[특별기획] 생물학적 대기질 향상 기술 개발

조지혜·이대성·박종문

포항공과대학교 화학공학과/차세대바이오환경기술연구센터 {hydrogen, dslee, jmpark}@postech.ac.kr

대기오염과 지구온난화 문제는 화석연료의 사 용과 밀접하게 관련되어 있는 범지구적 환경문제 로서 급기야 국민의 건강과 경제를 위협하는 수준 에 이르게 되었다. 지구온난화 대처기술은 크게 1)흡수법, 흡착법(예, PSA) 등과 같은 분리기술, 2)분리된 이산화탄소의 대규모 저장기술 및 3)이 산화탄소로부터 유용물질을 생산하고자 하는 고 정화 방법, 4)마지막으로 이산화탄소의 발생을 원 천적으로 피할 수 있는 신에너지 기술 등으로 대 별할 수 있다. 본 연구에서는 생물공학적 기법을 대기환경기술에 효과적으로 접목할 수 있고, 타 기술에 비교우위를 가질 수 있다고 판단되는 생물 학적 수소생산 기술(신에너지기술), 해양생태계 를 이용한 이산화탄소 저장기술(저장기술), 광생 물반응을 이용한 이산화탄소 재활용 기술(고정화 기술)을 집중 개발하고자 한다. 또한 화석연료의 사용으로 온실가스와 함께 발생되는 저농도 VOC 를 효과적으로 처리할 수 있는 생물저감 기술을 개발하고자 하며, 생물저감 기술 성능에 결정적 역할을 하는 미생물 군집 형태를 정확히 평가하고 자 분자생물학적 기법을 우선적으로 개발할 예정 이다. 마지막으로 대부분의 대기오염물질은 농도 가 낮기 때문에 분석이 용이하지 않다는 문제를 극복하기 위하여 대기오염물질을 신속하고 간편 하게 분석할 수 있는 고감도 biosensor를 실용화 하는데 역점을 두고 있다. 위에서 언급되어진 각 연 구내용에 관하여 간략하게 소개하면 다음과 같다.

생물학적 수소생산 기작 및 최적화 연구 화석연료의 고갈 및 환경오염에 직면한 인류는 환경친화적인 무한 에너지의 개발에 큰 관심을 가 지게 되었다. 특히 에너지 자원이 전무한 우리나 라의 경우 에너지 기술개발의 중요성은 더욱 절실 해지고 있다. 이런 배경 하에서 수소는 공해가 없 는 청정에너지의 대표로서 국내외에서 폭넓게 인 정받고 있다. 무엇보다 전기에너지의 수요 증대 및 우주항공과 수소자동차 산업의 급속한 발전은 향후 에너지원인 수소의 막대한 시장형성을 암시 해 주고 있다. 현재 수소는 석유나 천연가스 등 화 석연료의 개질 또는 열분해를 통해 제조되고 있으 며, 다른 화학공정의 부산물로도 얻고 있다. 그러 나 미래 청정에너지 시스템구축에서 자원의 유한 성 및 환경적인 측면을 고려할 때 가장 이상적인 방법은 무한한 원료인 물로부터 수소를 제조하여 활용하는 것이다. 안정적인 물을 분해하여 수소를 만들기 위해선 막대한 에너지가 필요한데, 이를 위해 전기분해법, 태양광 분해법, 고온 열분해법, 열화학 싸이클법, 생물학적 광분해 등이 폭넓게 연구되고 있다. 이 중에서 생물학적 광분해를 통 한 수소생산은 가장 환경친화적이며 타 기술에 비 해 경쟁력이 크게 뒤떨어지지 않는 것으로 평가받 고 있다.

생물학적 수소생산기술은 타기술에 비해 기초 연구와 실용화연구 모두 장기간의 체계적인 지원 및 심도깊은 연구가 필요하다. 이를 위해서 본 연 구에서는 생물학적 수소생산 기작 및 최적화를 목

표로 다음의 단계적 연구를 수행하고 있다. 먼저 1 단계로 생물학적 수소 생산에 대한 기작 규명을 목표로 고효율 수소 생산 균주 확보 및 최적 배양 기술을 개발하고 생물학적 접근을 통한 수소 생산 기작을 연구하며 생물학적 수소 생산에 대한 공학 적 해석을 한다. 2단계로는 공학적, 분자 생물학적 접근을 통한 수소 생산력 증대 및 최적화를 목표 로 생물학적 수소 생산에 적합한 생물반응기를 설 계 및 제작하고 생물 반응기의 수학적 모델링 및 운전 변수를 최적화한다. 마지막으로 3단계에서는 생물학적 수소 생산의 실용화를 위한 요소 기술 개발 및 실용화 연구를 목표로 경쟁력 강화를 위 한 요소 기술 개발, 생물학적 수소 생산 시스템의 scale-up 및 실용화에 관한 연구를 한다.

해양에 의한 이산화탄소 제거 핵심 기술 개발 화석연료 사용으로 인해 대기 중으로 방출된 이 산화탄소는 대기·해양경계면에서 가스교환작용 에 의하여 총 방출량의 30%가(2Gt C, Gt=10 × 10⁹ton) 해양으로 제거된다. 매년 해양이 제거하 는 이산화탄소량은 엘리뇨와 같은 해양기후변화 에 의해 민감하게 변화될 것으로 예상하지만 아직 과학적 증명에는 이르지 못했다. 그리고 산업혁명 이후로 해양으로 유입된 이산화탄소량은 해양표 층의 이산화탄소량 농도를 증가시켰으며, 결과적 으로 해양표층에 서식하고 있는 식물 플랑크톤은

이산화탄소량 농도가 계속적으로 변화하는 환경 에서 광합성 작용을 하여 왔다. 해양표층의 이산 화탄소량 농도 증가로 인하여 플랑크톤 광합성작 용의 변화하고, 변화된 광학성작용은 해양의 이산 화탄소 제거효율의 변화를 가져올 것으로 예상한 다. 하지만 이와 관련된 확실한 증거는 아직까지 제시되지 못하였다. 따라서 기후변화와 식물플랑 크톤 광합성 변화와 해양에 의한 이산화탄소 제거 효율 변화의 상호관련성 정량화는 대기 이산화탄 소를 제거하는데 있어서 해양의 역할을 규명하는 데 필수적이다.

철(Fe)이 식물플랑크톤의 성장에 필수적인 영 양염류라는 것이 밝혀짐에 따라, 황사에 포함된 철이 식물플랑크톤 광합성 활동도를 증가시켜 더 많은 이산화탄소를 제거할 수 있는 가능성이 시사 되고 있다. 본 연구는 인위적으로 철이 많이 함유 된 토양을 투입하거나 황사가 심하게 발생하는 봄 에 동해에서 현장실험을 통해 황사에 의한 플랑크 톤의 변화를 규명하고자 한다. 그리고 영양염이 고갈된 해역에서는 대기에 존재하는 질소를 암모 니아로 고정하여 광합성 작용을 하는 미생물들이 발견되기 시작했으며, 이들에 의한 탄소 제거가 과거에 알려져 있었던 것보다 훨씬 중요하다는 사 실이 밝혀졌다. 이 연구를 통하여 질소 고정화에 따른 이산화탄소 제거 메카니즘을 밝히고, 다양한 N2-fixer를 발견하고 배양하여, 질소고정화의 최 적화 조건을 찾고자 한다. 마지막으로 해양으로 녹아 들어가는 이산화탄소를 정량화하기 위해서 는, 대기·해양 경계면에서의 정확한 가스교환속 도를 아는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 Eddy covarient technique을 이용한 직접 측정 방법에 의해 가스교환속도를 측정하고, 이를 이용 해양에 녹아들어가는 이산화탄소의 양을 정량화 하고자 한다. 특히 바람속도가 높을 때 기존에 측 정된 가스교환상수들은 불확실도가 100%에 이르 그림 1. 생물학적 수소생산을 위한 광반응기.

기 때문에 높은 바람속도에서의 측정에 집중할 것 이다.

해양 표층 이산화탄소와 온도 증가에 따른 해양 생태계 탄소 제거 효율 변화 규명하는 연구도 수 행하고자 한다. 해양 표층의 이산화탄소 농도 증 가에 따라 식물플랑크톤에 의한 이산화탄소 제거 효율의 변화를 알기 위해서 이산화탄소 농도를 서 서히 증가시키면서 식물플랑크톤의 성장 상태나 이산화탄소 제거효율 등을 장기간 관찰해야 한다.

그리고 지구 온난화에 따른 해양 표층의 수온 증 가가 질소고정화에 미치는 영향을 규명하기 위해 질소고정화 박테리아를 배양하고 수온을 증가시 키면서 그 변화를 관찰한다.

이산화탄소를 심해에 투척했을 때 해양탄소순 환과 해양생태계에 미치는 영향을 연구하기 위해 서는 모델링과 지난 10년간 전 해양에서 측정된 탄소인자 자료(총알카리도, 총탄소, pH, 탄소 분 압)를 이용할 것이다. 그리고 현재 우리나라는 개 발도상국으로 교토 의정서에 의한 감축의무부담 대상에서 제외되지만, 향후 감축의무를 이행해야 할 경우나 탄소교역이 현실화될 때를 대비하여 해 수를 이용한 이산화탄소 제거 및 폐기 기술을 확 립하고자 한다.

본 연구에서는 이산화탄소를 대거 발생시키는 해안의 화력발전소에 적용시킬 수 있으며, 친환경 적이고 경제적인 기술을 개발하고자 한다. 또한 발전소에서 발생하는 배가스를 탄산칼슘을 포함 한 해수와 반응시킴을 통해서 탄산가스를 무해한 탄소형태로 변환시켜 바다에 방류하는 것이다. 작 은 scale의 실험을 통해서 배가스와 해수의 반응 을 최대화시킬 수 있는 조건을 정립한 후, 실용화 가능성을 확인해 볼 계획이다.

광생물학적 이산화탄소 재활용 연구

국제적으로 이산화탄소의 배출량을 동결 혹은

저감시키려는 조치가 강구되고 있으며, 머지않아 탄소세의 징수 등 국제규약이 마련될 것으로 예상 되고 있다. 이러한 국제규약이 현실화되면 우리나 라와 같이 에너지다소비형 산업구조를 갖고 있는 국가의 경우 국가경제에 치명적인 악영향을 받게 되므로 이산화탄소 저감기술을 축적하여 대비해 야 할 것이다. 이에 따라 우리나라에서도 이산화 탄소의 분리 및 고정화분야의 연구(G7사업, 중점 연구개발사업, 21C 프론티어사업 등)를 정책적으 로 지원해 오고 있으나, 분리기술과 화학적 고정 화 등 일부기술에 치중되어 온 것이 현실이다. 선 진국의 경우 가장 경제적이고 환경친화적으로 인 정받고 있는 생물학적 고정화기술 분야의 연구가 매우 활발함을 볼 때 우리나라 역시 좀 더 관심과 노력을 기울일 때가 된 것으로 판단되는 바이다.

특히, 광합성미생물을 이용하여 이산화탄소로부터 유용물질(항산화제, 정밀화학물질, 건강식품 등) 을 생산하는 간접고정화(재활용) 기술은 국내 생 물산업체에서 보유하고 있는 세계수준의 발효기 술과 접목하면 본 연구의 성공가능성은 매우 클 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이산화탄소의 재 활용을 위한 광생물공정의 개발 및 실용화를 목표 로 하고 있으며 이를 달성하기기 위해서는 다음과 같은 핵심요소기술을 확보해야 한다.

유용물질 생산 기능성 광합성 미생물의 선발 및 기작 규명

이산화탄소를 탄소원으로 이용하면서 생리활성 물질, 항산화제(astaxanthin, -carotene 등), 건강 식품, 정밀화학물질 등을 효과적으로 생산할 수 있는 광합성미생물을 선발해야만 이산화탄소 재 활용 공정개발이라는 최종 목적을 달성할 수 있다.

현재까지 유용물질을 생산하는 많은 종류의 미세 조류가 이미 알려져 있으므로 이들을 대상으로 1) 고농도 이산화탄소에 내성이 있고, 2)이산화탄소

고정화 능력이 뛰어나며, 3)낮은 광도에서도 빛을 이용할 수 있는 종류를 선발할 예정이다. 또한 선 발 미생물의 생리적 특성을 탐구하여 최적배양조 건을 확립하고, 유용물질의 생산 기작을 연구함으 로써 생산성을 극대화하는데 활용하고자 한다.

고효율 광생물반응기 설계 및 성능 예측 기법 개발

경쟁력 있는 광합성미생물을 선발하면 이를 대 량 배양할 수 있는 광생물반응기를 설계해야 한다.

고효율 광생물반응기를 개발하기 위해서는 우선 적으로 미생물 배양액 내에서 빛의 투과현상을 규 명하고 수학적으로 기술해야 할 것이다. 빛의 전 달현상과 아울러 선발 미생물의 광 의존성을 집중 연구하여 궁극적으로 광생물반응기의 성능을 예 측할 수 있는 기술을 개발할 계획이다. 성능예측 기법을 확보하면 광생물반응기의 설계, 운전, 성능 평가, 문제점 진단 및 해결, scale-up, 공정변수의 최적화 등의 장기간의 공학적 연구단계를 대폭 단 축할 수 있을 것이다.

유용물질의 회수/분리/정제 기술 개발

광합성미생물에 의해 생산된 유용물질을 상업 화하여 부가가치를 창출하고자 할 때, 유용물질을 효과적으로 회수해야 하며 용도에 맞는 수준으로 분리/정제를 해야만 한다. 대부분의 생리활성 바 이오물질은 분리정제과정에서 쉽게 파괴되는 특

성이 있으므로 생산하고자 하는 물질의 특성을 고 려하여 분리정제 기술을 개발해야 할 것이다. 즉, 의약품으로 상용화할 경우 고도의 분리정제 기술 이 필요하지만, 생리활성물질을 축적하고 있는 바 이오매스 자체를 건강보조식품으로 상업화할 경 우에는 고급 분리정제 단계가 필요없다. 따라서 가장 경제적인 최종 성과물을 얻을 수 있도록 광 합성미생물 선발단계에서부터 분리정제 단계까지 종합적으로 고려할 계획이다.

VOC 분해용 생물자원 및 저감 기술 연구

VOC는 대기중 질소산화물과 태양광의 작용을 받아 광화학반응을 일으켜 광화학스모그를 유발 시키는 주요 대기오염물질로, 산업시설뿐만 아니 라 일상생활환경에서도 많이 배출되고 있다.

VOC와 관련된 많은 민원이 빈번하게 발생하고 있으며, 주요 VOC 배출시설에 대한 환경규제가 강화되고 있어 VOC의 체계적인 관리기술 및 저 감기술이 매우 중요하게 인식되고 있다. VOC를 저감하기 위한 차세대 기술로 생물자원을 이용한 환경친화적인 생물저감기술이 부각되고 있다. 배 출원에 따라 VOC 성상이 매우 다양하기 때문에 다양한 배출원에 적용가능한 생물저감기술을 개 발하기 위해서는 우수한 생물자원의 확보가 요구 된다. 또한, VOC 제거용 생물저감 기술 개발을 위해서는 다양한 VOC 물질의 분해기작과 생물저 감 기술의 성능에 결정적 역할을 하는 미생물 군 집 변화와 VOC 저감효율과의 상관관계 이해 및 규명이 매우 중요하지만, 이와 관련된 지식기반이 미약한 실정이므로 이러한 관계를 해석할 수 있는 기법의 개발이 요구된다. 생물저감 기술 및 장치 의 개발과 더불어 물리화학적 처리기술들과 연계 된 복합기술들의 개발이 필요로 하고, 각종 산업 별 혹은 배출시설에 적합한 맞춤형 저감기술의 개 발이 요구된다. 또한, 개발 기술들을 현장 적용평

그림 2. 광합성 미생물에 의한 이산화탄소 고정.

가와 배출원별 저감기술의 표준화 연구를 통해 생 물학적 VOC 제어기술의 경쟁력을 확보하는 것이 필요하다. 이러한 기술개발과 더불어 VOC 관련 전문 인력을 양성하여 VOC 관련 지식기반을 구 축함으로써 대기 환경질 향상뿐만 아니라 국제경 쟁력을 가진 신환경 산업으로 발전할 수 있는 기 반 구축이 필요하다. 본 연구에서는 VOC 생물저 감기술의 지식기반 구축 및 이를 활용한 맞춤형 VOC 생물저감기술 개발을 목표로 다음의 핵심기 술을 개발, 확보하고자 한다.

VOC 저감용 생물자원의 개발 및 미생물 군집의 분자 생물학적 해석 기법 개발

VOC의 생물저감 기술의 핵심 기술 중 하나는 VOC를 분해할 수 있는 우수한 생물자원이다.

VOC는 배출 시설의 특성에 따라 매우 다양한 성 상이 배출되므로 이에 적합한 생물자원의 확보 및 활용기술의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 1)난 분해성 VOC 물질들을 분해할 수 있는 기능성 생 물자원을 집식배양하고, 집식배양액으로부터 분리 한 미생물의 VOC 분해특성을 조사하여 우수한 생물자원을 확보하고, 2)선발된 신규균주의 생리 적 특성을 조사하여 최적 배양조건을 확립한다.

또한, 생물학적 저감 장치의 VOC 처리과정에서 생물자원의 군집변 화를 해석할 수 있는 분자생물학 적 기법을 개발하고, 이를 이용하 여 저감장치의 VOC 저감효율과 미생물 군집 변화의 상관관계를 규명함으로써 생물저감 기술개발 을 위한 지식기반을 구축한다.

VOC 저감 장치 및 기술의 개발

다양한 VOC에 적용할 수 있는 생물저감 장치를 개발하기 위하여

미생물 고정화 담체, 장치의 구조, 조업방법 등에 관한 연구를 수행한다. 구체적으로는 1)VOC 저 감에 적합한 담체를 개발하기 위하여 다양한 종류 의 담체들을 이용하여 미생물의 고정화 특성, VOC 저감효율 등을 평가하여 우수한 담체를 선 정하고, 2)다양한 형태의 장치를 이용하여 VOC 의 종류와 농도, 오염공기의 유량, 온도, 습도, 체 류시간, 미생물상 등의 변화에 따른 저감장치의 효율, 미생물 성상, 압력손실, 및 bioaerosol 등의 변화를 평가하여 VOC 저감장치 성능을 평가하고 이를 바탕으로 저감장치의 설계, 운전, 성능평가, 문제점 진단 및 해결, scale-up, 공정변수의 최적화 등의 기반 자료를 확보하여 저감기술을 확보한다.

다양한 배출원 특성에 적합한 저감기술 개발 및 기술 표준화

VOC 배출원은 공정의 특성 및 VOC 성상 등 이 매우 다양하여 단일 기술만으로 VOC를 효율 적으로 저감하는 데는 한계가 있다. 따라서, 다양 한 배출원의 특성에 생물저감을 적용할 수 있도록 폐가스의 전처리와 후처리를 포함하는 물리 화학 적 기술들과 결합된 hybrid 형태의 생물저감 기술 및 장치를 연구한다. 본 연구를 통해 구축된 기술

그림 3. 바이오필터 개략도.

을 활용하여 각종 산업별 혹은 배출시설에 적합한 맞춤형 저감기술을 개발하고, 개발 기술들을 현장 적용평가와 배출원별 저감기술의 표준화 연구를 통해 생물학적 VOC 제어기술의 경쟁력을 확보하 고자 한다.

대기오염 측정을 위한 고감도 바이오 나노센서 개발

최근 들어 전 세계적으로 매우 엄격한 환경규제 가 진행되면서 극미량의 오염 및 유해 물질을 정 밀하게 실시간으로 측정할 수 있는 기술개발이 활 발히 진행되고 있다. 특히 기존의 화학분석에 비 해 분해능이 현저히 향상되고 간편하게 이용할 수 있는 환경센서 개발을 위해 나노소재 및 바이오 특성을 이용하는 연구가 매우 중요한 이슈로 대두 되고 있다. 이러한 바이오 나노소재에서는 생명공 학에서 필수적으로 다루어지는 항원/항체, 효소/

기질, receptor/effector 등의 상호작용을 이용함 으로서 매우 적은 양의 오염 물질을 정밀하게 측 정할 수 있으며, 또한 이러한 생물 감지제를 표면 적이 넓은 나노소재에 흡착하여 센서의 감지도를 획기적으로 증가시킬 수 있어 환경 센서 개발에 매우 중요하다. 본 연구에서는 대기오염물질 측정 을 위한 고감도 나노센서의 개발을 목표로 민감한 바이오 나노소재 제조를 목표로 다음의 핵심요소 기술을 개발하고자 한다.

대기 오염에 민감한 바이오소재 발굴

본 연구에서는 대기오염을 검출하기 위해 대기 오염에 매우 민감하게 반응하는 센서를 개발하고 자 하며 이를 위해 바이오소재를 이용할 계획이다.

바이오소재는 아주 적은 미량의 대기오염 물질과 쉽게 반응하므로, 이러한 반응으로부터 나타나는 현 상, 즉 물리적 화학적 변화(예를 들면, conductance 의 변화 또는 발광 현상)를 정량적으로 측정하면

고감도 바이오센서 제조가 가능하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 바이오 센서 개발을 위해서 대 기오염에 민감하게 반응하는 바이오 물질을 발굴하 여 광특성 및 전기전도도 특성을 연구할 계획이다.

표면적이 크고 안정되며 바이오 감지제를 흡착시킬 수 있는 나노소재 제조

기존의 센서보다 감지도가 매우 증가된 바이오 센서 개발을 위해서는 대기오염에 해당하는 반응 물질의 흡착면적을 최대한 크게 하는 것이 바람직 하다. 이를 위해 본 연구진은 최근 독자적으로 개 발한 수직배향형 나노막대 및 나노벽 구조를 이용 할 계획이다. 본 연구진은 이미 균일한 크기(지름, 길이)를 가지는 나노막대 및 나노벽을 대면적에 저렴하게 제조할 수 있는 비촉매 유기금속화학기 상증착법을 세계 최초로 개발하였다. 특히 본 연 구진이 개발한 나노소재 제조법은 나노소재의 크 기와 모양을 쉽게 제어할 수 있고 대면적 기판위 에 대량으로 제조할 수 있어 감지도를 획기적으로 증가시킬 수 있으리라 예상된다. 향후 본 연구에 서는 제조된 나노소재에 바이오 감지제를 흡착할 수 있는 형태로 표면 처리를 할 계획이다. 본 주제 관련해서 수행하고자 하는 연구를 요약하면 다음 과 같다. 1)표면적이 넓은 나노소재 제조, 2)바이 오소재 흡착을 위한 표면처리, 3)바이오소재를 나 노소재 위에 흡착시킴으로서 바이오나노소재 개 발에 관한 연구를 수행할 계획이다.

바이오 나노소재의 대기오염 반응에 의한 물리적 화 학적 현상 측정

대기오염 측정용 바이오센서를 개발하기 위해 서는 대기오염에 의해 유발되는 바이오소재의 다 양한 물리적, 화학적 특성 변화를 체계적으로 연 구할 필요가 있다. 우선 바이오소재 및 나노소재 와 결합된 바이오 나노소재의 대기오염 반응을 측

정하기 위해 다양한 오염 조건 하에 반응 실험을 수행할 계획이다. 이러한 연구의 체계적인 실험을 위해서 우선적으로 반응 챔버를 제조하고 이러한 챔버 내부를 대기 오염에 해당하는 가스 또는 VOC 등의 분위기로 조성한 후, 대기 오염 물질의 반응에 따른 바이오 나노소재의 전기적, 광학적

특성의 변화를 정밀하게 측정할 계획이다. 특히 오염 물질 흡착에 따른 전기적 특성의 변화를 측 정하기 위해 시간 및 대기오염 물질의 농도에 따 라 변화하는 conductance를 실시간으로 측정할 계획이다. 한편 광학적 특성의 변화에 의한 계측 연구로서 대기오염 물질의 흡착에 따른 광 흡수 및 발광 스펙트럼을 측정하여 어떤 파장에서 주목 할 만한 변화가 발생하는 지 연구하고 이를 센서 개발에 이용하고자 한다. 이외에도 바이오 소재가 대기오염 물질과 반응함에 따라 발생하는 열 등을 계측함으로서 새로운 센서를 개발할 수 있으리라 기대된다.

바이오 센서 시스템의 제조 및 특성 평가

위의 기초 연구를 수행함으로서 얻어진 결과를 토대로 실제로 적용할 수 있는 센서 개발을 위해 다양한 형태의 센서 시스템을 제조하고자 한다.

효율이 높고 경제적인 센서 시스템을 제조하기 위 해 다양한 형태의 시스템을 제조하고 특성을 평가 하고 비교 분석할 계획이다.

그림 4. 실리콘 nanowire에 기초한 나노센서(Science,

2001).

염 익 태

성균관대학교 건축·조경·토목공학부/차세대바이오환경기술연구센터 [email protected]

수질관리의 최근경향은 점오염원에 대해서는 수처리 부산물을 포함한 배출허용 기준의 지속적 인 강화, 비점오염원에 대해서는 소규모 처리시설 의 도입과 환경친화적 자연정화 공정의 도입으로 요약될 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면 수처 리 과정에서 발생하는 슬러지나 유기성 물질의 원 천 감량화 및 에너지 회수, 소규모 처리시설의 통

합운영을 위한 공정자동제어 시스템 구축, 비점오 염원에 대한 자연정화 촉진 등을 들 수 있다. 수처 리시설 기준강화와 비점오염원 관리는 선진국형 수질관리로 발전해 나가는 과정으로 볼 수 있으며, 향후 더욱 강화될 것으로 예상된다. 선진국 사례 에서도 볼 수 있듯이 새롭게 대두되고 있는 수질 관리 경향과 이에 따른 기술수요에 효과적인 대응