식수 독성물질 PFAS 합성물을 제거하는 플라즈마

#01 PFAS 합성물을 대적할 해결책, 플라즈마

인간의 독창성의 산물인 합성 화학물질이 오늘날 인간을 공격하고 있습니다. 이러한

인공 합성물들은 토양, 공기, 물속에 존재하며 우리 몸으로 흡수됩니다. 그리고 우리는

흡수된 인공 합성물을 어떻게 제거해야 할지 제대로 알지 못합니다.

 

절대 죽지 않는, 이름바 좀비 화학물질을 우리는 PFAS(Poly Fluoro Alkyl Substances)라

부릅니다. 최근 이러한 좀비 화학물, PFAS를 분해하는 방법을 다루는 연구들에서 제시되는

해결책 중 하나가 바로 플라즈마입니다.

 

 

#02 PFAS란?

PFAS는 모두 수천 가지의 다른 화합물들로 이루어져 있습니다. 유기 화학에서 가장 강력한

결합을 기반으로 하는 탄소와 불소의 결합인데요, C-F 결합은 깨지기 매우 어렵기 때문에

PFAS는 1940년대부터 전 세계의 수많은 일상 제품에서 편리한 물질로 사용되어 왔습니다.

예를 들어 얼룩 제거제, 프라이팬 등 조리 용기의 코팅, 소화기와 같은 고효율 화재 진압

분사물 등 실생활에 없어서는 안 될 많은 부분을 차지하고 있습니다. 또한 반도체나 휴대폰,

자동차 제조 등에도 사용됩니다. 즉, 이 화학물은 우리 생활 속 어디에나 존재하고 있습니다.

 

이처럼 PFAS를 유용하게 만드는 특성이, 역으로 가장 큰 단점으로 작용합니다. 바로 우리가

그것을 분해하고자 할 때조차 분해가 굉장히 어렵다는 점입니다. 물론 위험하지 않을 수

있습니다. 다만 장기적인 영향에 대해 확신할 수는 없습니다. 몇몇 공중 보건 연구는 미국 인구

95~97%의 혈액과 소변에서 PFAS가 검출되었다는 것을 보여주었습니다. 이 연구는 우리

신체에서 PFAS를 분해할 수 없다는 것을 나타냅니다. 이는 즉, 우리가 나이가 들수록 우리 몸

안에는 PFAS가 분해되지 못한 채 축적된다는 것을 의미합니다.

 

 

#03 PFAS가 신체에 끼치는 악영향

두 종류의 PFAS-PFO와 PFOA는 신체의 우리의 면역체계에 유해한 영향을 미치는 것으로

알려져 있습니다. 또한 콜레스테롤 수치를 증가시키며, 우리의 신진대사나 생식력을 저하하고

저체중과 같은 태아의 위험을 가져올 수 있습니다.

 

가장 심각한 위험성은 바로 PFAS가 갑상선 손상 및 암 발생과 높은 연관성을 가지는 것으로

추측되기 때문입니다. 어떤 PFAS 수준이 어떻게 변화를 일으키는지 구체적 상관관계에 대해선

여전히 연구가 진행되고 있습니다. 중요한 것은 이처럼 우리 신체에 악영향을 끼칠 수 있는

PFAS는 우리 실생활 어디에나 존재하고, 또 그것을 분해할 수 없다는 것입니다.

 

 

#04 PFAS를 분해하는 플라즈마

이때 PFAS를 대적할 해결책으로 제시된 것이 바로 플라즈마입니다. 공군 토목 기술자 센터의

한 프로젝트에서 플라즈마 원자로라는 것을 개발했습니다. 플라즈마 원자로 장치의 실험은

이렇습니다. 아르곤 가스를 사용하여 PFAS에 오염된 식수 샘플의 표면에 플라즈마를 접촉시킨 후

분리된 PFAS 전극을 사용하여 혈장을 생성합니다. 플라즈마는 양이온과 자유 전자로 이루어진

일종의 구름과 같은데, 이는 오염된 물의 초강성 C-F 결합을 파괴할 수 있었습니다.

 

이 새로운 플라즈마 기술은 오염된 식수의 PFAS 위험 농도를 안전 또는 음용 가능한 수준으로

낮췄습니다. 이 기술이 주목받은 이유는 기존의 다른 PFAS 제거 기술처럼 단순히 걸러내는 것이

아닌, 분해하는 기술이기 때문입니다. 즉 PFAS 폐기물을 재처리해야 하는 기존의 기술과는 달리

PFAS 자체를 다른 성분으로 분해하기 때문에 폐기물의 처리를 훨씬 용이하게 해 주었습니다.

 

 

#05 플라즈마 기술의 실효성

플라즈마 기술은 굉장히 획기적인 해결책이지만, 현재 이 기술로써 대량의 식수를 대중에게 공급

하는 것은 상당히 어려운 상황입니다. 관련 연구팀은 이를 위해 그 규모를 확장하고, 기술을 좀 더

쉽고 대중화할 수 있도록 노력하고 있습니다. 더불어 PFAS를 먹어 치울 수 있는 토양미생물 등의

연구를 병행하며 PFAS로부터 해방될 수 있는 세상을 위한 온갖 혁신에 힘쓰고 있습니다.