국내 연구진이 수소와 질산염 이용해 암모니아를 만드는 박테리아 분리에 성공했다. 탄소배출를 저감하고 수계 부영양화를 방지하는 기술로 활용될 것으로 기대된다.
환경부 소속 국립생물자원관은 수소 기체와 물속의 질산염을 이용해 암모니아를 만들 수 있는 박테리아 2종 분리 배양에 성공했다고 17일 밝혔다.
국립생물자원관은 한국과학기술원(KAIST) 윤석환 교수진과 공동으로 올해 초부터 물 속의 질산염을 제거할 수 있는 생물자원을 찾던 중, 대전광역시의 하수처리장에서 질산염을 암모니아로 전환하는 박테리아 2종을 확보했다.
이들 박테리아 2종은 '아크로박터(Acrobacter)속'과 '설푸로스피릴룸(Sulfurospirillum)속'으로 수소 기체를 이용해 물 속의 질산염을 암모니아로 전환하는 능력을 갖춘 것으로 나타났다.
연구진은 이번에 분리한 박테리아 2종이 국내외 최초로 자연환경 조건에서 별도의 유기물을 공급하지 않아도 수소 기체로 호흡(혐기성 미생물)하여 질산염을 암모늄이온(NH4+)으로 전환할 수 있는 것으로 확인했다.
박테리아를 이용해 초소량의 수소로 질산염을 제거하면서 암모니아(NH4)를 만들어내 질소비료를 지속적으로 생산할 수 있는 것이다.
과거 전기촉매 방식이나 미생물을 이용해 질산염을 암모니아로 변환하여 질소비료를 생산하는 방법들이 시도됐다. 그러나 극산성, 고질산염 등 복잡한 반응조건, 별도의 유기물을 지속적으로 공급해야 하는 문제 등으로 현장에서 활용하기 어려웠다.
연구진은 이번 박테리아 2종이 기존 질소비료를 대체하기 위한 원천소재로 활용될 수 있다고 보고 관련 특허출원도 앞두고 있다.
특히 이번 연구는 태양광 등 재생에너지로 생산된 수소(그린수소)와 박테리아를 이용해 물속의 질산염을 제거하면서 질소비료를 생산할 수 있다는 가능성을 제시했다. 탄소배출저감 및 수계 부영양화 방지에 도움을 주며 자연계에서 활용성이 높은 기술을 찾았다는 평가다.
이병희 국립생물자원관 유용자원분석과장은 “우리나라 생물자원이 가지고 있는 유용한 가치를 탐색하여 확보된 생물자원이 저탄소 녹색기술 개발에 활용될 수 있도록 연구에 박차를 가하겠다”라고 밝혔다.
이준희기자 jhlee@etnews.com
