플라스틱의 빛과 그림자 '인공장기에서 환경오염까지'

2022-12-14
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유엔은 '제 5차 유엔환경총회'에서 2024년까지 플라스틱 오염 방지를 위한 국제협약을 마련하기로 했다. 해양 쓰레기 중 플라스틱 쓰레기가 차지하는 비율이 높아지고, 이 문제가 국제적으로 관심을 받자 플라스틱 쓰레기를 관리하는 협약을 통해 각 나라의 힘을 모으기로 한 것이다.


 최초의 플라스틱, 당구공 때문에 만들어졌다?

우리 생활 속에서 플라스틱을 빼면 지금처럼 편리하게 살아갈 수 있을까? 우리 삶과 밀접하게 관련되어 있는 플라스틱은 어떻게 만들어졌을까?

플라스틱의 역사를 이야기할 때 그 출발점에 서 있는 사람이 바로 독일의 크리스티안 쇤바인(Christian Friedrich Schönbein, 1799~1868)이다. 스위스 바젤대학의 교수로 있던 쇤바인은 1846년 폭발성과 탄성이 강한 질산섬유소를 합성하는데 성공한다.

당시에는 아프리카코끼리의 상아를 이용해 당구공을 만들었는데, 상아가 부족하자 당구공을 만들기 위한 다른 소재를 찾기 시작했다. 그리고 존 하이어트 (John. W. Hyatt, 1837~1920)가 질산 섬유를 이용해 셀룰로이드라는 최초의 플라스틱을 만들어낸다. 셀룰로이드는 모양을 마음대로 만들 수 있었지만 잘 깨지는 성질 때문에 당구공에는 사용할 수 없었다. 대신 만년필, 안경테 등을 만드는데 사용하게 되었다. 이후 리오 베이클랜드 (Leo Hendrik Baekeland, 1863~1944)가 베이클라이트 (Bakelite)라는 플라스틱을 발명하였고, 전기절연성, 내연성, 강도가 뛰어난 이 플라스틱은 여러 가지 전자제품에 사용하게 되었다.


플라스틱은 카멜레온, 자동차 엔진에서 인공장기까지 

우리가 사용하는 플라스틱은 그 종류가 아주 다양하다. 그중 가장 많이 사용되는 플라스틱은 폴리에틸렌(PE)일 것이다. 폴리에틸렌은 비닐봉지 , 음료수 병 등에 사용되는데, 밀도에 따라 다른 특성을 가지고 있어 다양한 곳에 사용이 가능하다.

최근에는 다양한 기능을 가진 플라스틱도 개발되고 있다. 2,000년에는 전기가 통하는 플라스틱을 개발한 과학자들이 노벨화학상을 받기도 했는데, 전기가 통하는 플라스틱은 가벼운 태양전지를 만드는데 사용될 수 있다고 한다. 또한 수백 도의 온도를 버틸 수 있는 플라스틱도 만들어져 자동차 엔진을 만드는 데 사용되고 있고, 인공 피부, 인공 장기도 플라스틱으로 개발되고 있다.


환경오염의 비극, 바다 새의 90%에서 플라스틱 조각이 발견되고 있다

플라스틱을 많이 사용할수록 플라스틱에 의한 환경오염은 피할 수 없다. 2022년 세계자연기금(WWF)가 발간한 보고서에 따르면 우리가 당장 플라스틱의 생산과 소비를 줄이지 않으면 생태적인 위기가 커질 것이라고 한다. 해양생물종의 88%가 이미 플라스틱에 의해 영향을 받고 있고 바다 새 의 90%, 바다 거북의 52%의 위장에서 플라스틱 조각이 발견된다고 하니 플라스틱 오염이 얼마나 심각한지 알 수 있다.



보고서에 따르면 만약 현재대로 플라스틱을 생산하고 사용한다면 2050년에는 플라스틱으로 인한 바다 오염이 4배가 증가할 것이라고 한다. 바다로 흘러들어간 플라스틱이 더 위험한 이유는 작게 분해되기 때문이다. 미세 플라스틱으로 분해된 플라스틱 조각은 이미 일부 지역에서는 회복이 불가능한 정도로 많이 발견되고 있다.


왁스웜, 플라스틱 친환경 분해의 아이디어를 제공하다.

플라스틱에 대한 오염이 심각해질수록 과학자들은 친환경적으로 플라스틱을 분해하기 위한 방법 연구에 노력 하고 있다. 플라스틱을 친환경적으로 만드는 것이 중요한 만큼 이미 만들어진 수많은 플라스틱을 친환경적으로 분해하는 것도 중요하기 때문이다.


 그 중 하나는 스페인 연구진이 찾아낸 나방 애벌레인 왁스웜(Waxworm)이다. 벌집에 기생하는 왁스웜은 침으로 플라스틱 종류 중 하나인 폴리에틸렌(PE)를 분해하는 것으로 밝혀졌다. 폴리에틸렌은 전 세계 플라스틱 중 약 30%를 차지하고 있지만 산소와 잘 반응하지 않아 자연에서는 분해가 어렵다. 만약 왁스웜의 침에 포함된 성분을 대량으로 만드는 것이 가능하다면 플라스틱을 분해하는 것도 가능하다는 이야기가 된다.


또한 호주 연구진은 딱정벌레 애벌레 중 하나인 수퍼웜 (Superworm)이 스티로폼을 먹으면 장 안에 있는 효소에 의해 스티로폼이 분해된다는 것이다. 


인간의 편리에 의해 대량 생산된 플라스틱이 현재는 인간을 비롯한 지구 생물에 큰 영향을 주고 있다. 바로 오늘이 플라스틱 생산과 사용을 줄이고, 친환경적으로 플라스틱 쓰레기를 줄일 수 있는 방법에 대해 진지하게 고민해봐야 할 시기라고 생각된다.




I 글쓴이 와이즈만 영재교육연구소 과학팀 이현아 연구원


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