인류 문명의 발전과 물질 생활의 풍요함에 따른 수자원이 부족한 상황에서 마지막 수자원인 지하수는 국가적으로 보호를 하고 있다.
최근 몇 십 년간 클로로 유기 용매(chlorinated organic solvents)는 공업 분야에서 많이 응용이 되어 냉장고 제조, 살충제, 플라스틱의 재료로 이용되고 있다. 또한 여러 유기 용매는 사용 과정에서 누수 또는 배출로 인하여 토양과 지하수에 스며들었고 배출시 미완성 처리 과정으로 지하수 클로로 탄화수소(chlorohydrocarbon) 오염 문제는 심각하게 되었다.
이런 이유로 지하수의 클로로 유기 용매 오염물질 처리가 시급한 상황이다.

지하수의 휘발성 유기물질을 제거하는 일반적인 방법은 추출, 폭기(aeration), 입자 활성탄 처리 기술이 있지만 이러한 방법은 오염물질을 파괴시키지 못하고 오염물질을 용액중에서 다른 매질(입자 활성탄 또는 공기)에 간단하게 전이시킨다.
이런 방법은 추가 비용을 증가시켜 2차 처리를 진행해야 한다. 현재 클로로 유기용매 오염 물질 처리에서 쉽게 독성 물질인 클로로 부산물이 생성된다.
이에 생물 분해는 효과적인 처리 방법이기는 하지만 이것 또한 미생물 성장의 조건을 엄격하게 제어하여야 만 한다.

이런 상황에 근거하여 중국 지질대학 수자원 환경학원 Liu Fei 교수는 실험실 조건에서 기존의 실용적인 재료인 선철 쇠부스러기(iron filings)와 강철 광재(steel slag) 및 실험실에서 합성한 바이메탈(bimetal)과 나노바이메탈(nanobimetal)을 반응매개체(reaction medium)로 이용하는 실험방법으로 탈염소(dechlorination) 효과와 메커니즘 및 환원성 탈염소 반응 동역학(reaction kinetics)을 연구하였다.
이 연구로 지하수의 클로로 지방족 탄화수소(chlorinated aliphatic hydrocarbons) 물질 투과 반응벽(Permeable Reactive Barriers,PRB) 재료를 개발하였다.

투과성 반응벽은 오염 받은 지하수가 흐르는 통로에 설치되어 지하수가 반응벽을 통과하여 지날 때 반응재료는 흡착(adsorption), 침전(precipitation), 화학분해(chemical degradation) 또는 생물분해(biodegradation)의 방법을 통하여 지하수 오염물질을 제거한다.
반응의 특성에 의해 PRBs는 화학침전 반응벽, 흡착 반응벽, 산화-환원반응 반응벽과 생물분해 반응벽으로 나누어지고 금속을 반응재료로 하여 수용액중 클로로 유기물질을 제거하는 반응벽은 일반적으로 산화-환원 반응벽에 속한다.

PRBs 반응재료는 값이 저렴하고 가공하기 쉽고 자금을 절약하고 지하수 오염물질을 처리하는데 효과적일 것으로 보인다.
또한 반응벽 사용이 불리한 위치에 나노 금속 입자를 직접 오염 받은 토양, 침전층과 함수층에 주사하여 클로로 탄화수소 처리를 진행할 수 있다.

국외의 지하수 또는 수돗물 처리에 막기술(membrane technology)을 사용하고 있지만 중국은 아직도 일반적인 처리 방법을 대체하고 있고 막기술 처리는 현재 공정화가 크게 적용하지는 않고 있다. PRBs 도 국외에서는 지하수 오염 처리에 응용하고 있지만 중국은 그에 대한 공정이 거의 없다.

특히 막기술의 한계인 전처리 과정에서 막 본질의 특성을 충분하게 이용할 수 있는 전처리 재료가 있다면 막기술의 적용분야는 확대될 것이다. 이제 다가 올 2008년 북경 올림픽을 계기로 많은 건설 공정 항목들이 가동되고 있는 시점에서 중국의 수도물 또는 지하수 처리에 막기술 및 PRBs 기술에 대한 전망이 밝은 것으로 생각된다. [기사 작성자 의견]