지하수의 방사능 변화, 미생물이 답 (KISTI)

 

한국원자력연구원의 방사성 폐기물 처분 연구부 이승엽 연구원은 지하 미생물을 이용해 방사능 물질의 확산을 막을 수 있는 방법을 규명하는데 성공했다.

폐쇄된 우라늄 광산에서 흘러나오는 우라늄이 지하수 내에서 일시적으로 감소하다가 다시 증가하는 원인을 우라늄-미생물-바이오 광물의 복잡 상호작용 구조로 규명한 것이다.

기존에는 지하 심부에 생존하는 미생물이 물에 녹는 ‘6가 우라늄’을 물에 녹지 않는 ‘4가 우라늄’으로 변환시켜 우라늄이 지하수를 따라 이동하는 것을 억제한다고 알려져 있었다. 하지만 이 성질을 토대로 한 연구에서는 지하수의 우라늄 농도가 일시적으로 감소했다가 다시 증가하는 현상을 보여 원인 규명을 위한 노력이 지속됐다.

이승엽 연구팀은 방사성 폐기물 처분 연구를 위해 한국원자력연구원 내에 마련된 지하처분연구시설(KURT)의 지하 암반수에 생존하는 박테리아의 일종인 디설포비브리오(Desulfovibrio)를 이용한 결과, 미생물이 우라늄의 화학종을 변환시키는데 성공했다.

또한 미생물이 지하수에 녹아 있는 황(S)과 철(Fe)을 이용해 전기자 잘 통하는 황화철(FeS) 광물을 만들어냄으로써 전자 흐름에 민감한 우라늄이 영향을 받아 다시 이동성을 갖는다는 사실을 새롭게 발견했다.

황화철이 우라늄의 성질을 바꿔 지하수에 들어가는 것을 막아 주지만, 시간이 흐르면 미생물이 4가 우라늄을 더 작은 크기의 ‘나노-콜로이드’ 형태로 분리시켜 지하수에 녹아 우라늄 농도를 다시 증가한다는 사실을 밝혀냈다.

이 연구결과는 지구화학 분야의 권위 있는 국제 과학전문지인 ‘화학지질(Chemical Geology)’ 제 370호에 실렸다.