성균관대 방석호 교수 연구팀, 생물학적으로 분해된 미세플라스틱의 위험성 보고

[에너지경제신문 송기우 에디터] 성균관대학교(총장 유지범) 화학공학/고분자공학부 방석호 교수 연구팀은 미생물로부터 분해된 미세플라스틱의 위험성에 대해 보고했다고 밝혔다.

플라스틱 폐기물은 자연 상태에서 생분해되지 못하고 토양 및 해양으로 유입되면 장기간에 걸쳐 광분해 및 풍화작용 등에 의해 5mm 이하 크기의 미세플라스틱 및 초미세 플라스틱으로 부서지게 된다. 미세플라스틱은 수질 정화 시스템으로 처리되지 않기 때문에 생태계 전반에 영구적인 오염을 유발한다. 폐플라스틱은 분리 및 선별 기술의 어려움과 높은 처리비용 등 다양한 문제점 때문에 재활용률이 10%를 채 못 넘기고 있다.

최근 환경에 미치는 영향을 최소화하고 폐플라스틱을 생분해하는 미생물 혹은 단백질/효소들이 발견되면서 폐플라스틱 재활용에 큰바람을 불어오고 있지만, 제한된 대사 능력과 느린 분해 과정 때문에 플라스틱 대부분이 완전히 분해되진 않는다. 따라서 본 연구에서는 글로벌 수요를 충족시키기 위해 기존에 보고되지 않은 생분해된 미세플라스틱의 생물학적 영향력을 조사했다.

▲ 그림 1. 미생물을 이용한 Polystyrene 나노입자 생분해

▲ 그림 2. 생분해된 Polystyrene 나노입자가 피부세포에 미치는 영향 (자료=성균관대)

방석호 교수 연구팀은 미생물(Rhodococcus Ruber C208)을 이용하여 나노 플라스틱의 생분해를 유도하여 비교한 결과, 분해로 인한 크기 감소뿐만 아니라 화학적 구조 자체가 변형되면서 표면전하가 반전되고 입자 간의 응집도가 올라가는 등 비분해된 나노입자와는 완전히 다른 물리화학적 특성을 가진다는 것을 밝혀냈다.(그림 1)

생분해된 미세플라스틱은 인체에서 가장 먼저 노출되는 피부표피세포에서 기존 입자에 비해 활성산소와 면역반응을 유도하는 것을 밝혀냈고, 이에 따라 세포 독성이 증가하는 결과로 이어졌다고 보고했다.(그림 2)

▲ 교신저자 성균관대 방석호 교수, 교신저자 경희대 이은열 교수, 제1저자 성균관대 석사과정생 엄지인 (사진=성균관대)

방석호 교수와 이은열 교수는 "이번 연구는 생분해성 플라스틱의 위해성 연구의 초석"이 될 것이라고 설명했다.

해당 연구 결과는 화학공학분야 세계권위지인 케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal, IF: 15.1)에 8월 2일 온라인 게재되었다. (논문 제목: Cytotoxic Effect and Mechanism of Nano-Sized Polystyrene Degraded by Rhodococcus ruber C208)