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[바이오리포트] 미세플라스틱의 생체 영향 연구와 방향

정진영 / 한국생명공학연구원 환경질환연구센터

 매년 6월 5일은 국제연합(UN) 산하의 환경전문기구인 유엔환경계획(United Nations Environment Programme, UN Environment)에서 정한 ‘세계 환경의 날’이다. 이 기구에선 매년 ‘세계 환경의 날’의 주제를 정하는데, 2018년은 `플라스틱 오염 퇴치 (Beat Plastic Pollution)’였다. 우리나라에서도 2018년의 이 날을 ‘플라스틱 없는 하루’로 정하고 플라스틱 오염의 심각성을 알리며 일회용품을 최소화하는 등의 친환경 행사를 진행하기도 하였다.

현대인들에게 가볍고 편하고 저렴한 플라스틱은, 사용되지 않은 분야가 없을 정도로 일상의 많은 부분을 차지하고 있다. 시장이나 마트에서 손쉽게 구할 수 있는 일회용봉투부터 세제, 음료 등을 담는 용기와 카페에서 흔하게 접하는 일회용품 등이 모두 플라스틱으로 만들어진 대표적인 것들이라 할 수 있다. 이러한 플라스틱들은 사용 후 쓰레기가 되어 일부는 소각되거나 재활용이 되지만, 대부분은 매립되어 토양과 하천으로 흘러 들어가 환경을 오염시킨다. 이런저런 과정을 거쳐 환경에 유입된 플라스틱은 결국에는 매년 800만 톤의 쓰레기가 되어 해양으로 유입된다고 한다. 플라스틱 쓰레기 중 일부가 자외선이나 풍화작용에 의해 잘게 쪼개지면 미세플라스틱(5 mm 이하의 플라스틱) 또는 그 보다 더 작은 초미세플라스틱(1 마이크로미터 이하의 미세플라스틱 혹은 나노플라스틱)이 된다. 이것이 우리가 아는, 해양 생태계를 위협하는 미세플라스틱인 것이다. 작은 크기의 미세플라스틱은 먹이사슬의 가장 낮은 단계인 플랑크톤에게 먹히고, 그후 상위 단계의 먹이사슬을 거치면서 축적과 이동을 반복한다. 최근에는 바다 뿐 만 아니라 강, 하천과 같은 담수 및 소금, 해산물과 같은 식품에서도 미세플라스틱이 검출되었다는 보고가 있어 미세플라스틱이 해양오염원을 넘어 새로운 환경문제로 대두되고 있다.

미세플라스틱의 생체 영향은 아직 미지수

미세플라스틱이 우리 주변에 많아지고 있는 것은 사실이나 아직까지 이것이 생물에 어떠한 영향을 미치는지는 정확히 밝혀진 바 없다. 왜냐하면, 미세플라스틱의 성분, 크기, 모양에 따라 그 영향이 달라질 수 있기 때문이다. 가령, 지금까지 많이 발견된 20 마이크로미터 이상의 미세플라스틱과 이로 인한 해양생물의 산화스트레스 유발, 성장과 번식 장애는 이미 학계에 보고되었다. 하지만 그 이하 크기의 미세플라스틱은 분석 기술의 한계로 인해, 환경이나 생물에 어떤 영향을 얼마나 존재하는지 아직까지 명확하게 밝혀지지 않아 그에 따른 생체 영향 규명 또한 쉽지 않은 실정이다. 뿐만 아니라 플라스틱의 제조과정에서 첨가되는 가소제, 난연제 등의 내부 화학물질의 영향 및 플라스틱 표면에 쉽게 흡착되는 외부 화학물질의 영향 때문에 미세플라스틱 자체에 대한 오염과 함께 2차 오염에 의한 영향도 함께 살펴야 한다.

한국생명공학연구원 환경질환연구센터는 최근 대표적인 플라스틱 중 하나인 폴리스타이렌(스티로폼의 주성분) 나노플라스틱의 생체 영향을 ‘제브라피쉬(가로줄무늬를 가진 열대어)’라는 실험동물을 이용하여 살펴보았다. 녹색 형광을 나타내는 폴리스타이렌 나노플라스틱을 제브라피쉬 배아가 있는 물에 섞어 준 후 24시간 후에 관찰한 결과, 나노플라스틱의 크기가 작을수록 제브라피쉬 배아의 몸 전체에 흡수된 것을 확인하였다. 특이하게도, 나노플라스틱이 축적된 제브라피쉬 배아는 나노플라스틱을 처리하지 않은 것과 외형 차이를 보이지 않았다. 그러나 다른 유해물질과 함께 나노플라스틱이 처리된 경우, 나노플라스틱 및 유해물질의 독성 영향이 더욱 증폭되는 것으로 관찰되었다. 이는 나노플라스틱에 의한 세포 내 소기관인 미토콘드리아의 미세 손상과 산화스트레스가 나노플라스틱과 결합된 유해물질의 독성을 더욱 증폭시키는 것으로 나타났다.

미세플라스틱의 문제 해결 방안

미세플라스틱의 생체 영향을 명확하게 알기 위해서는 아직도 갈 길이 멀다. 미세플라스틱의 성분, 크기, 모양 및 외부 물질의 흡착정도에 따라 어떤 영향을 어떻게 미치는지를 살펴보아야 한다. 그리고 미세플라스틱이 얼마나 오랫동안 노출되는지, 얼마나 많이 축적이 되는지, 어떤 특정 생체조직(예: 간, 심장, 신경 등)에 영향을 미치는지 등의 장기적이고 체계적인 연구가 필요하다. 이와 더불어 미세플라스틱을 포함한 플라스틱 쓰레기 문제를 해결하기 위해 플라스틱의 재활용 방안 혹은 생분해되는 플라스틱 개발하는 등의 노력도 함께 이루어져야 한다. 최근, 플라스틱을 분해하는 미생물이나 곤충이 발견되거나, 식물을 기반으로 한 바이오 플라스틱에 대한 기술 개발이 한창 진행 중 이다. 아직까지는 분해 효율이 낮거나 바이오 플라스틱의 생산비용이 높아 응용이 어렵지만 점진적인 기술개발을 통해 플라스틱 쓰레기를 해결하는 대안 중의 하나가 될 것이다. 기술개발 뿐 만 아니라 우리 일상 속에서도 일회용 플라스틱 사용을 줄이는 노력도 함께 병행되어야 한다. 이미 2017년부터 미국 일부 지역과 유럽연합, 그리고 우리나라에서 일회용품 사용을 제한하는 정책이 시행되었고 이는 점차 확대되고 있는 추세이다. 플라스틱 쓰레기를 줄이는 것은 궁극적으로 미세플라스틱이 생성되는 것을 방지하는 것과 같으며 더 나아가 건강한 환경을 지켜나가는 일이 될 것이다.

관련 연구사진

(설명) 녹색 형광 나노플라스틱을 처리한 제브라피쉬 배아의 형광 이미지

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