【에코저널=인천】환경부 소속 국립생물자원관은 온실가스인 ‘메탄(methane)’을 알코올로 분해하는 자생 미생물 ‘메탄자화균(methanotroph)’을 효과적으로 배양하는 신기술을 개발했다고 밝혔다.

메탄(메테인)은 지구온난화지수(이산화탄소등 온난화 초래 기체(가스)가 지구온난화에 얼마나 영향을 미치나 측정하는 지수. 이산화탄소를 1로 기준)가 80인 기체(이산화탄소 대비 80배로 에너지 보존 수명 20년 기준)로 가축 사육장, 쓰레기 매립장, 하수처리장 등에서 주로 발생된다.

메탄 주입 MBfR(Membrane Biofilm Reactor) 설계·제작. 수중에 잠긴 상태에서 메탄가스 확산이 가능한 non-porous polysulfone 재질의 가스투과 멤브레인을 선정해 MBfR 모듈 제작. 메탄자화균은 메탄을 산화(알코올로 분해)시켜 탄소원과 에너지원으로 이용하는 세균으로 온실가스를 줄이는 능력이 있지만 적은 개체수로 인해 직접적인 분리가 어려워 온실가스 저감 기술에 사용하기가 쉽지 않았다.

MBfR 시스템 모식도·운전 조건.

이에 국립생물자원관은 박희등 고려대 교수 연구진과 함께 미생물군집내 메탄자화균의 분포도를 높일 수 있는 방법을 연구한 결과, 메탄가스 주입 멤브레인(막)을 이용해 메탄자화균이 최대 70%까지 분포하는 농화배양(특정 미생물이 선호하는 영양성분이나 환경조건을 제공해 선택적으로 증가시키는 방법) 기술을 개발해 올해 4월 특허출원을 완료했다.

메탄 주입 MBfR 운전 기간별 biofilm 형성 변화.

연구진은 생물막 반응기(Membrane Biofilm Reactor)를 이용해 메탄을 먹이로 하는 미생물만 막 표면에 부착해 성장시키는 방법으로 메탄자화균의 분포도를 높일 수 있었다. 메탄 주입 속도 등 운영 조건에 따라 여러 종류의 메탄자화균을 선택적으로 증가시킬 수 있다는 것도 확인했다.

국립생물자원관 정복철 생물자원활용부장은 “온실가스 저감을 위해 다양한 메탄자화균을 확보하고 메탄을 유기산 등 유용물질로 전환하는 후속 연구를 계속 진행할 계획”이라며 “앞으로도 우리나라 생물자원의 특성을 분석해 온실가스 저감에 노력을 이어 나갈 예정”이라고 밝혔다.

하수슬러지의 원핵생물 속 수준의 군집 비교.

메탄자화균은 메탄을 산화시켜 탄소원과 에너지원으로 이용하는 세균 또는 고균이다. 메탄산화균 또는 메탄이용균으로 불리며, 메탄이 만들어지는 환경에 많은 것으로 알려져 있다. 연구진은 매립지, 하수처리장 등에서 다양한 메탄자화균을 확보해 메탄을 연료로 이용 가능한 메탄올로 전환하는 계획을 갖고 있다.