더 안전한 물

지구는 흔히 "물의 행성"으로 불립니다. 우주에서 보면 물(액체 형태와 얼어붙은 형태 모두)이 지구 표면의 75%를 덮고 있습니다.¹ 그러나 수자원의 풍부함에도 불구하고 지구 물의 약 3%만이 담수입니다.² 그 중 약 1.2%만 안전한 식수이며 그 외 나머지는 빙하 구조와 영구 동토층 지역에 저장됩니다.²

2023년에 발표된 유엔(UN)의 세계 물 개발 보고서에 따르면 2020년부터 세계 인구의 26%가 안전한 식수를 이용할 수 없었고, 46%는 기본적인 위생 시설을 이용할 수 없었다고 합니다.³

최근 인터뷰에서 애질런트는 다양한 환경 오염물질로부터 전 세계의 사용 가능한 물을 보호하고 더 많은 지역사회가 보다 안전한 물에 접근할 수 있도록 연구하는 세 명의 글로벌 전문가와 이야기를 나눴습니다.

물 시스템 내의 환경 오염물질

Keller 박사, Adeleye 박사, Huang 박사는 각자의 기관에서 근무하며 수년에 걸쳐 다양한 환경 오염 물질의 존재와 상호 작용, 그리고 이들이 물 공급에 어떤 영향을 미치는지 조사해 왔습니다.

산타바바라 캘리포니아 대학교에 재직 중인 Keller 박사는 "지난 30년 동안 저는 수많은 새로운 오염 물질에 대한 연구에 집중해 왔습니다. 예를 들어, 저는 염소계 용매, 농약, 의약품, 화학 물질, 개인 위생 제품, PFAS와 같은 유기 물질뿐만 아니라 나노 입자와 같은 금속 및 미세 플라스틱과 같은 무기 물질에 대해서도 연구해 왔습니다. 우리의 목표는 이러한 환경 오염물질을 검출,
제거 또는 개선하여 물을 더 안전하게 공급하는 것입니다."라고 말했습니다.

컬럼비아대학교의 Adeleye 박사는 미세 플라스틱과 PFAS와 같은 오염물질이 규제 당국과 물 산업계의 주목을 받고 있다고 말합니다.

Adeleye 박사는 "PFAS는 우리 환경에 어디에나 존재하는 ‘per- and polyfluoroalkyl substances’의 약어입니다. 현재 제 연구는 이러한 환경 문제에 대한 지속적인 해결책을 고안하기 위한 충분한 지식을 창출할 수 있을 정도로 PFAS 및 기타 환경 오염물질의 상호 작용을 더 잘 이해하는 데 초점을 맞추고 있습니다." 라고 설명합니다.

2019년부터 Huang 박사는 중국 칭화대학교 심천대학원 환경생태연구소에서 근무했습니다.

"저희 연구 그룹은 특히 오늘날 물 시스템에서 흔히 발견되는 새로운 오염물질에 중점을 두고 있습니다. 이러한 새로운 오염물질은 일반적으로 농도가 낮지만 생태학적 위험이 높습니다. 우리 연구의 목적은 수로에서 이러한 새로운 오염물질의 운명과 그 운송에 대한 지식을 발전시키고, 그 존재가 다양한 생태계에 미치는 위험과 잠재적 영향을 이해하는 것입니다."라고 Huang 박사는 말했습니다.

더 나은 물처리 및 사용을 위한 노력

UN의 지속 가능한 발전 목표 중 하나는 모든 사람들에게 물과 위생에 대한 접근을 보장하는 것입니다. 그러나 2030년이라는 목표까지 모든 사람이 안전하고 저렴한 식수를 보편적이고 공평하게 이용할 수 있도록 하려면 더 많은 노력과 신속한 투자가 필요합니다.⁴

Keller 박사 연구실에서 해결하려고 하는 주요 과학적 과제에는 식수 안전하게 유지하는 방법, 오염이 발생한 경우 물을 처리하는 방법, 물 공급에 사용되는 기술을 개선하는 방법이 포함됩니다.

Keller 박사는 "개발도상국은 물론 이미 선진국들의 지역 및 지역 수준에서 더 안전한 식수가 확보될 수 있도록 이 모든 문제들을 해결하는 것이 중요합니다."라고 말했습니다.

Adeleye 박사의 연구는 물을 보다 안전하게 재사용할 수 있도록 처리하는 보다 현대적인 방법에 기여하고 있습니다. Adeleye 박사는 "전통적인 물처리 기술은 새로운 오염물질을 제거하는 데 그다지 효과적이지 않은 경향이 있습니다."라고 말했습니다.

그의 연구는 다른 연구자들이 물 시스템을 개선하기 위한 보다 진보된 기술을 개발하는 데 도움을 줍니다. "우리가 하고 있는 작업은 물처리 과정에서 나타나는 신종 오염물질을 더 잘 제거하기 위한 유익한 작업입니다. 특히 우리는 이러한 오염물질을 효과적으로 제거하여 모든 사람을 위해 물을 더 안전하게 만들고 물 재사용에 의존하는 지역이 앞으로 안전한 방식으로 이를 수행할 수 있도록 다른 연구자들과 새로운 기술을 개발하는 사람들에게 정보를 제공합니다."라고 Adeleye 박사는 설명했습니다.

물 공급의 효과적인 처리를 보장하기 위해 과학자들은 연구 수행을 위한 최신 혁신 기술과 서비스를 갖추어야 합니다. 이 주제에 대해 Huang 박사는 "신종 오염물질에 대한 지식과 이해를 발전시키는 것은 특히 분석 방법 개발 측면에서 엄청난 분석 과제를 제기합니다."라고 말했습니다.

그는 "최근 Agilent Technologies와 함께 저농도에서 다양한 환경 오염물질을 분석하는 유용한 분석법 기술을 개발했습니다.⁵ 그 중 제가 매우 자랑스럽게 생각하는 사례 중 하나는 입자 크기가 5μm 미만인 미세 플라스틱의 환경 관련 농도를 직접 분석할 수 있는 수중 환경의 미세 플라스틱에 대한 정량 분석 방법을 개발했다는 것입니다.⁶ 이 분석법을 적용함으로써 우리는 귀중한 실험실 시간을 절약했으며 우리의 노력으로 물 속 미세플라스틱이 생태계에 미치는 특정 위험을 평가하는 측면에서 유용한 정보를 얻을 수 있었습니다."라고 덧붙였습니다.

Agilent University Relations와의 협력

2015년 캘리포니아 대학교의 Keller 박사 연구실은 농업에서 나노입자 사용과 환경에 미치는 영향에 대한 연구를 지원하여 애질런트 Thought Leader Award를 수상했습니다.⁷ 그 기간 동안 Adeleye 박사와 Huang 박사는 모두 Keller 박사 그룹의 연구원으로 활동하며 애질런트가 부상으로 기증한 최첨단 분석 기기 사용의 혜택을 받았습니다.

"애질런트 Thought Leader Award는 훌륭했습니다! 단일 입자 ICP-MS 및 LC/MS/MS와 같은 주요 기기를 사용할 수 있게 되면서 매우 낮은 농도로 많은 신종 환경 오염물질을 검출할 수 있게 되었습니다. 이를 통해 우리는 뛰어난 분석 능력을 바탕으로 과학의 선두에 설 수 있었고 어떤 경우에는 폐수에서 나노입자를 찾는 방법을 최초로 발견한 사람이 되었습니다."라고 Keller 박사는 말했습니다.

2015년 Dr. Keller 연구소에서 박사후 연구원이었던 Adeleye 박사는 다음과 같이 말했습니다. "애질런트 Thought Leader Award 프로그램을 통해 전반적인 실험실 생산성을 높이고 ICP-MS 및 LC/MS/MS 기기에 대한 핵심 분석 기술을 연구할 수 있었습니다. 돌이켜보면 이것이 제가 하고 있는 일과 현재 컬럼비아대학교에서 독립 연구원으로 활동하는 데 기여했습니다."

Keller 박사가 애질런트 Thought Leader Award를 수상했을 때 Keller 박사의 연구실에서 일할 기회를 얻은 것 외에도 Huang 박사는 2020년에 ACT-UR (Applications Core Technology University Relations) 상을 수상했습니다.

"Agilent ACT-UR 상을 받은 것은 신종 오염물질에 대한 연구를 발전시킬 수 있었기 때문에 우리에게 매우 도움이 되었습니다. 예를 들어, 매우 낮은 농도에서 시료 전처리가 거의 필요하지 않은 물 매트릭스의 미세 플라스틱, 금속 나노 입자 및 PFAS를 더 잘 분석할 수 있어 실험실의 생산성과 효율성이 향상되었습니다."라고 Huang 박사는 설명했습니다.

지속적으로 물 연구에 생명을 불어넣는 위대한 과학

Keller 박사, Adeleye 박사, Huang 박사와 같은 애질런트 고객은 위대한 과학을 생활에 구현하고 사회를 지원하기 위해 부지런히 노력하고 있습니다. 모두를 위해 더 깨끗하고 안전한 물을 보장하기 위해 환경 오염물질이 물 시스템에서 어떻게 상호 작용하는지에 대한 더 깊은 이해를 얻고 그 영향을 완화하기 위해서는 이들의 복잡한 연구 노력이 필수적입니다.

DE98434365

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1. 물의 행성 - NASA
2. 강과 하천(nationalgeographic.org)
3. 2023년 유엔 세계 물 개발 보고서: 물을 위한 파트너십과 협력 - UNESCO Digital Library
4. 물과 위생 - UN 지속가능발전
5. Tan X. Multiple interactions steered high affinity toward PFAS on ultrathin layered rare-earth hydroxide nanosheets: Remediation performance and molecular-level insights. Water research (Oxford). 02/2023; 230:119558. doi: 10.1016/j.watres.2022.119558.
6. Liu Z. Quantifying the dynamics of polystyrene microplastics UV-aging process. Environmental science & technology letters. 01/2022;9(1):50-56. doi: 10.1021/acs.estlett.1c00888.
7. Agilent | Agilent Technologies, U.C. 환경 연구자 Arturo Keller 박사에게 Thought Leader Award 수여 Santa Barbara