플라스틱이 쪼개질 때 독성 물질 생성…물과 반응해 활성산소 확인

화학적으로 안정해 식품 포장재와 생수병, 장난감 등에 널리 쓰이는 플라스틱이 잘게 쪼개지면 물과 반응해 세포와 조직에 손상을 줄 수 있는 활성산소종(ROS)을 만든다는 연구 결과가 나왔다.

웨이 민 미국 컬럼비아대 교수와 테레사 헤드고든 미국 버클리캘리포니아대 교수 공동연구팀은 이 현상을 확인해 14일(현지시간) 국제학술지 네이처에 발표했다.

핵심은 입자가 작아지며 새로 드러나는 표면이다. 플라스틱이 미세·나노 크기로 부서지면 부피에 비해 물과 맞닿는 면적이 커진다.

연구팀은 이 경계에서 일어나는 전자 이동을 이론 계산과 분자동역학 시뮬레이션으로 분석했다.

물을 밀어내는 소수성 플라스틱 표면 가까이의 수산화이온은 전자를 잃기 쉬운 상태가 되고, 반응성이 큰 수산화 라디칼을 형성하는 것으로 나타났다.

화학·생물학 실험에서도 활성산소 생성이 확인됐으며, 입자가 작을수록 생성 영역이 넓어졌다.

활성산소종에는 초과산화물 라디칼과 과산화수소, 수산화 라디칼 등이 포함된다.

과도하게 생성되면 세포막과 단백질, DNA를 손상시키는 산화 스트레스를 일으킬 수 있다.

혈액의 약 절반이 물이고 개별 세포도 대체로 60~80%가 물이라는 점에서, 연구팀은 미세·나노플라스틱이 체내의 물과 접촉할 때 활성산소가 생길 가능성을 제기했다.

다만 이번 연구가 미세플라스틱이 특정 질병을 직접 일으킨다는 것을 입증한 것은 아니다.

미세플라스틱은 제조·세탁시설에서 배출될 수 있고, 전자레인지 가열이나 생수병의 햇빛 노출 과정에서도 생길 수 있다.

일부 연구는 미세·나노플라스틱 노출과 심근경색·뇌졸중·치매 사이의 연관성을 보고했지만, 인체와 생태계에 미치는 영향과 위험 수준을 평가하는 연구는 부족하다.

특히 나노플라스틱에 관한 연구가 매우 부족하다는 지적도 나왔다.

박준우 국가독성과학연구소 책임연구원은 이번 연구가 활성산소와 독성의 연관성을 넘어 활성산소가 생성되는 과정을 규명했다는 점에서 기존 연구와 차별화된다고 평가했다.

박범순 KAIST 인류세연구센터장과 김지혜 박사후 연구원은 미세플라스틱이 생화학적 과정에 관여할 수 있음을 보여준 연구라고 짚었다.

두 연구자는 플라스틱 오염을 폐기물의 발생과 축적에만 한정하지 말고 생산·사용·폐기 전반의 사회구조적 문제로 다뤄야 한다고 강조했다.