환경부 산하 국립낙동강생물자원관(관장 안영희)이 낙동강 상류 일대 퇴적토에서 비소를 산화시켜 독성을 낮추는 신종 미생물 7종을 최근 발견했다고 밝혔다.

비소는 간, 신장 등에 암을 유발하는 중금속으로 금속을 제련할 때 부산물로 생기며 폐광 지역이나 제련소 주변에 검출되는 경우가 많다.

국립낙동강생물자원관 연구진은 올해 3월부터 9개월 동안 경북 봉화군 낙동상 상류 일대에서 비소를 산화시킬 수 있는 카에니모나스 속 균주 등 총 33종의 미생물을 발견했다.

연구진은 33종의 미생물에 대해 유전자를 분석하고 비소 산화 능력을 실험했으며 이 중 비소 산화 능력이 가장 뛰어난 신종 미생물 7종을 분리하는 데 성공했다.

신종 미생물 7종은 카에니모나스 속 균주 SPR-03, 보세아 속 균주 SPR-06와 SPR-10, 로도슈도모나스 속 균주 SPR-07, 스핑고픽시스 속 균주 SPR-14, 폴라로모나스 속 균주 SPR-19, 마이코박테리움 속 균주 SPR-20이다.

SPR은 Seokpo Refinery의 약자이며 시료채취 장소인 석포 지역을 뜻하는 것으로 뒤에 일련번호는 연구진이 총 33종의 미생물을 발견한 순서에 따라 임의로 붙인 것이다.

구진은 1㎖ 당 1천만 마리의 농도에 맞춰진 신종 미생물 7종을 325ppm 농도의 3가 비소(As3+)에 넣고 72시간 동안 비소 산화 능력을 실험했다.

3가 비소는 5가 비소(As5+)에 비해 독성이 약 60배 강하며 신종 미생물 7종과 같은 비소 산화 미생물은 3가 비소를 5가 비소로 산화시켜 독성을 낮춘다.

이번 실험 결과 신종 미생물 7종은 일반적인 비소 산화 미생물에 비해 최대 530배에 이르는 산화 능력을 갖고 있는 것으로 나타났다.

비소 산화 능력은 SPR-07, SPR-06, SPR-19, SPR-014, SPR-03, SPR-010, SPR-20의 순으로 나타났다.

7종 중 산화 능력이 가장 높은 SPR-07은 325ppm 농도의 3가 비소를 72시간에 걸쳐 128ppm 농도의 5가 비소로 산화시켰다.

이는 2014년 3월 국제전문학술지인 ‘저널 오브 하자더스 머티리얼(Journal of Hazardous Material)’에 보고된 비소 산화 미생물 슈도모나스 속 균주 ARS1에 비해 530배 높은 기록이다.

슈도모나스 속 균주 ARS1(Pseudomonas sp. ARS1): 대만의 비소 오염 토양에서 분리된 균주로 유기탄소와 산소가 있는 조건에서 비소를 산화시킬 수 있는 호기성 박테리아다.

연구진은 이번 신종 미생물 7종에 대한 연구 보고서를 ‘바이오리소스 테크놀러지(Bioresource Technology)‘에 내년 3월 중으로 투고할 예정이다. 

안영희 국립낙동강생물자원관장은 “이번에 발견된 미생물들은 향후 중금속 오염 토양의 독성 저감용 미생물 제제 실증화를 위한 중요한 밑거름이 될 것”이라며 “앞으로 이들 신종 미생물의 유전체 심화 연구와 배양최적화 기초 연구를 수행할 계획”이라고 말했다.