조작된 조류는 식수에서 미세플라스틱을 효율적으로 제거합니다.

미국 미주리 대학교 연구팀은 최근 폐수 처리 시 유해한 미세 플라스틱을 효율적으로 "포집"하고 재활용할 수 있을 것으로 예상되는 유전자 조작 조류를 개발하여 이러한 고질적인 환경 오염 문제를 해결할 수 있는 새로운 기술 경로를 제시했습니다.

이 프로젝트는 미주리대학교 공과대학 교수이자 본드 생명과학 센터의 수석 연구원인 Susie Dai가 주도하고 있습니다. 그녀의 팀은 물 속의 미세플라스틱 입자에 결합하여 오염된 물과 분리할 수 있는 특별한 종류의 조류를 설계했습니다. 연구는 미세플라스틱 배출을 줄이는 것을 목표로 할 뿐만 아니라 재활용 플라스틱과 조류 바이오매스를 함께 "업사이클"하여 복합 바이오플라스틱 필름과 같은 새로운 재료를 준비하려는 시도도 하고 있습니다.

Desusi는 미세 플라스틱이 연못, 호수, 강에서부터 다양한 폐수 시스템, 심지어 인간이 먹는 물고기에 이르기까지 거의 모든 곳에 존재한다고 지적했습니다. 현재 대부분의 하수 처리장은 더 큰 플라스틱 입자를 제거하기 위해 주로 기존 공정에 의존하는 반면, 작은 미세 플라스틱은 종종 "그물을 통해 미끄러져 들어가" 결국 식수 시스템에 유입되어 계속해서 환경을 오염시키고 생태계에 해를 끼치고 있습니다.

최근 연구에서 연구팀은 유전자 변형을 이용해 조류가 오렌지 맛의 주요 원천이기도 한 천연 오일 화합물인 리모넨을 합성할 수 있도록 했습니다. 리모넨은 조류에 상당한 소수성을 부여하며, 미세플라스틱 자체도 소수성 특성을 갖고 있어 물 속에서 서로 쉽게 흡착됩니다. 이렇게 조작된 조류가 미세 플라스틱을 함유한 물과 접촉하면 미세 플라스틱 입자가 조류 세포에 "붙어" 덩어리로 뭉쳐 정착 후 비교적 쉽게 물에서 분리될 수 있는 더 큰 응집 덩어리를 형성합니다.

미세플라스틱을 포획하는 것 외에도 이러한 유형의 변형 조류는 부영양화 폐수 환경에서도 잘 자랄 수 있으며 추가로 과도한 영양분을 흡수하여 수질 정화 과정에 참여할 수 있습니다. 다이수시는 이 시스템을 통해 '미세 플라스틱 제거', '폐수 정화', '미세 플라스틱과 조류를 유용한 바이오 플라스틱 제품으로 가공'이라는 세 가지 목표를 하나의 공정에서 동시에 달성할 수 있다고 말했습니다. 아직 연구 초기 단계이지만 팀의 장기 비전은 이 새로운 프로세스를 기존 도시 하수 처리장에 통합하여 도시가 수처리 효율성을 향상시키고 오염을 줄이는 동시에 응용 가치가 있는 새로운 소재 제품을 얻을 수 있도록 하는 것입니다.

이 기술을 실용적인 응용 분야로 추진하기 위해 팀은 통제된 조건에서 생물반응기를 사용하여 규모 확대 실험을 수행하고 있습니다. 100개 업그레이드된 생물학적 반응 시스템 중 하나인 "슈렉(Shrek)"은 산업용 배기가스를 처리하고 조류 흡수를 통해 대기 오염을 줄이는 가능성을 탐색하는 데 사용되었습니다. 연구팀은 앞으로 더 큰 규모의 생물반응기 장치를 구축하고 이 플랫폼을 폐수 처리와 같은 더 많은 시나리오로 확장하여 다양한 환경 오염 물질의 제거 효율을 향상시킬 계획입니다.