바이오차는 단순히 토양 개량과 탄소 저장에 머무르지 않습니다. 중금속 흡착, 미세먼지 저감, 수질 정화 등 다양한 환경 문제 해결에도 폭넓게 활용되고 있습니다. 이번 글에서는 이러한 환경 정화 기능을 과학적 근거와 함께 설명합니다.
1. 중금속 흡착 효과
바이오차는 높은 표면적과 음전하 성질 덕분에 납(Pb), 카드뮴(Cd), 아연(Zn), 구리(Cu) 등의 중금속을 흡착하는 능력이 탁월합니다.
- 토양 내 중금속 이동성 억제 → 작물 흡수 감소
- 양이온교환능(CEC) 증가 → 중금속의 안정화
- pH 상승 효과 → 산성 환경 완화로 중금속 용출 감소
실제 연구에서는 바이오차를 첨가한 토양에서 카드뮴 흡수가 60% 이상 줄어드는 결과가 확인되었습니다.
2. 미세먼지 저감 기여
바이오차는 농업 현장에서의 퇴비화 과정, 축사 바닥재, 도로변 녹지화 등에 활용되어 미세먼지 발생 억제에 기여합니다.
- 퇴비 악취 및 먼지 발생 억제: 바이오차 혼합 시 암모니아 휘산량 30% 이상 감소
- 축산 농가 바닥재로 사용: 먼지 입자 흡착 및 습도 조절
- 도심녹화 토양 개량제로 활용: 건조시 미세먼지 재비산 억제
또한, 자체 탄소입자로서의 흡착 특성 덕분에 공기 중 유해가스를 포집하는 기능도 보고되고 있습니다.
3. 수질 정화 기능
바이오차는 하천, 호수, 양식장 등 수계 환경에서의 오염물질 흡착과 정화에도 활용됩니다.
- 질소/인 흡착: 부영양화 유발물질 저감
- 유기오염물 제거: 고농도 BOD/COD 물질 흡착
- 중금속 수용액 제거: 납, 아연, 니켈 등 제거율 70% 이상
실제로 바이오차를 활용한 인공 습지에서는 총 질소(T-N) 45%, 총인(T-P) 55% 감소 효과가 보고되었습니다.
4. 다양한 환경 적용 사례
경기도 하남시의 하천 복원 프로젝트에서는 바이오차 매트(mats)를 설치하여 유속이 느린 구간의 조류 번식과 악취를 효과적으로 억제한 바 있습니다.
충남 논산의 축산 농가는 분뇨 퇴비화 공정에 바이오차를 첨가하여 비산 먼지와 냄새 문제를 동시에 해결하고, 퇴비 품질도 향상했습니다.
또한 서울의 도시농업 실험단지에서는 바이오차 처리 토양이 초미세먼지(PM2.5) 재비산율을 30% 감소시키는 결과를 얻었습니다.
5. 연구 동향과 향후 전망
전 세계적으로 바이오차의 환경 정화 활용 가능성을 탐색하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
- 바이오차 기반 수처리 필터 개발
- 산업단지 토양 복원 프로젝트 적용
- 광산 지역의 오염토 안정화 처리
특히 탄소 크레디트 발급을 위한 환경 복원 프로젝트에 바이오차를 활용하면 환경 개선과 탄소 제거 효과를 동시에 얻을 수 있어 그 활용성은 더욱 확대될 전망입니다.