오일에서 분리된 물을 처리하기 위한 천연오일 흡수체의 활용

건조된 잎(dried leaves)은 단순히 주변에 널린 폐기물이 아니라, 환경업자나 오일 및 가스 회사가 석유 추출물로부터 폐수를 처리하는데 활용할 수 있도록 활용될 수 있다. 해저로부터 석유를 추출해내는 과정에서 액체 폐기물이 발생한다.

오일에서 분리된 물(produced water, 생산수)은 생성되는 액체 폐기물의 80% 가량 차지한다. 생산수에는 주로 중금속, 방사성 핵종(radionuclide), 오일 및 그리스(grease), 공정용 화학물질, 다수의 용해된 기체, 염, 고체물질, 미생물 및 산소가 포함되어 있다. 생산수에서 오일 및 그리스 함량은 두 가지 종류로 나뉠 수 있는데, 용해된 오일(dissolved oil)과 분산된 오일(dispersed oil)이 그것이다. 용해된 오일은 벤젠, 에틸벤젠 및 자일렌(xylene)으로 구성되며, 생산수내 주요 유기 혼합물을 차지하고 있다. 그러나 분산된 오일은 액체 상에 떠 있는 자그마한 오일 방울과 적은 양의 탄화수소 물질을 포함하고 있다. 처리되지 않은 생산수는 분산된 오일, 용해된 오일, 중금속 및 화학물질을 포함하고 있어서 환경에 해롭다.

생산수에서 분산된 오일의 함량은 유정(oil well)에 따라 다양하다. 물 속의 분산된 오일은 독성물질로 분류되며 인류 및 해양 생물에 유해하다. 분산된 오일은 생리적인 손상 및 암을 유발할 수도 있다.

수 년 동안 생산수 처리 시스템에서 분산된 오일을 처리하려는 다양한 기술이 개발되어 왔다. 현재 사용되고 있는 기술은 물리적인 방법과 화학적인 방법이 모두 사용되고 있으며, 생태계에 부정적인 영향을 미친다.

본 연구에서, 건조된 Khaya Senegelansis의 잎은 분산된 오일을 흡수할 수 있는 천연 오일 흡착제로 소개되고 있다. Khaya Senegelansis 건조 잎이 선택된 이유는, 말레이시아에서 흔히 구할 수 있기 때문이다. 이런 종류의 나무는 경관을 개선하기 위해 심어진 것으로 주요 도시 근교 대부분에 심어져 있어서, 도시 주변의 녹색환경을 구축하는데 중요한 역할을 담당하고 있다. 그러나 나무에서 떨어진 잎은 폐기물로 여겨진다. 이 잎들은 폐기물이 아닌 유용한 제품으로 전환시킬 수 있게 된 것이다.

본 연구에서 건조된 Khaya Senegelansis 잎을 세척, 건조하고 갈아서, 실험적으로 만든 생산수와 혼합하여 24시간 관찰하였다. 자력 교반기(magnetic stirrer)를 이용해 이 혼합된 용액을 저어주었다. 합성 생산수 용액에 사용된 엔진오일은 SAE40 Petromas Mach 5 Mineral Engine Oil로 증류수에 혼합되어 사용되었다. 건조중량법(Partition Gravimetric Method) 실험결과, 건조된 Khaya Senegelansis 잎은 상온에서 용액내 존재하는 오일의 73%를 제거하는 뛰어난 오일 흡수체로 나타났다.

주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)을 통해 얻은 영상에서도, 24시간의 접촉시간 후에 잎 표면에 오일이 관찰되었다. 이것은 Khaya Senegelansis에 친유성(lipophilic) 화학물질(phytochemical) 성분이 풍부하게 존재하기 때문이다. 그 성분으로는 플라보노이드(flavonoid), 탄수화물, 사포닌(saponin), 탄닌(tannin) 및 안트라퀴논(anthraquinone) 등이다. 사포닌과 플라보노이드는 친유성 특성 때문에 오일 흡수를 위한 주성분 역할을 하고 있다. 일련의 실험을 통해 다양한 온도 및 오일 농도에 대한 효과를 조사하여, 오일 및 그리스의 흡수능력을 측정하였다.

본 연구결과는 건조된 Khaya Senegelansis 잎이 천연 친환경 오일 흡착제로 뛰어난 능력을 발휘하고 있으며, 생산수를 처리하는데 조경에서 발생하는 폐기물을 활용할 수 있음을 보여준 예이다.

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