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미생물의 기름 분해

기름의 분해작용

분해작용 기름이 바다에 유출되었을 때 유막은 물리적, 화학적, 생물학적 작용을 통하여 분해된다. 분해작용 중 증발, 용해, 유상화, 확산, 생물학적 분해 등은 매우 중요하다. 증발은 주로 분자량이 작은 기름이 공기에 노출되었을 때 일어난다. 유막으로부터 감소되는 기름의 양은 바람과 해수의 온도와 같은 환경적인 요인뿐만 아니라 기름의 성질에 의해 좌우된다. 즉, 기름의 분자량이 클 때는 증발이 10% 정도이나 상대적으로 작은 분자량을 가지는 기름의 경우 1~2일 사이에 50% 정도까지 증발되는 것으로 조사되었다. 증발에 의한 기름의 감소율을 나타내면, Co까지의 방향족 탄화수소는 하루만 경과해도 거의 완전히 증발함을 볼 수 있다. 원유를 구성하는 대부분의 성분들은 물에 낮은 용해도를 가진다. 그러나 해수에 쉽게 용해되는 것도 있다. 용해 비율은 증발과 같이 환경적인 요인에 의해 좌우된다. 그러나 용해는 증발만큼 중요하게 인식되고 있지 않다. 유상화는 유막이 수분함량이 80%까지 되는 chocolate mousse와 같은 형태로 변화하는 것을 말한다. 형성된 mousse는 점성도가 커 유막보다 더 큰 부피를 가지고 바다에 장기간 안정한 상태로 존재하게 되며 생물학적 분해에도 강한 저항성을 가진다. 또 유상화는 빠르게 진행되며 시간이 지나면 여러 개의 Imousse가 겹쳐 타르볼을 생성하게 된다. 이 타르볼은 유막의 고체형 MENOS 태로서 그래브와 같은 것으로 퍼내어 제거하는 수밖에 없다. 따라서 기름이 바다에 유출되자마자 빠른 시일 내에 처리하는 것이 중요하다.

확산은 자연적인 기름의 chocolate mousse 형성 조건에 의해서 일어날 수도 있고 석유 유출시 뿌리는 인위적인 첨가제에 의해 일어날 수도 있다. 이렇게 확산된 기름은 환경적으로 비교적 안전하다. 그 이유로는 첫째, 확산은 부피에 대한 표면적 비를 크게 증가시켜 생물학적 분해에 필요한 산소와의 접촉을 늘어나게 하여 결국 분해가 촉진시킨다. 둘째, 확산에 의해 유막이 작게 나누어지게 되어 희석효과가 나타나고 이로 인해 유막의 이동성을 낮추어 해안에 도달할 가능성을 낮추게 된다. 미생물의 기름분해 능력은 원유에 대한 미생물의 적응 정도에 좌우된다. 생물학적 분해가 가장 잘 일어날 수 있는 환경은 적당한 온도와 질소, 인, 산소의 충분한 공급이 이루어지는 조건이다. 그러나 실제 해양 환경에서는 위의 조건이 갖추어지기 힘들기 때문에 생물학적 분해가 가능한 기름도 오랫동안 남아 있게 된다.

대표적인 기름 분해 미생물이 나타나 있다. 주의해야 할 것은 한 종류의 미생물이 모든 기름을 분해할 수 있는 것이 아니라는 것이다. 즉, 기름의 생물학적 분해는 다양한 미생물의 상호 작용에 의해 이루어지게 되는 것이다. 유류오염의 환경적 영향 유류오염의 환경적 영향은 적은 양이 오랜 시간 동안 계속적으로 투입되는 것과 많은 양이 일시적으로 투입되는 것으로 나누어 생각할 수 있다. 전자에는 해안 지역에 있는 유류를 취급하는 항구와 유류정제소에 의한 것, 자연적인 기 름 산출, 그리고 석유개발 또는 생산과정에서의 유출에 의한 것이 있다. 이러한 기름은 생태계에 직접적인 독성, 물리적 코팅, 서식지 파괴, 먹이 사슬에 인한 독성 증대 등을 통해 영향을 미친다. 식물의 경우 기름은 광합성과 호흡을 방해하여 식물의 성장과 번식을 저해한다. 이러한 결과 종의 다양성 감소와 생태계의 안정성 저하가 발생한다. 사고에 의한 갑작스러운 대량의 기름 유출은 생태계에 큰 피해를 준다. 유류오염과 해양생물 박테리아는 자연생태계의 균형이 유지되는데 중요한 역할을 한다. 기름에 의해 해양이 오염되었을 때 박테리아의 수는 단기적으로는 감소하지만, 장기적으로는 적응 정도에 따라 2배까지 증가하기도 한다. 플랑크톤의 경우 오염지역에 가까이 있는 플랑크톤은 유류 해수 중 유류함량이 1ppm만 초과해도 치명적인 영향을 받는다. 특히 유막 바로 아래에 있는 플랑크톤은 햇빛과 산소 공급 차단에 의한 호흡 장애나 직접적인 독성에 의해 영향을 받는다. 해초는 기름 성분의 독성, 질식효과, 정화작업동안 투입된 확산제 및 정화 작업에 투입된 장비의 물리적인 작용 등의 다양한 메커니즘에 의해 영향을 받는다. 특히 두꺼운 기름층에 의한 온실효과와 질식에 의한 경우가 많다. 코팅에 의한 호흡 장애와 확산제에 의한 보호점막의 파괴는 해초를 죽이는 원인이 된다. 어류나 갑각류, 조류 등은 해초와 달리 활발히 움직이기 때문에 비교적 위협을 덜 받는다. 그러나 어류나 갑각류는 인간이 주로 먹는 것으로서 먹이사슬의 효과에 의해 인간에게는 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 한편 물고기를 먹이로 하는 조류는 물속에 잠수하여 먹이를 찾기 때문에 이 때 기름이 깃털에 달라 붙게 되어 날개의 조직을 손상당하거나 부리로 깃털을 손질할 때 직접 기름을 섭취하게 된다.

유출된 유류의 정화기술

유출된 유류를 정화하는 기술은 크게 화학적인 방법과 물리적인 방법으로 나뉜다. 화학적인 방법 중 대표적인 것이 확산제이다. 원리는 투입된 화학 물질이 기름을 물방울 모양으로 작게 분해시켜 부피에 대한 표면적의 비를 증가시켜 희석이나 생화학적 반응이 잘 일어나게 하는 것이다. 확산제의 주요 성분은 계면활성제이다. 한편 유류는 증발이나 유상화를 통해 처리가 힘든 형태로 변화하기 때문에 확산제는 기름유출시 가능한 빨리 사용하여야 한다. 물리적인 방법으로는 흡착제나 방재, 표면 스키머 등을 사용하고 있다. 흡착제는 반액체 상태의 유막을 기계적인 장치로 회수가 가능한 고체나 반고체 상태로 바꾸는 화학물질로서 효과적인 회수작업을 위해서는 흡착제가 물에 잘 떠야만 한다. 그러나 이 방법은 단 지 파도가 없는 수면의 기름덩어리의 처리에만 사용되고 있으며, 회수가 불완전할 경우 다른 환경문제를 유발할 수도 있다. 방재는 유막의 크기나 이동을 제한하는 가장 효과적인 방법으로서 역시 수면이 잔잔할 때 효율적이다. 만약 해수의 속도가 빠르거나 파고가 높은 바다에 사용하면 기름은 방재의 위나 아래로 빠져 나가게 된다. 표면 스키머는 물에 떠 있는 고체상태의 기름이나 덩어리진 기름을 걷어올리는 장치이다. 점착성이 강한 표면을 가진 장치, 원심분 리기, 진공 스키머와 같은 장치가 사용된다. 그 밖에 해변에 다다른 기름은 간단한 도구를 이용하여 제거할 수 있다.

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