▲ 인하대 한창석 환경공학과 교수와 최아영 박사과정 학생
[뉴스앤톡] 인하대학교(총장 최기영)는 환경공학과 한창석 교수 연구실 소속 최아영 박사과정 학생이 타이어 유래 오염물질인 6PPD-Q의 자가분해 메커니즘을 규명한 연구를 국제학술지 ‘Environmental Chemistry Letters’ (영향지수 25.2, 환경공학분야 상위 0.6% 저널)에 게재했다고 10일 밝혔다.

최아영 학생은 과초산에 의한 타이어 유래 퀴논 오염물질의 자가분해 현상을 다뤘다. 6PPD-퀴논(6PPD-Q)은 자동차 타이어에 사용되는 산화방지제 6PPD가 오존과 반응해 생성되는 물질이다. 최근 수중 환경에서 검출되며 높은 독성으로 인해 전 세계적으로 주목받고 있는 신종 난분해성 오염물질이다.

과초산(peroxyacetic acid·PAA) 기반 고도산화 처리 공정은 난분해성 오염물질을 효과적으로 제거하면서도 유해 부산물 발생이 적은 친환경 수처리 기술로 평가받고 있다. 고도산화 처리 공정은 강한 산화력을 가진 활성 물질을 만들어 물속 오염물질을 분해하는 기술이다. 다만 과초산의 산화력을 충분히 활용하기 위해서는 일반적으로 자외선이나 금속 촉매 등 외부 활성화 과정이 필요하다.

최아영 학생은 이번 연구에서 과초산만 존재하는 조건에서도 6PPD-Q가 지속적으로 분해되고, 과초산 농도가 높아질수록 분해 속도도 증가한다는 사실을 확인했다. 특히 고농도 과초산 조건에서는 자외선(UV) 유무와 관계없이 6PPD-Q가 효과적으로 분해되는 특성을 발견했다. 이를 통해 6PPD-Q 자체가 과초산을 활성화해 스스로 분해될 수 있다는 점을 입증했다. 저농도 과초산 조건에서는 자외선 조사에 따른 추가 라디칼 생성으로 분해 효율이 더욱 높아진다는 사실도 확인했다.

이번 연구는 6PPD-Q를 단순한 제거 대상 오염물질이 아니라, 산화제의 반응을 촉진하는 물질로 새롭게 해석했다는 점에서 의미가 있다.

최아영 학생은 6PPD-Q가 과초산과 전자 전달 반응을 일으켜 세미퀴논 라디칼을 형성하고, 이 과정에서 과초산의 분해와 다양한 활성 라디칼 생성을 촉진한다는 새로운 반응 메커니즘을 제시했다. 오염물질이 외부 자극 없이 산화제를 활성화하고, 그 결과 스스로 분해를 촉진하는 원리를 밝힌 것이다. 이를 ‘오염물질 주도 산화제 활성화에 의한 자가분해’ 메커니즘으로 설명했다.

최아영 학생은 “이번 연구를 통해 타이어 유래 퀴논 오염물질인 6PPD-Q가 외부 활성화 과정 없이도 과초산을 활성화해 스스로 분해를 유도할 수 있음을 처음으로 확인했다”며 “현재 해당 주제로 후속 연구를 진행하고 있으며, 이번 연구가 새로운 고도산화 기반 수처리 기술 개발뿐 아니라 퀴논 오염물질과 관련된 자연의 자정 작용을 다시 해석하는 데 기여하길 기대한다”고 말했다.

지도교수인 한창석 인하대 환경공학과 교수는 “이번 연구는 물속 오염물질이 단순한 제거 대상에 그치지 않고, 스스로 산화제를 활성화해 오염물질 제거에 필요한 고반응성 라디칼 생성을 촉진할 수 있다는 새로운 메커니즘을 제시한 연구”라며 “향후 다양한 오염물질과 산화제 시스템으로 연구가 확장돼 차세대 수처리 기술 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 우수연구-핵심연구B ‘타이어 유래 오염물질 발생기작 연구 및 이들의 제거를 위한 친환경 과산화산-촉매-복합, 에너지 절감형 산화공정개발’ 과제(RS-2026-25483250)와 한국환경산업기술원 과불화화합물 제거 및 무해화 기술 개발 ‘광촉매 및 고도환원 기반 과불화화합물 제거 기술 개발’ 과제(RS-2026-25502126)의 지원으로 수행됐다.

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