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장거리 비행한 미세플라스틱 북극에 눈으로 내린다

등록 :2019-08-19 15:41수정 :2019-08-22 17:22

[이근영의 기상천외한 기후이야기]
바닷물·먹는물에서 검출되는 미세플라스틱
대기 확산 뒤 장거리 이동해 눈·비로도 내려
독일·스위스팀 적외선 현미경으로 정밀 분석
“미세플라스틱 섭식 만큼 호흡도 주의해야”
스위스 연구팀이 북극에서 눈을 채취해 병에 담고 있다. 연구팀은 미세플라스틱이 대기에 확산해 장거리 이동한 뒤 북극에까지 눈으로 내려 쌓인다는 사실을 밝혀냈다. 스위스 알프레드 베게너 연구소 제공
스위스 연구팀이 북극에서 눈을 채취해 병에 담고 있다. 연구팀은 미세플라스틱이 대기에 확산해 장거리 이동한 뒤 북극에까지 눈으로 내려 쌓인다는 사실을 밝혀냈다. 스위스 알프레드 베게너 연구소 제공
최근 바닷물에서부터 먹는물에 이르기까지 미세플라스틱의 침투가 사회 문제로 떠오르고 있는 가운데 미세플라스틱이 대기로 확산돼 멀리 북극에까지 눈으로 내려 쌓이고 있다는 연구 결과가 나왔다.

독일 알프레드 베게너 극지해양연구소와 헬름홀츠 극지해양연구소, 스위스 연방 산림·눈·지형 연구소 등 공동연구팀은 과학저널 <사이언스 어드밴시스> 최근호에 이런 내용이 담긴 논문을 게재했다.

이제 바다가 플라스틱 쓰레기장으로 변했다는 사실은 상식이 됐다. 해마다 수백만톤의 플라스틱이 강과 연안, 심지어 북극 심해에까지 확산하고 있다. 해류에 의해 휩쓸리고 태양에서 내리쬐는 자외선으로 인해 플라스틱 쓰레기는 점점 잘게 쪼개져 미세플라스틱으로 변하고 있다. 미세플라스틱이 해양 침전물과 바닷물, 해수를 먹고 살 수밖에 없는 해양 생물들에서 발견되는 것은 당연한 수순이다.

이에 비해 미세플라스틱이 대기로 확산하는지, 그렇다면 그 양은 얼마나 되는지에 대한 연구는 아직 빈약하다. 피레네산맥과 주요도심 인근 공기중에 플라스틱이 존재한다는 사실을 밝힌 프랑스와 중국 연구팀의 연구에서 일부 미세플라스틱의 대기 확산이 조사됐을 뿐이다.(<관련기사 : 미세플라스틱 공중에 떠서 100㎞까지 이동>

눈이 쌓인 북극 평원에서 스위스 연구팀이 미세플라스틱 농도를 측정하기 위해 눈 채취 작업을 하고 있다. 스위스 알프레드 베게너 연구소 제공
눈이 쌓인 북극 평원에서 스위스 연구팀이 미세플라스틱 농도를 측정하기 위해 눈 채취 작업을 하고 있다. 스위스 알프레드 베게너 연구소 제공
연구팀은 미세플라스틱 입자들이 대기 확산을 통해 아주 먼 곳까지 이동해 강수, 특히 눈으로 땅에 떨어질 수 있다는 것을 발견했다. 멜라니에 베르크만과 군나르 게르츠는 독일 북서부 헬골란트섬, 독일 남동부 바이에른, 독일 중북부 브레멘, 스위스 알프스, 북극 등지에서 채취한 눈 샘플을 분석해 이곳 눈들의 미세플라스틱 농도가 매우 높다는 사실을 밝혀냈다고 논문에 적었다. 미세플라스틱은 스발바르드제도에까지 날아가 바다에 떠다니는 부빙 위에까지 쌓였다. 베르크만은 “눈 속의 미세플라스틱 대부분은 대기에서 온 것이 확실하다”고 말했다. 그의 가설은 꽃가루 연구에서 이미 입증된 것이다. 연구자들은 중위도 지역의 꽃가루가 대기를 통해 북극에까지 확산한다는 것을 밝혀냈다. 꽃가루 크기는 대략 미세플라스틱과 비슷하다. 또 사하라사막의 먼지는 3500㎞ 이상을 날아 북동대서양에까지 다다른다.

알프레드 베게너 연구소 연구에서 바이에른 외곽 도로 인근에서 채취한 샘플의 미세플라스틱 농도가 리터당 입자수 15만4천개로 가장 높았다. 북극 눈에서조차 리터당 1만4400개의 입자가 검출됐다. 플라스틱 종류도 연구 대상지에 따라 차이가 났다. 북극에서는 주로 도포 소재로 쓰이는 니트릴 고무, 아크릴산염, 페인트 등이 검출됐다. 여러 종류의 연료에 잘 견디고 온도 내구성도 커서 니트릴 고무는 종종 호스나 개스킷(가스·기름 등이 새어나오지 않도록 파이프나 엔진 등의 사이에 끼우는 마개)에 쓰인다. 플라스틱을 포함한 페인트는 건물, 선박, 자동차, 연안 석유 굴착기 외부 도색 등 다양한 용도로 쓰인다. 바이에른 외곽 도로 인근에서 채취한 표본에는 자동차 바퀴처럼 수많은 용도로 쓰이는 여러 종류의 고무들이 포함돼 있었다.

한 연구원이 미세플라스틱 농도를 측정하기 위해 눈을 채취해 병에 담고 있다. 스위스 알프레드 베게너 연구소 제공
한 연구원이 미세플라스틱 농도를 측정하기 위해 눈을 채취해 병에 담고 있다. 스위스 알프레드 베게너 연구소 제공
연구에서 한가지 흥미로운 점은 미세플라스틱 농도는 먼지 축적 측정 등 다른 연구자들이 수행한 연구에서보다 훨씬 높다는 것이다. 게르츠에 따르면 이것은 두가지 이유 때문일 수 있다. 그는 “먼저 눈은 대기에서 미세플라스틱을 씻어내릴 때 아주 효율이 높다는 것이다. 두번째는 우리가 사용하는 적외선 분광기 때문일 수 있다. 이 기기는 단지 11㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1m) 이하의 작은 입자까지도 검출해낼 수 있다”고 말했다.

게르츠 연구팀은 눈을 녹여 필터로 걸러낸 뒤 잔여물을 적외선 현미경으로 관찰했다. 플라스틱 종류에 따라 여러 파장대의 적외선이 흡수되고 반사된다. 이런 광학적 특성을 이용한 측정으로 플라스틱 종류를 특정할 수 있다.

다른 연구팀들이 표본에서 현미경으로 일일이 수작업으로 미세먼지를 종류별로 분류한 것과 달리 게르츠 연구팀은 적외선 현미경으로 모든 잔유물을 측정해 거의 놓치는 것 없이 모든 입자를 분류했다. 게르츠는 “우리는 기술을 자동화, 표준화해 수작업 때 생길 수 있는 오류를 제거했다”고 말했다.

기상학적 측면에서 알프레드 베게너 연구소 연구팀은 유럽에서, 특히 북극에서 미세프라스틱의 주요 기원이 대기와 눈에서 온다는 것을 확신하게 됐다. 베르크만은 “이 추가적인 이동경로는 선행연구에서 밝혀진 북극 해빙과 심해에서 발견된 많은 양의 미세플라스틱을 설명해준다”고 말했다. 그는 “일단 엄청난 양의 미세플라스틱이 공기를 통해 이동할 수 있다고 결론을 내리는 순간 얼마나 많은 플라스틱을 우리가 호흡하는지에 대한 질문이 떠오르게 된다”고 말했다.

이근영 선임기자 kylee@hani.co.kr
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