‘쓰레기 팬데믹’ 대비 미세플라스틱 관리 기술 동향
▲ 박새롬 KICT 환경연구본부 전임연구원
들어가며
매일 아침 눈뜨자마자 우리는 무의식 속에 플라스틱 세상에서 살아간다. 이제는 없으면 허전한 일회용 마스크, 커피 한잔을 담은 플라스틱 컵, 퇴근 후 마트에서 산 음식 용기, 비닐 백, 배달 음식 용기 등등. 삶의 편리성을 위해서 사용된 플라스틱에 우린 중독되어 살아가고 있다. 플라스틱은 인공적 또는 반인공적으로 탄소와 수소를 합성한 유기 폴리머 (organic polymer) 를 의미한다. 열과 압력을 가함으로써, 쉽게 원하는 모양으로 가공할 수 있다는 점에서 다양한 범위로 사용하고 있다. 전 세계 플라스틱 연간 생산량이 1950년에는 200만 톤의 생산량을 보여주었는데, 2019년에는 3억 7천만 톤에 육박하고 있다. 또한, 최근 COVID-19 팬데믹으로 플라스틱의 사용이 급증함에 따라 국내 2020년 상반기 일회용품 쓰레기가 전년 대비 폐비닐 11.1%, 폐플라스틱 15.2%가 증가함이 보고되었다. 플라스틱의 가장 큰 오염문제는 분해속도가 느리다는 점인데, PET 물병의 경우는 최대 250년, HDPE 플라스틱 용기는 최대 5,000년이 걸린다고 추정되고 있다 (Gewert et al., 2015).
국내에서는 2020년 12월, ‘제120차 국정현안조정점검회의’에서 ‘2050 탄소중립을 위한 생활폐기물 탈 ( 脫 ) 플라스틱 대책’을 발표하면서, 관련 연구가 다부처 사업으로 확대 추진되고 있다. 이 글에서는 미세플라스틱에 대한 개괄적인 소개와 국내외 연구현황 및 향후 연구방향에 대해 소개하고자 한다.
미세플라스틱이란?
미세플라스틱 (Microplastics)은 1 ㎛~5 ㎜ 크기의 플라스틱 입자를 의미한다. 화장품 각질제거제 또는 치약 등에 사용되고 있는 의도적으로 미세한 크기로 제조된 마이크로비드 (microbeads)는 1차 미세플라스틱 (primary microplastics) 으로 분류되고, 플라스틱 제품이 인위적 또는 자연적으로 풍화되어 미세화 된 2차 플라스틱 (secondary microplastics) 으로 분류된다 (그림 1) . 최근에는 1~100 nm 크기의 나노 플라스틱 (nanoplastics) 또한 주목을 받고 있다. 미세플라스틱은 중합 방법에 따라 화학조성이 달라지고 이에 따라, polyethylene (PE) , polypropylene (PP) , polystyrene (PS) , polyvinyl chloride (PVC) , acrylic, polyethylene terephtalate (PET) , polyurethane (PUR)등으로 구분된다.
2004년, 사이언스지에서 현미경으로 식별되는 미세플라스틱의 양이 해양에서 증가하고 있다고 보고되면서 새로운 오염물질 중 하나로 인식되기 시작하였다 (Thompson et al., 2004) . 미세플라스틱의 작은 크기로 인해 인체에 빠르게 흡수될 수 있는데, 인체 유입 후, 소수성 특성 때문에 세포벽을 통과 후 생물농축 (bioaccumulation) 을 유발할 수 있음이 밝혀지면서 국민의 관심이 높아지고 있다. 또한, 플라스틱은 사용 목적에 따라 가소제, 난연제 등과 같은 첨가 물질을 사용하게 되는데, 미세플라스틱이 풍화 과정 중 이러한 첨가 물질을 자연으로 용출시키거나 (유해 물질의 오염원) , 환경 내 공존하고 있는 타 유해 물질 등을 흡착하여 이동할 수 있기 때문에 (유해 물질의 이동 매개체) , 수서생물 및 인체의 유해성을 증폭시킨다고 알려져 있다.
국내외 미세플라스틱 연구 동향
최근 미세플라스틱에 관한 연구 동향을 살펴보면, 다양한 환경매체 중 해양에서의 미세플라스틱에 관한 연구가 46.6%로 우세하고, 다음으로는 지표수 (36.3%) , 토양 (9.7%) , 하수 (6.6%) , 그리고 지하수 (0.9%)가 차지하고 있다 (그림 2-a) . 현재까지 미세플라스틱에 관한 대부분의 연구가 분석법 개발 및 오염현황 조사에도 집중되고 있다 (그림 2-b) . 그러나, 미세플라스틱에 대한 표준화된 미세플라스틱의 시료 채취 및 분석법 부재로, 연구 결과들의 정량적인 비교가 어렵다는 한계가 있다. 따라서, 국내에서는 2022년~2023년에 표준화된 미세플라스틱 분석법이 공표될 것으로 예상 된다. 또한, 미세플라스틱의 위해성 평가 등 생물학적 영향에 관한 연구과 더불어 다양한 환경매체에서의 이동 및 거동 연구 또한 10~15% 정도 진행되고 있다. 그러나, 미세플라스틱에 관한 제거·저감기술 연구는 매우 미비하다.
향후 미세플라스틱에 관한 연구 제언
현재 진행 중인 미세플라스틱 특성 평가, 오염조사, 거동 연구를 기반으로 미세플라스틱의 오염원 추적 기술 개발을 통해 미세플라스틱 유출 사후 관리 기술뿐만 아니라, 사전 예방에 관한 연구가 필요하다. 또한, 최근 미세플라스틱의 재활용, 업사이클링 및 생분해 기술에 관한 연구가 활발히 진행되면서 융합연구를 통해 다양한 분야 ( 예: 도로 및 건축재료 ) 에서 재활용된 플라스틱, 생분해가 가능한 플라스틱을 적용 기술 연구를 통해 더욱 지속이 가능한 미세플라스틱의 연구가 이루어지길 기대한다.
