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체르노빌 원전사고 당시 인근 연못에 해바라기 띄워, 방사성물질 빨아들여 오염된 토양 정화에도 위력


1970년 개봉한 영화 '해바라기'에서 주인공 소피아 로렌은 남편의 전사통지서를 받았지만 믿지 못하고 직접 우크라이나 전선까지 달려가 남편을 찾아 헤맨다. 당시 소피아 로렌이 우크라이나 들판에 가득 피어 있는 해바라기 사이를 헤매는 모습이 영화의 명장면으로 꼽힌다.


그로부터 16년 뒤 우크라이나의 해바라기는 또다시 사람들의 이목을 집중시켰다. 1986년 우크라이나에서 일어난 체르노빌 원전사고로 오염된 연못을 정화하는 데 해바라기가 쓰인 것이다. 과학자들은 일본 후쿠시마 원전사고 같은 환경 재해의 해법도 자연에서 찾을 수 있다고 본다. 방사성물질을 비롯한 각종 독성물질을 찾아내고 없애는 데 식물을 사용하는 연구는 이미 상당한 성과를 거두고 있다.


▲ 체르노빌 원전사고로 주변 연못에 누출된 방사성물질을 흡수한 해바라기. 

해바라기는 미국 디트로이트 공업지대에서 납으로 오염된 토양을 정화하는 데도 사용됐다.



◆뿌리에서 방사성물질 흡수


체르노빌 원전사고 당시 인근 지역은 심각한 방사성물질 오염으로 사람은 물론이고 어떤 생물도 살기 어려워졌다. 그때 해바라기가 위력을 발휘했다. 당시 원전 인근 연못에 누출된 방사성물질은 스트론튬90과 세슘137. 과학자들은 배처럼 생긴 구조물 위에 해바라기를 다발로 묶어 함께 띄웠다. 며칠 후 분석했더니 놀랍게도 해바라기 뿌리는 연못보다 수천 배 농도의 방사성물질을 머금고 있었다. 엄청난 속도로 독성물질을 빨아들인 것이다.


해바라기의 정화능력은 놀라운 흡수력에 있었다. 포스텍 이영숙 교수(생명과학과)는 "식물은 뿌리를 통해 자신이 요구하는 양분을 빨아들이는데 이 과정에서 독성물질도 함께 흡수한다"면서 "해바라기는 뿌리가 많아 표면적이 넓기 때문에 독성물질을 더 잘 흡수한 것 같다"고 말했다. 해바라기는 미국의 대표적 공업지대인 디트로이트에서도 위력을 발휘했다. 해바라기가 납으로 오염된 토양을 43%가량 정화했다는 보고가 있었다.


▲ 카드뮴과 아연에 오염된 흙을 정화하는 데 효과적인 호랑버들.


최근에는 식물들이 체르노빌 같은 환경에서도 살 수 있도록 적응했다는 연구결과도 나왔다. 슬로바키아과학연구소 마틴 하두크 박사팀은 미국 화학회지가 발간하는 '환경과학기술' 최근호에서 체르노빌 인근에 자생하는 '아마'라는 식물이 방사성물질의 독성을 극복할 수 있도록 프로테옴(단백질 집합체)이 변했다고 밝혔다.



◆꽃 색깔로 방사선 감지 가능


국내에서는 식물을 이용해 방사성물질을 검출하는 연구도 진행 중이다. 한국원자력연구원 김진규 박사팀은 '자주달개비'라는 꽃을 이용해 방사성물질의 농도를 파악하는 연구를 진행했다. 남색과 분홍색 자주달개비를 교잡해 잡종을 만들면 자주달개비가 색깔로 방사성물질 오염도를 알려준다는 것.


자주달개비는 우성(優性)일 경우 남색을 띤다. 하지만 방사선에 노출돼 세포에 돌연변이가 생기면 분홍색이 점점 짙어진다. 실험결과 자주달개비는 엑스선이나 감마선을 2시버트(㏜) 맞는 경우 수술에 있는 털이 100개당 12개꼴로 색깔이 변한다. 1㏜인 경우는 약 10개, 0.5㏜는 5개 정도가 변해 수술 털의 색깔을 분석하면 방사선량을 알 수 있는 것이다.


최근에는 연한 녹색인 담뱃잎을 이용해 비슷한 연구를 진행 중이다. 특히 중금속 같은 다른 오염물질에도 이런 효과가 있는지를 알아보고 있다고 김 박사는 설명했다.


다른 독성물질 정화에도 식물이 쓰인다. 포스텍 이영숙 교수팀은 지난해 말 독성물질인 비소를 효과적으로 없앨 수 있는 식물을 개발했다. 연구진은 독성물질을 흡수한 식물이 '액포'라는 저장소에 이를 저장하는데 이런 해독 과정에 관여하는 유전자를 찾아 해독을 활발하게 했다.


국립산림과학원 한심희 박사팀은 소나무, 아까시나무 등 폐광지역에 사는 5가지 수종의 정화능력을 비교해 '호랑버들'의 잎이 카드뮴과 아연을 정화하는 데 효과적이라는 사실을 밝혔다. 호랑버들의 잎은 카드뮴의 경우 다른 수종에 비해 5배, 아연은 10~40배 많은 수치를 함유하고 있는 것으로 나타났다. 한 박사는 "나무는 환경에 대한 적응력과 독성물질에 대한 저항력이 강해 독성물질 제거에 유용하다"면서 "특히 뿌리 근처에 존재하는 미생물들이 오염물질의 분해도 촉진해 독성 제거에 도움을 준다"고 말했다.


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