생분해성 킬레이트제 NIOPOL-킬레이트 시리즈

토양에 유독성 금속이 존재하는 것은 그동안 산업 및 농업, 일상생활에서의 부적절한 폐기물 처리 및 도시화 증가로 인해 사회적 문제가되었습니다.
중금속은 생분해 될 수 없습니다. 그러므로 토양에서 중금속 제거는 환경보전을 위해 중요합니다.

특히 대한민국은 그동안 땅으로 부터 많은 혜택을 얻었지만 토양 개질을 위한 투자는 부족했습니다.
종종 언급되는 불법 '쓰레기산' 사건을 아시는지요?
최근 언론에서 보도한 '몇번을 갈아 엎어도' 싹이 나지 않는 땅에 대해서 들어보셨는지요? 깊게 파보니 80년대 추정되는 쓰레기 더미가 묻혀있었다고 합니다.
각종 폐기물에서 쏟아지는 중금속은 토양의 역할을 제한하여 활용성을 악화시킵니다. 또한 지하수로 스며들어 수질 악화에도 영향을 줍니다.
실제 우리 농촌에서 지하수를 끌어다 쓰는 경우가 많은데 이미 오염된 지하수를 사용한다고 상상한다면 토양개질은 점점 더 어려워집니다.



결국 인간의 개입이 없다면 자연적 토양개질이 이뤄지기는 어려운 상황입니다. 한 방법이 화학적 '치료'인데 그 중 하나가 바로 '킬레이트제' 입니다.
치료법은 우리 농경지에서 중금속과 염류를 동시에 제거할 수 있고 저렴한 비용을 토대로 전반적 토양생태계 개선을 할 수 있어야 합니다.
최근 국립농업과학원에서 킬레이트제(EDTA, DTPA) 관련 홍보 기사를 게재하였는데 좋은 변화라고 생각합니다.
먼저 언급했던 '저렴한 비용'은 우리나라 농민들에게 매우 중요한 포인트 입니다. 당장 국가 지원금이 생길 수는 없는 것이고, 마냥 농민들에게 토양개질 비용을 써라 하는 것은 분명 우리 농민들에게 재정적 부담을 가중할 것 입니다. 그러므로 농업과학원에서 생분해되지 않는 킬레이트제를 홍보한 것은 현실에 맞다고 생각합니다. 킬레이트제가 토양에 잔존하며 기능을 '재활용' 할 수 있기 때문입니다. 물론 환경적으로는 부담이 되지만 농업 전반에 전개하는데는 좋은 방법입니다. 현재 시장가 기준 기존 킬레이트제 대비 생분해성 제품은 약1.6배이상 고가로 판매되고 있습니다(2020년 EDTA 키로당 1,7XX원대를 기준으로 했을떄).

생분해성을 떠나서 토양개질에 킬레이트제 사용은 기존 강산 세척 제품 대비 환경파괴요소가 적은 이점이 있습니다.
현재 킬레이트 시장에서는 생분해성이 낮은 제품들이 선호되며, 이는 잔존 물질 재사용으로 비용 절감이 되기 때문입니다.
하지만, 생분해성 킬레이트제 EDDS(ethylenediaminedisuccinic acid, 이상 EDDS)계열 제품 투입시 오염된 흙에서 11일간 잔존하며 킬레이트 역할을 했던 연구 결과가 있습니다.
물론 흙 성분에 따라 '잔존 기간'(Lag phase)에 차이를 보였지만 기존 킬레이트제 EDTA 대비 저독성이므로 환경안전측면에서는 흥미로운 결과 입니다.
90년대 중반부터 PDA계열(pyridine-2,6-dicarboxylic acid, 이상 PDA) 킬레이트제의 토양개질 적용 관련 연구가 성행했습니다. 주로 흙 속 납/아연 물질 추출성을 연구를 하였는데 4회 이상 동일 킬레이트제 재사용시 80% 이상의 효과를 보인다는 것을 확인 할 수 있었습니다. EDTA 대비 약한 킬레이트를 생성하기 때문에 PDA는 납 추출을 용이하게 하는 이점이 있습니다.
Ex-situ(현장 추출 후 외부공간에서 실험) 사례로는 친환경 킬레이트제 사용 토질내 중금속 추출성 실험이 있습니다. EDDS를 사용했을때 1-6일정도 충분한 투약 및 잔존 기간을 보장한다면(pH7 이상), 납/철 등 70% 이상 중금속 제거 효과를 확인 할 수 있습니다. 물론 기존 킬레이트제는 80% 중금속 제거를 한 연구 결과가 있습니다. 하지만 친환경 측면에서는 킬레이트제 사용에 재고를 할 필요가 있습니다.

그럼 다음편에서 친환경 킬레이트제 적용은 어떠한 조건에서 효율이 높을지 알아보겠습니다.