국립군산대학교(총장 김강주)는 3일 환경공학과 신재돈 교수 연구팀이 이산화염소를 이용한 수처리 과정에서 병원성 미생물과 항생제 내성 유전자에 대한 소독 메커니즘을 체계적으로 규명했다고 밝혔다.

이번 연구는 국제학술지 ‘Water Research’에 게재됐다. Water Research는 수자원 분야에서 세계적 권위를 인정받는 학술지로, 영향력 지수(Impact Factor) 12.8, JCR 상위 1.1%에 해당한다.

이산화염소는 기존 염소계 소독제보다 발암 우려가 있는 소독부산물 생성이 적고, 넓은 pH 범위에서도 우수한 소독 효과를 보이는 차세대 수처리 소독제로 주목받고 있다. 하지만 실제 정수처리 분야에서는 미생물 및 유전자 수준에서 이산화염소가 어떻게 작용하는지에 대한 과학적 근거가 충분하지 않아 활용 확대에 한계가 있었다.

연구팀은 대표적인 수인성 병원균인 대장균(E. coli O157:H7), 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA), 고초균(Bacillus subtilis)을 대상으로 이산화염소의 소독 특성을 분석했다.

분석 결과, 이산화염소는 세포막 손상과 산화 스트레스를 유도해 미생물을 효과적으로 불활성화하는 것으로 나타났다. 

특히 항생제 내성 유전자를 포함한 플라스미드 DNA의 경우 완전히 절단하지 않더라도 선택적인 염기 산화를 통해 유전자 기능을 저감시키는 것으로 확인됐다.

또한 실제 하천수를 이용한 실험에서도 안정적인 소독 성능을 보이며, 다양한 수환경에 적용할 수 있는 가능성을 입증했다.

이번 연구에는 국립군산대 환경공학과 석사과정 서유진 학생이 제1 저자로 참여했다. 신 교수의 지도 아래 전북대 조민 교수와 SELS연구소 윤영건 박사가 미생물 및 분자생물학 분석 분야에서 공동연구를 수행했으며, 이를 통해 수처리공학과 미생물학을 융합한 연구 성과를 도출했다.

국립군산대 신재돈 교수는 “이번 연구는 이산화염소의 소독 효과를 미생물 제거 수준을 넘어 항생제 내성 유전자 수준까지 과학적으로 규명했다는 점에서 의미가 있다”며 “향후 먹는 물 생산, 물 재이용, 분산형 수처리 시스템 등 다양한 분야에서 더욱 안전하고 효율적인 수처리 공정 설계에 활용될 것으로 기대한다”고 말했다. /군산=김만호 기자