[더테크=이지영 기자] 한국과학기술원이 국가적 과제로 떠오른 수자원 확보를 위한 새로운 패러다임을 제시했다.

한국과학기술원(KIST)은 19일 물자원순환연구단 이승학, 정재식, 김상현 박사 연구팀이 오염물질로 알려진 ‘질산성 질소’에 의해 땅속 수질 자정효과가 향상되는 현상을 발견했다고 밝혔다.

최근 기후변화로 인해 극단적인 집중호우 현상이 잦아지면서 전 세계 가 홍수와 가뭄에 시달리고 있다. 이 때문에 연중 안정적인 수자원을 확보하는 일은 ‘물 안보’로 불리는 국가적 과제가 됐다.

수자원의 여유가 있을 때 땅속에 지하수 형태로 보관하다가 필요한 시기에 사용하는 ‘인공함양’이 수자원 관리기법으로 주목받고 있다.

인공함양기법에서 함양수에 포함된 유기 오염물질이 토양에 있는 미생물과 철산화 광물과의 상호작용으로 분해된다. 다만 철산화광물 또한 점차 변이되고 감소하면서 수질의 자정작용이 중단된다.

인공함양기법을 적용하기 위해서는 수질을 관리하고 예측하는 것이 중요한데, KITS 연구팀의 연구성과를 통해 인공함양 시스템의 수질 관리전략이 전환점을 맞이할 것으로 기대된다.

연구팀은 함양수에 질산성 질소가 공존하면 새로운 형태의 철산화 광물이 생성되면서 화학양론적으로 예측되는 유기 오염물질의 제거율보다 훨씬 높은 제거율을 보인다는 점을 발견했다.

질산성 질소가 공존하는 환경하는 유기 오염물 분해를 짓혹할 수 있다는 새로운 종의 철산화광물이 생성되기 때문에 자정작용의 지속시간이 늘어나는 것이다. 게다가 오염물질인 질산성 질소가 연쇄반응을 걸치며 스스로 분해되는 사실도 밝혀냈다.

이승학 KIST 박사는 “수질 오염물질로만 알려진 질산성 질소의 긍정적인 역할을 처음으로 확인한 연구결과”라며 “연구 결과를 토대로 인공함양 전처리 과정에 진산성 질소의 잔류 허용기준을 도입하는 등 기존 수질관리 패러다임을 바꿀 수 있는 기법을 개발하고 있다”고 밝혔다.

이번 연구는 국제 학술지 ‘Water Research’에 대수층 저장 및 회복 중 철분화 환원을 통한 용존유기탄소 감쇠에 대한 질산염의 시너지 효과라는 제목으로 게재됐다.