플라스틱은 지난 100여 년간 산업 전반에 걸쳐 우리 생활 모든 분야에 스며들어 편리함을 제공하고 있다. 플라스틱은 저렴한 가격과 우수한 구조적 강도, 가공의 편이함, 내구성, 단열성, 화학적 안정성 등의 장점으로 일상생활에서 사용하는 포장재, 교통, 건축 및 건설, 직물 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
플라스틱의 소비는 매년 급격하게 증가하고 있으며, 2012년 전 세계 플라스틱 생산량은 2억 8천 톤으로 지난 60년 사이 170배가 증가하여, 현재 추세로 2050년에는 그 누적량이 330억 톤에 이를 것으로 전망하고 있다.(Briol et al., 2018)[1] 1950년부터 2015년까지 지난 65년간 플라스틱의 누적 생산량은 8,300만 톤이며, 이 중 재활용은 단지 7% (6억 톤)에 그쳤고 약 60%에 이르는 4,900만 톤 가량의 플라스틱이 폐기물로 버려졌다.(Geyer et al., 2017)[2] 1년에 해양에 유입되는 플라스틱 쓰레기는 480만~1,270만 톤으로 해양 고체 오염물질 총량의 60~80%를 차지한다. 이러한 속도라면 2050년에는 바다에 물고기보다 플라스틱이 더 많아질 수 있을 것이라는 예측이 나오고 있다.
이 중 미세플라스틱은 5 mm 이하의 작은 합성 고분자 화합물 부스러기를 의미하며[3](미 해양대기청 정의, Arthur et al., 2008) 발생원에 따라1차 미세플라스틱과 2차 미세플라스틱으로 구분할 수 있다.[4]
1차 미세플라스틱은 생산 당시부터 의도적으로 작게 만들어지는 플라스틱으로, 지난 수십 년간 화장품, 치약, 각질제거제 등 산업 상품에 쓰이는 펠릿과 마이크로비즈 (microbeads)가 그 예시이다. 2차 미세플라스틱은 육지와 바다에서 버려진 플라스틱 쓰레기나 플라스틱 조각이 물리적 파쇄, 광분해, 화학 분해 등의 여러 요인으로 인하여 생성된다. 특히 2차 미세플라스틱을 생성하는 큰 크기의 플라스틱 쓰레기에 작용하는 환경적 요인은 미세플라스틱 오염의 가장 일반적인 원인 중 하나이다. (Bouhcer et al, 2017)[5]
미세플라스틱은 공기, 토양, 민물, 식수, 해양, 심지어는 우리 식탁에 놓이는 어패류, 소금, 맥주와 꿀에서도 검출되었는데, 국내의 경우, 해안과 모래해변에서의 미세플라스틱 오염도가 부안에서 약 148,000개/m2 , 거제에서 약 23,000개/m2 등 전 세계적으로 미세플라스틱 오염도가 가장 심각한 수준인 것으로 보고되었다. (이 등., 2016)[6]
미세플라스틱은 높은 농도와 특정 조건 하의 연구실 환경에서 물리적, 화학적 독성을 유발할 수 있는 것으로 알려져 있다. 특히 실험실 조건에서 미세플라스틱에 대한 노출이 임계값을 초과하면 동물 플랑크톤, 연체동물이 아닌 무척추 동물등의 식품 섭취, 성장, 생식 및 생존에 부정적인 영향을 미친다고 알려져 있다. (SAPEA., 2019)[7] 사람의 경우에서도 Polyester, nylon dust가 포함된 플라스틱 미세 섬유에 직업적으로 노출될 경우 육아 종성 병변(granulomatous lesions), 만성 호흡기 증상과 제한적인 폐 기능 이상을 나타낼 수 있다. (Pimentel et al., 1975)[8] 게다가 플라스틱 섬유들은synthetic lung fluid에서 극도로 오래 남아있다는 연구결과가 있다. (Law et al., 1990)[9] 7~15μm 인 미세플라스틱이 공기 중에 퍼져 있다는 것이 보고된 적 (Dris et al., 2017)[10] 이 있어서 기도로 미세 플라스틱이 들어갈 수 있다는 추측으로 이어질 수 있는 결과이다.
그럼에도 불구하고 미세플라스틱은 매우 작고 질량 측정이 거의 불가능하기 때문에 연구 진행이 어려워서, 아직 한 사람이 하루에 어느 정도의 미세 플라스틱을 흡입하는지 정량적인 부분에 대해서는 아직 연구된 바가 없다. 게다가 아직 섬유질 및 비 섬유질의 미세플라스틱의 모양 또한 독성에 어떤 영향을 끼치는지 알려진 바 없지만, 섬유가 아주 작으면 석면과 유사한 효과를 유발할 수 있다는 우려가 있다. (SAPEA, 2019)[11]
한편 미세플라스틱의 재질은 Polyethylene(PE), poly-propylene(PP), polystyrene(PS), Polyvinylchloride (PVC), polyvinylalcohol(PVA), polyethyleneterephtalate (PET), 그리고 polyurethane(PUR) 등 매우 다양하며 이외의 많이 사용되지 않는 Polymer들 또한 copolymer로 미세플라스틱이 될 수 있다. 또한 합성 섬유에 사용되는 섬유 형성 폴리머들 (e.g. polyamides, polyacry-lonitrile)과 glass fiber는 불포화 폴리에스터 (unsatur-ated polyesters), 고무(rubbers)와 반응하여 미세플라스틱의 구성요소가 될 수 있다. 뿐만 아니라 최근에 개발된 생 분해 플라스틱(e.g. oxo-degradable polyolefins)이나 바이오 기반 플라스틱(e.g. polylactide acid, PLA) 또한 자연에서 완전히 분해되지 않기 때문에 미세플라스틱이 된다. (Lambert et al., 2017)[12] 산업에서 사용되는 이런 플라스틱들은 대부분 그 기능에 맞게 첨가물들이 추가된다. 플라스틱의 다양한 종류와 첨가물들이 미세플라스틱을 분석하기 어렵게 만든다.
- 본 게시글은 본인이 진행한 Global IC-PBL 프로젝트의 결과 보고서 중 일부를 발췌하였습니다. -
보고서 전문 읽기 :
Ref.
[1] SAPEA. A Scientific Perspective on Micro-Plastics in nature and society, 12-28 (2019)
[2]Pimentel, J.C., Avila, R., & Lourenco, A.G, Respiratory disease caused by synthetic fibres: a new occupational disease. Thorax, 30(2) 204-219 (1975)
[3] Law, B. D., Bunn, W.B., & Hesterberg, T. W. Solubility of Polymeric Organic Fibers and Manmade Vitreous Fibers in Gables Solution. Inhalation Toxicology 2(4) 321-339. (1990)
[4] Dris, R., Gasperi, J., Mirande, C., Mandin, C., Guerrouache, M., Langlois, V., & Tassin, B. A first overview of textile fibers, including microplastics, in indoor and outdoor environments. Environmental Pollution. 221, 453-458. (2017)
[5] SAPEA. A Scientific Perspective on Micro-Plastics in nature and society, 40-46 (2019)
[6] Lambert, S., & Wanger, M, Environmental performance of bio-based and biodegradable plastics: the road ahead. Chemical Society Reviews. 46(22) 6855-6871 (2017)
[7] F.Birol, The future of petrochemicals towards more sustainable plastics and fertilisers, International Energy Agency (2018)
[8] R. Geyer, J. R. Jambeck, and K. L. Law, Production, use, and fate of all plastics ever made, Science Advances, 3, e1700782 (2017)
[9] Arthur, C., Baker, J.Bamford, H. (Eds). Proceedings of the International Research Workshop on the Occurrence, Effects and Fate of Microplastic Marine Debris. September 9-11, 2008. NOAA Technical Memorandum NOS-OR&R-30(2009)
[10] GESAMP. Sources, fate and effects of microplastics in the marine environment: a global assessment (Kershaw, P.J., ed.), Reports and studies GESAMP 93:96 (2015)
[11] Boucher, J., & Friot, D. Primary Microplastics in the Oceans: A Global Evaluation of Sources. Gland, Switzerland: IUCN (2017)
[12] Jaeho Lee et al, Studies on the investigation method of microplastic in the freshwater (2016)
