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[과학의 달인] 나도 모르게 몸에 쌓이는 미세 플라스틱의 정체를 밝힌다

■ 정진영 / 한국생명공학연구원 책임연구원

[앵커]
플라스틱은 가볍고 저렴해서 우리 생활 곳곳에서 쓰이고 있죠. 하지만 플라스틱 사용량이 늘어나면서 환경은 물론 인체에도 치명적인 영향을 주고 있습니다.

오늘 '과학의 달인'에서는 미세 플라스틱의 인체 위험성을 연구하는 분을 만나봅니다. 한국생명공학연구원 환경 질환 연구센터 정진영 책임연구원과 함께합니다. 어서 오세요.

지난 2018년 영국 왕립통계학회에서 한 해 동안 가장 이슈가 되었던 숫자들을 뽑아 발표했는데요. 이 학회가 선정한 숫자가 바로 '90.5'였다고 합니다. 어떤 의미인가요?

[인터뷰]
이 숫자는 미국 캘리포니아대 로날드 기어 교수팀이 2017년에 발표한 '모든 플라스틱의 생산과 사용, 운명'이라는 논문에 등장한 것인데요. 여기에서 90.5는 1950년부터 2015년까지 만들어진 모든 플라스틱 쓰레기 중 재활용되지 않은 플라스틱 비율을 나타낸 것입니다. 65년간 만들어진 플라스틱 90.5%가 사용된 후 곧바로 쓰레기로 변한다는 것이죠.

연구팀은 미국과 중국, 유럽연합 등 세계 각국의 플라스틱 사용 보고서에 나온 통계자료를 정리해 플라스틱의 생산과 이용량을 조사했습니다. 그 결과, 65년간 총 83억 톤의 플라스틱이 생산됐고, 그중 63억 톤이 쓰레기가 되었다고 추정했는데요. 플라스틱 쓰레기 중에선 9.5%에 해당하는 6억 톤만이 재활용되었고, 재활용되지 않은 90.5%의 쓰레기는 소각되거나 지구 어딘가에 그대로 방치되어 있습니다.

[앵커]
생산된 플라스틱 중 90%가 넘는 양이 쓰레기로 소각되거나 지구 어딘가에 지금 방치되어 있다는 말씀이신데, 정말 심각한 문제라는 생각이 듭니다. 그런데 최근 코로나19도 이런 플라스틱 사용량을 늘리는 데 어떤 영향을 미쳤다고요?

[인터뷰]
올해 1월에 발생한 코로나19가 장기적 유행이 되면서 '사회적 거리 두기'로 인해 집에 있는 시간이 많아지고 배달포장재와 일회용품 사용이 급격히 늘어났습니다. 플라스틱 폐기물이 총 쓰레기의 약 20% 이상을 차지하며 대부분 모든 지역에서 전년 대비 25%까지 증가했습니다.

또한, 코로나19의 확산방지를 위해 우리가 매일 사용하는 마스크 역시 폴리프로필렌(PP)이라는 플라스틱 미세섬유로 이루어졌는데요. 지난 7월 영국 BBC에 따르면, 코로나19 대유행이 시작된 후 매달 전 세계에서 사용 후 버려지는 마스크가 1,290억 개에 달하고 있다고 합니다. 이런 플라스틱 쓰레기들은 매립과 투기로 인해 토양과 하천을 거쳐 바다로 이동하여 해양생태계를 교란하고 먹이사슬을 통해 결국 사람에게까지 영향을 미칠 수 있습니다.

[앵커]
이런 플라스틱 폐기물로 해양 생물들도 고통을 받고 있다는 건데, 어떤 대표적인 사례가 있을까요?

[인터뷰]
인도네시아 해안에서 향유고래 사체가 발견되었는데요. 뱃속에서 플라스틱 컵 115개, 병 4개, 비닐봉지 25개, 실 뭉치, 슬리퍼 2개 등 총 6kg 가까운 쓰레기들이 나왔습니다.
또, 해안으로 떠올라온 바다거북을 해부해 보니 배 속에 비닐 봉투며 각종 플라스틱 쓰레기가 가득했는데요. 그 이유는 바다 거북이의 먹이는 주로 해파리인데 비닐봉지가 해파리와 비슷해 착각해 먹게 된다고 합니다. 비닐봉지를 먹으면 소화가 되지 않아 영양결핍이 되거나 플라스틱에 의한 물리적인 손상으로 죽을 수 있죠.

바다 생물이 아니라도 플라스틱 폐기물로 피해를 보기도 하는데요. 북태평양 섬 미드웨이에 사는 앨버트로스라는 새는 바다 표면에서 먹이를 낚아채 새끼에게 먹이는데요. 그 먹이 속에 플라스틱 쓰레기가 상당히 있어 많은 새가 죽기도 했습니다.

[앵커]
영상을 통해서 직접 보니까 미세 플라스틱이나 여러 가지 플라스틱들이 생명체에 미치는 영향이 크다고 볼 수 있었는데, 문제는 이런 플라스틱들이 사라지지 않고 조금씩 잘게 부서져서 강이나 바다로 흘러들어 간다고 들었습니다. 이걸 '미세 플라스틱'이라고 들었는데, 이게 자신도 모르는 사이에 체내로 들어올 수도 있다고요?

[인터뷰]
네, 플라스틱 쓰레기가 환경에 노출되면 자외선이나 풍화에 의해 잘게 쪼개지고 그 크기가 5mm 이하로 작아지면 '미세 플라스틱'이라고 지칭하는데요. 이런 미세 플라스틱은 물, 토양, 심지어 공기 중에도 존재할 수 있고 작은 동물이 섭취하면 먹이사슬에 의해 큰 동물, 결국 사람에게까지 미세 플라스틱을 섭취할 수도 있습니다.
미세 플라스틱의 인체 유입경로에 대한 연구는 최근 해양, 대기, 토양 등 여러 환경을 통해 이루어질 수 있다는 것이 알려지기 시작했습니다. 공기나 식수, 소금 등을 통한 인체 유입량도 올해 일부 발표되고 있습니다.

[앵커]
플라스틱 폐기물에서 미세 플라스틱이 얼마나 발생하길래 이게 인체 내로까지 들어오게 되는 걸까요?

[인터뷰]
거대 플라스틱으로부터 발생한 미세 플라스틱을 '2차 미세 플라스틱'이라고 합니다. 참고로 '1차 미세 플라스틱'은 처음부터 작게 만들어진 미세 플라스틱으로 세안제, 치약, 화장품에 들어가는 마이크로비드를 의미합니다. 정확한 수치는 알 수 없지만, 생산량으로만 비교하자면 1차 미세 플라스틱은 그 양이 전체 플라스틱에 비해 미비하기 때문에 미세 플라스틱의 대부분 (약 90% 이상)은 2차 미세 플라스틱으로 추정하고 있습니다.

미세 플라스틱은 크기에 따라서 체내 유입되는 정도가 달라질 수 있는데요. 유엔식량농업기구 (FAO) 보고서에 따르면 포유류 체내에서는 150마이크론 이상은 흡수되지 않습니다. 하지만 3마이크론 이하가 되면 거의 모든 기관에 도달할 수 있으며, 흡수율 또한 7%까지 높아지는데요. 즉 크기가 작을수록 흡수가 더 잘될 수 있다는 것이죠.

[앵커]
이 미세 플라스틱이 잘게 쪼개지면 쪼개질수록 인체에 흡수율도 높아진다고 말씀해주셨는데, 그런데 이 미세 플라스틱이 더 잘게 부서졌을 때 이걸 '나노 플라스틱'이라고 부르더라고요. 이게 현미경으로 관찰이 어려울 정도로 작다고 들었는데, 박사님께서는 나노 플라스틱이 생체에 미치는 영향을 조사하셨다고요?

[인터뷰]
앞서 언급했다시피, 미세 플라스틱은 크기에 따라서 영향이 달라집니다. 즉 비교적 크기가 큰 미세 플라스틱은 흡수되지 않는 대신 물리적인 영향을 미칠 수 있고, 크기가 작은 나노 플라스틱은 체내 흡수되어 화학적인 영향을 미칠 수 있습니다.

우선, 독성연구에 사람과 비슷한 기관을 가진 열대어 제브라피시 배아를 이용해 실험했는데요. 형광이 입혀진 나노 플라스틱이 제브라피시 배아 체내에 얼마나 흡수되는지 살펴봤더니 망막과 소뇌, 척수, 근육 등 거의 모든 기관에 나노 플라스틱이 축적된 것을 확인했습니다.

그러나 나노 플라스틱을 단독으로 처리했을 때 겉으로는 큰 특별한 이상(혹은 독성)이 나타나진 않았지만, 전자현미경으로 세포 속 소기관인 미토콘드리아를 관찰했더니 미토콘드리아가 손상된 것을 확인했습니다.

미토콘드리아 손상과 더불어 세포 속 활성산소도 증가했는데요. 이러한 손상과 활성산소의 증가는 나노 플라스틱이 다른 약한 독성물질과 함께 있을 경우, 독성을 증폭시키는 역할을 한다는 것도 밝혔습니다.

[앵커]
그러니까 나노 플라스틱이 유해물질과 결합한 상태로 체내에 들어올 경우, 또 생물체 몸에 들어갈 경우 그 독성이 더 증가한다는 건데, 제브라피시에겐 악영향을 미친다는 게 확인됐지만요, 아직 인체에 얼마나 유해한지는 연구가 더 필요하다고요?

[인터뷰]
맞습니다. 이 연구는 나노 플라스틱이 체내에 흡수와 영향을 미칠 수 있다는 아주 단편적인 연구로, 얼마나 흡수되고 또한 어떤 영향이 미치는지 구체적으로 살펴보기 위해서는 미세 플라스틱의 크기별, 농도별, 형태별, 그리고 함유 유해물질과의 상호작용 등 많은 연구가 이루어져야 합니다. 또한, 인간과 같은 포유류를 대상으로 체내 장기별로 얼마나 축적되고 오래 남는지에 대한 연구도 필요하다고 생각합니다.

[앵커]
인체에도 심각한 영향을 미칠 수 있는 플라스틱 문제, 조속히 해결하는 것이 환경이나 인류에게도 모두 좋을 것 같은데, 그런데 도대체 플라스틱 폐기물 문제, 어떻게 해결해야 할까요?

[인터뷰]
플라스틱 문제를 해결하기 위해서는 플라스틱 생산과 소비 조정, 생분해성 플라스틱 기술개발, 재활용 가능 제품 설계 및 포장개발, 그리고 폐플라스틱의 재순환 등 다각도로 접근하여 기술과 제도 마련이 필요합니다. 이러한 문제를 인식하여 한국생명공학연구원에서는 바이오 플라스틱 생산과 미세 플라스틱의 생물학적 분해기술 연구에 박차를 가하고 있으며 미세 플라스틱의 생체분포와 생체영향에 대한 연구도 활발하게 진행하고 있습니다. 그뿐만 아니라 '플라스틱 유래 문제 해결 다학제 융합클러스터'를 운영하고 있는데요. 출연연 간 교류를 통해 지식 공유는 물론 실질적 융합연구 활성화를 위해 노력하는 네트워크라고 보시면 되겠습니다.

[앵커]
일단 플라스틱이 인체에 미치는 유해성이 빨리 연구되고 그 결과가 밝혀져서 플라스틱 생산과 소비를 줄이는 좀 줄이는 확실한 움직임이 나오길 바랍니다. 앞으로 연구원님의 계획도 한 말씀 들어볼게요.

[인터뷰]
저는 미세 플라스틱이라는 물질이 생체 내에 얼마나 흡수되고 분포하며, 생물학적으로 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구를 통해 보다 명확하고 구체적인 정보를 제공하고자 합니다. 또한, 미세 플라스틱과 플라스틱은 생분해 플라스틱, 플라스틱 분해, 재활용, 재순환과 같은 여러 분야에 걸쳐 복합적인 문제인데요. 그래서 다양한 분야 전문가들의 협업을 통해 미세 플라스틱 문제를 해결하는 기술과 정책 마련에 기여 하고자 합니다.

[앵커]
최근엔 플라스틱 빨대나 비닐 봉투 사용도 좀 줄이면서 플라스틱 쓰레기를 줄이기 위한 노력을 사회 곳곳에서 하고 있는데, 이게 어느 한쪽에서만 노력한다고 해서 해결되는 문제는 아니잖아요. 생산과 폐기까지 전 단계에서 심도 있는 논의가 필요해 보입니다. 지금까지 한국생명공학연구원 정진영 책임연구원과 함께했습니다. 오늘 말씀 잘 들었습니다.
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