프라이팬 표면 코팅, 발암가능성 높은 '과불화합물' 분해하는 기술 개발

원자력연, 과불화옥탄산 처리하는 '전자빔 산화․환원 라디칼 조합 기술' 개발

원자력연구원 연구진이 전자빔 장비를 조작하고 있다. 한국원자력연구원 제공

원자력연구원 연구진이 전자빔 장비를 조작하고 있다. 한국원자력연구원 제공종이컵이나 프라이팬 표면 코팅에 쓰이지만, 체내에 오랜 기간 쌓이며 발암 가능성과 태아 기형 등 다양한 인체 유해성이 보고된 과불화합물을 효율적으로 처리할 수 있는 기술이 나왔다.

6일 한국원자력연구원에 따르면 첨단방사선연구소가 과불화합물 중에서도 유해성이 높아 발암물질로 분류되는 과불화옥탄산(PFOA)을 전자빔을 조사해 효율적으로 환원‧분해하는 '전자빔 산화‧환원 라디칼 조합 기술'을 개발해 특허출원을 마쳤다.

해당 기술을 이용하면 1ℓ당 10㎎ 농도의 과불화합물 하수·폐수를 하루에 수천t씩 처리할 수 있다. 국내 하수 1ℓ당 과불화합물 농도가 이보다 수백만 배 낮기 때문에 하수·폐수 전량을 처리할 수 있을 것으로 연구진은 보고 있다.

물 분자에 전자빔을 쏘면 다양한 산화·환원 라디칼(활성이 높아 화학반응을 쉽게 일으키는 물질)이 생성된다는 것에 주목한 연구진은 환원 라디칼 생성을 극대화하고 산화 라디칼을 최소화하기 위한 다양한 방법을 연구했다.

그 결과, 물의 pH를 알칼리성으로 조정하고 용존산소 농도를 낮추는 등 화학 조건을 최적한 후 환원 라디칼을 활성화할 수 있는 유도물질을 전자빔과 함께 조사하면 과불화합물의 분해가 매우 효과적임을 실험으로 확인했다.

탄소와 불소가 강하게 결합한 과불화화합물은 포장재와 코팅제 등에 흔히 사용되며 하수·폐수에서도 검출된다. 쉽게 분해되지 않으면서 체내에 오랜 기간 축적될 경우 발암, 태아 기형, 면역독성 등 다양한 인체 유해성이 보고되며 각국에서 사용을 줄이기 위한 논의가 진행 중이다.

연구를 주도한 유승호 박사는 "과불화합물에 대한 기존의 화학적 처리기술과 비교해 오염을 최소화하고 짧은 시간에 대용량 처리가 가능한 것이 특징"이라며 "과불화합물 처리 외에도 지하수의 질산성 질소와 브로메이트 등 여러 난분해성 오염물질 처리에도 적용할 수 있도록 후속 연구를 진행할 예정"이라고 말했다.

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