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밀대와 밀기울의 중금속 흡착

전문가 제언: ○ 폐수의 독성금속이온 제거나 정화는 비용이 비싸다. 생물을 흡착제로 사용하는 것이 경제적 대안이다. 흡착생물의 카르복시기, 수산기, SH기, 아미노기 같은 기능그룹은 물에서 금속이온을 부착할 수 있다. 이는 흡착, 표면침착, 이온교환, 복합을 아우르는 여러 현상을 의미한다.

○ 밀(Triticum aestivum)에서 밀대와 밀기울이 부산물이나 폐기물로 나온다. 물에서 금속이온 제거나 최소화는 밀대와 밀기울을 사용한다. 고효율, 고흡착량, 저렴한 비용, 재생력은 금속제거와 폐수정화의 경제적 대안이다. 흡착력과 동역학모델은 용액의 수온과 pH에 영향을 준다.

○ 밀대 이용연구의 수온은 금속생물흡착의 증가요인이다. 밀기울 연구의 흡착과정은 흡열반응이다. 자유에너지 변화 값은 부의 수면 흡착과정의 자연스러움을 보인다. Cd(Ⅱ)-밀기울 흡착의 열역학적 매개변수를 부의 수로 나타내는데, 이는 흡착과정의 타당성과 자연스러움을 나타낸다.

○ 기능그룹의 양성자 첨가는 양하전 흡착제로 거동한다. 이는 용액의 음이온을 당긴다. 산성 pH에서 금속이온은 일반적으로 양하전을 띠고 음하전을 띤 생물흡착제에 끌려간다. pH 증가는 용액에 OH 이온을 증가시켜 금속이온과 OH 이온 반응하여 금속 수산화물로 침전한다. 금속이온은 알칼리성 pH 범위에서 침전하여 생물흡착에 기여하지 못한다. 용액의 pH로 생물흡착 여부가 결정된다.

○ Volesky(2007)는 지금 ‘금속의 생물흡착’은 빙산의 일각이다. 고가 단백질, 스테로이드, 의약품의 정제나 회수에 초점을 맞추어야 한다고 했다. 이와 같이 생물흡착제의 중금속제거는 값싸게 중금속을 재생하여 재이용하므로 경제적으로 큰 성과와 환경정화에 큰 몫을 한다.

○ 세계적으로 아직 실용화는 쉽지 않지만 상당한 연구의 진전을 이루고 있다. 그러나 우리는 아직 본격적으로 연구를 시작하지 못하고 실험실에서 소규모로 시험하는 단계다. 녹색산업으로도 각광을 받을만하므로 국책사업으로 시작하는 것이 선견적 지혜라고 본다.

저자: Umar Farooq et al
자료유형: 학술정보