커피찌꺼기의 탄소를 활성화하면 수중에 잔류 중인 벤타존을 효율적으로 제거할 수 있다는 내용의 연구 논문이 국제학술지 ‘화학기술과 바이오테크놀로지 저널’에 최근 게재됐다.

커피찌꺼기가 제초제로 인한 수질오염을 막는 묘약이 될 수 있을까. 

최근 브라질 파라나 연방기술대학(UTFPR) 팀의 연구 결과에 따르면 그 가능성은 충분해 보인다. 

UTFPR 연구팀은 염화아연(ZnCl2)을 사용해 커피찌꺼기의 탄소를 활성화하면 벤타존(bentazone)을 효율적으로 제거할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 벤타존은 전 세계에서 가장 일반적으로 사용되는 제초제 중 하나로 국내에서도 다년생 잡초, 광엽 잡초 방제에 널리 쓰인다.

연구팀은 벤타존이 용해된 물을 커피찌꺼기의 활성탄으로 처리하기 전과 처리한 후로 구분해 각각의 용액이 ‘분열조직’(meristem)이라 불리는 양파의 뿌리 조직에 어떤 영향을 미치는지 살펴봤다. 이 조직은 식물이 생장하는 지점이므로 손상되면 식물의 성장은 중단된다. 

실험 결과, 활성탄 처리 전의 용액은 양파 뿌리의 분열조직에 심각한 세포독성(화학물질, 물리적 요인 등에 의한 상해)을 일으킨 것으로 나타났다. 반면 커피찌꺼기 활성탄으로 처리한 용액의 경우에는 양파 분열조직에 세포독성을 일으키지 않았으며, 이는 증류수가 담긴 대조군 샘플과 유사했다. 연구팀은 커피찌꺼기의 탄소를 염화아연으로 활성화하면 약 70% 효율로 벤타존을 제거(흡착)한다는 사실을 발견했다고 밝혔다. 수중에 잔류하는 벤타존 성분을 친환경적으로 제거할 수 있는 길이 열린 셈이다. 

이번 연구 결과는 미국과 유럽 등지에서 벤타존으로 인한 수질오염에 대한 우려가 제기된 가운데 나온 것이어서 더욱 주목받고 있다. 미국 환경보호청(EPA)은 일부 지하수와 식수에서 벤타존이 잠재적으로 유해한 수준임을 지적한 바 있으며, 유럽환경청(EEA)도 지표수의 벤타존 수준에 대한 우려를 나타낸 바 있다. 

연구팀은 향후 커피찌꺼기 활성탄이 벤타존을 흡착하는 명확한 기작을 밝혀 효율을 개선하고 처리 규모를 확대하는 과정이 필요하다고 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지 ‘화학기술과 바이오테크놀로지 저널’(Journal of Chemical Technology and Biotechnology) 최근호에 게재됐다. 

*참고 

Removal of bentazone using activated carbon from spent coffee grounds

Journal of Chemical Technology and Biotechnology  2024.3.1.

https://analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jctb.7630