KIT, '미세플라스틱, 토양 내 질소 순환 교란' 확인

토양 생태계와 질소순환 교란 시험 통해 규명, 국제학술지 게재

[대전=뉴시스] 미세플라스틱 노출에 따른 질소 순환 모식도.(사진=KIT 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 미세플라스틱이 식물의 생명유지에 꼭 필요한 질소의 순환을 교란시키는 것으로 확인됐다.

안전성평가연구소(KIT)는 미세플라스틱의 크기와 농도에 따라 콩과식물(대두·강낭콩·팥 등)과 연계된 질소고정 효율이 변화될 수 있다는 사실을 처음으로 확인했다고 16일 밝혔다.

콩과식물의 뿌리혹에 존재하는 세균인 '뿌리혹박테리아'는 질소고정 능력을 통해 대기 중의 질소를 식물이 이용할 수 있도록 형태를 변환시켜 식물의 생명 유지에 필수적인 질소를 제공한다.

이번에 KIT 연구진은 미세플라스틱이 토양 내 질소순환에 미치는 영향을 연구키 위해 콩과식물 생육토양에 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 재질의 미세플라스틱을 서브마이크론(Sub-Micron·1~2㎛)의 크기로 50㎎/㎏ 수준을 노출시켰다.

그 결과, 미세플라스틱으로 오염된 토양에서 대두(Soybean)의 생육은 영향을 받지 않았으나 유기물 함량, 양이온 치환용량(토양이 식물에게 필요한 영양소를 보유할 수 있는 능력)과 같은 토양의 물리화학적 특성이 변화됐고 토양과 식물에서 질소화합물 축적을 통해 질소순환과 관련한 박테리아가 활성화됐다.

또 식물 뿌리영역(근권)에 미생물 군집구성이 변화했으며 특히 질소고정 및 질산화에 관여하는 박테리아의 수와 유전자 발현이 증가했다.

연구진은 "토양과 콩과식물 시스템에서 서브 마이크론 PE 및 PP 미세플라스틱이 미생물 군집의 활성 및 구성을 변경하고 탄소 및 질소원 활용을 증가시켜 질소순환에 영향을 미친 것으로 확인된다"고 설명했다.

일반적으로 미세플라스틱은 식물세포 손상, 활성산소종(ROS) 생성, 광합성 및 발아 감소, DNA 손상 등으로 식물에 부정적 영향을 주는 것으로 알려져 있다.

이번 연구는 농업토양에서 중요한 질소순환과 박테리아 구성에 대한 미세플라스틱의 영향을 확인한 것으로 향후 추가 연구를 통해 질소순환이 농작물 생산에 미치는 영향을 확인할 필요가 있다는게 연구진의 판단이다.

연구결과는 환경과학 분야 국제 학술지 'Journal of Hazardous Materials'에 지난 10월 게재됐다.(논문명:Sub-micron microplastics affect nitrogen cycling by altering microbial abundance and activities in a soil-legume system)

환경독성영향연구센터 윤학원 센터장은 "미세플라스틱의 크기와 농도와 같은 다양한 변수에 따른 미세플라스틱 영향 연구가 필요하다"며 “특히 최근 농업 환경에서 미세플라스틱에 대한 오염이 가속화되는 만큼 전 지구적으로 미칠 수 있는 질소 순환과 같은 생지화학적 영향 연구가 다각도로 이뤄져 할 것"이라고 말했다.

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