* 폐기물을 이용한 생물학적 복원(bioremediation)
식품 산업에서 발생하는 양파 폐기물(onion waste)과 마늘 폐기물(garlic waste)이 오염된 재료에 함유되어 있는 비소, 카드뮴, 철, 납, 수은 및 주석 등을 포함한 유해한 중금속(heavy metal)을 흡수하는데 사용될 수 있을 것이라고 Journal of Environment and Pollution에 발표된 새로운 연구는 제안했다. 이 논문의 제목은 “양파와 마늘 폐기물을 이용한 중금속의 생물 흡착(Biosorption of heavy metals by utilising onion and garlic wastes)" 이다.

인도 뉴델리에 위치한 GGSIPU(Guru Gobind Singh Indraprastha University) 소속의 Rahul Negi, Gouri Satpathy, Yogesh Tyagi 및 Rajinder Gupta 등을 주축으로 하는 연구진은 양파(Allium cepa L.)와 마늘(Allium sativum L.)의 가공 및 통조림 제조에서 발생하는 폐기물이 산업용 유출수를 포함한 오염된 재료로부터 독성 원소를 제거하는 대체적인 친환경 복원 재료로 사용될 수 있다는 사실을 제안했다.

시장 및 식품 통조림 공정으로부터 배출되는 양파와 마늘 폐기물이 다양한 흡착제/금속 이온 비율에서 다수의 구성 인자로 이루어진 시스템으로부터 Pb2+, Sn2+, Fe2+, Hg2+, As3+ 및 Cd2+ 등을 흡착하는데 사용될 수 있다는 것을 이 논문은 증명했다.

연구팀은 ① 산성도 또는 알칼리도의 영향, ② 접촉 시간, ③ 온도 및 ④ 흡착제와 흡착 물질의 농도 등의 영향을 배치 흡착 기술에서 유출수의 오염 제거를 위한 상업적 규모로 사용될 수 있는 조건을 최적화하기 위하여 연구했다. 연구팀은 다양한 요인에 대한 연구를 통하여 산업용 규모의 오염 제거(decontamination)를 위한 생물학적인 중금속 여과를 구현하기 위한 최적의 조건을 제시했다.

연구진은 50 ℃에서, 정화 공정의 효율성이 주로 pH(산성도 또는 알칼리도)에 의존한다는 것을 확인했으며, 최적의 pH 조건은 5로 나타났다. 또 연구진은 평형 시간(equilibration time)이 30분 이내에 일반적으로 일어난다는 것을 관찰했다. 연구진은 최대 추출(maximum extraction)이 금속성 환경 오염물질 중 가장 처리하기 어려운 물질 중 하나인 납에 대하여 달성될 수 있다는 것을 확인했다.

연구진은 혼합된 금속 이온 용액 리터당 5그램의 테스트 용액으로부터 파속 식물(Allium) 재료당 10밀리그램 이상을 추출할 수 있다고 밝혔다. 회수 효율성은 70% 이상으로 추산된다. 흡수된 금속은 질산(nitric acid)을 이용하여 수집 용기로부터 배출될 수 있으며, 바이오매스 재료는 다시 사용할 수 있다.

50°C에서 수행된 이 연구는 오염물질 제거 효율성은 pH에 따라 좌우된다고 밝혔다. 평형 시간은 30분이었으며, 반응속도상수(kinetic parameter)가 2차 요인 모델(second order model)을 이용하여 산출됐다. 최대 q 값은 0.5 g/100 ml 혼합된 이온 용액 흡착제 부하량에서 Pb2+에 대해 10.47 ± 0.52 mg g?1로 얻어졌다. 탈착은 복원 공정을 비용 효과적이며 재사용하게 만드는 금속이온의 최대 회수율이 71%에 이른다는 것을 암시했다.

연구팀은 파속 식물 바이오매스를 이용한 실험을 통하여 시뮬레이션된 산업용 유출수와 실제 산업용 유출수로부터 효과적인 중금속 제거를 증명했다. 연구진이 개발한 기술은 산업적으로 응용될 수 있으며 실용적인 기술이라고 연구진은 제안했다. 이 방법이 감당할 수 있는 비용 수준에서 환경 친화적이며, 개발도상국에서 소규모 및 중간 규모의 산업체를 위한 저비용의 유지 관리 기술을 제공한다고 연구진은 결론지었다.