오늘날 플라스틱 쓰레기는 漸漸 더 深刻한 問題가 되고 있지만, 人類는 아직 劃期的인 解決策을 찾지 못하고 있다. 寫眞은 各 家庭에서 輩出된 플라스틱 等 再活用 廢棄物 分類 作業이 進行되고 있는 모습이다. 聯合뉴스 提供
新種 코로나바이러스感染症(코로나19) 事態가 長期化하면서 플라스틱 使用量이 크게 늘었다. 마스크는 大部分 플라스틱 材質로 땅 속에 묻혀도 썩지 않아 새로운 環境 汚染의 우려를 낳고 있다. 국민권익위원회에 따르면 3月 基準으로 韓國人은 2.3日當 마스크 1個를 使用한 것으로 나타났다. 하루 버려지는 廢마스크가 2000萬個라고 보면 年間 73億個 以上이 쏟아져 나오는 셈이다. 버려진 마스크는 바이러스 感染 等이 憂慮돼 그대로 燒却되거나 埋立地로 가고 있다. 肺마스크 問題는 한국뿐 아니라 다른 나라들도 마찬가지다.
科學者들은 莫大한 廢플라스틱 問題를 解決하기 위해 다양한 代案을 찾고 있다. 여러 代案 中 特히 썩거나 녹아 없어지는 플라스틱, 그러면서도 깨끗한 이른바 '生分解性 플라스틱'에 注目하고 있다.
●까다로운 分解條件 活用制約 많아
플라스틱은 땅에 묻혀도 數百年 間 썩지 않고 半永久的으로 남아있는게 普通이다. 反面 生分解性 플라스틱은 땅에 묻으면 썩어서 사라진다. 이는 原料의 特性 德分이다. 生分解性 플라스틱 材料에 짚, 톱밥, 植物性 기름 等이 있는데, 이中 主로 옥수수 澱粉에서 由來한 PLA란 物質이 쓰인다. 뜨거운 飮食을 담거나 아기가 입으로 물거나 빨아도 環境호르몬은 勿論 重金屬 等 有害 物質이 檢出되지 않아 安全하다고 評價받고 있다. 또 空氣가 잘 통해 旣存 플라스틱 비닐보다 과일이나 野菜가 더 新鮮하게 維持된다는 長點도 있다.
이런 PLA를 땅에 묻으면 식물의 滋養分이 되는 堆肥처럼 自然스럽게 썩는다. 하지만 플라스틱이 썪으려면 溫度는 58도 以上, 水分도 70% 以上의 까다로운 條件을 滿足해야 한다. 이 條件을 갖춰야 半年에 걸쳐 90% 以上 分解된다.
生分解性 플라스틱을 쓰는 製品들이 크게 늘지 않는 理由는 이런 까다로운 處理 條件을 滿足해야하기 때문이다. 생분해성 플라스틱은 어설프게 썩어 微細플라스틱을 만드는 原因이 되거나 오히려 再活用이 可能한 다른 플라스틱을 汚染시키는 골칫거리가 되고 있다.
● 酵素 利用 堆肥化 促進
最近 美國 科學者들이 只今까지 開發된 生分解性 플라스틱 가운데 가장 돈이 적게 들고 앞선 製造 方法을 알아내 눈길을 끌고 있다. 쉬팅 美國 버클리 캘리포니아대 材料科學및工學部 敎授 硏究팀은 물만 있으면 常溫에서 분해되는 플라스틱을 開發했다고 國際學術誌 ‘네이처’에 지난 22日 公開했다. 쉬팅 敎授 硏究팀이 開發한 플라스틱은 땅에 묻고 따뜻한 물만 부어주면 常溫에서도 一週日 만에 80%가 사라진다. 물의 溫度가 높으면 높을수록 分解 速度는 빠르다. 溫度를 50度까지 올리면 6日 이내 完璧한 分解圖 可能하다는 게 硏究팀의 說明이다. 旣存 PLA가 가진 機能을 모두 維持했으며 PLA의 98%를 分子量이 작은 單量體로 만들어 微細플라스틱이 發生할 憂慮도 적다.
硏究팀은 플라스틱 製作 段階에서 PLA를 잡아먹는 酵素를 넣었다. 酵素가 따뜻한 물에 露出되면 PLA의 단단한 構造를 풀어줘 分解가 더욱 빨리 일어나게 하는 原理다.
좀더 쉬운 條件에서 分解가 되는 플라스틱은 속속 開發되고 있다. 알랭 마르티 프랑스 國立應用科學院 硏究員팀은 플라스틱 페트甁 하나를 10時間 안에 90% 以上 分解하는 劃期的인 酵素를 發見해 지난해 4月 네이처에 公開했다. 플라스틱을 分解하는 酵素를 利用해 플라스틱을 分解하는 方法은 種種 報告됐다. 하지만 플라스틱 甁 하나를 分解하는데 며칠씩 所要되는 限界가 있었다. 발견된 효소는 現在까지 報告된 어떤 酵素보다 플라스틱 分解 能力이 좋은 것으로 確認됐다.
國內에서는 最近 問題가 深刻한 弊마스크 問題를 解決할 硏究가 進行되고 있다. 황성연 한국화학硏究院 바이오化學素材硏究團長팀은 지난 3月 한 달 안에 100% 自然 分解되면서도 濕氣에 剛하고 再使用이 可能한 마스크用 生分解 플라스틱 필터를 開發했다.
●生分解 플라스틱市場 2025年 2倍 껑충
每年 全 世界에서 生産되는 플라스틱은 3億5900萬t으로 이 中 折半인 1億5000萬~2億t이 쓰레기 埋立地나 自然에 버려지고 있다. 미국과 유럽聯合(EU) 等 先進國은 플라스틱 쓰레기 問題解決과 炭素 低減을 위한 代案으로 生分解性 플라스틱을 選擇했다. 生分解性 플라스틱이 旣存의 플라스틱 一回用 食器와 그릇, 비닐 包裝材, 農業用 비닐 等을 代替하고 있다. 中國도 올해부터 그릇이나 식기, 비닐封紙 等 플라스틱 製品 使用을 禁止하고 있다.
市場調査業體 360i리서치에 따르면 世界 生分解性 플라스틱 市場은 지난해 51億 달러(藥 5兆6814億원)에서 그 두 倍인 2025年 89億 달러(藥9兆9146億원)로 成長할 것으로 豫測된다.
國內外 石油化學企業들도 생분해성 플라스틱 生産技術 確保에 熱을 올리고 있다. 이탈리아의 노바몬트, 美國 다이머와 같이 市場을 先導하는 企業들도 있다. 國內에서는 CJ第一製糖과 LG化學, SK綜合化學 等이 生分解性 플라스틱 市場에 뛰어들었다.
黃 團長은 “國內에 아직까지 生分解性 플라스틱을 埋立할 수 있는 專用埋立場이 없어 市中에 流通된 生分解性 플라스틱 中 70% 以上이 燒却되고 있다”며 “消費者에게만 再活用이나 處理를 맡기는 게 아닌, 플라스틱 生産者들이 이런 專用埋立場을 만들도록 하는 等의 政策的 解決이 必要하다”고 말했다.
