2011년 4월 4일자 앨지산업잡지(AlgaeIndustryMagazine.com) 기사에 따르면 노스웨스턴대학교 아르곤국립실험실이 방사성 물질 스트론튬을 흔히 연못 등에서 살고 있는 연 그린 앨지 종중 하나가 먹어서 소화하여 처리 해주는 것으로 밝혀냈다. 이 스트론튬은 핵발전소 내에서 발생하는 가장 위험한 방사성 분열물질 중 하나다.

노스웨스턴대 과학자들은 클로스테리움 모닐리페룸(Closterium moniliferum)이란 방사성 물질을 먹는 앨지를 찾아내고, 이 앨지균주가 실질적으로 방사성 물질, 그중에서 가장 위험한 스트론튬 90(스트론튬의 인공 방사성 동위원소의 하나로 인체에 유해하며 기호 90 Sr)을 최대한 먹어 없애주어 처리를 해준다고 밝혔다.

또 원자력발전소에서 사고로 유출된 방사성 물질이나 오염수에 이 앨지를 사용할 수 있는 직접적인 바이오중간제 처리시설을 만들 수도 있고, 원전에서 발생하는 오염수처리 플랜트를 만들어서 앨지를 지속적으로 공급해주는 시스템을 설치할 수 있다고 밝혔다. 이 연구결과는 앤지원드트 체미(Angewandte Chemie), 쳄수스쳄 저널(ChemSusChem)의 자매 연구 잡지에 실렸다.

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"핵발전 오염물질 처리야말로 우리가 일본 원전사고로 인한 재앙중 가장 먼저 해결해야할 지구촌과제"라고 밝힌 앨지연구 수석과학자 겸 저자인 더크 조스터(Derk Joester)는 10대일 때 실제로 독일 남부에서 거주하면서 체르노빌 원전사고를 경험한 바 있다. 그는 현재 노스웨스턴대 메코믹 공학응용과학스쿨의 신소재과 교수다.

그는 "원전이 사용기한을 끝내고 내일 문을 닫는다고 해도 잔존하는 방사성 물질은 엄청나게 남는다"고 말하면서 "그것을 저장하는데는 엄청난 비용이 든다. 그러므로 우리는 고방사성 폐기물이나 오염수 등을 저방사성 무해물질로 바꿔주는 기술개발이 필요했다. 그런데 최근 앨지가 이런 역할을 하는 메커니즘을 가지고 있는 것으로 드러났고 그 사용을 현실화하는데 주력하고 있다"고 밝혔다.

스트론튬 90이 비록 일본 원전사고에 따르면 환경에 크게 영향을 미치지 않는 것처럼 보일지라도, 방사능 아이소토프 동위원소는 핵발전소나 핵폐기물 처리시설에서는 처리가 되어야만 하는 물질이기 때문이다.

조스터 교수는 "스트론튬 90은 30년간 잔존하며 칼슘과 비슷한 화학물질로 뼛속에 잔존하는 것으로 드러났다"고 밝혔다. 그러므로 이 물질이 지속적으로 유입되면 스트론튬 90이 뼛속에 남아있고 이것이 암으로 유발될 수가 있다는 주장이다.

조스터 교수와 동료연구진의 연구결과에 따르면 이 반달 모양의 단세포는 자연적으로 핵물질 방사성 오염수를 먹고 비방사성 스트론튬 등을 포함한 바이오미네랄을 만드는 것으로 밝혀냈다. 또 이 앨지는 인간에게 좋은 칼슘과 나쁜 스트론튬을 구별해내는 것으로 밝혀졌다.

연구진은 "현재 인체에 해가 없는 칼슘이 핵폐기물이나 방사성 물질에 해가 되는 스트론튬보다 훨씬 많이 포함되어있기 때문에 더 많은 연구가 필요하지만, 앨지가 먹어치워주면서 방사성 스트론튬을 고체결정체로 만들어서 고위험도의 물질을 해롭지 않는 물질로부터 분리시키는 작업이 가능하다"고 밝혔다.

수십년간 연구해온 조스터 교수는 앨지를 바로 방사능 오염수나 오염물질에 직접 투여하는 방식도 있고, 또 다른 방안으로 앨지가 어떻게 스트론튬을 격리하는지 기본 메커니즘을 밝혀내 보다 더 효율적인 방법으로 핵페기물 처리 구조물이나 엔지니어링 디자인을 할 것인지를 연구 중이라고 밝혔다. 최종목표는 해로운 스트론튬을 가능한 한 효율적으로 많이 격리시켜 결정체에 포집하는 것.

<script type="text/javascript"> </script> 조스터 교수팀은 앨지가 스트론튬을 칼슘과 분리시키는 능력은 결정체가 그 세포 속에 들어가 형성될 때 결정체 속에는 나쁜 스트론튬만 들어가는 것으로 밝혀냈다. 앨지는 우선 바륨, 스트론튬과 칼슘을 오염수로부터 빨아들이는데, 스트론튬은 그다음 바륨과 함께 결정체 속으로 들어가서 그 결정체세포속에서만 남아있고 칼슘은 결정체 세포 밖으로 빠져나온다. 바륨은 스트론튬을 받아들이기 위해 유기체 속에 존재해야만 하는 물질이다.

조스터 교수팀은 아르곤국립실험실에서 이미 바륨, 스트론튬, 칼슘 등이 어떻게 앨지 속에서 결정체로 들어가고 나오는지 과학지도를 그려냈고, 동시에 세포들로 만들어지는 결정체의 내용물이 무엇인지를 밝혀냈는데, 이 결정체는 세포의 꼭지에 바코울즈라는 조직체 속에 들어가 있는 것으로 드러났다.

과학자들은 바이움이나 스트론튬의 양을 달리하여 앨지에게 먹여보고 앨지 세포 속에 얼마나 많은 스트론튬이 측정되는지를 연구하였다. 그들은 양을 조절함에 따라 앨지가 1%에서 45%까지 스트론튬을 축적하는 것으로 밝혀내고, 스트론튬을 더 많이 흡수해서 먹어치우도록 앨지를 최적화하는 노력을 하고 있다.

이 연구에 있어 가장 중요한 기기는 첨단광속기의 엑스레이 현미경. 이 현미경이 칼슘이나 스트론튬, 바륨 등이 세포 속에 들어가는 것을 보게 해준다. 이 기기는 현재 지구촌에 3개가 존재하는데, 이 첨단광속기센타, 프랑스의 유럽 방사능연구소, 일본의 SPring-8연구소 등에 있다.

태초에 가장 먼저 탄생한 생명체, 단세포물질인 이 앨지는 가장 오랫동안 지구촌에서 존재하면서 가장 어려운 환경을 견뎌왔는데, 이 핵물질 방사능 오염수를 먹고도 얼마나 오랫동안 이를 소화하고 생명을 유지하는지에 대한 연구로 인해 인류가 방사능에 대한 공포로부터 해방될 수 있을지 관심이 집중되고 있다.

글/박영숙 유엔미래포럼 대표