강사, 하수슬러지로 바이오플라스틱 만든다

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사이공 대학의 과학자 그룹은 제지 공장 슬러지에서 발견된 두 종류의 미생물을 분리해 바이오플라스틱을 만들었습니다.

이 연구는 2020년부터 환경학부 강사인 호 키 꽝 민 박사와 10명의 동료가 함께 진행했으며, 목표는 30일 안에 분해되는 바이오플라스틱을 만드는 것입니다. 이 프로젝트는 또한 순환 경제 모델에 따라 폐기물을 유용한 원자재로 재활용하는 것을 목표로 합니다.

민 박사에 따르면, 종이, 해산물, 설탕 공장 등에서 나오는 폐수(슬러지 포함)에는 많은 유기물이 포함되어 있습니다. 이러한 폐수 환경은 매우 가혹하고 많은 독소를 함유하고 있지만, 미생물은 신체 내에서 폴리머(바이오플라스틱)의 형태를 합성하고 축적하는 메커니즘에 완벽하게 적응할 수 있습니다.

연구팀은 티엔장에 위치한 제지공장의 물과 슬러지 샘플을 사용하여 환경에 존재하는 미생물 균주를 분석했습니다. 질병을 전파할 수 있는 박테리아를 분리, 식별, 제거하는 방법을 사용하여 연구팀은 바이오플라스틱을 만들 수 있는 100종 이상의 미생물 균주를 생산했습니다.

연구팀은 생물학적 특성을 분석하여 두 가지 박테리아 균주인 Bacillus pumilus(NMG5)와 Bacillus megaterium(BP5)이 플라스틱 생산에 가장 우수한 성능을 보인다고 평가했습니다. 민 박사는 "우리가 분리한 박테리아 균주 중에는 여전히 성능이 더 높은 균주가 많이 있습니다."라고 말했습니다. 실험실 연구에 따르면 이 두 종류의 박테리아는 누적 건조 중량의 40%가 바이오플라스틱인 것으로 나타났습니다.

환경에서 바이오플라스틱(흰색)의 생분해성을 테스트합니다. 사진: NVCC — 환경에서 바이오플라스틱(흰색)의 생분해성을 테스트합니다. 사진: *NVCC*

티엔장에 위치한 제지공장은 하루와 밤에 약 30,000m3의 폐수 처리 용량을 보유하고 있으며, 이 중 30%는 슬러지, 즉 약 10,000m3입니다. 연구팀은 이론상으로는 미생물로부터 약 40톤의 바이오플라스틱을 얻을 수 있을 것으로 계산했습니다. 하지만 민 박사는 바이오플라스틱의 부피가 이론 계산량의 절반에 불과한 경우도 매우 큰 비율이라고 말했습니다.

분석 결과, 공장의 폐수 슬러지에는 미생물이 존재하며, 주변 환경의 유기물에서 영양분을 얻어 물을 정화하는 능력이 있는 것으로 나타났습니다. 따라서 제안된 그룹은 바이오플라스틱을 생성하고 더 나은 효율성으로 물을 처리할 수 있는 활성 슬러지 블록을 개발할 수 있습니다. 바이오플라스틱을 얻으려면 화학적 또는 물리적 방법을 사용하여 미생물의 세포벽을 분해해야 하는데, 이 세포벽은 일반적으로 다당류로 이루어져 있습니다. 그런 다음 용매를 사용하여 침전시켜 바이오플라스틱을 얻습니다. 이러한 플라스틱은 환경에 존재할 경우 주변 미생물의 먹이원이 되므로 매우 빠르게 분해됩니다.

연구팀은 제지공장과 협력하여 연구용 물과 슬러지 샘플을 수집했습니다. 사진: NVCC — 연구팀은 제지공장과 협력하여 연구용 물과 슬러지 샘플을 수집했습니다. 사진: *NVCC*

환경과 지속 가능한 개발 분야에 투자하는 전문 기업인 SG Workspace의 이사인 Truong Minh Tri 씨는 미생물을 이용해 바이오플라스틱을 만들고 폐수를 처리하는 방법이 많은 선진국에서 연구되었으며, 일부 지역에서는 산업적 규모로 적용되었다고 말했습니다. 국내에서는 환경보호, 농업 등의 목적으로 바이오플라스틱에 대한 연구가 몇몇 진행 중이다.

트리 씨에 따르면, 환경 보호에 도움이 되는 제품 재활용 추세는 향후 5~10년 안에 더욱 대중화될 것으로 예상됩니다. 그러나 폐기물을 재활용한 제품이 시장에서 인기를 얻고 경쟁력을 갖추려면 기존 제품에 비해 품질과 가격 요건을 충족해야 합니다. 이러한 요구 사항을 충족하려면 바이오플라스틱 제품을 최적화하여 품질을 보장하고 대량 생산을 통해 비용을 절감해야 합니다. 동시에 국가 정책은 전통적인 플라스틱 봉지의 사용을 제한하기 위한 의무적 조건을 설정하여 바이오플라스틱 제품이 시장에 더 많이 진출할 수 있는 여건을 조성해야 합니다.

"저희 그룹의 프로젝트를 통해 실험실 규모의 실험 단계에 계속 참여하여 기업과 협력하여 시범 생산 공정을 구축하고 투자를 유치하여 제품이 조만간 시장에 출시될 수 있도록 할 것입니다."라고 트리 씨는 말했습니다.

하안

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