[로컬세계 = 박종순 기자] 동아대 박성혁 교수(건설시스템공학과/ICT융합해양스마트시티공학과) 연구팀이 주도한 환경공학 분야 연구논문 4편이 세계적 수준의 SCI 학술지에 잇달아 게재, 동아대의 환경·도시 인프라 분야 연구 경쟁력을 국제적으로 입증했다고 19일 밝혔다.

 이번 연구 성과는 글로벌 학술 출판사 엘스비어(Elsevier)가 발행하는 △Journal of Environmental Chemical Engineering(환경화학공학 저널) △Environmental Technology & Innovation(환경기술과 혁신 저널) △Journal of Environmental Management(환경관리 저널) △Water, Air, & Soil Pollution(수질·대기·토양 오염저널)에 게재됐다. 

 박성혁 교수팀이 환경관리 저널에 게재한 종설 논문 ‘지속가능한 호기성 매립지 기술을 통한 생활폐기물 안정화 향상 전략(Enhancing municipal solid waste stabilization through sustainable aerobic landfill technologies)’은 매립지 온실가스와 악취 저감을 위한 기술 로드맵을 제시하는 성과를 거뒀다.

 이번 연구는 이산화탄소보다 훨씬 강력한 온실효과를 가진 메탄가스를 사후에 에너지로 활용하는 방식보다 발생 자체를 원천적으로 억제하는 것이 환경적·종합적으로 더 유리할 수 있다는 관점에서 시작했다. 연구팀은 ‘호기성 생물 반응 매립지(Aerobic Bioreactor Landfill)’ 기술을 체계적으로 분석, 매립지에서 발생하는 메탄가스 배출을 저감하고 폐기물 안정화 기간을 단축하기 위한 운영 전략과 향후 연구 방향을 종합적으로 제시했다.

 박 교수 연구팀은 쓰레기 매립지 사용 연한을 획기적으로 증가시킬 수 있는 기술도 제시했다.

 연구팀이 수질·대기·토양 오염저널(Water, Air, & Soil Pollution)에 게재한 논문 ‘산소가 용존된 침출수 재순환을 이용한 생활폐기물 안정화 촉진 및 매립공간 회수: 실험실 규모 생물반응기 연구(Oxygenated Leachate Recirculation for Enhanced MSW Stabilization and Landfill Space Reclamation: Lab-Scale Bioreactor Insights)’는 극도로 오염된 침출수에 산소를 용존시켜 매립지를 재순환했을 때 매립 공간을 기존의 운영 조건보다 많이 침하시키는 결과를 보였다.

 이는 매립 공간 확보를 통해 기존의 매립지 수명을 20% 이상 연장할 수 있음을 보여준다. 이번 연구에서 제안한 기술은 매립지 안정화를 가속화하는 동시에 기존 매립지 활용도를 극대화하는 혁신적인 쓰레기 매립지 관리 방안으로 활용될 것으로 기대된다.

 또 환경화학공학 저널에 게재된 첫 번째 논문 ‘바이오차를 활용한 호기성 그래뉼 기반 매립지 침출수–도시하수 통합 생물학적 처리 및 바이오정제 접근법(Biochar-assisted aerobic granulation in enhanced biological treatment of landfill leachate with municipal wastewater: A biorefinery approach)’은 폐수처리와 쓰레기 매립지의 혁신 가능성을 드러냈다.

 연구팀은 하수처리 후 발생하는 폐기물 슬러지로부터 ‘바이오차(탄소기반 기능성 소재)’를 만들어 매립지 침출수와 도시하수를 동시에 처리하는 기술을 제시했다. 뿐만 아니라 슬러지를 액체연료(Bio-Oil)로 전환, 폐수처리와 자원회수를 동시에 달성하는 ‘바이오 정제(Biorefinery)’ 개념을 구현하는 성과를 거뒀다. 

 환경기술과 혁신 저널에 게재된 두 번째 논문 ‘폐홍합껍질과 커피 찌꺼기를 활용한 칼슘 풍부 바이오차 제조 및 지속가능한 인산염 회수 기반 토양개량 기술(Valorization of waste mussel shells and spent coffee grounds into calcium-rich biochar for sustainable phosphate recovery for soil amendment)’ 연구에서는 홍합껍질 쓰레기와 커피 찌꺼기를 친환경 재료화해 눈길을 끈다.

 연구팀은 쓰레기로 버려지는 홍합껍질과 커피 찌꺼기를 열분해해 산화칼슘이 풍부한 바이오차 복합체를 합성하고, 수중 부영양화를 일으키는 인산염을 최대 375.6 mg/g까지 흡착하는 우수한 성능을 입증했다. 또 바이오차를 비료로 재활용해 무 생장량을 63% 이상 향상시키는 성과를 거두며 순환경제 기반 환경기술의 실용 가능성을 제시했다.

 박성혁 교수는 “쓰레기 매립장의 사용연한을 획기적으로 늘리는 것과 폐기물을 자원으로 바꾸는 것이 연구의 핵심 목표”라며 “이번 연구 성과는 도시 환경과 폐기물 문제를 동시에 해결할 수 있는 실질적이고 친환경적인 해법을 제시한다”고 말했다.

 이번 연구에는 박성혁 교수와 아납 고쉬(Arnab Ghosh) 박사, 타누슈리 폴(Tanushree Paul) 박사, 이랄리브 자보킬벡 (Eraliev Javokhirbek) 석사과정생이 참여했다. 

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