미생물 든 액체거품 뿌려 악취 분해… 남경필 교수팀 새 기술

서울 성동구 뚝섬체육공원의 승마장, 경기 안산시 반월공단, 충남 서해안 태안반도의 공통점은? 요즘 심한 악취 때문에 인근 주민들의 불만이 큰 곳이다. 뚝섬승마장은 말똥 냄새가 진동하고 안산 반월공단은 5700여개 업체에서 악취를 내뿜으며 태안반도의 해수욕장이나 낚시터에는 주말에 찾아왔던 관광객이 버리고 간 쓰레기에서 심한 악취가 풍기고 있다.

사람의 코를 자극해 불쾌감을 가져오고 심한 경우 두통이나 구토 증상을 일으키는 악취. 이 불쾌한 냄새를 효과적으로 없애는 방법은 없을까.

현재 악취를 잡아내는 데 가장 유용한 방법은 미생물을 이용한 것. 미생물은 오염을 일으키지 않아 자연친화적이라는 사실이 강점이다. 또 생선 비린내를 일으키는 아민, 휘발성 지방산 등 큰 분자 형태의 유기물 악취를 물이나 이산화탄소같이 작은 분자로 잘게 분해할 수 있는 것도 미생물뿐이다.

미생물로 악취를 잡는 대표적인 방식은 바이오필터. 구멍이 숭숭 뚫린 세라믹이나 특수 스펀지에 악취 분해 미생물을 집어넣은 것으로 공기 중에 퍼져 있는 악취 물질을 정화한다. 마치 거미가 거미줄을 치고 먹이를 기다리는 것처럼 악취가 걸려들기를 기다리는 방식이다.

앞으로 악취 제거법은 ‘거미 방식’에서 ‘스파이더맨 방식’으로 변신할 것으로 보인다. 최근 서울대 지구환경시스템공학부 남경필 교수팀이 1년간의 연구 끝에 악취 분해 미생물이 든 액체거품을 처음으로 개발했기 때문.

남 교수의 아이디어는 스파이더맨이 거미줄을 쏘아 악당을 꼼짝못하게 하듯이 악취 발생 지역에 악취 분해 미생물이 포함된 거품을 뿌리는 것이다. 악취가 오기를 소극적으로 기다리는 것이 아니라 악취가 있는 곳을 적극적으로 공략하는 방식이다. 남 교수는 “악취 제거에 거품과 미생물을 결합시킨 것은 세계 최초”라고 15일 밝혔다.

이 새로운 악취 제거법은 지난달 말에 미국 뉴올리언스에서 열린 제104회 미국 미생물학회에서 발표돼 여러 외국 학자들과 언론의 주목을 받았다. 남 교수의 발표 내용은 주최측에서 미리 보도자료로 배포했고, 영국 과학주간지 ‘뉴사이언티스트’에서는 현지 취재를 통해 지난달 31일자 인터넷판에 기사화했다.

‘스파이더맨 방식’ 악취 제거법의 핵심은 거품이다. 면도거품이나 무스와 비슷한 형태로 악취 물질이 공기 중으로 퍼지는 것을 막고 악취 분해 미생물에 영양분을 공급하는 역할을 한다. 남 교수는 “거품은 가능하면 부피가 크고 오래 유지되게 만드는 것이 관건”이라고 말했다.

연구팀은 케라틴 단백질, 식물에서 뽑은 계면활성제(사포닌) 등으로 최적 상태의 거품을 만들어냈다. 이런 물질을 섞은 액체를 거품발생기에 통과시키자 부피가 35배로 ‘뻥튀기’됐고 발생된 거품이 반으로 줄어드는 데는 24시간이 걸렸다.

남 교수는 “손톱, 머리카락, 동물 깃털을 이루는 단백질인 케라틴처럼 거품을 구성하는 물질은 모두 자연 분해된다는 게 특징”이라고 말했다.

연구팀은 악취 분해 미생물로 활성슬러지 미생물을 사용했다. 활성슬러지는 폐수처리장에서 쓰이는 것으로 1만종 이상의 미생물이 군집을 이루며 살아간다. 계란 썩는 냄새를 일으키는 황화수소를 분해하는 티오바실루스(Thiobacillus), 암모니아를 분해하는 니트로소모나스(Nitrosomonas), 아민을 분해하는 슈도모나스(Pseudomonas) 등이 포함돼 있다.

실험실에서 가축 분뇨를 대상으로 활성슬러지 미생물이 든 최적의 거품을 뿌리자 암모니아는 3분의 2, 황화수소는 4분의 3이 제거되는 좋은 결과가 나왔다.

이 연구의 목적은 축산 관련 시설에서 나는 악취를 막기 위한 것이다. 현재 농림부와 ㈜환경바이오가 지원하는 3년짜리 프로젝트 가운데 1년이 진행된 상태다. 연구팀이 개발 중인 기술은 쓰레기 매립지, 폐수처리장, 공단지역 등에서 쓰일 수 있다. 또 생활 주변의 악취를 제거하는 용도의 상품으로도 개발될 수 있다.

요즘 남 교수는 미국 노스캐롤라이나대, 영국 실소에연구소, 호주 환경보호당국에서 e메일을 통해 공동 연구를 제안받고 있지만 정작 본인은 아직 연구 중이라며 거절하고 있다고 한다.

이충환 동아사이언스기자 cosmos@donga.com