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한영수 교수 연구팀, ‘Water Research’ 논문 게재

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한영수 교수 연구팀, ‘Water Research’ 논문 게재 사진1

인공습지 내 유기 비소의 생지화학적 반응 규명 

 

대학원 환경IT융합공학과 한영수 교수 연구팀이 인공습지 내에서 발생하는 유기 비소의 생지화학적 반응에 대해 규명했다.

이번 연구 결과는 수자원 분야의 저명 학술지 ‘Water Research’(IF: 13.4, JCR 상위 0.5%)에 7월 15일자로 온라인에 게재됐으며, 환경IT융합공학과 박지현 박사과정 학생과 한국지질자원연구원 김소정 박사가 공동 제1저자, 한영수 교수가 교신저자로 참여했다. (논문 제목: Microbial mediated reaction of dimethylarsinic acid in wetland water and sediments)

한영수 교수 연구팀은 이번 연구에서 인공습지에 존재하는 5가 유기 비소의 퇴적물 및 식물상으로의 이동을 확인했으며, 방사광 가속기의 X-ray absorption spectroscopy analysis를 통해 약 85%-95%의 유기 비소가 무기 비소로 탈메틸화됐다는 사실도 확인했다. 

또, 미생물에 의해 탈메틸화된 5가의 무기 비소는 퇴적물에 높은 친화도를 보이나, 퇴적물 층에서 혐기성 조건이 진행되면 가장 독성이 강한 3가 비소로 종분화가 발생하는 등 산화환원 환경과 습지 미생물이 비소의 종분화에 중요한 역할을 한다는 사실을 규명했다.

유기 비소는 과거 오랜 기간 동안 제초제 및 살충제의 주요 성분으로 사용되었으며, 미생물 반응에 의해 무기 비소가 유기 비소로 자연적으로 변형될 수 있고, 변형된 유기 비소 중 3가의 형태는 강력한 독성을 나타낸다. 

특히, 쌀에 존재하는 총 비소의 50% 이상이 유기 비소로 확인되고 있으며, 습지에 존재하는 갯지렁이 등에서도 일정량의 유기 비소가 축적된다고 보고된 바 있다. 그러나 국내 유기 비소 연구는 실험 분석의 어려움으로 인해 무기 비소 연구에 비해 활발히 진행되고 있지 못한 현실이다.

이에 한영수 교수는 “이번 연구에서는 국내 연구가 부족한 유기 비소의 반응 메커니즘을 습지수, 습지 퇴적물, 식물, 미생물 등 포괄적인 환경 요소에 대해 이해하기 위해 노력했다”며, “이번 결과는 인간 및 동식물 생태계에 심각한 독성 영향을 끼칠 수 있는 유기 비소의 반응을 이해하는 좋은 출발점으로서 의의를 갖는다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 4단계 BK21사업(지식기반 지능형 환경관리 인력양성 연구단)과 한국지질자원연구원 주요 사업의 지원을 받아 수행됐다.




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