생분해 플라스틱 오히려 생물학적으로 위험할 수 있다

성균관대 화학공학·고분자공학부 방석호 교수 연구팀

생분해 플라스틱이라고 해서 완전히 분해되는 건 아니다. 플리머스대의 해양학자 이모젠 내퍼 박사는 생분해 플라스틱 봉지가 기대만큼 잘 분해되지 않는다는 사실을 연구를 통해 보여줬다. 성균관대 연구진은 이렇게 분해되지 않고 남은 미세플라스틱의 물리화학적 성질이 바뀌면서 오히려 생물학적으로 위험할 수 있다고 경고했다./플리머스대

국내 연구진이 생분해된 미세플라스틱이 생물학적으로 위험하다는 연구 결과를 발표했다. 생분해된 미세플라스틱의 생물학적 영향을 조사한 첫 연구 결과다. 폐플라스틱 재활용을 대신할 기술로 주목받는 생분해 기술이 오히려 환경에 위험할 수 있다는 연구 결과여서 파장이 클 것으로 보인다.

성균관대는 화학공학·고분자공학부 방석호 교수 연구팀이 미생물로부터 분해된 미세플라스틱의 위험성을 연구한 결과를 국제 학술지에 보고했다고 21일 밝혔다. 연구 결과는 화학공학분야 국제 학술지인 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’에 지난 2일 게재됐다.

플라스틱 폐기물은 자연 상태에서 생분해되지 못한다. 토양이나 해양에 유입되면 장기간에 걸쳐 광분해나 풍화작용으로 인해 5㎜ 이하 크기의 미세플라스틱으로 부서지게 된다. 미세플라스틱은 수질 정화 시스템으로도 거를 수 없어 생태계 전반에 영구적인 오염을 일으킨다. 폐플라스틱 재활용이 중요하지만 현실적인 문제 탓에 재활용률은 10%를 채 넘기지 못하는 상황이다.

최근에는 폐플라스틱을 생분해하는 미생물과 단백질·효소가 발견되면서 ‘썩는 플라스틱’이 재활용의 대안으로 떠올랐다. 문제는 이런 플라스틱 생분해 기술도 제한된 대사 능력과 느린 분해 과정 때문에 플라스틱을 완전히 분해하지는 못한다는 점이다.

연구팀은 생분해된 플라스틱도 미세플라스틱으로 남는다는 점에 착안해 생분해된 미세플라스틱의 생물학적 영향력을 조사했다. 연구팀은 미생물(Rhodococcus Ruber C208)을 이용해 나노 플라스틱의 생분해를 유도했다. 그 결과 생분해되면서 만들어진 미세플라스틱은 단순히 크기가 작아진 것뿐만 아니라 화학적 구조 자체가 바뀌면서 표면전하가 반전되고 입자 간의 응집도도 올라가는 것으로 조사됐다. 분해되기 전의 입자와는 완전히 다른 물리화학적인 특성을 갖게 된 것이다.

이렇게 생분해된 미세플라스틱은 인체에서 가장 먼저 노출되는 피부표피세포에서 기존 입자에 비해 활성산소와 면역반응을 더 많이 유도했다. 이에 따라 세포 독성도 증가하는 결과로 이어졌다.

방석호 교수는 “이번 연구는 생분해성 플라스틱의 위해성 연구의 초석이 될 것”이라고 말했다.

참고자료

Chemical Engineering Journal, DOI : https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.145094

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