더지엠뉴스 김완석 기자 | 중국 과학계가 식물에서 희토류 광물이 스스로 만들어지는 현상을 처음으로 포착했다.

이는 환경 피해 없이 금속을 회수할 수 있는 ‘녹색 채굴’ 기술 발전의 전환점으로 평가된다.

6일 중국과학원 광저우지화학연구소(广州地球化学研究所, Guangzhou Institute of Geochemistry)에 따르면, 주젠시(朱建西, Zhu Jianxi) 연구팀은 식물의 흡수 능력을 활용해 토양 속 금속을 회수하는 식물채광(phytomining) 실험을 통해 ‘희토류 생물광물화’를 입증했다.

이들이 주목한 것은 식용 고사리인 블렉눔 오리엔탈레(Blechnum orientale)다.

연구팀은 이 식물이 토양 속 희토류를 고농도로 흡수해 잎의 세포조직 내에서 자연적으로 결정화시키는 과정을 관찰했다.

그 결과 상온 조건에서 나노 규모의 모나자이트(monazite) 결정이 형성되며, 기존 화산활동이나 열수작용이 아닌 식물 내부의 자기조직화에 의해 만들어짐을 확인했다.

이번 연구 결과는 미국 화학회 학술지 ‘환경과학과 기술(Environmental Science & Technology)’ 온라인판에 게재됐다.

연구진은 “식물이 독성 금속을 해독하고 안정화하는 메커니즘을 규명함과 동시에, 희토류의 지속 가능한 활용 경로를 제시했다”고 밝혔다.

주젠시는 “과거에는 미생물과 동물만이 광물을 생성한다고 알려졌지만, 식물의 ‘광물 생산 능력’은 저평가되어 왔다”며 “이번 발견은 생물광물화의 새로운 장을 연 셈”이라고 말했다.

연구진은 블렉눔 오리엔탈레가 토양 속 희토류를 빨아들이는 ‘자연의 청소기’ 역할을 한다고 설명했다.

식물이 희토류를 잎의 관다발과 표피 조직에 축적한 뒤 나노입자 형태로 침전시키고, 시간이 지나면서 미세한 광물 구조로 결정화한다는 것이다.

이 과정에서 잠재적 독성 물질이 안정된 광물 구조로 고정돼 자연적으로 해독된다.

산업적으로 중요한 모나자이트는 일반적으로 우라늄과 토륨 등 방사성 원소를 포함하지만, 블렉눔 오리엔탈레가 생성하는 ‘생물학적 모나자이트’는 방사능이 없고 순도가 높다.

이는 환경 복원과 금속 회수를 동시에 달성할 수 있는 ‘회복과 재생의 순환 모델’을 구현할 수 있음을 보여준다.

중국은 세계 최대 희토류 생산국으로, 최근 몇 년간 환경보전과 자원순환을 결합한 ‘친환경 희토류 체계’ 구축에 속도를 내고 있다.

이번 발견은 희토류 정제 과정의 환경 부담을 줄이고, 폐광지 복원과 자원 재활용을 병행할 수 있는 새로운 접근법으로 주목받고 있다.