플라스틱 사용이 증가하면서 미세·나노플라스틱이 늘어나고 생체에 나쁜 영향을 미칠 수 있다는 것이 알려지면서 자연스럽게 분해될 수 있는 생분해성 플라스틱에 대한 관심이 높아지고 있다. 생분해성 플라스틱이라고 괜찮을까. 국내 연구진이 생분해성 플라스틱에서도 미세플라스틱이 발생할 수 있으며 독성 영향도 일반 플라스틱과 비슷하거나 오히려 더 클 수도 있다는 결과를 내놨다. 고려대 환경생태공학부 연구팀은 일반 플라스틱이든 생분해성 플라스틱이든 출처와 상관없이 미세플라스틱은 수생생물의 성장을 억제하고 서로 다른 유전자 발현을 일으킨다고 20일 밝혔다. 이 연구 결과는 환경과학 분야 국제 학술지 ‘환경 오염’에 실렸다. 연구팀은 일반적으로 널리 쓰이는 플라스틱인 PET와 생분해성 플라스틱인 PLA에서 발생한 미세플라스틱이 담수 생태계의 대표적 동물성 플랑크톤인 ‘큰물벼룩’에 미치는 영향을 비교했다. 연구팀은 특히 생태독성 분야에서 흔히 사용되는 성장, 생식 등 개체 수준의 독성 지표뿐만 아니라 전사체 분석을 통해 미세플라스틱이 미치는 장기적 영향을 분자 수준에서 조사했다. 분석 결과, 생분해성 PLA 미세플라스틱도 기존 PET 미세플라스틱처럼 수생생물의 성장을 억제할 수 있는 것으로 확인됐다. 전사체 분석 결과는 플라스틱 종류에 따라 분자 수준의 독성 영향이 다른 것으로 나타났다. PLA에 노출된 생물은 활성산소로 인한 세포 손상과 이를 해독하려는 체내 방어 유전자들이 광범위하게 활성화되는 것이 관찰됐다. PET의 경우에는 생체 구조 형성 및 물질 이동 기능 억제가 두드러지게 나타났으며 전사 및 전사 후 조절 과정의 변화가 주로 나타났다. 연구를 이끈 정진호 교수는 “이번 연구 결과는 미세플라스틱의 독성 영향을 분자적 경로를 통해 설명했다는 점에서 의미가 크다”며 “미세플라스틱이 생물에 일으키는 영향을 규명하기 위해서는 성장·생식 등 개체 수준의 독성 지표와 유전자 발현 같은 분자 수준의 정보를 통합해 이해할 필요가 있다”고 설명했다.

[인터뷰] 공태웅 전남테크노파크 화학산업센터장식물 유래 ‘PLA’ 소재, 체내 흡수·자연 생분해로 안전성 확보영유아기 고온 소독·오래된 용기 사용 자제 당부 매일 마시는 생수 한 병에서도 눈에 보이지 않는 미세플라스틱에 대한 우려가 커지는 가운데, 생수 용기 소재 자체를 바꿔 인체 유입 원인을 차단하려는 시도가 주목받고 있다. 친환경 소재 연구를 이끌고 있는 공태웅 전남테크노파크 화학산업센터장에게 미세플라스틱의 체내 유입 경로와 안전한 생수 용기 선택 기준을 짚어 봤다. 공 센터장은 미세플라스틱의 인체 유입 경로를 크게 직접 경로와 간접 경로로 구분해 설명했다. 플라스틱 용기에 담긴 음식이나 물을 섭취하는 과정에서 직접 체내로 흡수되는 경우가 직접 경로다. 식음료 포장재나 생활용품의 마모, 실내외 먼지 흡입 등을 통해 즉각 노출된다. 반면 간접 경로는 바다로 유입된 플라스틱 조각을 어류가 섭취하고, 이를 다시 사람이 소비하면서 먹이사슬을 거쳐 장기간에 걸쳐 서서히 축적되는 방식이다. 특히 세포 분열과 성장이 활발한 영유아기의 노출은 각별한 주의가 필요하다고 강조했다. 호르몬 분비가 왕성한 시기에 미세플라스틱이 체내에 유입되면 정상적인 성장에 차질을 줄 수 있다는 이유에서다. 공 센터장은 “유아용 식기나 젖병을 전자레인지에 데우거나 뜨거운 물로 반복 소독하면 미세플라스틱 발생 확률이 높아질 수 있다”며 “장시간 고온 소독은 피하고 오래 사용한 제품은 주기적으로 교체하는 것이 바람직하다”고 조언했다. 실제로 국제 학술지 ‘네이처 푸드(Nature Food)’에는 폴리프로필렌(PP) 소재 젖병을 끓는 물로 소독하거나 조유할 때 미세플라스틱이 다량 용출될 수 있다는 연구 결과가 보고되기도 했다. 이 같은 문제의 근본적인 해법으로 공 센터장은 용기 소재 자체의 전환을 제시했다. 그가 연구 중인 PLA(Poly Lactic Acid, 폴리락틱애시드)는 옥수수나 사탕수수 등에서 추출한 원료로 제작되는 식물 유래 플라스틱이다. 기존 페트(PET)와 유사한 물성을 가져 생수 용기 등의 대체재로 활용된다. 국제표준화기구의 생분해도 시험법(ISO 14855-1)에 따르면 PLA는 수분과 미생물을 만나면 자연 분해되는 특성을 갖는다. 적정 환경과 온도가 조성되면 자연 상태에서 빠르게 분해되며, 관련 실험 데이터도 확보된 상태다. 가장 널리 쓰이는 분야는 의료용으로, 체내에서 시간이 지나면 락틱애시드 성분으로 분해돼 흡수되는 봉합사 등으로 안전성이 검증돼 왔다. 공 센터장은 미세플라스틱 노출 위험을 줄이기 위해 일반 플라스틱 용기 대신 PLA 용기에 담긴 생수를 선택하는 것도 대안이 될 수 있다고 제언했다. 공태웅 센터장은 “현재는 PLA 소재로 ‘아임에코샘’과 같은 식물 유래 소재 생수병을 만들었지만, 앞으로 PLA 소재가 식품 용기뿐만 아니라 일반 플라스틱을 대체할 수 있는 소재로 전환될 수 있기를 기대한다”고 말했다. PLA 생수병인 ‘아임에코샘’은 국내 인증 기관의 최소 검출 기준인 5μm 수준에서 미세플라스틱이 검출되지 않았고, 국제 공인 시험 기관을 통해 0.2μm 수준의 나노플라스틱까지 불검출 인증을 받은 성적서를 갖추고 있다. 외부 오염원을 차단하는 자체 품질 관리 체계 ‘E.C.O. Safety Standard(Enhanced Quality Control ＆ Oversight Safety Standard)’를 생산 전 과정에 적용해, 11개의 노즐이 캡을 360도로 연속 세척하는 초미세 워터 클렌징과 외부 공기·물의 접촉을 원천 차단하는 이중 밀폐형 콤비 블록 시스템까지 갖췄다.

편리하다는 이유만으로 플라스틱 사용이 증가하면서 미세플라스틱과 나노플라스틱이 바다와 땅은 물론 극지방의 빙하, 심지어 인체의 혈액과 태반에서까지 발견되면서 전 지구적 환경, 보건 문제로 부각됐다. 미세플라스틱은 생태계 교란과 먹이사슬 축적, 잔류성 유기오염물질이나 중금속을 쉽게 흡착해 유해 물질의 매개체 역할을 함으로써 인간과 동물, 식물에 축적되면서 건강을 위협하고 있다는 보고들이 속속 발표되고 있다. 이런 가운데 미세플라스틱이 지구 온난화의 숨은 주범으로 역할을 하고 있다는 연구 결과까지 나와 충격을 안겨주고 있다. 중국 상하이 푸단대 환경과학과, 상하이 숭명생태 연구원, 난징 정보과학대, 상하이 과학기술대 환경·건축학부, 장시 생태환경 과학기획원, 미국 세인트루이스 워싱턴대 에너지·환경·화학공학과, 퍼듀대 화학과, 아이오와대 화학·생물화학 공학과, 펜실베이니아대 지구·환경과학과, 화학과, 듀크대 환경학부 공동 연구팀은 대기 중에 떠다니는 미세플라스틱과 나노플라스틱은 검댕이라고도 불리는 블랙 카본과 마찬가지로 지구 온난화에 심각한 영향을 미친다고 밝혔다. 이 연구 결과는 지구과학 및 환경과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 기후변화’ 5월 5일 자에 실렸다. 미세플라스틱과 나노플라스틱은 더 큰 플라스틱 쓰레기가 다양한 이유로 부스러지면서 만들어지는 것으로 지름이 1㎚(나노미터·10억분의 1m)에서 최대 500㎛(마이크로미터·1㎛=100만분의 1m) 정도다. 이것들은 대기 이동 과정에서 도시에서 외딴 지역에 이르기까지 전 세계 다양한 환경에서 발견되고 있다. 앞선 연구들에서는 대기 중 플라스틱이 대기 온난화에 미치는 기여도가 작다고 봤고, 플라스틱에는 다양한 색소가 포함된 경우가 많은데도 대부분 플라스틱이 무색이라고 가정하고 연구됐다. 이에 연구팀은 개별 미세 및 나노플라스틱 입자 움직임을 조사하고 이 측정값을 대기 수송 시뮬레이션과 결합해 정밀 분석했다. 그 결과 검은색이나 유색 입자가 흰색이나 무색 입자에 비해 햇빛을 강하게 흡수한다는 것을 확인했다. 이어 이들 입자의 실제적인 전 지구적 대기 농도를 가정하고 행성의 대기가 흡수하고 방출하는 태양 복사 에너지의 균형값인 유효 방사 강제력을 계산했다. 그 결과 나노플라스틱 입자는 1㎡ 당 0.033±0.019W(와트), 미세플라스틱 입자의 경우는 1㎡당 0.006±0.003W로 나타났다. 이 정도의 방사 강제력은 온난화에 상당한 영향을 미치는 대기 오염 물질인 블랙 카본 배출로 인한 강제력의 16.2%에 해당한다. 이런 온난화 효과는 전 지구적 수준에서는 작지만, 북태평양 쓰레기 지대 같이 플라스틱 농도가 높은 해양 지역 상공에서는 블랙 카본 효과를 최대 4.7배를 넘어설 수 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 홍보 푸 중국 푸단대 교수는 “이번 연구 결과는 대기 중 플라스틱 입자, 특히 유색 나노플라스틱이 대기 온난화에 기여하며 지역적 기후 패턴에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준다”며 “앞으로 기후 평가에 있어서 이들 입자의 역할을 고려해야 할 필요가 있다”고 설명했다.

한국인이 즐겨 먹는 김치가 몸속에 쌓인 유해 플라스틱 입자를 배출하는 데 도움을 줄 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 김치 속 특정 유산균이 장 안에서 나노플라스틱에 달라붙어 몸 밖으로 내보낸다는 사실이 실험으로 확인됐다. 세계김치연구소 이세희 박사 연구팀은 최근 국제학술지 ‘바이오자원 기술’(Bioresource Technology)에 이 같은 내용의 논문을 발표했다. 연구팀은 김치에서 ‘류코노스톡 메센테로이데스’라는 유산균을 분리한 뒤 나노플라스틱을 제거하는 능력이 있는지 실험했다. 이 균은 오랫동안 식품에 활용돼 온 안전한 젖산균이다. 인체에 해로운 유전자가 없어 프로바이오틱스로도 활용 가능성이 있다. 실험실에서 진행한 실험에서 이 균은 이상적인 조건 아래 나노플라스틱의 87%를 흡착했다. 장 내부 환경을 재현한 조건에서도 57%를 붙잡아냈는데, 이는 다른 균주에 비해 최대 19배 높은 성능이었다. 균이 플라스틱 입자를 세포 안으로 흡수하는 것이 아니라 세포 표면에 달라붙게 하는 방식으로 작동하기 때문에, 별도의 분해 과정 없이도 플라스틱을 몸 밖으로 운반할 수 있었다. 동물 실험에서도 효과가 확인됐다. 장내 다른 미생물의 영향을 없애기 위해 무균 상태의 생쥐를 사용했는데, 이 균을 먹인 쥐는 그렇지 않은 쥐보다 대변으로 훨씬 많은 나노플라스틱을 배출했다. 유산균이 살아있는 장 안에서도 플라스틱을 붙잡아 체외로 내보낼 수 있다는 직접적인 증거다. 플라스틱은 오랜 시간 자외선과 열, 마찰을 받으며 점점 잘게 부서진다. 그 크기가 머리카락 굵기의 수백 분의 1 수준으로 작아진 것이 바로 나노플라스틱이다. 너무 작아 눈으로는 볼 수 없는 이 입자들은 오염된 해산물이나 수돗물, 소금, 심지어 공기를 통해서도 인체에 들어온다. 사실상 완전히 피하기가 불가능한 상황이다. 문제는 이 입자들이 몸속에서 단순히 머무는 데 그치지 않는다는 점이다. 신장 같은 장기보다 뇌에 더 쉽게 침투하는 성질이 있어, 혈뇌 장벽을 뚫고 뇌 조직에 쌓이기도 한다. 기존 연구에 따르면 뇌에 축적된 나노플라스틱은 염증과 산화 스트레스를 유발하고, 알츠하이머와 파킨슨병에서 나타나는 이상 단백질의 축적을 촉진할 수 있다. 미세 플라스틱 입자에 장기간 노출될 경우에는 대장암 세포가 더욱 공격적으로 변하고 전이 속도도 빨라진다는 사실도 확인됐다. 다만 이번 연구는 아직 갈 길이 멀다. 모든 실험은 통제된 환경에서 이뤄졌고, 실제 인체에서도 같은 효과가 나타나는지, 장기적으로 안전한지는 아직 검증되지 않았다. 이미 조직에 쌓인 나노플라스틱을 제거하는 효과도 이번 연구에서는 측정하지 못했다. 연구진도 “실험실 수준의 개념 증명”임을 분명히 했다. 연구팀은 “전통 발효식품에서 유래한 미생물이 나노플라스틱 오염 문제를 해결하는 새로운 생물학적 수단이 될 수 있다”고 밝혔다.

나노 크기의 플라스틱 입자가 피부를 통과해 온몸으로 확산될 수 있다는 동물실험 결과가 국내 연구진에 의해 처음 확인됐다. 한국원자력의학원은 2일 김진수 박사 연구팀이 방사성동위원소 표지 기술을 이용해 나노플라스틱의 피부 투과 및 전신 확산 경로를 규명했다고 밝혔다. 연구 결과는 지난달 21일 국제학술지 유해물질 저널에 게재됐다. 20㎚ 나노플라스틱, 피부→림프절→폐→간 순으로 확산연구팀은 크기 20나노미터(㎚, 10억분의 1m)의 나노플라스틱에 방사성 아이오딘(I-205)을 결합한 뒤 쥐 피부에 도포했다. 이후 단일광자 방출 전산화단층촬영(SPECT)으로 이동 경로를 추적했다. 아이오딘만 투여했을 때는 림프절에서 관찰되지 않아 실제 나노플라스틱 입자가 이동한 것임을 확인했다. 장기 노출 실험에서는 확산 단계가 더 뚜렷했다. 첫 주 림프절, 3주차 폐, 4주차 간 순으로 주요 장기로 이동하는 전신 확산 경로가 확인됐다. 4주 말에는 혈류에서도 검출돼 피부 국소 노출이 전신 순환으로 이어지는 것도 확인했다고 연구팀은 설명했다. 염증·노화 유전자 2배 증가…피부층 얇아지는 변화도나노플라스틱을 3개월간 반복해 노출한 결과 294개 유전자 발현을 증가시키고 144개는 감소시키는 등 유전자 발현에도 변화를 주는 것으로 나타났다. 특히 염증·노화 관련 유전자 발현은 2배 이상 증가했다. 조직 분석에서는 피부층 두께 감소가 확인돼 피부 노화 및 만성 염증 유발 가능성도 포착됐다. 반면 피부 장벽 기능을 나타내는 지표는 정상 범위로 나타났다. 연구팀은 ”피부 장벽이 정상이어도, 나노플라스틱은 모공을 통해 체내로 침투할 수 있다는 의미“라고 설명했다. 이번 연구는 나노플라스틱이 피부를 직접 투과해 전신으로 이동하는 경로를 규명한 최초 사례이며, 플라스틱 노출이 유전자·조직 수준에서 생체 영향을 미칠 수 있음을 보여준다는 점에서 주목된다. 김진수 박사는 “나노플라스틱의 체내 이동과 생체 영향을 이해할 수 있는 중요한 단서가 됐다”며 “플라스틱이 인체·환경에 미치는 잠재적 위험을 줄이는 데 기여하길 바란다”고 말했다.

머리카락보다 수만 배 작은 나노 플라스틱이 식물의 자연 방어막을 뚫고 채소 내부까지 침투한다는 연구 결과가 나왔다. 이렇게 들어간 플라스틱 입자는 아무리 씻어도 제거할 수 없어 식품 안전에 새로운 우려를 낳고 있다. 영국 플리머스대 연구팀이 무 실험을 통해 나노 플라스틱이 식물 내부로 침투할 수 있다는 사실을 처음으로 밝혀냈다고 지난 18일 미국 과학 전문지 스터디파인즈가 보도했다. 나노 플라스틱, 식물 방어막도 뚫고 들어가식물은 원래 자신을 보호하는 장치를 갖고 있다. 뿌리에는 ‘카스파리선’이라는 기름기 있는 띠가 있어서 나쁜 물질들이 식물의 물 운반 시스템으로 들어가는 것을 막는다. 과학자들은 오랫동안 이 방어벽이 나노플라스틱 입자도 막을 수 있다고 추측했다. 하지만 플리머스대 연구팀의 실험은 이런 생각이 틀렸다는 것을 보여줬다. 연구팀은 무를 수경재배하면서 방사성 표지가 된 폴리스티렌 나노플라스틱이 든 물에 얇은 뿌리를 노출시켰다. 식용인 굵은 뿌리 부분과 잎은 이 물에 전혀 닿지 않았기 때문에, 만약 이 부분에서 플라스틱이 발견된다면 식물 내부를 통해 나노플라스틱이 이동했다는 의미가 된다. 전체 플라스틱 노출량 1.1%, 식용 부분서 발견5일간 실험한 결과, 물속 플라스틱 입자의 4.4%가 식물과 결합했다. 이 중 65%는 얇은 뿌리 부분에 머물렀지만 25%는 사람이 먹는 살찐 뿌리 부분으로 이동했으며, 10%는 초록색 잎까지 도달했다. 이는 전체 플라스틱 노출량의 1.1%가 실제로 사람이 먹는 부분에 들어갔다는 의미다. 이런 입자들은 무의 표면이 아니라 내부에 박혀 있어서 아무리 문지르거나 껍질을 벗겨도 제거할 수 없다. 흐르는 물로 씻고 문지르고 껍질을 벗기는 기존 방법은 세균이나 농약 잔여물 제거에 여전히 효과가 있다. 그러나 나노플라스틱은 전혀 다르다. 일단 식물 내부로 한번 들어가면 아직 과학적으로 완전히 밝혀지지 않은 생물학적 경로를 거쳐 조직 깊숙이 스며든다. 식물에 나노플라스틱 축적 우려…추가 연구 필요연구진은 실험 결과를 현실에 그대로 적용하기는 어렵다고 조심스럽게 밝혔다. 실험에 쓰인 플라스틱 농도는 측정의 정확성을 위해 설정한 것으로, 실제 재배 환경보다 높았을 수 있다. 다만 토양이나 수경재배에서 나노플라스틱이 실제로 얼마나 존재하는지는 아직 파악되지 않은 상태다. 이번 실험은 폴리스티렌 한 종류와 무 한 가지만으로 5일간 진행됐다는 제약이 있다. 연구진은 표면 오염을 완전히 제거하는 용액으로 뿌리를 씻었다고 했지만, 일부 플라스틱이 흡수되지 않고 표면에 부착됐을 가능성을 완전히 배제하지는 못했다. 확실한 건 식물에게는 동물처럼 해로운 물질을 즉시 내보내는 능력이 없다는 점이다. 이 때문에 시간이 흐를수록 농작물 안에 나노플라스틱이 쌓일 우려가 크다. 나노플라스틱과 미세플라스틱은 이미 흙과 물은 물론 사람의 혈액에서까지 검출되고 있다. 건강에 미치는 영향은 아직 연구 중이지만, 식용 작물 내부에서 발견된다는 건 먹이사슬을 따라 어떻게 전파되는지 새로운 고민거리를 던져준다. 그렇다고 채소 씻기를 그만둘 필요는 없다. 세균과 화학 잔여물 제거에는 여전히 필수적이기 때문이다. 다만 씻는 것만으론 이런 내부 오염은 막을 수 없다. 식품 속 나노플라스틱 해결책은 주방이 아니라 플라스틱 오염을 근본적으로 줄이는 데 달려 있을 것으로 보인다.

인하대학교는 신동하 교수(화학과) 연구팀이 최근 라만분광법 기반 미세·나노플라스틱 검출의 난제를 동시에 돌파할 수 있는 첨단 인공지능(AI) 분석기술을 세계 최초로 개발했다고 28일 밝혔다. 플라스틱 입자가 환경에서 분해돼 미세플라스틱과 나노플라스틱으로 변하면 그 수와 종류가 큰 폭으로 증가한다. 하지만 전통적인 분석법인 라만분광법으로는 표본 내 플라스틱을 정확히 식별·분류하는 데 한계와 오류가 있었다. 라만분광법은 특정 빛을 쬐어 분자의 고유 진동 신호를 포착, 물질을 식별하는 분석 기법이다. 특히 자연계 지방산, 오염물과 스펙트럼이 겹치거나 수만~수십만 개의 미세입자를 신속하게 스캐닝하는 속도 문제는 전 세계 과학계의 풀리지 않는 과제였다. 연구팀은 초저 SNR(신호대잡음비) 데이터베이스를 직접 구축해 실제 환경 신호와 소음 특성을 반영하고 미세플라스틱의 신호와 잡음을 자동으로 분류, 자체 개발한 딥러닝 모델을 훈련시켰다. 연구팀이 개발한 딥러닝 모델은 사진이나 신호 속에서 특징을 잡아내는 인공지능 신경망을 두 방향으로 설계해 정밀하게 보는 Bi-CNN과 이미지를 잘라서 세밀하게 구분하는 U-Net 구조다. 연구 결과 기존 방식에선 수십초~수분 걸리던 스캔을 0.001초 노출만으로 나노플라스틱을 99% 이상 정확도로 감별했으며 혼동·오분류를 일으키던 지방산 등도 오차 없이 구별했다. 또한 혼합물까지 동시에 정량적으로 분석하고 표준 국제 분석법과 비교했을 때 최소 36~49%까지 정확도가 높아졌다. 연구팀의 개발 기술은 라만분광법뿐 아니라 적외선(IR) 등 모든 분광 기반 환경분석·바이오·식품 분야에 폭넓게 확장 적용 가능하다. 이번 연구 내용은 ‘저 SNR 환경에서의 나노플라스틱 신속 검출을 위한 머신러닝 기반 라만 분광법’ 및 ‘미세플라스틱 분석에서의 스펙트럼 혼동 감소: U-Net 기반 딥러닝 접근법’이라는 제목으로 국제학술지에 실렸다. 저자로는 신동하 교수와 임정현·서주희 석사과정 학생이 이름을 올렸다. 신 교수는 “라만 기반의 플라스틱 검출이 갖고 있던 속도와 신뢰성 문제를 동시에 해결함으로써 국내외 마이크로, 나노플라스틱 표준화·자동화에 새로운 장을 열 것으로 기대된다”고 말했다.

프랑스 연구진이 실내 공기 중 미세플라스틱 농도를 정밀 측정한 결과, 성인이 하루 평균 6만 8000개의 미세플라스틱 입자를 들이마시는 것으로 나타났다. 이는 숨을 한 번 쉴 때마다 3~4개씩 흡입하는 수준으로, 자동차 내부는 아파트보다 4배 이상 높은 농도를 보였다. 국제학술지 플로스원에 지난달 30일 게재된 연구에 따르면, 프랑스 툴루즈 환경지구과학연구소 연구팀이 실내 공기 질을 조사한 결과 성인이 하루에 흡입하는 미세플라스틱 입자가 약 6만 8000개에 이르는 것으로 밝혀졌다. 이는 기존 추정치보다 100배나 높은 수치다. 연구진은 기존 연구들이 놓쳤던 극미세 플라스틱 입자들을 발견하기 위해 라만 분광법이라는 첨단 기술을 사용했다. 이전 연구들이 10마이크로미터(㎛) 이상 크기의 입자만 측정할 수 있었던 반면, 이번 연구는 1~10마이크로미터 크기의 입자까지 찾아낼 수 있었다. 이는 인간 머리카락 두께의 10분의 1 정도로 매우 작은 크기다. 연구팀은 프랑스 툴루즈의 아파트 3곳과 자동차 2대에서 공기 샘플을 채취해 분석했다. 단 1제곱밀리미터(㎟) 크기의 필터를 분석하는 데만 14시간이 걸리고 3600개의 개별 입자 데이터를 수집해야 하는 까다로운 과정이었다. 분석 결과 자동차 내부의 미세플라스틱 농도는 1㎥당 2238개로, 아파트의 528개보다 4배 이상 높았다. 자동차 내부에는 시트, 내장재 등 합성 소재가 사용되는데 운전 중 진동과 온도 변화, 자외선 노출로 인해 이들 소재에서 미세한 플라스틱 조각들이 지속적으로 떨어져 나온다는 분석이다. 가정에서는 쇼핑백이나 식품 용기에 사용되는 폴리에틸렌이 전체 입자의 76%를 차지했다. 발견된 입자의 97%는 섬유 형태가 아닌 불규칙한 조각 형태였고, 94%가 1~10㎛ 크기였다. 10㎛보다 큰 입자들은 대부분 코나 목 부분에서 걸러져 기침으로 배출되거나 삼켜진다. 하지만 1~10㎛ 크기의 초미세 입자들은 이런 방어막을 뚫고 폐 깊숙한 곳까지 침투할 수 있다. 더 큰 문제는 이들 입자가 혈류를 타고 온몸으로 퍼져 주요 장기에 도달할 수 있다는 점이다. 미세플라스틱에는 독성 화학 첨가제가 포함돼 있으며 환경 오염물질을 흡착하는 성질도 있어 체내에 쌓이면 호르몬 교란이나 암 위험을 높일 수 있다. 연구진은 “1㎛보다 작은 나노플라스틱까지 측정할 수 있다면 노출량은 훨씬 더 클 것”이라며 “환기, 청소 방법, 건축 자재, 인간 활동이 실내 미세플라스틱 농도에 미치는 영향을 파악해 노출을 줄일 방안을 찾아야 한다”고 강조했다.

온난화와 함께 지구 환경에 악영향을 미치는 것은 플라스틱 오염이다. 특히 햇빛과 바람 등 다양한 원인으로 플라스틱이 마모되고 잘게 쪼개져 5㎜ 이하로 크기의 입자로 되는 것을 미세플라스틱이라고 한다. 미세플라스틱은 바람과 물을 타고 바다는 물론 심해 퇴적물, 농경지, 고지대, 호수, 강 등 지구 곳곳에 확산해 있다. 약 1300종 이상의 생물에서 미세플라스틱이 검출됐으며, 세포 수준에서 생태계 전반까지 영향을 미친다는 증거가 속속 발견되고 있다. 최근에는 미세플라스틱이 신경계에까지 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 발표되기도 했다. 이런 상황에서 미세플라스틱보다 더 작은 나노플라스틱은 장내 미생물 군집에도 영향을 줘 건강에 심각한 문제를 유발할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 대만 국립 쳉쿵대 의대 식품 안전·위기관리 학과, 기초 의학 연구소, 국립 자이대 원예과학과 공동 연구팀은 미세플라스틱보다 더 작은 나노 플라스틱이 장내 미생물 군집과 숙주 간 상호작용을 변화시켜 장 건강을 손상할 수 있다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 6월 11일 자에 실렸다. 나노 플라스틱은 지름이 1000㎚(나노미터) 미만의 플라스틱 조각이다. 앞선 연구에서도 나노 플라스틱 섭취가 장내 미생물군을 교란할 수 있다고 밝혀지기는 했지만, 구체적인 메커니즘은 규명되지 않은 상태다. 이에 연구팀은 생쥐에게 나노 플라스틱을 먹인 뒤 RNA 시퀀싱, 전사체 분석, 미생물 프로파일링으로 장내 미세 환경 변화를 관찰했다. 그 결과, 나노 플라스틱이 장에 축적되면서 장내 장벽 건강에 관여하는 ‘ZO-1’과 ‘MUC-13’이라는 두 단백질 발현이 변화해 장내 투과성을 교란할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 또, 나노 플라스틱은 장내 미생물군 불균형을 유도했고, 앞선 여러 연구에서 밝혀진 것처럼 소화기 기능 장애와 관련이 있는 루미노코카세이(Ruminococcaceae)라는 물질의 풍부도가 증가한 것이 확인됐다. 연구를 이끈 리 바오홍 대만 국립 자이대 교수는 “이번 연구 결과는 나노 플라스틱이 쥐의 미생물군과 장내 환경에 영향을 미칠 수 있는 메커니즘을 보여주고 있다”라면서 “나노 플라스틱 축적이 인간에게 구체적으로 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 탐구하기 위해서는 추가 연구가 필요하다”고 말했다.

플라스틱병에 담긴 생수에 미세플라스틱이 다량 함유돼있다는 연구 결과가 잇따라 나오는 가운데 플라스틱병에 담긴 생수를 일상적으로 마시는 습관이 고혈압의 원인이 될 수 있다는 주장이 나왔다. 최근 학술지 ‘마이크로플라스틱’에는 오스트리아 다뉴브 사립대학교 의학과 연구팀이 진행한 연구가 게재됐다. 연구진은 실험 참가자들에게 2주간 플라스틱병·유리병에 담긴 물 대신 수돗물만 마시게 했다. 그 결과 참가자들의 이완기 혈압이 상당히 떨어졌다는 사실을 알아냈다. 이때 낮아진 혈압은 4주 뒤에도 유지됐다. 플라스틱 사용량을 줄이면 혈류 내 미세 플라스틱 입자 수가 감소해 잠재적으로 혈압을 낮출 수 있다는 사실이 확인된 것이다. 연구진은 미세 플라스틱 농도에 따른 혈압 변화와 관련해 “플라스틱 입자의 섭취를 줄이면 심혈관 위험을 낮출 수 있음을 시사한다”며 “광범위한 연구 끝에 플라스틱병에 담긴 음료는 피해야 한다는 결론을 내렸다”고 밝혔다. 미세 플라스틱은 5㎜~1마이크로미터(㎛·1㎛는 100만분의 1m)의 아주 작은 플라스틱 조각을 뜻한다. 일반적으로 자외선에 노출되거나 물리적 마찰에 의해 플라스틱이 분해되면서 생긴다. 이렇게 생긴 작은 입자는 해양·담수·토양·지하수·대기 등 모든 환경에 널리 분포하고 순환한다. 문제는 입자가 생태계를 거치며 언제든 인체에 들어올 수 있다는 것이다. 미세 플라스틱은 여러 경로로 침투해 타액, 간, 심장 조직, 심지어는 태반까지 자리해 우리 몸에서 체계 변화, 대사 장애 등을 유발하는 것으로 알려졌다. 최근에는 생수병에 담긴 물에서 ㎖당 1억 개가 넘는 나노 플라스틱이 검출됐다는 연구 결과도 나왔다. 나노 플라스틱은 미세 플라스틱보다 더 작은 1마이크로미터(㎛, 1㎛는 100만분의 1m) 미만 크기의 플라스틱 입자다. 노르웨이 과학기술대학과 중국 난카이 대학, 벨기에 헨트 대학 등 국제연구팀은 생수 속의 나노플라스틱 농도를 측정한 논문을 ‘환경 과학 기술(Environmental Science and Technology)’ 저널에 발표했다. 실험에 사용된 제품은 노르웨이 시중에 유통되는 4개 브랜드의 페트병 포장 생수다. 연구팀은 생수 시료를 지름 100㎚(나노미터) 유리 섬유 필터 여과막으로 여과한 뒤 여과막을 통과한 물을 분석했다. 또, 여과막에 걸린 나노 플라스틱을 전자현미경으로 관찰했다. 분석 결과, 시료 1㎖에서 나노플라스틱이 평균 1억 6600만개 검출됐다. 나노플라스틱의 평균 크기는 88.2nm였다. 성인이 하루 2L의 물을 마신다고 했을 때 연간 120조개의 나노플라스틱을 물을 통해 섭취하는 것이다. 어린이의 경우 하루 1L의 물을 마셨을 때, 연간 54조개의 나노플라스틱을 섭취하는 것이다.

생수병에 담긴 물에서 ㎖당 1억 개가 넘는 나노플라스틱이 검출됐다는 연구 결과가 나왔다. 나노 플라스틱은 1마이크로미터(㎛, 1㎛는 100만분의 1m) 미만 크기의 플라스틱 입자다. 최근 노르웨이 과학기술대학과 중국 난카이 대학, 벨기에 헨트 대학 등 국제연구팀은 생수 속의 나노플라스틱 농도를 측정한 논문을 ‘환경 과학 기술(Environmental Science and Technology)’ 저널에 발표했다. 실험에 사용된 제품은 노르웨이 시중에 유통되는 4개 브랜드의 페트병 포장 생수다. 연구팀은 생수 시료를 지름 100㎚(나노미터) 유리 섬유 필터 여과막으로 여과한 뒤 여과막을 통과한 물을 분석했다. 또, 여과막에 걸린 나노플라스틱을 전자현미경으로 관찰했다. 분석 결과, 시료 1㎖에서 나노플라스틱이 평균 1억 6600만개 검출됐다. 나노플라스틱의 평균 크기는 88.2nm였다. 성인이 하루 2L의 물을 마신다고 했을 때 연간 120조개의 나노플라스틱을 물을 통해 섭취하는 것이다. 어린이의 경우 하루 1L의 물을 마셨을 때, 연간 54조개의 나노플라스틱을 섭취하는 것이다. 지금까지 알려진 미세플라스틱 섭취 수준보다 훨씬 숫자가 많은 편이다. 크기가 1㎛ 이상이고 5㎜ 이하인 미세플라스틱의 경우 생수 1mL당 0.1~1만 개가 들어있고, 이를 1년 동안 마셨을 때 어린이는 7만4000개, 성인은 15만 개 정도 섭취하는 것으로 알려졌다. 연구팀은 “시중에서 유통되는 생수병에 존재하는 나노플라스틱은 병 자체가 오염됐을 수도 있지만, 취수원의 오염이나 제품 포장 과정에서도 오염이 일어날 수 있다”고 밝혔다.

25일 안전성평가연구소(KIT)는 인체유해인자 흡입독성연구단과 전북대학교 김범석 교수 연구팀이 공동으로 일회용 마스크에 함유된 폴리프로필렌(PP) 나노플라스틱에 의한 폐 손상 가능성을 확인했다고 밝혔다. 1㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1ｍ) 크기의 입자로 관찰·검출이 어려운 나노플라스틱은 폐기된 플라스틱이 광산화·풍화·자외선 등과 같은 물리적인 힘에 따라 미세한 입자로 변화한 것이다. 나노플라스틱은 대기 중 떠다니기 때문에 흡입을 통해 사람의 폐에 축적되거나 폐포까지 도달해 천식·폐 섬유화 등 다양한 호흡기 질환을 유발할 수 있다. 코로나19 대유행 이후 사용이 일상화된 일회용 마스크의 주원료인 PP는 전기 절연 특성이 뛰어난데다 가볍고 용접할 수 있어 일상생활에서 일회용품으로 흔히 활용된다. 다만 일회용 마스크에 쓰이는 PP 섬유는 나노 단위가 아닌 수센티미터의 큰 사이즈라 일회용 마스크 사용을 걱정할 필요는 없다는 것이 연구팀의 설명이다. 연구팀은 PP 나노플라스틱을 실험동물 기도에 떨어뜨려 폐 손상 여부를 관찰하는 실험을 진행했다. 또 인간 폐암 상피세포주(A549)에 PP 나노플라스틱을 노출시켜 폐 손상 기전을 확인했다.그 결과 폐에서 염증성 손상이 유발되고, 호중구성 염증 반응도 관찰됐다. 호중구는 선천 면역의 주요한 역할을 담당하는 세포로 신체를 이루는 혈액에 바이러스·세균·박테리아와 같은 외부 인자들이 침입했을 때 이를 막아내는 첫 번째 방어선이다. 인간 폐암 상피세포주(A549)에 PP 나노플라스틱을 노출했을 때는 A549 세포의 미토콘드리아가 손상됐다. 연구팀 관계자는 “PP 나노플라스틱을 호흡기에 노출했을 때 폐 손상이 유발되는 구조를 실험 동물과 세포주를 통해 입증했다. 일상 생활의 나노플라스틱이 인체에 손상을 줄 수 있다는 확인했다는 점에서 의미가 있다”며 “PP가 주원료인 일회용 마스크가 폐기 과정에서 나노플라스틱이 되는 것을 고려해 사용 후 폐기·관리 방안도 함께 마련해야 할 것”이라고 강조했다. 안전성평가연구소 흡입독성연구단 이규홍 단장은 “마스크 필터에 사용되는 폴리플로필렌 섬유는 나노화된 입자가 아니라 길이가 수센티미터 정도 되는 큰 사이즈다. 또 인증 과정에 구성 성분의 탈락 시험을 다 통과한 것이어서 마스크 사용 중 떨어져 나와 흡입될 가능성은 없다”면서 “향후 미세플라스틱과 흡입독성연구 간 다양한 연구를 수행해나갈 예정”이라고 전했다.

이제 ‘눈처럼 깨끗하다’는 표현도 옛말이 돼버렸다. 전세계 대표 청정 지역 중 하나인 알프스에도 미세플라스틱이 섞인 눈이 내리는 것으로 나타났다. 스위스 연방재료과학기술연구소(EMPA) 등이 지난해 11월 국제 학술지 ‘환경 오염’(Environmental Pollution)에 공개한 논문에 따르면, 알프스에 쌓인 눈에 다량의 나노 플라스틱이 포함돼 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 2017년 2월 중순부터 3월 중순까지 40여일간 오스트리아 남부의 호에 타우에른 국립공원 내에 위치한 기상·지구물리학 중앙 연구소 관측소 인근에서 매일 오전 8시에 쌓인 눈을 모았다. 채취한 눈의 표면을 분리해 녹인 후 분석한 결과, 녹은 눈의 나노 플라스틱 평균 농도는 1mL당 46.5ng(나노그램)으로 확인됐다. 이는 이 지역에 매년 평균 1㎢당 42㎏의 나노 플라스틱이 쌓인다는 뜻으로, 기존 연구에서 파악된 수치보다 훨씬 높은 수준이다. 연구팀은 유럽 기상 데이터를 토대로 알프스산맥에서 검출된 나노 플라스틱이 생겨난 장소를 추적했다. 나노 플라스틱은 1마이크로미터(㎛, 1㎛는 100만분의 1m) 미만 크기의 플라스틱 입자로, 무게가 매우 가벼워 공기를 타고 흘러가 먼 거리를 이동할 수 있다. 그 결과 검출된 나노플라스틱의 약 30%는 관측소 반경 200㎞ 내 도시에서 발생한 것으로 추정했다. 인간이 거주하는 도시에서 만들어진 나노플라스틱이 대기 중 퍼진 것으로 풀이된다. 또 검출량의 약 10%는 관측소에서 2000㎞ 떨어진 대서양에서 바람을 타고 온 것으로 나타났다. 연구진은 “전 세계에 나노플라스틱 대기오염이 발생하는 것은 확실하다”면서 “도시, 시골, 오지 지역의 나노 플라스틱 오염에 대한 추가 연구가 필요하다”고 전했다. 한편 앞서 2019년에는 북극에서 미세플라스틱이 발견됐다는 연구 결과가 나와 ‘플라스틱 오염’에 대한 경각심을 일으키기도 했다. 독일 알프레드 베게너 극지해양연구소와 헬름홀츠 극지해양연구소, 스위스 연방 산림·눈·지형 연구소 등 공동연구팀은 2019년 8월 학술지 <사이언스어드밴스>를 통해 이같은 내용이 담긴 논문을 게재했다. 연구진은 지난 2016년부터 2018년까지 북극의 눈 샘플을 수집해 분석했다. 그 결과 농도는 낮았지만 북극에서 채취한 샘플에서도 미세플라스틱 조각이 발견됐다.

코로나19 상황이 길어지면서 배달 음식을 이용하는 인구가 늘었다. 그로 인해 일회용 플라스틱용품 사용도 급격히 증가해 환경오염에 대한 우려가 그 어느 때보다 커지고 있다. 환경부를 중심으로 정부가 다회용기 사용을 독려하는 것도 이 때문이다. 이런 상황에서 한국생명공학연구원 희귀난치질환연구센터를 중심으로 한 공동연구팀은 미세플라스틱보다 더 잘게 쪼개진 초미세플라스틱(나노플라스틱)이 세대를 넘어 유전될 수 있고 자손의 뇌 발달에 문제를 일으킬 수 있다고 14일 밝혔다. 과학기술연합대학원대학교(UST), 건국대, 포스텍, 안전성평가연구소 과학자들이 참여한 이번 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘위험물질 저널’(Journal of Hazardous Materials)에 실렸다. 미세플라스틱은 5㎜ 미만의 플라스틱 조각, 초미세플라스틱은 더 잘게 쪼개져 1마이크로미터(㎛) 이하로 분류한다. 미세플라스틱은 기본적으로 크기가 작아 하수처리시설에 걸러지지 않고 바다, 하천으로 유입된다. 물고기가 이를 먹이로 착각해 섭취하고 인간이 그 물고기를 먹으면서 피해를 입게 된다. 미세플라스틱의 세대 간 전이와 뇌 발달에 미치는 영향에 대해서는 명확히 밝혀진 바 없었다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 초미세플라스틱이 출산 후 모유 수유를 통해 자손으로 전달된다는 사실이 확인됐다. 또 태어난 자손의 여러 장기에 미세플라스틱이 축적되고 뇌 조직에서도 발견됐다. 특히 학습, 기억에 관여하는 뇌의 해마 영역에서 뇌 신경세포 형성을 담당하는 신경줄기세포의 숫자가 눈에 띄게 감소된 것이 발견됐다. 행동실험에서도 미세플라스틱을 섭취한 모체에서 태어난 새끼들은 기억력, 판단력 등 인지능력과 운동능력이 현저하게 떨어진다는 것도 확인됐다. 연구를 이끈 이다용 생명공학연구원 박사는 “이번 연구는 생쥐를 이용한 실험이지만 초미세플라스틱이 세대를 거쳐 자손에게 전달되는 경로와 분포를 처음으로 규명하고 지속적으로 노출이 될 경우 자손의 뇌 발달 이상을 유발할 수 있다는 가능성을 제시했다”고 설명했다.

코로나19 상황이 1년 반이 넘도록 계속되면서 각종 플라스틱 쓰레기가 급증하고 있다. 전문가들 사이에서는 지금과 같이 플라스틱 사용량이 급증할 경우 폐기물 처리나 재활용 프로세스가 감당하지 못하는 상황에 이를 수 있다는 우울한 전망들이 나오고 있다. 실제로 스웨덴 스톡홀름대, 노르웨이 국립지구기술연구소, 노르웨이과학기술대(NTNU), 독일 헬름홀츠 극지해양연구센터 알프레드 베게너 연구소, 헬름홀츠 환경연구센터, 라인 베스트팔렌 아헨대 환경연구소 공동연구팀은 현재와 같은 속도로 전 세계가 플라스틱을 배출할 경우 2~3년 뒤에는 플라스틱 쓰레기가 심각한 수준으로 생태 환경을 파괴해 더이상 원상복구가 어려운 ‘불가역적’ 상황에 도달하게 된다는 분석 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 7월 2일자에 발표했다.각종 플라스틱 쓰레기와 미세플라스틱은 사하라 사막, 에베레스트산은 물론 북극까지 지구상 모든 곳에서 발견되고 있다. 연구팀의 분석에 따르면 현재 전 세계 플라스틱 배출량은 분해 및 재활용 시스템의 처리 한계에 턱밑까지 올라온 상태이다. 제대로 처리되지 못한 플라스틱 폐기물들은 자연에 버려지고 풍화현상으로 잘게 부서져 미세플라스틱이나 나노플라스틱 입자가 되기 쉽다. 이런 미세·나노플라스틱은 지속적으로 자연에 축적되고 결국은 생태 환경을 회복 불가능한 불가역적 상태로 만든다고 연구팀은 강조했다. 미세플라스틱은 환경에 축적되기 쉽다. 동물들이 자신도 모르게 섭취·흡입해 체내 독성을 일으킬 우려도 크다. 이 모든 과정이 인류에게는 치명적인 결과로 돌아오게 된다고 연구팀은 설명했다. 연구팀의 분석에 따르면 지난 10년 동안의 플라스틱 배출 속도가 유지될 경우 2025년경이 되면 전 지구 배출량은 연간 1800만~4600만t에 이르게 된다. 더군다나 이 같은 배출량은 코로나19가 전 세계로 확산돼 플라스틱 사용량이 급증한 2020년 이후는 계산되지 않았다는 것이 더 큰 문제이다. 연구를 이끈 스웨덴 스톡홀름대 매튜 맥리드 교수(환경오염 동역학)는 “이번 연구에 따르면 폐기물 처리 프로세스나 인프라가 잘 갖춰진 나라에서조차 재활용이나 분해가 불가능한 불가역성 플라스틱 쓰레기 증가율을 따라갈 수 없는 상황이 되고 있다”고 지적했다. 맥리드 교수는 “획기적인 처리 방법 개발과 함께 사용을 줄이지 않을 경우 플라스틱 쓰레기는 지구온난화와 함께 인류에 치명적인 영향을 미칠 것”이라고 덧붙였다. 이런 위기감이 고조되고 있는 가운데 지구온난화의 주요 원인 중 하나인 메탄을 내뿜는 소들이 플라스틱 제거에 도움을 줄 수 있다는 흥미로운 연구 결과도 발표됐다.오스트리아 자연환경·생명과학대 환경생물공학연구소, 국립 공업생물공학연구센터, 국립 물리·재료과학연구소, 인스브루크대 공동연구팀은 소의 장에 있는 박테리아 중 하나가 플라스틱을 쉽게 분해할 수 있는 것으로 확인됐다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 생물공학 분야 국제학술지 ‘최신 생명공학기술’ 7월 2일자에 발표됐다. 연구팀은 소, 양 같은 반추동물의 위와 장에 있는 다양한 종류의 미생물들은 식물의 섬유소들을 분해해 소화를 돕는다는 점에 주목했다. 연구팀은 소의 네 개 위 중에서 두 번째 위 ‘벌집위’ 속 장내 미생물을 추출해 페트(PET)로 알려진 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 생분해성 플라스틱 PBAT, 식물성 물질로 만든 재생 가능한 PEF 세 종류의 플라스틱과 섞은 뒤 관찰했다. 연구 결과, 장내 미생물과 섞인 플라스틱 조각들은 분해 속도가 훨씬 빠르고 완벽하게 분해됐다. 특히 PET도 쉽게 분해시키는 것이 관찰됐고, 플라스틱 분해 능력이 있는 것으로 알려진 단일 미생물에 섞은 것보다 다양한 종류의 미생물에 노출시키는 것이 플라스틱 분해력을 높인다는 점을 연구팀은 확인했다. 이를 통해 소의 장에서 추출한 미생물이 플라스틱을 빠르고 확실히 분해시켜 플라스틱 쓰레기를 줄이는 데 도움을 줄 수 있을 것이라고 연구팀은 예측했다.

비가 많이 온 다음날은 지렁이들이 땅 위로 올라와서 기어다니는 모습을 종종 볼 수 있다. 징그럽게 생각하는 이들도 있지만 지렁이는 낙엽 같은 식물의 잔해를 먹어 분해시키고 흙의 거친 입자를 부드럽고 작게 만들어 주면서 흙 속 영양분과 미생물을 늘어나게 해주는 이로운 동물이다. 그런데 최근 플라스틱 배출이 늘어나고 있는 가운데 이런 지렁이의 식습관이 미세플라스틱의 토양오염을 가속시키는 요인이 될 수 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 건국대 환경보건과학과 연구팀은 토양이 미세플라스틱으로 오염된 경우 지렁이의 섭취활동 때문에 토양 내 미세플라스틱이 더 잘게 쪼개져 나노플라스틱이 발생할 수 있다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 해저더스 머티리얼스’(Journal of Hazardous Materials)’에 실렸다. 5㎜ 미만 미세플라스틱이 환경에 미치는 영향은 속속 드러나고 있지만 이보다 크기가 더 작은 100㎚(나노미터) 크기의 플라스틱이 환경에 미치는 영향을 파악하기 위해서는 어떻게 발생하는지를 파악해야 한다. 연구팀은 토양 샘플을 미세플라스틱으로 오염시킨 다음 지렁이들을 3주 동안 배양시킨 뒤 지렁이의 분변토에서 얻은 입자성 물질들을 주사전자현미경으로 관찰하고 X선 분광분석을 실시했다.그 결과 지렁이의 분변토에는 미세플라스틱보다 작은 입자성 물질이 존재하고 이것들은 흙 입자와 명확하게 구분되는 나노플라스틱이라는 사실이 확인됐다. 연구팀에 따르면 토양섭취 활동에 의해 지렁이 장 내에서 미세플라스틱보다 더 작은 나노플라스틱으로 쪼개진다는 것이다. 또 미세플라스틱을 섭취한 지렁이는 정상적 정자형성이 저해돼 번식에도 어려움을 겪는 것으로 확인됐다. 안윤주 건국대 교수는 “이번 연구는 토양에 서식하는 대표적인 생물종인 지렁이를 이용해 토양 환경에서 미세플라스틱이 눈에 보이지 않는 크기까지 작아져 분변토를 통해 재배출 될 수 있다는 것을 보여줬다는데 의미가 크다”라고 말했다. 안 교수는 “이미 존재하는 미세플라스틱이 더 잘게 쪼개질 수 있는 만큼 나노플라스틱의 토양 분포와 토양 생물체에 미치는 영향을 파악하는 것이 필요하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초미세 플라스틱이 농작물 등 식물의 뿌리에 흡수돼 성장을 방해하며 영양가를 낮춘다는 연구 결과가 나왔다. 미국과 중국의 공동 연구진이 최신 연구를 통해 발표한 이 결과는 나노 크기의 플라스틱 입자가 육상 식물 내부에 축적할 수 있다는 직접적인 증거를 처음으로 제시한 것이다. 연구진은 “플라스틱 제품이 광범위하게 쓰여 환경에 지속적인 영향을 줘 엄청난 수준의 오염을 초래하지만, 미세(마이크로) 플라스틱과 초미세(나노) 플라스틱이 식물에 미치는 영향을 살핀 기존 연구는 주로 해양 생태계에 미치는 영향과 그 부분에서 해산물에 미치는 영향에 주목한 것이었다”고 설명했다. 이어 “나노플라스틱이라는 오염물질이 농작물의 수확량과 그 안전성에 미치는 영향의 척도를 평가하려면 추가 연구가 필요하다”고 지적했다. 연구를 이끈 매사추세츠대 애머스트캠퍼스의 환경과학자 바오산 싱 교수는 “우리의 실험은 식물을 세포 조직과 분자 수준에서 분석한 것으로, 나노플라스틱은 식물에 흡수돼 축적된다는 증거를 보여준다”면서 “우리는 이런 영향을 뿌리부터 줄기까지 모든 곳에서 확인했다”고 밝혔다. 이 연구에서 싱 교수와 동료 연구자들은 식물 연구에 흔히 쓰이는 모델 식물인 애기장대(학명 Arabidopsis thaliana)를 가지고 전하를 띠는 형광 물질을 주입한 나노플라스틱이 혼합된 토양에서 재배해 식물의 성장에 미치는 영향을 평가했다. 싱 교수는 “나노플라스틱의 입자는 분해와 풍화 작용으로 변하므로 실험실 검사에서 흔히 쓰는 자연 그대로의 폴리스티렌 나노플라스틱과 차이가 있다”면서 “이 때문에 우리 실험에서는 폴리스티렌 나노플라스틱에 양전하나 음전하를 띠게 한 뒤 사용했다”고 설명했다.7주 뒤, 연구진은 나노플라스틱에 노출된 식물들은 그 플라스틱의 양전하와 음전하 입자 모두 흡수해 오염되지 않은 토양에서 자라도록 한 식물들보다 전체적으로 더 작고 짧았다고 보고했다. 싱 교수는 또 “나노플라스틱은 애기장대의 모든 바이오매스(생물량·어떤 시점에서 특정한 공간 안에 존재하는 생물의 양)를 줄게 했다. 이들 식물은 더 작았고 뿌리는 훨씬 더 짧았다”면서 “바이오매스가 줄었다는 것은 수확량이 줄고 영양가가 떨어졌다는 것”이라고 밝혔다. 싱 교수에 따르면, 식물에는 양전하 입자가 더 많이 흡수되지 않았지만 더 해로운 것으로 나타났다. 이에 대해 싱 교수는 “이유를 정확히 알 수 없지만, 양전하를 가진 나노플라스틱은 물과 영양분 그리고 뿌리와 더 많이 상호작용해 다른 유전자의 발현을 유도했을 수 있다”면서 “이는 이런 환경에서 농작물에 대해 더 깊이 탐구할 필요가 있다는 것으로, 그때까지 우리는 직물 수확량과 식용 안전성에 어떤 영향을 미치는지 알지 못한다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 ‘네이처 나노테크놀로지’(Nature Nanotechnology) 최신호에 실렸다. 사진=네이처 나노테크놀로지 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 치약, 각질제거를 위한 세안제는 물론 공업용 연마제에 사용되는 미세플라스틱이 생태계에 심각한 영향을 미치고 있어 우려가 커지고 있다. 더군다나 여기저기 버려진 폐플라스틱이 햇빛이나 마모로 서서히 부서져서 만들어지는 것으로 알려져 있다. 바다로 흘러들어간 미세플라스틱을 해양생물들이 먹고 먹이사슬을 따라 최종 소비자는 사람이기 때문에 우리가 알지 못하는 사이에 미세플라스틱이 축적될 가능성도 높다. 문제는 미세플라스틱의 위험성은 알려져 있으나 구체적인 위험에 대해서는 명확히 분석돼 있지 않다. 국내 연구진이 실험동물을 이용해 실험한 결과 미세플라스틱이 세포는 물론 태아에 치명적인 영향을 미칠 수 있다는 것을 밝혀내 충격을 주고 있다. 한국생명공학연구원 환경질환연구센터와 질환표적구조연구센터 공동연구팀은 5㎜ 이하의 미세플라스틱이나 1㎛(마이크로미터) 이하의 초미세플라스틱(나노플라스틱)이 체내에 흡수될 경우 태아에게까지 전달될 뿐만 아니라 몸 속 세포의 에너지공장인 미토콘드리아에도 문제를 일으킨다는 사실을 확인했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노스케일’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 제브라피쉬라는 실험동물에 초미세플라스틱을 흡입하도록 한 다음 형광분석과 전자현미경으로 체내 흡수와 복합독성 영향을 분석했다. 그 결과 초미세플라스틱은 난막을 통과해 제브라피쉬 배아의 체내에 쌓이는 것을 확인했다. 특히 새끼에게 영양을 공급하는 난황에 대부분 축적돼 신경이나 각종 기관으로 확산된 것이 관찰됐다. 미세플라스틱이 체내에 남아 각종 이상을 유발시킬 가능성이 크다는 것을 의미한다.또 연구팀은 전자현미경으로 세포수준에서 관찰한 결과 세포 에너지공장인 미토콘드리아도 손상시킨다는 것을 확인했다. 미토콘드리아가 손상될 경우 약한 독성을 가진 물질이 함께 흡수될 경우 치명적인 급성독성이 나타날 수 있다. 실제로 연구팀은 금이온을 초미세플라스틱과 함께 흡입하도록 한 다음 미토콘드리아를 관찰한 결과 미토콘드리아가 심각하게 깨지거나 망가지는 것으로 나타났다. 정진영 박사는 “초미세플라스틱이 몸 속에 축적될 경우 세포 내 소기관인 미토콘드리아에 영향을 주고 다른 물질에 의한 독성을 증폭시키는 역할을 할 수 있게 된다”며 “이번 연구는 미세플라스틱과 초미세플라스틱의 체내 흡수와 분포, 잠재적으로 심각한 독성 유발 가능성을 보여준 것으로 미세플라스틱 안전성과 관리방안 마련에 중요한 기초자료가 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국인들이 즐겨 먹는 어류 중 하나인 오징어 몸 속에 사람들이 버린 플라스틱이 상당 부분 누적돼 있을 수 있다는 연구결과가 발표돼 충격을 주고 있다. 호주 그리피스대, 퀸스랜드대, 시드니공대, 호주 환경에너지부 남극연구소 공동연구팀은 크릴새우가 바다로 흘러들어간 미세플라스틱을 삼키고 체내에서 다시 나노크기로 분해한 다음 일부를 몸 속에 저장한다는 사실을 확인하고 이같은 사실을 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 발표했다. 남극새우라고도 불리는 크릴새우는 6㎝ 정도 크기로 개체수가 많아 수염고래부터 오징어를 비롯한 각종 어류의 먹이가 되고 있다. 이 때문에 크릴새우 몸 속에 남은 나노플라스틱이 먹이사슬을 따라 다시 우리 식탁에 올라 사람 몸 속에 축적될 수 있다는 우려가 제기되고 있다. 연구팀은 크릴새우가 플라스틱을 원래 크기보다 78%, 최대 94%까지 잘게 분해한다는 사실을 확인했다. 실제로 직경 31.5㎛(마이크로미터, 1000분의 1㎜) 크기의 폴리에틸렌 조각을 1㎛ 미만의 나노 크기 조각으로 분해시키고 분해시킨 플라스틱 일부는 체내에 포함한다는 것을 알게됐다. 미세플라스틱의 공급이 완벽하게 중단될 경우 크릴새우 몸 속의 플라스틱이 5일 정도 지나면 사라진다는 점도 발견했다. 아만다 도슨 그리피스대 환경미래연구소 박사는 “크릴새우가 플라스틱 조각을 나노플라스틱으로 분해한다고 해서 바다를 오염시키고 있는 플라스틱과 미세플라스틱 문제를 해결하는데 도움이 된다는 말은 아니다”고 강조했다. 그는 “이번 연구가 지금까지 플라스틱 오염 예외 지역이었던 심해 환경에까지 플라스틱을 공급한다는 사실을 보여준 만큼 현재 바다에 존재하는 미세플라스틱 양은 추정치보다 더 많을 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

호주 연구팀이 한국인들이 즐겨 먹는 어류 중 하나인 오징어 몸 속에 사람들이 버린 플라스틱이 상당 부분 누적돼 있을 수 있다는 연구결과를 발표해 충격을 주고 있다.호주 그리피스대, 퀸스랜드대, 시드니공대, 호주 환경에너지부 남극연구소 공동연구팀은 크릴새우가 바다로 흘러들어간 미세플라스틱을 삼키고 체내에서 다시 나노크기로 분해한 다음 일부를 몸 속에 저장한다는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 발표했다. 남극새우라고도 불리는 크릴새우는 6㎝ 정도 크기로 개체수가 많아 수염고래부터 오징어를 비롯한 각종 어류의 먹이가 되고 있다. 이 때문에 크릴새우 몸 속에 남은 나노플라스틱이 먹이사슬을 따라 다시 우리 식탁에 올라 사람 몸 속에 축적될 수 있다는 우려가 제기되고 있다. 연구팀은 크릴새우가 플라스틱을 원래 크기보다 78%, 최대 94%까지 잘게 분해한다는 사실을 확인했다. 실제로 직경 31.5㎛(마이크로미터, 1000분의 1㎜) 크기의 폴리에틸렌 조각을 1㎛ 미만의 나노 크기 조각으로 분해시키고 분해시킨 플라스틱 일부는 체내에 포함한다는 것을 알게됐다. 또 미세플라스틱의 공급을 중단할 경우 크릴새우 몸 속에서 5일 정도 지나면 사라지고 상위 포식자인 고래나 다른 어류 몸 속에도 축적되지 않는다는 점도 발견했다.아만다 도슨 그리피스대 환경미래연구소 박사는 “크릴새우가 플라스틱 조각을 나노플라스틱으로 분해한다고 해서 바다를 오염시키고 있는 플라스틱과 미세플라스틱 문제를 해결하는데 도움이 된다는 말은 아니다”라고 강조했다. 도슨 박사는 “이번 연구를 통해 지금까지 플라스틱 오염 예외지역이었던 심해 환경에까지 플라스틱을 공급한다는 사실을 보여준 만큼 현재 바다에 존재하는 미세플라스틱 양은 추정치보다 더 많을 수 있다”고 말했다. 미세플라스틱 유해성에 대해서는 명확히 규명되지는 않았지만 지난 15일 세계보건기구(WHO)는 브라질, 중국, 인도, 인도네시아, 케냐, 미국 등에서 시판되는 생수 250개를 대상으로 조사한 결과 93%에서 미세 플라스틱 조각들이 발견됐다고 발표하고 생수 속에 있는 미세 플라스틱의 잠재적 위험성에 대해 정밀 조사를 하겠다고 밝히기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr