Science
음용수에 함유된 살아 있는 미생물을 잡는 UV 처리
장종엽엔에스
2010. 4. 29. 21:50
| KISTI 미리안『글로벌동향브리핑』 2010-04-26 | ||||||
동 대학 환경 공학과 소속의 Hadas Mamane 박사와 생활과학부 소속의 Eliora Ron 교수, 기계공학부 박사 과정 학생인 Anat Lakretz 등을 주축으로 하는 연구진은 음용수에 함유되어 있는 미생물(microorganism)을 제거하기 위한 적정 UV 파장을 결정했다. 연구진의 접근 방식은 건강을 위협하는 미생물을 제거하기 위하여 대규모 담수화 설비뿐 아니라 수처리 시설에 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 한편 이러한 과정을 통하여 수처리 시설 및 담수화 설비는 그 효율성이 더욱 개선될 것으로 예측된다. 자외선 조사(UV light irradiation)는 물의 살균 소독을 위한 주요 공정으로 잠차 사용이 증가되고 있다고 Lakretz는 밝혔다. 최근 연구에서 연구진은 이러한 자외선 조사 처리가 물에서 자유롭게 움직이는 박테리아를 사멸시키기 위하여 어떻게 최적화되는지를 보여 주었다. 한편 물에 함유되어 있는 박테리아는 내부 물 분배관에 고착되어 담수화 설비 내에서 박테리아성 바이오필름(bacterial biofilm)을 생성하여 필터의 막힘 현상을 유발한다고 Lakretz는 지적했다. 의도 하지 않았던 박테리아의 표면 고착을 생물부착(bio-fouling)이라고 명명하며, 생물부착을 해결하는 데 많은 비용이 소요된다. 음용수를 마실 때, 물에 함유되어 있는 미생물을 함께 마신다고 생각하는 사람은 아무도 없을 것이다. 또 미생물이 필터의 막에 있는 기공에 고착될 때 미생물은 심각한 문제를 일으킨다고 Lakretz는 밝혔다. 조사(irradiation)는 물에 부유하고 있는 미생물의 활성을 제거하기 위한 전처리로 이용될 수 있으며, 조사를 수행하는 2차적인 목적은 생물부착을 예방하는 데 있다. Biofouling 저널에 발표된 연구진의 논문에서 연구진은 음용수에서 일반적으로 관찰되는 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)에 대한 목표 UV선 파장을 찾았다고 밝혔다. TAU 연구진은 220-280 나노미터(nm) 규모 내의 UV 파장을 조사하여, 254-270 nm 범위의 파장이 물을 효과적으로 살균시킬 수 있다는 사실을 발견했다. 또 동일한 파장 범위에서 담수화 설비 내 박테리아의 부착으로부터 막을 가장 청정하게 유지할 수 있었다. 가정용 수질 시스템에서 찾아볼 수 있는 단일 파장 UV 램프보다 더 개선된 다파장 UV 스펙트럼을 방출시키는 특별한 램프가 이용됐다. UV 조사는 UV 불활성화를 수행한 후에도 물에서 박테리아의 재성장을 예방한다. 미생물을 제어하고 사멸시키는 가장 좋은 방법은 미생물의 DNA를 손상시키는 것이라고 Lakretz는 밝혔다. UV 광(UV light)이 유발하는 손상은 물에 다른 부작용 효과는 나타내지 않는다고 그녀는 덧붙였다. 부가적으로 박테리아에 의한 생물막 형성의 예방은 UV 양에 좌우된다. 연구진은 UV 광의 양이 더 증가될 때, 더 적은 생물부착이 관찰됐다고 보고했다. 이 접근 방법은 극심한 설사 및 죽음까지 유발하는 두 가지 유해한 기생충인 지알디아(Giarrdia)와 크립토스포리디움(Cryptosporidium) 등과 같은 물질을 염소로 처리했을 때처럼 부정적인 영향을 초래하지 않는 기생충에 훨씬 더 유용하다. 개발도상국에 거주하는 어린이, 노인 등은 특히 취약하다. 음용수 공급망으로 누수된 하수는 박테리아 오염 측면에서 큰 문제를 유발하고, UV 광은 이러한 상황을 치유할 수 있다고 Lakretz는 밝혔다. 소량의 염소 또는 다른 산화제는 아직까지 분배관을 따라 물로 유입할 수 없는 잔여 박테리아를 제어하는 데 필요할 것이다. 그러나 물을 살균하는 동시에 생물부착까지 줄여주는 새로운 접근 방법은 염소에서 발생할 수 있는 발암성 물질 역시 억제할 수 있다. 텔아비브 대학 연구진은 청정 기술의 연구 및 상업화를 목표로 하는 이사라엘 연구 중심 프로젝트인 MAGNET 컨소시엄에 참여하고 있다.
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