많은 호수와 강이 환경 오염 물질인 PFAS(과불화화합물)로 오염돼 있다. 스톡홀름대학교(Stockholm University)의 연구팀이 발표한 새로운 연구에 따르면, 습지 식물이 있는 부유 습지(Floating Wetlands)에서 PFAS로 오염됨 물을 하루 최대 40%까지 정화할 수 있다. 이 연구는 과학저널인 『환경관리저널(Journal of Environmental Management)』에 게재됐다.

마리아 그레거(Maria Greger) 스톡홀름대학교 식물 생리학과의 부교수는 “PFAS에서 물을 정화할 수 있는 부유 습지 식물이 무엇인지를 보여준 것은 이번 연구가 처음”이라고 설명했다. 그레거 교수는 30년 동안 오염된 토양, 물, 공기를 식물이 정화하는 식물 복원법(Phytoremediation)에 대해 연구했다.

PFAS는 잔류하는 성질을 갖은 고불소 물질의 총칭으로, 소방 폼 등에 사용된다. 현재 PFAS로 오염된 물을 정화하기 위해 활성탄을 사용하고 있지만 비용이 많이 들어 정수장에서만 사용된다. 식물의 재배방법과 선택이 중요한 부유 습지식물은 자연의 물에서도 PFAS의 정화가 가능하다.

이 연구는 스웨덴 블레킹(Blekinge)의 칼링게(Kallinge)에 있는 센크셴(Sänksjön) 호수의 담수를 대상으로 수행됐다. 이 호수의 인접 지역에 위치한 F17 공군 부대에서는 PFAS가 포함된 소방 폼을 사용해 소방 훈련을 한다. 소방 훈련 장소와 비행장이 연결된 여러 수로뿐 아니라 센크셴 호수에서도 PFAS 수준이 현저하게 높게 나타났다.

그레거 교수는 “모든 PFAS 물질이 24시간 후 최대 40%까지 크게 감소하는 것을 관찰했다"며 "효과적인 정화를 위해서는 특정 식물 종보다 식물 바이오매스의 크기가 더 중요한 것이 밝혀냈다”고 설명했다.

사초(Sedges)는 중금속 농도를 가장 빠르게 감소시키는 식물 중 하나다. 사초는 PFAS를 흡수해 새싹에 축적하며 이후 이를 수확할 수 있기 때문에 현장에서 쉽게 오염물질을 제거할 수 있다. 또한 연구팀은 식물이 식물 효소의 도움으로 물 속에서 PFAS를 분해하고 분해 산물(Degradation Products)도 흡수하는 것을 발견했다.

부유 습지 식물이 있는 수원에서 PFAS를 저감하면 결국 식수에서도 PFAS를 저감시킬 수 있다.

그레거 교수는 "습지 식물이 있는 부유 습지는 PFAS로 오염된 수로에서 사용할 수 있는 저렴한 정화 방법"이라며 "이 방법은 PFAS로 오염된 물이 있는 개인 소유지에서 사용할 수 있도록 개발할 수 있다”고 덧붙였다.

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Wetland plants can clean water from PFAS

Many lakes and rivers are contaminated with the environmental contaminant PFAS. Researchers at Stockholm University show in a new study that floating wetlands with wetland plants can purify water from PFAS by up to 40 percent in one day. The study is published in the scientific journal “Journal of Environmental Management”.

“This is the first time we have shown which floating wetland plants that can purify water from PFAS,” says Maria Greger, associate professor in plant physiology at Stockholm University. For thirty years, she has led research on the subject of phytoremediation, in which plants are used to clean soil, water and air from pollution.

PFAS is a collective name for persistent highly fluorinated substances e.g. used in fire foam, as impregnation agents and in Teflon pans. To purify water from PFAS, a method with active carbon is currently used. But this purification method is expensive and is therefore only used in water treatment plants for drinking water. Floating wetland plants, where cultivation methodology and choice of plants are crucial, make purification of PFAS possible even in natural water.

The study was conducted on fresh water from the lake Sänksjön in Kallinge in Blekinge, Sweden. Adjacent to this lake is the F17 air wing, where the armed forces have used fire foam containing PFAS in their fire drills. PFAS levels are remarkably high in this water, as well as in several watercourses connected to fire training sites and airfields.

“We observed that all PFAS substances decreased significantly over time by up to 40 percent over a 24-hour period. The size of the plant biomass was found to be more important for effective purification than a specific plant species,” says Maria Greger.  

Sedges are among the species that most rapidly reduced the concentration of heavy metals. The plants take up PFAS and accumulate it in the shoots, which can be harvested, making it easy to remove the contamination from the site. The researchers have also shown that the plant degrade PFAS in the water with the help of the plant enzymes and the degradation products are also taken up by the plant.

Reducing the levels of PFAS in the water of water sources with floating wetland plants can eventually also reduce PFAS levels in drinking water.

“A floating wetland with wetland plants is an inexpensive method that could be used in watercourses where the water is contaminated with PFAS. The method could also be developed for use on one's own property if the water there has been contaminated with PFAS,” says Maria Greger.

[출처= Stockholm University(https://www.su.se/department-of-ecology-environment-and-plant-sciences/news/wetland-plants-can-clean-water-from-pfas-1.707146) / 2014년 1월 17일]

[번역 = 배민지 차장]