니켈은 주방 수전이나 전기자동차 배터리까지 다양한 용도로 쓰는 금속으로 주로 광산에서 니켈 광석을 채굴해 얻는다.
그런데 영국 BBC 보도에 따르면, 인도네시아 따둘라코대(UNTAD)의 토양생물학자 아이옌 툐아 박사는 니켈 과축적식물(Nickel hyperaccumulator)에 주목하고 니켈을 얻을 새로운 생산 수단이 될 수 있는지를 조사하고 있다. 이들 나무는 토양에서 니켈을 흡수해 대량으로 저장할 수 있어 채굴하지 않아도 니켈을 얻을 수 있기 때문이다.
대부분 식물은 몇몇 효소를 활성화하기 위해 소량의 중금속을 토양에서 흡수한다. 이들 금속 중에는 니켈도 있으며 이는 특히 식물의 개화 과정을 활성화하는데 필요한 것으로 알려졌다. 하지만 흡수하는 니켈 양이 조금이라도 많으면 니켈 자체가 독이 돼 오히려 식물을 죽일 수 있다. 따라서 일반적인 식물에도 니켈이 있지만 그 양은 미미하다.
그런데 니켈 과축적식물로 불리는 일부 식물은 니켈을 세포벽 안에 결합하거나 액포 안에 저장하므로 니켈을 과도하게 흡수해도 죽지 않는다. 이 식물은 자신의 싹과 잎 그리고 수액에 니켈을 저장하는 것이다. 예를 들어 이탈리아 원산의 ‘알리숨 무랄레’(Alyssum murale)는 마른 잎 1g당 최대 3만㎍의 니켈을 흡수할 수 있다. 이와 같이 니켈을 좋아하는 식물은 지금까지 전 세계에서 450종 정도 기록됐다.
하지만 이들 식물의 대부분은 쿠바와 남유럽, 뉴칼레도니아 그리고 말레이시아 등 니켈 퇴적량이 적은 나라에서 자란다. 따라서 니켈을 대량으로 저장하는 능력이 있어도 흡수를 효율적으로 할 수 없다는 것이다.
반면 인도네시아는 세계에서 가장 생물 다양성이 높은 지역 중 하나이며, 세계 최대의 니켈 매장량을 갖고 있는 것으로 유명하다. 따라서 인도네시아의 토양에는 니켈이 풍부하게 포함돼 있고, 거기에서 흡수할 수 있는 니켈량도 많은 것으로 여겨진다. 지금까지 인도네시아에서는 니켈 과축적식물이 거의 발견되지 않았다. 이는 주로 시간을 투자해 조사해온 사람들이 없었기 때문이다.
그래서 툐아 박사는 인도네시아에서 서식하는 니켈 과축적식물을 찾아 나섰다. 하지만 이들 식물은 얼핏 보면 일반 식물과 다르지 않다. 따라서 맨눈으로 찾는 것은 상당히 어렵고 많은 노력이 필요한 것이었다.
대상이 될만한 식물을 발견했다면 검출지를 잎에 누르는 것으로 간단하고 쉽게 진단할 수 있다. 니켈이 포함돼 있다면 검출지는 분홍색으로 물드므로 구별하는 방법은 간단한다. 하지만 니켈 농도까지는 판단할 수 없기에 모든 표본을 실험실에서 조사해야 했다.
4년 간의 조사 끝에 툐아 박사는 2종의 니켈 과축적식물 ‘사르코테카 셀레비카’(Sarcotheca celebica)와 ‘니마 마나넨시스’(Knemamatanensis)를 발견했다. 이들 고유 식물에서는 건조 잎 1g당 최대 5000㎍의 니켈을 흡수할 수 있다.
이런 발견 이후에도 니켈 과축적식물을 찾는 조사는 계속되고 있으며 최근에는 자기를 이용한 탐사 방법이 검토되고 있다. 자기를 사용하면 고농도의 니켈밖에 검출되지 않으므로 탐사 과정을 고속화할 수 있다.
그렇다면 이런 니켈 과축적식물은 정말로 니켈 공급원이 될 수 있을까? 툐아 박사를 포함한 식물학자들은 그 가능성을 인정하고 있다. 호주 퀸즐랜드대 식물학자 앤터니 반데어엔트 박사에 따르면, 니켈 과축적식물 1㏊당 매년 추정 120㎏의 니켈을 생산할 수 있다. 게다가 이 식물은 단지 광산을 깎기만 하는 광업과는 달리 심을 수 있다. 니켈 과축적식물을 수확할 뿐만 아니라 계속 심음으로써 자연환경을 파괴하지 않고 니켈을 생산할 수 있는 것이다.
앞으로도 니켈 과축적식물을 찾고 이런 식물을 심는 활동을 넓혀간다면, 한정된 자원에만 의지하지 않고 니켈을 얻을 수 있을지도 모른다. 이에 따라 툐아 박사는 지금도 더 나은 니켈 과축적식물을 찾기 위한 조사 활동을 계속해나가고 있는 것으로 전해졌다.
툐아 박사의 연구 성과는 국제 학술지 ‘지구화학탐사저널’(Journal of Geochemical Exploration) 9월호에 게재됐다.
<서울신문>
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