[프랑스] 그랩힐, 수인성 PFAS 오염 모니터링 위한 휴대용 장치 개발

소형 전자센서로 구성…물속 PFAS 관련 오염 상태 직접 측정 가능

가이 로얄 연구원 "높은 민감도·사용 편의성으로 오염지역 도표화 가능"

 

그랩힐과 EDYTEM은 프랑스 국립연구청(Agence Nationale de la Recherche, ANR)이 지원하는 '랩컴(LabCom)' 프로그램에 따라 공동 실험실인 플루오로그래프(Fluorograph)를 통해 휴대용 수질 모니터링 장치를 공동 개발했다. [사진제공 = 그랩힐(Grapheal)]

 

딥테크 스타트업인 그랩힐(Grapheal)은 4월 17일(현지시각) 프랑스 과학연구센터(Center for Scientific Research, CNRS) 및 사보이몽블랑대학교(Savoie Mont Blanc University)의 공동연구기관인 EDYTEM 연구소와 수인성 PFAS 오염(Waterborne PFAS Pollution) 모니터링을 위한 휴대 장치의 미세 조정 기술을 발표했다. 이 장치는 소형 센서로 구성돼 물 속 과불화화합물(PFAS)과 관련된 오염 상태를 현장에서 직접 측정할 수 있다.

그랩힐과 EDYTEM은 프랑스 국립연구청(Agence Nationale de la Recherche, ANR)이 지원하는 '랩컴(LabCom)' 프로그램에 따라 공동 실험실인 플루오로그래프(Fluorograph)를 통해 휴대용 수질 모니터링 장치를 공동 개발했다.

PFAS는 1만2천 개의 화학물질로 구성되며, 고유한 특성으로 인해 현재 수많은 응용 분야와 장치에 사용되고 있다. 주요 지도 제작 프로젝트(Major Mapping Project)에 따르면 PFAS는 유럽 전역의 수백만 개 현장에서 발견될 수 있다. 또한, 지속성과 독성, 생물 축적 등의 결과로 인해 '영원한 화학물질'로 불린다. 

PFAS는 심각한 건강 문제와 환경 피해를 유발한다. 미량의 PFAS를 검출하고 모니터링하는 것은 전 세계적인 우선 과제로 자리매김했다. 수자원 내 PFAS 오염 정도를 평가하는 것은 여전히 매우 복잡한 문제이며, 비용이 많이 드는 장비를 사용해 실험실 테스트를 필요로 한다.

이 문제를 해결하기 위해 플루오로그래프 연구소는 현장 샘플링 테스트를 수행할 수 있는 신용카드 크기의 소형 전자 센서를 개발해 오염 도표화(Mapping) 작업을 훨씬 더 간단하게 만들었다. 물에서 가장 흔한 PFAS 화합물 중 하나인 PFOA(과불화옥탄산)를 검출하기 위해 이 센서를 사용한 초기 테스트 결과, 음용수 내 총 PFAS의 유럽연합(EU) 규제 최대치인 500ng/L보다 낮은 300ng/L 영역에서 검출 한계를 보였다.

가이 로얄(Guy Royal) EDYTEM 연구원은 "플루오로그래프 장치의 높은 민감도와 사용 편의성을 통해 현장에서 PFAS를 정량적으로 검출할 수 있고, 오염 지역을 도표화하고 모니터링하는 데 도움이 된다"며 "규제 기관, 현장 연구원 및 물관리 책임 직원들에게 귀중한 도구로 쓰일 것"이라고 말했다.

빈센트 보치아(Vincent Bouchiat) 그랩힐 최고경영자(CEO)는 "인쇄전자(Printed Electronics)로 제작하고 탄소 센서(Carbon Sensor)를 사용하므로 플루오로그래프의 장치는 환경 영향이 매우 적다"며 "현장 분석이 쉬워져 물분석과 관련된 재정적 부담을 크게 줄이면서도 테스트 밀도를 높일 수 있다"고 설명했다. 

이번 초기 결과를 통해 플루오로그래프 공동 실험실은 환경 모니터링 솔루션의 선두 주자로 자리매김했으며, 수질오염과의 싸움에서 새로운 문제를 해결할 수 있게 됐다. 실험실의 전기화학 장치는 환경을 위한 중요한 진전을 보여준다. 특히, 과학과 연구, 공중 보건, 지속 가능성 및 나노 기술 구현 등에 중점을 둠으로써 전 세계 생태계와 지역사회에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.

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Grapheal and EDYTEM laboratory fine-tune portable sensor for detecting water-borne PFAS 

Grapheal, a deep-tech startup developing specialized biosensors, and the EDYTEM laboratory, a joint research unit between France’s Center for Scientific Research (CNRS) and Savoie Mont Blanc University, today announce the fine-tuning of a portable device for monitoring waterborne PFAS pollution. Made up of miniature sensors, this device provides in situ direct measurements of pollution linked to per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in water.  

Grapheal and EDYTEM co-developed the portable water monitoring device through their joint laboratory ‘Fluorograph’, under the ‘LabCom’ program supported by France’s National Research Agency (Agence Nationale de la Recherche, ANR). 

PFAS are a class of around 12,000 chemicals which, due to their unique properties, are now being used in a huge number of applications and devices. A major mapping project showed that they can be found at millions of sites throughout Europe. As a result of their extraordinary persistence, toxicity and (bio)accumulation, PFAS are now described as ‘forever chemicals’. They cause major health problems and environmental damage. Consequently, detecting trace amounts of PFAS and monitoring them has become a global priority. Evaluating PFAS contamination of water sources is currently a highly complex matter, requiring laboratory testing with the use of sophisticated and costly equipment.  

To address this, the Fluorograph laboratory developed a miniature electronic sensor, the size of a credit card, that can conduct on-site sampling tests, making contamination mapping a much simpler task. Initial test results using these new sensors to detect one of the most common PFAS compounds, PFOA (perfluorooctanoic acid), in water, showed detection limits in the region of 300 ng/L, below the European Union regulatory maximum of 500 ng/L of total PFAS in drinking water.  

“The high sensitivity and ease of use of the Fluorograph device allow for quantitative detection of PFAS in situ and help meet the pressing need to map polluted areas and monitor them over time,” said Guy Royal, researcher at EDYTEM. “It’s a valuable tool for regulatory organizations, field researchers and other staff with responsibility for water management.”   

"As it is produced with printed electronics and uses a carbon sensor, Flurograph’s device has a very low environmental impact," said Vincent Bouchiat, CEO of Grapheal. "On-site analysis is made easier, making it possible to increase the density of tests while significantly reducing the financial burden associated with frequent water analyses. In this context, Grapheal is looking for industrial partners to support the industrialization of its solution and the increase in production volume.” 

These initial results have established the Fluorograph joint laboratory as a leader in environmental monitoring solutions, able to rise to the emerging challenges in water quality and the fight against pollution. The laboratory’s electrochemical device represents a major step forward for environmental science and public health. By placing the emphasis on research, sustainability and the implementation of environmentally responsible nanotechnologies, it could have a positive impact on ecosystems and communities worldwide.

[출처 = 그랩힐(Grapheal)(https://content.grapheal.com/assets/ae1011d3-e204-4367-a47e-4101ea5e946d.pdf) / 2024년 4월 17일]