전북대학교 오병택 교수(생명공학부 환경생명공학전공) 연구팀이 유기인계 살충제인 ‘클로르피리포스(CPF)’를 98% 이상 제거하는 데 성공했다고 14일 밝혔다.

이번 연구 성과는 세계적 권위 학술지인 『Chemical Engineering Journal(Impact Factor 13.2, JCR 상위 3.0%)』에 게재됐다. P. Sathya 박사과정생이 제1저자로 이번 연구를 주도했다.

이에 따르면 클로르피리포스는 전 세계 농업 현장에서 널리 사용되는 살충제로, 토양에 장기간 잔류하며 인체와 생태계에 심각한 피해를 유발한다. 지금까지 다양한 제거 시도가 있었지만, 높은 효율성과 안전성을 동시에 확보한 기술은 드물었다.

이를 해결하기 위해 오 교수팀은 Streptomyces pactum(AR-8) 균주와 전기화학 처리를 접목한 ‘바이오-전기화학 시스템(BES)’을 고안했다.

이를 통한 실험 결과, 단일 미생물 분해(59.87%)나 단순 전기분해(3.44%)에 비해 바이오-전기분해는 무려 80.15%의 분해율을 보였고, 조건 최적화를 거쳐 최대 98.54%까지 제거하는 성과를 보였다. 이는 사실상 완전한 무독화(mineralization)에 가까운 수준이다.

특히 HPLC-MS/MS 분석을 통해 CPF가 독성이 낮은 중간체로 분해되는 경로도 규명하며 생태학적 안전성도 검증했다. 이 검증에는 지렁이가 활용됐다. CPF에 오염된 토양에서는 지렁이의 생존율 저하, 성장 억제, 체내 축적 현상이 뚜렷했지만, BES 처리 토양에서는 이 같은 부정적 영향이 크게 줄었다. 또 지렁이의 생리 지표와 장내 미생물 군집에 악영향이 거의 나타나지 않아 기술의 생태학적 안정성까지 입증했다.

오병택 교수는 “이번 연구는 잔류 농약의 완전 분해뿐만 아니라 독성 저감과 안전성까지 규명한 지속가능한 정화 기술이라는 데 의의가 있다”며 “앞으로 농업과 환경 분야에서 널리 활용될 수 있을 것”이라고 강조했다.

제1저자인 P. Sathya 박사과정생은 “실험 과정에서 확인된 에스터라제와 OPH 등의 효소 활성 증가가 미생물이 전기 자극을 받아 더 활발히 작용했음을 보여줬다”며 “이는 미생물 기반 오염 정화 기술의 새로운 가능성을 연 것”이라고 설명했다.
/장은성 기자