시아노 박테리아, 광산 폐수에서 희토류 효율적 추출

독일 연구진은 엽록소로 광합성하는 시아노(藍細菌) 박테리아의 바이오매스가 광산 폐수에서 희토류 원소를 효율적으로 흡수할 수 있다는 새로운 사실을 밝혀냈다.

생명공학의 최전선 저널에 발표된 논문에서, 과학자들은 이상적인 폐수는 광업, 야금 또는 전자 폐기물 재활용에서 파생된 폐수라고 말한다. 흡수된 것들은 바이오매스로부터 세척되고 재사용될 수 있어 주목을 받는다.

뮌헨 기술 대학의 토마스 브뤼크 교수는 "시아노 박테리아 바이오매스에 의한 흡수조건을 최적화하고 이들을 결합하기 위해 화학적 메커니즘을 특성화했다"면서 "이 시아노는 산업 폐수를 일정량 회수하고 처리하는 등 환경 친화적인 과정에 사용될 수 있다"고 말했다.

브뤼크 교수는 바이오 소포트는 수성 용액에서 바이오매스까지 이온을 결합하기 위한 수동적인 과정이라고 설명한다.
연구진은 실험실 배양에서 12개의 시아노 박테리아 균주에 의해 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 테르븀의 생물 흡수 가능성을 측정했다. 균주의 대부분은 이전에는 생명공학적 잠재력을 평가한 적이 없었다. 이들은 나미비아 사막의 건조한 토양, 이끼의 표면, 차드의 나트론 호수, 남아프리카의 바위 틈, 스위스의 오염된 개울과 같은 전문 서식지에서 표본으로 추출되었다.

시아노 박테리아에서 유래한 바이오매스는 카르보닐기와 카르복실기를 운반하는 음전하 상태의 당분비가 고농도로 함유돼 있어 흡착이 우수한 것으로 알려졌다. 연구진은 시아노에 의한 생물 흡수는 낮은 농도의 금속에서도 가능하다고 결론지었다.

이 시스템은 향후 수년 내에 수요와 시장 가격이 크게 상승할 가능성이 높기 때문에 가까운 미래에 경제적으로 실현 가능할 것으로 예상된다.

희토류는 발광다이오드, 휴대전화, 전동기, 풍력터빈, 하드디스크, 카메라, 자석, 저에너지 전구의 핵심 성분이다. 하지만, 희귀성과 수요가 높아 가격이 비싸다. 1kg의 산화 네오디뮴은 현재 약 200유로(약 27만 원)인 반면, 같은 양의 산화 터븀은 약 3800유로(약 525만 원)이다.


김진영 글로벌이코노믹 기자