참나무숯 이용, 질산성 질소 제거법 연구
조선대 학위, 가축매몰지 오염 차단가능
김정애 담양군 환경관리담당이 참나무숯을 활용해 지하수오염의 주된 원인 가운데 하나인 질산성 질소를 효과적으로 제거하는 방법을 규명한 논문으로 오는 25일 조선대학교에서 공학박사 학위를 받는다.
김정애 담당은 대부분을 지표수에 의존하고 있는 우리나라 상수원의 특성상 용수공급의 한계 및 생활수준 향상에 따른 물소비량의 증가로 초래될 물 수요공급의 불균형을 해소하기 위해서는 지하수를 활용하는 것이 중요하다는 점에 착안, 연구에 착수했다.
김 담당이 제시한 환경부자료에 따르면 2007년말 현재 우리나라의 지하수 개발 및 이용시설은 133만 2천여개에 이르지만 총 이용량은 연간 지하수 개발 가능량 117억㎥의 32%(37억㎥, 지하염수 제외)에 불과하다.
따라서 미래에 닥칠지도 모르는 물부족에 대비한 대체수원으로서 지하수의 가치는 더욱 높아질 것이고 지하수에 대한 용수로서의 의존도도 더욱 증가할 것으로 예상돼 ‘깨끗한 지하수 보존’을 위한 노력과 함께 ‘오염된 지하수를 효과적으로 정화하는 기술의 확보’가 중요한 과제다.
자료에는 2008년도에 측정한 4천827개의 지하수 시료 가운데 335개(6.9%)가 수질기준을 초과한 것으로 나타나 있다.
기준초과 이유로는 일반세균 33.4%, 질산성 질소 26.0%, 염소이온 11.6%, 트리클로로에틸렌 9.6% 등의 순으로 비중이 높았다.
이 가운데 두 번째로 높은 비중을 차지하고 있는 질산성 질소는 강우에도 포함돼 있지만 인간 및 산업활동과 깊은 관계가 있고 농업계(유기, 무기비료, 식물의 잔사), 축산계(가축분뇨폐기물의 농지 환원, 가축분뇨의 지하 침투), 생활하수나 공장폐수의 지하침투가 주된 요인이다.
특히 사람이 질산(이온)에 오염된 물을 마시면 소화기관에서 아질산이온으로 환원되고 유아의 경우에는 산소전달을 방해해 청색증을 일으켜 심한 경우에는 유아가 사망에까지 이르는 것으로 보고되고 있다.
그동안 개발된 지하수에서 질산성질소를 제거하는 처리기술로는 화학적 환원법, 역삼투압법, 전기투석법, 생물학적 탈질법, 이온교환법, Zero가 금속을 이용한 환원법 등이 있다.
하지만 가장 효과적인 처리기술로 알려진 이온교환법마저 재생과정에서 많은 양의 소금이 소모되며 과잉의 질산이온과 염분농도가 배출돼 이를 제거하기 위한 별도의 공정이 필요하고 또 그런점 때문에 비용이 많이 소요되는 단점이 있어 소규모의 용수가 필요한 지역에 사용하기에는 부적한 점이 많았다.
김 담당은 이같은 문제점을 해결하고자 ▲소규모의 용수를 필요로 하는 지역 ▲지하수의 주된 오염물질인 질산성 질소(NO3-N)를 처리대상으로 ▲참나무숯 표면에 염화철과 염산을 처리하는 방식을 사용, 대조군인 염화철 처리 참나무숯 및 염산처리 참나무숯이 질산성질소를 흡착·제거하는 효과를 분석했다.
김 담당은 염화철을 처리한 다음 염산을 처리한 참나무숯이 질산성 질소를 제거하는데 가장 효과가 높은 것으로 밝혀냈다.
김정애 담당은 “참나무숯보다 모공이 많고 흡착효과가 뛰어난 대숯을 활용하려고도 했지만 대숯이 가루가 돼버리고 가라앉는 등 실험자재로 부적합한 측면이 많아 부득이하게 참나무숯을 사용하게 됐다”며 “일상에서는 과거의 대규모 가축매몰지 주변에서 검출되는 (아)질산성 질소(이온)을 제거하는데 유용하게 쓰일 수 있다”고 말했다.
한편 김정애 담당은 용면 두장리 출신으로 용면초교와 담양여중·고를 거쳐 광주대를 졸업했으며 조선대 대학원에서 석·박사과정을 마쳤다.
1981년 담양군 사회과에서 보건 및 공해업무를 보면서 공직과 인연을 맺은 김 담당은 89년 환경부서가 신설된 이후 환경과에 근무하면서 환경전문가로서 학식과 소양을 쌓아 왔다.
모범공무원으로 국무총리 표창 1회를 수상한 것을 비롯 장관상 3회, 도지사 2회, 군수 4회의 표창을 수상했다. 부군인 노주순 국민연금관리공단 전주지사장과의 슬하에 1남1녀를 두고 있다.
/김정주 기자
