플라스틱 오염과 그 해결책
(Scientific solutions to plastic pollution in environments)
① 플라스틱의 국내·외 환경오염 실태
바닷물은 지구에 존재하는 거의 모든
유·무기물질의 ‘칵테일’이다. 해저
지각에서 녹아 나온 물질, 육지에서
바람에 날리거나 강물을 타고 흘러든
온갖 물질이 모두 섞여 있어서다. 과
학을 무기로 지구의 모습을 바꿔온 인
간은 지표의 70%를 덮고 있는 바닷물
의 구성 성분까지 바꿔놓았다. 인류는
지난 수십년 사이에
‘마이크로 플라스틱(미세 플라스틱)’
이라는 새로운 물질을 대량으로 섞어
넣었다. 그 결과 지금의 바닷물은 과거와 전혀 다른 바닷물이 됐다. 왼쪽의 사진은 2012년
9월 중순 태풍 산바가 지나갈 때 양식장 스티로폼 부자에서 부서져 나온 미세 플라스틱이
경남 통영시 인평동 민양마을 북신만해상공원 앞바다를 눈처럼 하얗게 뒤덮고 있다. 이 미
세 플라스틱 쓰레기들은 수거되지 않아 파도에 쓸려 먼바다로 모두 흩어졌다.
‘미세 플라스틱’은 맨눈으로 보이지 않는 크기에서부터 최대 길이 1~5㎜까지의 작은 플라
스틱 조각인데, 이제 지구 모든 곳의 바닷물에서 발견된다. 미세 플라스틱이라는 표현을 처
음 쓴 영국 플리머스대의 리처드 톰슨 교수와 영국 엑서터대 스테퍼니 라이트 교수 등이 지
난해 2월 국제 과학저널 <환경오염>에 함께 실은 리뷰 논문을 보면, 한국 주변까지 순환하
는 해류인 북태평양 아열대 순환류에는 미세 플라스틱이 1ℓ에 최대 0.25㎎꼴로 들어 있다
는 연구 결과도 있다. 바닷물 속에 녹아 있는 희귀원소인 알루미늄·구리·은·금·인·몰
리브덴·주석·납·수은·안티몬 등을 모두 합한 것보다 100배 이상 높은 함량이다. 국내의
대표적 미세 플라스틱 연구자인 심원준 한국해양과학기술원 유류유해물질연구단장은 “미세
플라스틱은 세계 어느 바다를 조사해도 나온다. 많은 곳은 동물 플랑크톤의 양과 비슷한 수
준인 곳도 있다”고 말한다.
해양 미세 플라스틱 오염원으로 최근 주목받는 것은 각질 제거나 세정, 연마 등의 기능을
위해 화장품이나 스크럽제, 치약 같은 생활용품에 넣는 작은 플라스틱 알갱이들이다. 이 알
갱이들은 하수처리장에서 걸러지지 않은 채 바다로 그대로 흘러든다. 생활용품 속 미세 플
라스틱 추방 캠페인을 펼치고 있는 미국의 환경단체 ‘파이브 자이어스’(5Gyres)가 조사한
것을 보면, 이런 제품 가운데는 지름 500㎛ 이하의 플라스틱 알갱이들이 많게는 수십만개까
지 들어 있는 것도 있다.
미세 플라스틱은 바다에 떠다니는 다양한 플라스틱계 쓰레기가 풍화 작용과 자외선에 의한
광화학 반응으로 부서져 만들어지기도 한다. 따져 보면 이런 2차 미세 플라스틱의 비중이
더 높다는 게 전문가들 설명이다. 합성섬유 옷을 세탁기에 넣어 돌릴 때 떨어져 나오는 미
세한 섬유 부스러기도 주요 발생원으로 지목된다.
미세 플라스틱이 사람들의 눈길을 끌기 시작한 것은 오래되지 않았다. 10여년 전까지만 해
도 해양 쓰레기와 관련한 사람들의 관심은 버려진 그물과 낚싯줄에 걸리거나 떠다니는 비닐
봉지를 먹이로 잘못 알고 삼켰다가 소화기관이 막혀 죽어가는 해양 생물들의 불행에 맞춰져
있었다. 그러다 2004년 과학저널 <사이언스>에 실린 한 편의 논문이 눈에 잘 보이지도 않는
작은 플라스틱 조각에 관심을 갖게 만들었다. 톰슨 플리머스대 교수는 ‘바다에서 사라지
다: 플라스틱은 모두 어디 있나’란 제목의 논문에서 플라스틱이 바닷속에서 미세 플라스틱
형태로 1960년대 이후 지속적으로 증가해왔다고 보고했다. 그 뒤 미세 플라스틱이 해양 생
태계에 끼치는 영향을 규명하려는 후속 연구들이 이어졌다.
해양 생물들이 먹이로 잘못 알고
먹거나, 물과 함께 체내로 빨려들어
온 미세 플라스틱은 생물체에 포만
감을 줘서 영양 섭취를 저해할 수
있다. 오른쪽 사진은 미세 플라스틱
을 먹이인 줄 알고 먹은 요각류 동
물성 플랑크톤들의 모습이며 형광
색으로 처리한 것이 미세 플라스틱
이다. 체내 장기의 좁은 부분에 걸려 문제를 일으킬 수도 있다. 난연제·가소제·열안정
제·자외선차단제 등의 플라스틱 첨가제에 함유된 잔류성 유기오염물질(POPs)과 중금속 성
분은 체내에 축적돼 생물체의 성장을 저해하거나 생식력을 떨어뜨릴 수 있다.
실제 지난해 12월 생물학 분야 유명 저널인 <커런트 바이올로지>에 동시에 실린 영국 플리
머스대와 엑서터대 연구팀의 연구 결과를 보면, 미세 플라스틱 오염도가 높은 곳에 사는 갯
지렁이들은 먹이를 덜 먹게 될 뿐만 아니라 미세 플라스틱과 함께 체내로 들어온 유해 화학
물질 탓에 건강이 나빠질 수 있는 것으로 나타났다.
미세 플라스틱이 인간에게도 위협이 될지를 두고는 과학자들도 아직 분명한 답을 내놓지 못
하고 있다. 심 단장은 “결국 미세 플라스틱의 크기 문제”라고 짚었다. 생물체의 소화기관
에 들어온 미세 플라스틱이 세포막을 통과할 수 없을 정도로 크면, 생물체의 위나 내장 속
에만 머물다 배설될 것이다. 하지만 세포막을 통과할 정도로 충분히 작으면 세포에 흡수돼
축적될 수 있다. 미세 플라스틱이 생물체 체내에 축적된다면, 먹이사슬을 통해 인간에게까
지 전달될 수도 있다고 보는 것이 합리적이다.
심 단장은 “플라스틱이 마이크로(100만분의 1ｍ) 크기보다 더 작게 쪼개질 수 있다는 걸
연구자들 대부분이 예상하지만 아직 이를 증명하지 못했다. 다만 우리 실험실에서 양식장
부자로 사용되는 스티로폼을 조금 세게 풍화를 시켰더니 나노(10억분의 1ｍ) 크기까지 쪼개
지는 걸 확인할 수 있었다”며 “만약 (바닷물 속 미세 플라스틱 가운데) 나노 입자의 양이
얼마나 되는지 밝혀지면 (미세 플라스틱 문제의) 패러다임이 바뀔 수도 있다”고 말했다. 나
노 입자는 생체에서 주요 장기는 물론 뇌 속까지 침투할 수 있는 것으로 알려져 있다.
국외에서는 물고기·홍합·굴·바닷가재 등 다양한 수산물의 내장에서 미세 플라스틱이 발
견됐다는 보고가 이어지고 있다. 지난 1월 프랑스에서 열린 관련 전문가 국제 워크숍에선
북해산 새우의 조직에서 합성섬유를 분리했다는 벨기에 연구팀의 연구 결과가 발표되기도
했다. 내장을 제거하지 않고 통째 먹는 작은 물고기나 조개류를 즐기는 이들은 수산물의 체
내에서 미처 배출되지 못한 플라스틱 조각까지 함께 섭취할 위험이 상대적으로 높아지는 셈
이다.
한국의 남해 연안 바닷물 속의 미세 플라스틱 오염도는 세계 최고 수준이다. 한국해양과학
기술원 유류유해물질연구단이 조사한 것을 보면, 거제도 해역 바닷물 1㎥에는 평균 21만개
의 미세 플라스틱 입자가 들어 있다. 같은 방법으로 조사한 싱가포르 해역 바닷물 속 미세
플라스틱 평균(2000개) 보다 100배 넘게 많은 것이다. 남해 바닷물 속 미세 플라스틱 오염의
주범으로 지목되는 것은 양식장 등에서 대량 사용되는 스티로폼 부자(부이)다. 스티로폼은
다른 플라스틱보다 잘 깨지고 더 잘게 부서진다. 62ℓ짜리 스티로폼 부자가 2.5㎜ 크기까지
모두 깨지면 760만 조각이 되고, 마이크로미터 단위까지 더 쪼개지면 조각 수는 수천조 개
까지 늘어날 수 있다.
한국의 바닷물 속 미세 플라스틱 오염 실태가 심각하지만, 우리 바다에서 잡은 물고기나 조
개 속에서 미세 플라스틱을 발견한 사례는 아직 알려진 바 없다. 어느 연구기관도 그런 목
적의 조사를 시도해보지 않은 탓이다.
심 단장은 “유럽에서는 미세 플라스틱이 수산물의 안전성 등에 끼칠 영향을 두고 논의가
이뤄지고 있지만, 우리나라는 수산물에 대한 민감도가 워낙 높아 조사를 미뤄놓고 있다”고
털어놨다. 그는 “미세 플라스틱 연구가 본격적으로 시작된 지 10년도 안 돼 아직 심각성과
관련해 말하기 어렵지만, 우려할 순간이 되면 이미 되돌릴 수 없기 때문에 예방적 관점에서
좀 더 관심을 기울일 필요가 있다”고 강조했다.
➁ 인체독성 및 위해성 정보 조사
몇 년 전부터 방송을 통해 플라스틱의 유해성이 알려지면서 플라스틱 제품에 관한 불안감이
여전하다. 이후 식품을 담는 용기류 가운데 플라스틱 제품의 판매가 줄고, 유리나 스테인리
스·도자기 판매량이 느는 추세다.
그러나 여전히 플라스틱은 우리 생활 속에서 식품 포장 용기·포장재뿐만 아니라 전자제
품·자동차·항공기 소재에 이르기까지 다양하게 사용하고 있다. 가볍고 편리한 장점으로
대부분이 플라스틱으로 만들어졌다고 해도 과언이 아니다. 앞으로도 계속 사용할 수밖에 없
는 플라스틱. 무조건 유해하다고 여겨 불안해할 것이 아니라 제대로 알고 사용하는 지혜가
필요할 때다.
그동안 플라스틱은 썩지 않아 환경오염의 주범으로 여겨왔다. 그러나 최근에는 옥수수 등
식물효소로 변환시켜 썩는 플라스틱이 개발됐다. 이는 생분해성 플라스틱이라 부르며 미생
물에 의해 물과 이산화탄소로 분해돼 환경오염물질을 배출하지 않는다.
플라스틱의 종류만 해도 40종이 넘으며, 용도와 종류별로 그 원료가 다르다. 플라스틱 식품
용기 대부분을 차지하는 폴리프로필렌(PP)은 탄소와 수소로만 결합해 만들어 인체에 해가
없고 재활용이 가능한 친환경 재질이다. 세계적인 환경보호단체인 그린피스에서 ‘미래의
자원’이라고 했다. 용기 바닥에 분리배출 표시와 함께 숫자 ‘5’가 쓰인 PP 각인을 통해
구별할 수 있다.
플라스틱의 유해 논란은 폴
리카보네이트(polycarbonate,
이하 PC)의 원료인 비스페
놀A
(Bisphenol
A,
이하
BPA)에서 시작했다. BPA는
1930년대에 난소가 없는 쥐
에 BPA를 주사한 실험결과
합성 에스트로젠인 호르몬
으로 작용할 수 있다고 밝
혀 내분비계장애물질로 알
려졌다. 내분비계장애물질이
란 몸안에 유입돼 호르몬처
럼 작용하는 BPA와 프탈레
이트 가소제(DEHP) 성분이
대표적이다.
그러나 BPA는 지난 50여년
동안 유용한 플라스틱 원료
로
주로
CD·휴대폰케이
스·자동차 부품· 유아용 젖병·플라스틱 그릇·안경 렌즈·충격 방지제·캔·병마개·식
품포장·치과용 레진 등 광범위하게 사용하고 있다. 최근까지 통조림 캔·영수증 등과 같은
일부 제품에서의 BPA 유해성 논란이 끊이지 않고 있다.
식품의약품안전청은 “PC 재질 플라스틱 용기의 원료인 비스페놀A는 30분 이상 가열하는
등 가혹 조건에서만 극소량 검출된다”며 “시중에 유통되는 플라스틱 제품은 3개월에 한
번씩 검사를 통해 수입의 경우도 재질별 정밀검사를 통과한 것만 판매하고 있어 안심하고
써도 된다” 고 밝히기도 했다.
또한, 식품 중 BPA 검출량은 문제가 되는 수준은 아니며 체내에서 신속히 대·소변으로 배
출돼 인체에 유해하지 않다고 발표했다. 다만, 유아용 젖병에서는 사전방지 차원에서 BPA
함유 재질을 사용할 수 없도록 금지했다. 우리나라는 식품 용기 중 BPA 함유 재질에 대해
용출 기준을 유럽연합과 같은 0.6ppm 이하로 설정·안전하게 관리한다. 일본의 경우
2.5ppm 이하, 미국은 관리 규정이 없다. 학계는 BPA를 두고 유해성 논란이 있으며, BPA를
사용한 재질이 유해하지 않다는 의견도 있다. 최근 미국 국립환경과학원이 PC 용기는 안전
한 것으로 평가해, 극소량은 인체에 해가 없다는 주장을 펼치기도 했다.
반면, 서울대 어린이병원 공동연구팀이 연구한 조사결과는 이와 다르다. BPA의 체내 농도가
짙을수록 불안·우울 지수 등이 높게 나타나 학습능력 또한 떨어진다고 밝혔다. BPA는 여
성호르몬인 에스트로젠과 유사 작용을 해 유방암의 원인이 되며 정자 수를 감소시킨다고 주
장해 우려가 끊이지 않고 있다.
플라스틱 용기는 사용법에 따라 변형되거나 유해물질의 위험에 노출될 수 있다. 올바른 사
용이 중요해 표기된 포장 재질·소비자 주의사항 등을 꼼꼼히 확인 후 사용한다.
특히, 랩은 PVC 재질로 프탈레이트류와
같은 가소제 성분이 나오지 않도록 100
도를 넘지 않게하고, 지방이나 알코올
성분이 많은 식품과는 접촉을 피한다.
뜨거운 음식물을 담아 전자레인지 등에
플라스틱 용기를 사용하면 환경호르몬이
검출된다는 소비자 인식과 달리, PP·PE
재질은 BPA를 원료로 하지 않아 검출
우려가 없다. 다만 전자레인지 사용시
뒷면의 가능 여부 표시를 반드시 확인해
사용한다. 전자레인지 사용이 가능한 PP
재질도 내열 온도는 110도로 수분이 많은 음식은 적절하지만, 기름기나 설탕이 많은 식품을
담아 전자레인지에 돌리는 것은 피하는 것이 좋다. 또한, 에폭시수지가 코팅된 통조림 캔
제품을 직접 가스렌지 등에 가열시 BPA가 용출될 우려가 있어 주의가 필요하다.
➂
플라스틱 분해 효소 및 미생물 균주의 개발
지구촌 환경오염의 주범인 플라스틱 쓰레기를 말끔하게 처리할 '구원투수'가 등장했다.
이른바 '플라스틱 먹는 효소'다. 최근 과학자들이 발견한 이 변종 효소는 인간에게 큰 골칫
덩이인 플라스틱을 마구 먹어 치운다. 플라스틱이 완전히 분해되려면 수십 년에서 수백 년
이상까지 걸리지만 이 효소는 단 며칠 만에 분해 작업을 시작한다. 영국 일간 가디언과
BBC방송은 16일(현재시간) 영국 포츠머스대 존 맥기헌 교수가 이끄는 국제과학연구팀의 이
같은 성과를 보도했다. 보도에 따르면 연구팀은 우연히 이 같은 획기적인 효소를 만들어냈
다.
애초 플라스틱을 먹는 박테리아는 2016년 일본에서 발견됐다. 해안도시 사카이에 쌓인 플라
스틱병 침전물에서 과학자들이 찾아냈다. 일본 연구진은 흔히 사용되는 플라스틱 폴리에틸
렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)의 분자 결합을 해체하는 박테리아 종
(Ideonella sakaiensis 201-F6)을 발견하였다. 연구진은 PET 오염 표본 수백 가지를 검토한
끝에 플라스틱을 먹이로 삼는 미생물 군을 찾아냈다.
추가 조사 결과 해당 박테리아는 저급 플라스틱을 6주만에 거의 완벽히 분해하는 것으로 드
러났다. 이는 여타 플라스틱 분해 박테리아와 퇴비화 방식을 비롯해 최근 PET를 분해한다
는 사실이 밝혀진 곰팡이 효소보다도 훨씬 빠른 축에 속한다.
우즈홀해양연구소(Woods Hole Oceanographic Institution) 연구원 트레이시 민서(Tracey
Mincer) 박사는 PET 분자는 결합력이 매우 강하다며, 최근까지만 해도 PET를 분해할 수 있
는 미생물은 없는 것으로 여겨졌다고 전했다.
한편, 유전자 검사에 따르면 해당 박테리아는 지난 70년간 환경에 축적된 플라스틱에 대응
하여 PET를 분해할 수 있는 효소를 분비하도록 진화했을 가능성이 있는 것으로 밝혀졌다.
해당 박테리아는 플라스틱병에 사용되는 고결정 PET 분해에 더 오랜 시간을 소요하므로,
이를 산업 재활용 또는 오염 정화 작업에 효과적으로 활용하기 위해서는 개선이 필요할 것
으로 보인다.
세계 플라스틱의 1/3은 환경에 잔류하며 그 중 연간 800만 톤이 바다에 폐기되어 해양 생물
의 생명을 위협하는 거대한 플라스틱 쓰레기 섬이 형성되었다.
PET는 세계 연간 플라스틱 생산량 3억 1,100만 톤 중 1/6가량을 차지한다. PET는 가장 흔히
재활용되는 플라스틱임에도, 세계경제포럼(World Economic Forum, WEF)은 버려지는 PET의
절반가량만이 재활용을 목적으로 수거되며 실제로 재사용되는 비율은 이보다 훨씬 적다고
밝혔다.
전문가 측에 따르면 PET는 물에 뜨지 않는 고밀도 물질이기에 바다 위의 플라스틱 쓰레기
섬에 해당 박테리아를 사용하는 데는 한계가 있으나, 이번 진척이 PET 이외의 플라스틱을
분해하는 신규 생물학적 작용제(biological agent)의 발견 및 개발을 자극할 것으로 보인다.
한편, 플라스틱 분해 시 배출되는 첨가물의 유독성은 또 다른 문제다. WEF는 현재 바다에
서 부유하는 플라스틱 폐기물 1억 5,000만 톤 중 2,300만 톤이 유해 첨가물이라고 밝혔다.
연구진은 박테리아가 플라스틱을 분해하고 남은 부산물을 재활용하는 방식 또한 모색 중이
다. 이번 연구는 《사이언스(Science)》 지에 실렸다.
또한 분해능력 탁월한 밀웜 장내 박테리아도 눈길을 끌었다. 갈색거저리는 딱정벌레목에 속
하는 거저리과의 곤충이다. 몸은 어두운 갈색이며 성충이 되면 길이가 약 15mm 정도로 자
란다. 이들의 애벌레인 밀웜(mealworm)은 그동안 주로 애완동물의 먹이로 많이 사용되었다.
미 스탠포드대와 중국 베이항대의 과학자들이 스티로폼 분해에 밀웜을 적용시켜 보려고 시
도한 것은 밀웜의 장내 박테리아에 대한 정보를 입수하고 나서부터다. 스탠퍼드대의 크레이
그 크리들(Craig Criddle) 교수가 이끄는 공동 연구진은 지난 2009년에 대만에서 처음 발견
된 밀웜 장내 박테리아의 기능에 대해 주목했다.
박테리아가 밀웜 장내에 존재하는 것은 이미 파악하고 있었지만, 그동안 이 미생물이 어떤
역할을 하는지에 대해서는 제대로 알려지지 않았었기 때문이다. 공동 연구진은 다양한 조사
를 통해 이 박테리아가 강력한 분해 능력을 가지고 있다는 것을 알아냈다.
이어서 박테리아의 분해 능력이 궁금해진 연구진은 여러 가지 종류의 플라스틱을 밀웜에게
먹여 보던 중에 스티로폼을 분해하여 유기폐기물로 만드는 능력이 뛰어나다는 것을 확인했
다.
본격적인 재현성 실험을 위해 연구진은
밀웜 100마리에게 한 달 동안 매일 34~39
㎎의 스티로폼을 먹였고, 그 결과 밀웜은
스티로폼의 절반을 이산화탄소로 바꿔 배
출했으며, 나머지는 대변으로 배설한다는
점도 규명했다. 오른쪽 사진은 밀웜이 스
티로폼을 먹고 있는 모습이다.
배설한 대변에 혹시라도 문제가 있는 성
분이 함유되었을지도 모른다고 우려한 연
구진은 정밀 분석을 실시했다. 하지만 우려와는 달리 밀웜의 배설물이 작물 재배용 흙으로
도 쓸 수 있을 만큼 안전하다는 사실을 검증했다.
이 같은 결과에 대해 크리들 박사는 “가끔씩은 전혀 예상치 못한 상황에서 정말로 중요한
연구결과가 나올 때가 있다”라고 밝히며 “이번 발견은 자연이 만든 생물이 얼마나 놀라운
능력을 가지고 있는지를 깨닫게 해준 충격적 사례”라고 평가했다.
밀웜에 의해 스티로폼 분해가 가능하다는 것을 확인한 이번 발견은 가히 혁명적이며 스티로
폼 처리의 새로운 돌파구를 열었다는 것이 학계의 의견이다. 스티로폼은 생분해가 불가능한
것으로 간주되어 왔기 때문이다. 따라서 밀웜에 의한 스티로폼 분해 기전을 규명하면, 공해
문제 해결의 새로운 접근 방법이 될 것으로 전망했다.
이에 따라 공동 연구진은 박테리아의 분해 기전을 찾기 위해 다양한 항생제를 밀웜에게 먹
이면서 밀웜의 변화를 관찰했다. 그 결과 항생제를 먹이면 스티로폼 분해 능력이 사라지는
것을 확인했다.
이번 연구의 주요 참여자인 웨이민 우(Wei Min Wu) 박사는 “이번 실험을 통해 항생제에
죽는 박테리아가 스티로폼 분해의 주역이라는 것을 확인했다”라고 전하며 “따라서 장내
박테리아의 기전을 모방한 스티로폼 분해용 인공 효소를 개발할 수 있을 것”이라고 예측했
다.
그는 “이번 연구가 전 세계적인 스티로폼 공해 문제를 해결하는 새로운 계기가 될 수 있을
것”이라고 언급하며 “최근 10년간 환경 과학 분야에서 개발된 기술 중, 가장 큰 돌파구가
되는 기술로 보여진다”라고 자평했다.
우 박사의 설명에 따르면 밀웜의 안전을 걱정할 필요가 없는 것으로 나타났다. 재현성 실험
을 통해 장기간 스티로폼을 섭취한 밀웜들도, 일반적인 먹이를 먹은 통제 집단의 밀웜들과
비교하여 똑같은 건강을 유지한 것으로 나타났기 때문이다.
한편 크리들 교수가 이끄는 연구진은 지난해 화랑곡나방 애벌레인 왁스웜(waxworm)이 쓰레
기봉투 제작에 쓰이는 폴리스티렌(polystyrene) 계열의 플라스틱 쓰레기를 먹을 수 있다는
사실을 밝혀내 주목을 끈 바 있다.
➃ 환경친화적 플라스틱 대체재의 개발과 이와 관련된 산업분야 창출 방안
친환경소재에 대한 관심이 커지고 있다. 지난해엔 바이오플라스틱분야에서 많은 발전이 있
었다. 소재 자체에 대한 근본적 혁신이 있었고, 어떤 분야의 산업 폐기물이 타 분야의 원료
로 사용되는 순환구조를 만들어내기도 했다.
▶ 주스 가공때 발생하는 오수를 활용한 바이오플라스틱
주스를 가공할 때 오수가 발생하는데 여기에는 포도당, 엿당, 과당 등 발효성 당분
(fermentable sugars)이 포함돼있다. 과학자들은 이것들을 추출, ‘PHB’라 불리는 유기화합
물을 만들어 플라스틱 대체재 원료로 사용할 수 있다고 발표했다. 유럽연합 집행위원회(The
European Commission)는 “PHB는 수분과 증기에 반응하지 않는 특징이 있어 물에 용해되지
않으며, 산소에 완벽히 저항하기 때문에 식품의 부패를 막는 기능을 감당할 수 있다”고 밝
혔다. 이는 환경에 전혀 해가 되지 않아 생분해성(biodegradable) 주스 포장재로 적격이라고
한다.
▶ 새우 껍질로 만든 바이오플라스틱
하버드대 연구기관 Harvard’s Wyss Institute는 지난해 5월 식료품, 장난감, 휴대폰등 우리
가 매일 사용하는 물건들을 바이오플라스틱으로 제조할 수 있게됐다고 발표했다. 연구진이
개발한 바이오플라스틱은 지구상에서 두 번째로 많은 유기질인 키토산으로 만들었다. 우리
에겐 새우껍질을 이루는 성분으로 잘 알려져 있다. 키토산으로 만든 바이오 플라스틱은 분
해가능한 성질이어서 합성 플라스틱과 같은 기능을 소화하며 동시에 친환경적이란 장점을
갖고 있다. 키토산 바이오 플라스틱은 자연으로 돌아가 2주안에 분해돼 식물들의 영양소로
전환된다. 또 먹이사슬에서 경쟁요소를 만들어내지 않는다는 장점을 가지고 있다.
▶ 토마토 껍질을 사들이는 포드(Ford)
토마토케첩 브랜드로 유명한 하인즈(Heinz)가 1년간 케첩생산과정에서 사용하고 남는 200만
톤 이상의 토마토 껍질, 씨, 줄기를 자동차 제조업체 포드(Ford)사에 넘기기로 했다. 포드는
이들로 자동차 브래킷,내부 수납공간 등을 만드는 데 사용할 수 있도록 투자를 아끼지 않을
것이라 발표했다.
▶ 농업용수 활용
이탈리아 공대(IIT Italian Institute of Technology) 연구진은 지난해 7월 생물자원(바이오매스
Biomass)으로 상품을 생산할 수 있도록 하는 연구실험을 진행 중이라고 밝혔다. 바이오매스
로 개발된 신소재는 재생가능하고, 분해될 수 있으며, 독성이 낮다는 장점을 가지고 있다.
연구진들은 바이오연료(biofuel)를 만들기 위해 단당(simpler sugars 탄수화물의 단위체. 녹
말·셀룰로스 등 다당류를 산 또는 효소로 가수분해했을 때 생기는 당류다)을 만들어내는
섬유소분해 기술을 그대로 이용했다. 또 트리클로로 초산(TFAacid
trichloroacetic acid)을
사용해 시금치, 쌀, 코코아빈, 파슬리에서 식용 불가능한 요소를 흡수해 플라스틱의 코팅을
더욱 강력하게 만드는데 성공했다. 또 일반 합성용 플라스틱처럼 섭씨 150~300도에서 분해
하는데도 성공했다.
▶ 펄프와 종이 폐기물 활용
바이옴 바이오플라스틱(Biome Bioplastic)은 영국에서 친환경 플라스틱을 개발하는 회사로,
지난해 6월 리그닌(lignin)에서 유기화학물을 추출할 수 있게 됐다고 발표했다. 리그닌은 식
물의 뼈대를 지지하는데 도움을 주는 탄화수소인데, 여기서 추출된 유기화학물로 바이오플
라스틱을 만들 수 있다. 펄프 및 종이제조 산업에서 발생하는 폐기물에는 엄청난 양의 리그
닌이 함유돼있어 다음 세대를 위한 바이오 플라스틱 개발 및 공급에 유용할 것이란 전망이
다.
영국의 폐기물 처리 기업 네트워크 웨이스트(Network Waste)는 지난해 9월 이스트 앵글리
아대학(University of East Anglia)의 Adapt Low Carbon Group과 함께 종이생산과정에서 발
생하는 폐기물을 이용한 바이오플라스틱 개발프로젝트에 착수했다고 발표했다. 네트워크 웨
이스트는 일 년에 7000톤의 종이 부스러기를 발생시키는 제지공장과 협업하기로 했다. 보통
대량의 폐기물은 땅에 펼쳐놓은 뒤 에너지집약적인(energy-intensive) 과정을 거쳐 처리하는
데, 여기엔 어마어마한 양의 물이 사용되기도 한다. 네트워크 웨이스트는 연구진에 폐기물
의 지속가능한 상업적 이용이 가능한지 조사를 의뢰해둔 상태다. 또 연구진들은 종이 부스
러기가 바이오 플라스틱 제조과정에서 어떤 중개 역할을 할 수 있는지 구체적으로 확인하고
있다.
결과적으로 빠르면 2-3년 내에 바이오 플라스틱을 주원료로 한 식품용기, 탄소저감형 건자
재, 농원예용 자재, 산업용품 등이 실용화되고, 향후생분해성 플라스틱, 상화생분해 플라스
틱 및 바이오 베이스 플라스틱을 필두로 한 화이트 바이오 산업은 시장 잠재력과 성장성이
무한한 산업으로 평가되고 있다. 바이오 플라스틱 등을 수출산업 육성 계기로 활용하기 위
해서는 연구 개발을 활성화 할 수 있는 식품 포장재, 산업용 포장재, 생활용품, 쇼핑백 등에
바이오매스 원료 소재 사용 의무화와 같은 관계부처의 계속적인 정책적 지원 및 실천이 필
요한 실정이다. 현재와 같이 일부 의무 사용 규정이 있기 하지만 예외 조항이 너무 많거나,
규제 일변도 정책만을 취하여 사용을 금지하기 보다는 사용할 수 있는 제품을 먼저 기업이
생산하여 공급할 수 있는 기반을 마련해 주어야 할 것으로 생각된다. 바이오 플라스틱은 플
라스틱의 대체재로서 주목을 받고 있으나 아직 해결할 과제가 남아 있는 실정이다.
(1) 가격 경쟁력 확보, (2) 내열성, 가공성, 내충격성 등 물성 개선, (3) 가공기술 개발, 응용
분야 확대, (4) 분해기간 조절에 따른 유통기간이 1년 이상인 제품에 적용성 등 보완 연구,
(5) 표준화, 규격기준 제정 작업 등이 필요하다.
Reference
-http://www.hani.co.kr/arti/society/environment/632901.html
-http://www.eishub.or.kr/industryinfo/envNews_view_frame.asp?idx=64571&gotopage=1
-http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2018/04/17/0200000000AKR20180417059000009.HTML
-http://www.mediasr.co.kr/news/articleView.html?idxno=10810
-http://www.sciencetimes.co.kr/?news=%EC%8A%A4%ED%8B%B0%EB%A1%9C%ED%8F%BC-%E
B%A8%B9%EC%96%B4-%EC%B9%98%EC%9A%B0%EB%8A%94-%EC%95%A0%EB%B2%8C%EB%
A0%88
-http://www.biopack.kr/info/revol_download.php?id=bp55&no=65&filenum=1
-http://www.journal-d.kr/news/articleView.html?idxno=14309