1위 학술지인 ‘워터 리서치’에 두 차례 게재

대학원 미래과학기술융합학과 이병준 교수 연구팀이 수질 오염을 유발하는 뻘 퇴적층의 형성과정에 큰 영향을 미치는 미세조류(녹조)와 점토질(토양) 입자 간 응집 현상을 규명했다.

우리나라를 비롯한 전세계 물 환경은 최근 기후변화와 대규모 토목사업으로 인해 급격한 변화를 겪고 있다. 기온 상승으로 하천과 호소에서 녹조가 번성하고 집중강우는 토양 입자를 쓸어내려 탁수를 일으킨다. 마이크로미터 크기의 작고 가벼운 미세조류와 점토질 입자들은 서로 엉겨붙어 큰 응집체를 형성한 후 하천과 호소의 바닥으로 가라앉는다. 이러한 물 환경에서의 미세조류와 점토질 입자 응집 현상은 종종 보고됐으나, 구체적인 메커니즘 규명은 현재 진행 중이다. 미세조류는 생물학 영역, 점토질 입자는 지질학 또는 공학 영역으로 인식되어 이들 간 융합연구가 미비한 상황이다.

연구팀은 미세조류가 생산하는 생체고분자물질(Biopolymers)을 매개로, 미세조류-점토질 입자 응집 메커니즘을 규명했다. 미세조류 성장 단계별로 생체고분자물질 생산량을 정성·정량 분석해 생체고분자물질이 미세조류-점토질 입자 응집에 미치는 영향을 관찰했다. 그 결과, 미세조류 성장 부산물인 생체고분자물질을 매개로 미세조류-점토질 입자 간 응집이 가속화되는 것을 확인했다. 연구팀은 이렇게 만들어진 미세조류-점토질 거대 응집체는 최종적으로 하천과 호소 바닥면에 가라앉아 뻘 퇴적층을 형성하며 물 환경 저해 요인으로 작용한다고 설명했다.

이병준 교수는 “물 환경에서 미세조류와 점토질 입자들은 각각 생물체, 무생물체로써 무관한 것처럼 보이지만, 이들 입자들은 응집하는 과정에서 서로의 거동·운명을 결정한다. 이번 연구는 생물과 무생물 융합의 관점에서 미세조류와 점토질 입자 간 상호작용과 응집 현상을 연구한 점에서 큰 의미가 있다.”라며, “이번 연구를 바탕으로 향후 물 환경에서의 탁수, 뻘 퇴적층, 그리고 녹조 발생을 최소화할 수 있는 최적 수질과 수자원 관리 방안을 도출할 수 있으리라 기대한다.”라고 밝혔다.

이번 연구는 경북대 에너지환경연구소 응웬호큐(Nguyen Ho Que) 박사가 제1저자, 이병준 교수가 교신저자이며, 한국연구재단 개인기초연구지원사업과 한국수자원공사 개방형혁신R&D연구개발사업 지원으로 수행됐다.

연구 결과는 수자원 분야 JCR 1위 학술지인 ‘워터 리서치(Water Research)’ 4월 15일자와 11월 1일자 등 두 차례에 걸쳐 게재됐다.