국립생물자원관-카이스트 건설및환경공학과 공동 연구팀
미량 수소기체와 물 속 질산염으로 암모니아 변환 미생물 분리
기존 질소비료 생산법보다 현장 활용 유용, 청정 기법

국내 연구진이 하천의 녹조와 지하수 오염의 원인 물질로 꼽히는 질산염을 암모니아로 전환시킬 수 있는 박테리아를 찾아냈다.

환경부 국립생물자원관, 카이스트 건설및환경공학과 공동 연구팀은 미량의 수소 기체와 물 속 질산염을 이용해 암모니아를 생산할 수 있는 박테리아 2종을 분리 배양하는데 성공했다고 17일 밝혔다.

연구팀은 물 속 질산염을 제거할 수 있는 생물자원을 찾던 중 대전의 하수처리장에서 질산염을 암모니아로 바꿀 수 있는 박테리아 2종을 찾아냈다. 이번에 발견한 박테리아는 아크로박터 속(屬), 설푸로스피릴룸 속으로 미량의 수소 기체를 이용해 물 속 질산염을 암모니아로 전환하는 능력을 갖추고 있는 것으로 확인됐다. 또 자연환경 조건에서 별도의 유기물을 공급하지 않아도 수소 기체로 호흡해 질산염을 암모늄 이온으로 전환할 수 있다. 즉, 박테리아와 초소량의 수소로 질산염을 제거하면서 암모니아를 만들어 내기 때문에 이를 활용해 질소비료를 지속적으로 생산할 수 있다.

기존에도 미생물로 질산염을 암모니아로 변환한 뒤 질소비료를 생산하는 방법이 있었지만 강산성, 고질산염 등 복잡한 반응조건이 필요하거나 별도의 유기물을 지속적으로 공급해야 하기 때문에 현장에서 활용하기 쉽지 않았다.

연구팀은 이번에 발견된 박테리아 2종이 기존 질소비료 생산방식을 대체할 수 있을 것으로 보고 관련 특허출원도 앞두고 있다.

연구를 이끈 윤석환 카이스트 교수는 “이번 연구는 태양광 같은 재생에너지로 생산된 수소와 박테리아를 이용해 물 속의 질산염을 제거하면서 질소비료를 생산할 수 있다는 가능성을 제시했다는데 의미가 크다”며 “탄소배출저감은 물론 물 속 부영양화 방지에 도움을 줘 자연계에서 활용성이 높다”고 말했다.