사이공대학교 과학자 팀이 제지 공장 폐수에서 발견되는 미생물 두 종류를 분리해 생분해성 플라스틱을 만드는 데 성공했습니다.
환경과학과 강사인 호끼꽝민 박사와 10명의 동료 연구진이 2020년부터 진행해 온 이 연구는 30일 이내에 분해될 수 있는 생분해성 플라스틱을 개발하는 것을 목표로 합니다. 또한, 순환 경제 모델에 따라 폐기물을 유용한 원자재로 재활용하는 데에도 중점을 두고 있습니다.
민 박사에 따르면 제지 공장, 수산물 가공 공장, 사탕수수 가공 공장 등에서 발생하는 폐수(슬러지 포함)에는 많은 유기 물질이 함유되어 있습니다. 이러한 폐수 환경은 매우 열악하고 독성 물질이 많지만, 미생물은 이러한 환경에 완벽하게 적응하여 체내에서 특정 고분자(생분해성 플라스틱)를 합성하고 축적할 수 있습니다.
연구팀은 띠엔장성 에 있는 제지 공장의 물과 슬러지 샘플을 사용하여 환경 내 미생물 균주를 분석했습니다. 잠재적 병원성 박테리아를 분리, 식별 및 배제하는 과정을 통해 생분해성 플라스틱을 생산할 수 있는 100종 이상의 미생물 균주를 발견했습니다.
연구팀은 생물학적 특성을 분석하여 바실러스 푸밀루스(NMG5)와 바실러스 메가테리움(BP5) 두 균주가 플라스틱 생산 효율이 가장 높은 것으로 평가했습니다. 민 박사는 "분리한 균주 중에는 효율이 더 높은 균주가 아직 발견될 가능성이 있다"고 말했습니다. 실험 결과, 이 두 균주는 건조 중량의 40%를 생분해성 플라스틱으로 축적하는 것으로 나타났습니다.
환경에서 생분해성 플라스틱(흰색)의 생분해성을 테스트하는 모습. 사진: 인터뷰 대상자 제공 .
띠엔장(Tien Giang)에 위치한 제지 공장은 하루 약 3만 m³의 폐수 처리 용량을 갖추고 있으며, 그중 30%인 약 1만 m³가 슬러지입니다. 연구팀은 이론적으로 미생물을 이용해 약 40톤의 생분해성 플라스틱을 생산할 수 있다고 계산했습니다. 그러나 민 박사는 실제로 생산되는 생분해성 플라스틱의 양이 이론치의 절반에 불과하더라도 상당한 차이가 될 것이라고 생각합니다.
분석 결과, 공장 폐수 슬러지에 존재하는 미생물은 환경의 유기물을 먹이로 삼아 물을 정화하는 능력을 가지고 있는 것으로 나타났습니다. 따라서 연구팀은 생분해성 플라스틱을 생산하는 동시에 물을 더욱 효과적으로 정화할 수 있는 활성 슬러지 블록 개발을 제안합니다. 생분해성 플라스틱을 얻기 위해서는 일반적으로 다당류로 구성된 미생물의 세포벽을 화학적 또는 물리적 방법으로 분해해야 합니다. 그런 다음 용매를 사용하여 생분해성 플라스틱을 침전시킵니다. 이렇게 침전된 생분해성 플라스틱은 환경에 존재할 경우 주변 미생물의 먹이가 되어 빠르게 분해됩니다.
연구팀은 제지 공장과 협력하여 연구를 위해 물과 슬러지 샘플을 수집했습니다. 사진: 연구팀 제공.
환경 투자 및 지속 가능한 개발 전문 기업인 SG Workspace의 쯔엉 민 트리 이사는 미생물을 이용한 생분해성 플라스틱 생산 및 폐수 처리 연구가 여러 선진국에서 진행되어 왔으며, 일부 국가에서는 산업 규모로 적용하고 있다고 밝혔습니다. 베트남에서도 환경 보호, 농업 등에 활용될 생분해성 플라스틱에 대한 연구가 일부 진행되고 있습니다.
트리 씨에 따르면, 환경 보호를 위한 재활용 제품 사용 추세는 향후 5~10년 동안 더욱 확산될 것으로 예상됩니다. 그러나 폐기물로 만든 재활용 제품이 시장에서 대중화되고 경쟁력을 갖추려면 기존 제품에 비해 품질과 가격 면에서 우위를 점해야 합니다. 이를 위해서는 바이오플라스틱 제품의 품질을 최적화하고, 대량 생산 시스템을 구축하여 비용을 절감해야 합니다. 동시에 정부 정책은 기존 비닐봉투 사용을 제한하는 의무화 조치를 도입하여 바이오플라스틱 제품이 시장에 더욱 널리 보급될 수 있는 환경을 조성해야 합니다.
트리 씨는 "우리 팀의 프로젝트를 통해 실험실 규모의 실험 단계에 지속적으로 참여하여 기업과 협력하여 시범 생산 공정을 개발하고, 투자를 유치하여 제품을 조속히 시장에 출시할 계획입니다."라고 말했습니다.
하안
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