물속 녹아든 미세플라스틱, 음파로 잡는다

물속 녹아든 미세플라스틱, 음파로 잡는다

유용하 기자
유용하 기자
입력 2023-03-30 02:07
업데이트 2023-03-30 02:07
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미세플라스틱 없앨 수 있을까

코로나 이후 플라스틱 사용 급증
토양·바다 유입돼 생물에게 영향
먹이사슬 최상층 사람에게 축적
혈액 입자 분리… 음파 기술 주목


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폐플라스틱이 바다로 흘러 들어가면 햇빛이나 바닷물의 염분으로 마모돼 서서히 부서지면서 미세플라스틱을 만들기도 한다. 언스플래쉬 제공
폐플라스틱이 바다로 흘러 들어가면 햇빛이나 바닷물의 염분으로 마모돼 서서히 부서지면서 미세플라스틱을 만들기도 한다. 언스플래쉬 제공
현재 환경 분야에서 풀어야 할 가장 큰 문제는 기후변화다. 여기에 플라스틱 사용 급증으로 인한 미세플라스틱의 폐해도 심각한 상황에 이르렀다.

크기가 5㎜ 이하인 미세플라스틱은 하수처리 과정에서도 걸러지지 않아 하수구를 통해 그대로 강과 바다에 흘러 들어간다. 코로나19 이후 급증한 플라스틱 용기와 마스크 등의 폐플라스틱이 바다로 흘러 들어가 햇빛이나 바닷물의 염분으로 서서히 부서지면서 미세플라스틱을 만들기도 한다. 미세플라스틱은 토양이나 표층수, 바다로 유입돼 먹이피라미드 가장 아래쪽에 있는 생물들이 먹는다. 먹이사슬을 따라 최종 소비자인 사람에게 전달돼 축적될 가능성도 높다.

2018년 덴마크와 미국, 영국 과학자들은 킬러 고래라고 불리는 범고래를 멸종 위기로 몰고 가는 ‘킬러’가 다름 아닌 미세플라스틱이라는 사실을 밝혀내고 ‘사이언스’에 발표하기도 했다. 2019년 세계자연기금(WWF)과 호주 연구팀은 전 세계 모든 사람이 매주 1인당 평균 5g의 미세플라스틱을 자신도 모르게 섭취하고 있다는 연구 결과를 내놨다.

이런 상황에서 독일 울름대, 포르투갈 아조레스대 해양과학연구소, 캐나다 환경·기후변화부 생태독성학·야생보건실, 아카디아대, 맥길대 공동 연구팀은 바닷새들이 미세플라스틱을 섭취하면 항생제에 내성이 생기고 장내 미생물 군집이 변화하는 등 건강에 심각한 문제를 일으킨다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화학’ 3월 28일자에 실렸다.
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플라스틱 사용이 증가하면서 새들뿐만 아니라 동물들이 플라스틱 쓰레기를 먹잇감으로 착각해 먹는 경우가 발생한다. 픽사베이 제공
플라스틱 사용이 증가하면서 새들뿐만 아니라 동물들이 플라스틱 쓰레기를 먹잇감으로 착각해 먹는 경우가 발생한다. 픽사베이 제공
연구팀은 바닷새인 코리슴새(Cory’s shearwater) 58마리와 북방 풀머갈매기(northern fulmar) 27마리의 미세플라스틱 섭취량과 장내 미생물 군집을 조사했다. 연구 결과 미세플라스틱을 많이 섭취한 새들은 장내 미생물의 종(種) 다양성은 더 높았지만 건강에 악영향을 미칠 수 있는 해로운 장내 미생물도 동시에 증가한 것으로 나타났다.

미세플라스틱이 동물뿐만 아니라 사람에게도 직접적인 영향을 미칠 가능성이 크다는 연구도 계속 나오고 있다. 2021년 국내 연구진은 초미세플라스틱과 중금속 등이 섞인 복합오염 토양에서 자란 식물체에는 초미세플라스틱이 뿌리를 통해 흡수돼 축적될 가능성이 높다는 연구 결과를 내놓은 바 있다.

당장 플라스틱 제로 사회를 만들 수 없는 만큼 현재 존재하는 미세플라스틱을 효과적으로 제거할 수 있는 방법은 없을까. 미국 뉴멕시코광업기술대학 연구팀은 음파를 이용해 물에서 미세플라스틱을 거의 완벽하게 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 이날 밝혔다. 이 연구는 화학 분야 최대 학술대회인 ‘미국화학회(ACS) 2023 봄 학술대회’에서 발표됐다.

여과는 물에서 이물질을 제거하는 데 가장 일반적으로 사용되지만 필터를 쓰기 때문에 정기적으로 청소해야 해 관리 비용이 많이 들 수 있다. 연구팀은 혈액에서 생물학적 입자를 분리할 때 음파를 쓴다는 점에 착안했다.
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미세플라스틱이 포함된 물이 관을 통해 지나갈 때 특정 음파를 쏘면 쉽게 분리해 낼 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 왼쪽은 음파를 쏘기 전 미세플라스틱이 물속에 섞여 있는 모습이고 오른쪽은 음파를 쏴 미세플라스틱을 종류별·크기별로 분류해 낸 모습.  미국 뉴멕시코광업기술대학 제공
미세플라스틱이 포함된 물이 관을 통해 지나갈 때 특정 음파를 쏘면 쉽게 분리해 낼 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 왼쪽은 음파를 쏘기 전 미세플라스틱이 물속에 섞여 있는 모습이고 오른쪽은 음파를 쏴 미세플라스틱을 종류별·크기별로 분류해 낸 모습.
미국 뉴멕시코광업기술대학 제공
연구팀은 음파를 이용하면 미세플라스틱의 종류와 크기에 따라 분리할 수 있다는 것을 실험으로 증명했다. 실제로 연구팀은 미세플라스틱이 포함된 물을 강철 튜브에 흘려보내면서 음파를 조절해 분리·포집한 결과 1단계에서는 180㎛ 미만의 초미세플라스틱을, 2단계에서는 그보다 큰 미세플라스틱을 포집하는 데 성공했다.
유용하 기자
2023-03-30 21면
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