[굿모닝 사이언스]영원할 것만 같던 플라스틱, 햇빛 받으면 수십년 만에 분해된다

플라스틱. 게티이미지

[파이낸셜뉴스] 우리는 플라스틱이 수천년동안 분해되지 않는 것으로 알고 있다. 하지만 미국의 과학자들이 연구한 결과 기존에 우리가 알고 있는 상식이 뒤집어졌다.

미국 매사추세츠주에 있는 비영리 사립기관인 우즈홀 해양 연구소(WHOI)의 연구원들이 발표한 연구에 따르면, 세계에서 가장 흔하게 사용하는 플라스틱 중 하나인 폴리스티렌이 분해되는데 걸리는 시간이 햇빛에 노출되면 수천년이 아니라 수십년 내에도 분해될 수 있다는 것이다. 이 연구는 국제 학술지인 '인바이어메털 사이언스 엔 테크놀로지 레터스'에 10일 게재됐다.

■빨리 분해될뿐 환경 오염 가능성은 여전
WHOI의 해양 화학자이자 이 연구의 수석 저자인 콜린 워드는 "정책 입안자들은 일반적으로 폴리스티렌이 자연환경에서 영원히 분해되지 않는다고 가정하고 있다"고 말했다. 콜린 워드는 "이 가정은 플라스틱을 금지하는 정책을 펴는 정당성의 일부다. 이 연구의 동기 중 하나는 폴리스티렌이 실제로 영원히 분해되지 않는지를 확인하는 것이었다. 우리는 플라스틱 오염이 나쁘지 않다고 말하는 것이 아니라, 단지 자연 환경에서의 폴리스티렌의 지속성이 우리가 이전에 이해했던 것보다 더 짧고 더 복잡할 수도 있다는 것이다. 수십년 동안 환경 오염을 입을 가능성은 여전히 남아있다."
폴리스티렌은 1970년대부터 세계 해양에서 일상적으로 발견됐다. 햇빛이 플라스틱을 분해한다는 생각은 새로운 것이 아니다. 워드는 "플라스틱 놀이터 장난감, 공원 벤치 또는 잔디 의자를 보면 햇빛에 빠르게 탈색되는 것을 볼 수 있다"고 말했다. WHOI 연구에 따르면 햇빛은 플라스틱이 물리적으로 분해되게 한다. 뿐만 아니라 기후 변화에 영향을 주기에는 너무 낮은 수준에서 플라스틱이 용해된 유기탄소와 미량의 이산화탄소로 화학적으로 분해되게 한다. 일단 플라스틱이 이러한 변형을 겪게 되면 원래 형태는 사라지고, 변형된 플라스틱은 육안으로 볼 수 없는 완전히 새로운 부산물이 된다. 그는 "이러한 변화가 어떻게 발생하는지를 고려한다면 실제로 환경에 플라스틱이 얼마나 있는지 추정하는 데 중요한 부분이 될 것"이라고 덧붙였다.

■과거 연구는 햇빛을 간과했다
워드는 폴리스티렌이 얼마나 빨리 분해되는지에 대한 과거의 추정치는 다른 가정들에 근거했다고 말한다. 과거의 연구들은 주로 햇빛과 같은 다른 요소들을 고려하기보다는 미생물이 미생물을 분해하는 데 작용하는 역할에 초점을 맞추고 있다. WHOI의 해양 화학자이자 이 논문의 공동 저자인 크리스 레디는 "그것은 전혀 놀라운 일이 아니다"라고 말했다. 그는 플라스틱이 단지 유기 탄소의 또 다른 형태일 뿐이며 아마도 미생물이 플라스틱을 먹을 것이라고 추측하지만 미생물도 똑똑해 선택적이라고 경고했다.

워드는 "폴리스티렌의 링 기반의 분자구조는 미생물의 표적이 되긴 하지만, 특정 주파수의 햇빛을 포착하기에 완벽한 모양과 크기가 된다"고 덧붙였다. 그 에너지를 흡수하면 탄소 결합이 깨질 수 있다.

연구실에서 연구원들은 상업적으로 이용 가능한 5개의 다른 폴리스티렌 샘플을 햇빛에 노출시켜 폴리스티렌을 변형시킬 수 있는지를 실험했다. 이 5개의 샘플은 각각 물을 담은 밀폐된 유리 용기에 넣고 햇빛과 같은 빛을 비췄다. 이후 과학자들은 물에 녹아든 이산화탄소와 화합물을 수집했다.

워드와 연구원들은 가속기 질량 분광계를 포함한 다양한 화학 도구를 사용해 이산화탄소와 여과수 모두에서 발견된 탄소 원자의 기원을 추적했다. 워드는 "우리는 여러 가지 방법을 사용해 폴리스티렌을 이산화탄소로 바꿀 수 있다"고 말했다. 그는 "그러나 우리는 물에 녹은 다른 성분들이 어떻게 되는지 이해하기 위해 더 많은 연구가 필요하다"고 덧붙였다.

이 연구는 또한 폴리스티렌의 색상, 유연성, 그리고 다른 물리적 특징을 결정할 수 있는 첨가제가 분해에 중요한 역할을 한다는 것을 발견했다. 레디는 "다양한 첨가제는 서로 다른 주파수의 햇빛을 흡수하는 것 같으며, 이는 플라스틱이 얼마나 빨리 분해되는가에 영향을 미친다"고 말했다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자

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