전북대학교(총장 양오봉) 오병택 교수(생명공학부 환경생명공학전공) 연구팀이 세계적으로 널리 사용되는 유기인계 살충제인 ‘클로르피리포스(Chlorpyrifos, CPF)’를 98% 이상 제거하는 데 성공했다.
이번 연구 성과는 세계적 권위 학술지인 ‘Chemical Engineering Journal(Impact Factor 13.2, JCR 상위 3.0%)’에 게재되며 국제적으로도 그 가치를 인정받았다. 농약 오염으로 인한 토양·생태계 피해를 근본적으로 해결할 수 있는 친환경 해법으로 주목받고 있다.
클로르피리포스는 전 세계 농업 현장에서 널리 사용되는 살충제다. 토양에 장기간 잔류하며 인체와 생태계에 심각한 피해를 유발한다. 지금까지 다양한 제거 시도가 있었지만, 높은 효율성과 안전성을 동시에 확보한 기술은 드물었다.
이를 해결하기 위해 오 교수팀은 Streptomyces pactum(AR-8) 균주와 전기화학 처리를 접목한 ‘바이오-전기화학 시스템(BES, Bio-electrochemical system)’을 고안했다.
이를 통한 실험 결과, 단일 미생물 분해(59.87%)나 단순 전기분해(3.44%)에 비해 바이오-전기분해는 무려 80.15%의 분해율을 보였고, 조건 최적화를 거쳐 최대 98.54%까지 제거하는 성과를 달성했다. 이는 사실상 완전한 무독화(mineralization)에 가까운 수준이다.
연구팀은 HPLC-MS/MS 분석을 통해 CPF가 독성이 낮은 중간체로 분해되는 경로도 규명하며 생태학적 안전성도 검증했다. 이 검증에는 지렁이가 활용됐다. 실험 결과, CPF에 오염된 토양에서는 지렁이의 생존율 저하, 성장 억제, 체내 축적 현상이 뚜렷했지만, BES 처리 토양에서는 이 같은 부정적 영향이 크게 줄었다. 특히 지렁이의 생리 지표와 장내 미생물 군집에 악영향이 거의 나타나지 않아 기술의 생태학적 안정성까지 입증했다.
제1저자로 이번 연구를 주도한 P. Sathya 박사과정생은 “실험 과정에서 확인된 에스터라제와 OPH 등의 효소 활성 증가가 미생물이 전기 자극을 받아 더 활발히 작용했음을 보여준다”며 “이는 미생물 기반 오염 정화 기술의 새로운 가능성을 열었다”고 설명했다.
오병택 교수는 “이번 연구는 잔류 농약의 완전 분해뿐 아니라 독성 저감과 안전성까지 규명한 지속가능한 정화 기술이라는 데 의의가 있다”며 “농업과 환경 분야에서 널리 활용될 수 있을 것”이라고 강조했다.
김미진 기자
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