서울시보건환경연구원(이하 연구원)은 전국 시도 보건환경연구원 최초로 대기 중 미세플라스틱을 분석하여 포장재나 각종 용기에 널리 사용되는 폴리에틸렌(PE, Polyethylene)이 가장 큰 비중을 차지한다는 분석 결과를 발표했다.

미세플라스틱 검출 비율은 폴리에틸렌(PE, Polyethylene)이 46.6%로 가장 높았으며, 폴리스타이렌(PS, Polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, Polyethylene Terephthalate) 순으로 나타났다.

연구원은 ‘23년 9월부터 ‘24년 2월까지 서울시 서초구 양재동에 위치한 연구원 옥상에 미세먼지 채취 장치를 설치한 후 강우 기간을 제외하고 맑은 날 월 1회(24시간) 시료를 포집하였다.

▲ 미세프라스틱 대기 시료 채취장치(KN-L25P1, KNJ)

포집된 대기 시료는 유기물 제거 및 여과 과정을 통해 전처리한 후 라만분광법을 적용한 분광기를 활용하여 머리카락의 1/10배 크기의 미세플라스틱(개수, 종류)을 분석하였다.

연구원은 지난 2021년 전국 시도 보건환경연구원 중 최초로 라만분광기(Raman)를 활용한 미세플라스틱 분석시스템을 구축하여 20㎛ 이하의 미세플라스틱 분석이 가능하며 이번 연구에서 5㎛ 이상의 미세먼지를 분석하였다.

▲ 미세플라스틱 분석장비(DXR3, Thermo Scientific)

라만분광법(Raman Spectroscopy)은 단색 레이저를 통한 빛의 산란으로 시료 고유의 진동수 차이를 측정하여 물질을 분석하는 방법으로써 1㎛ 크기의 입자까지 측정이 가능한 것으로 알려졌다.

미세플라스틱 개수 분석 결과, 5㎛ 이상의 미세플라스틱 평균 개수는 대기 1m3 당 71개이었고, 특히 12월의 경우 미세플라스틱 평균 개수는 122개로 가장 많았다.

국외 연구를 통해 총부유물질(TSP) 중 미세플라스틱 개수를 살펴보면 베이징을 포함한 중국이 282±127개/㎥, 독일은 91±47개/㎥로 나타났다.

미세플라스틱 종류별 분석 결과, 크게 8종류의 미세플라스틱이 확인되었으며 포장재, 플라스틱 용기, 비닐 봉투 등에 사용되는 폴리에틸렌(PE)의 비율이 가장 높았고 식품 용기, 컵 등에 사용되는 폴리스타이렌(PS)이 그 뒤를 이었다.

확인된 미세플라스틱은 각각 폴리에틸렌(PE), 폴리스타이렌(PS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU), 폴리염화비닐(PVC), 폴리아마이드(PA), 아크릴이 있었다.

▲ 미세플라스틱의 현미경 사진(확대배율: ×20배).폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)

주요 미세플라스틱 검출 비율을 살펴보면, 가을에는 폴리에틸렌(PE)>폴리스타이렌(PS)>폴리프로필렌(PP)>폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 순이었고, 겨울에는 폴리에틸렌(PE)>폴리스타이렌(PS)>폴리우레탄(PU)>폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 순이었다.

특히 가장 큰 비중을 차지하는 폴리에틸렌(PE)의 겨울철 비율은 42.2%로써 가을(51.0%)에 비해 감소하였고, 폴리스타이렌(PS)도 24.7%에서 18.4%로 감소한 것으로 나타났다.

반면 겨울철의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리우레탄(PU) 비율은 가을에 비해 증가한 것으로 나타났으며, 특히 합성섬유 및 침구 매트리스에 많이 사용되는 폴리우레탄(PU) 비율은 0.9%에서 11.5%로써 약 10.6%P 증가하였다.

추후 연구원은 미세플라스틱 분석 크기를 1㎛까지 확대하고 봄과 여름철의 대기 중 미세플라스틱 모니터링을 통해 계절별 미세플라스틱 발생 특성을 파악할 계획이다.

아울러, 연구원은 일회용을 포함한 플라스틱 제품의 사용 증가로 인해 버려지는 플라스틱도 늘고 있는 만큼 일상생활에서 플라스틱 사용량을 줄이고 재활용 활성화를 위한 생활문화 확산과 사회적 분위기 마련이 필요하다고 당부했다.

박주성 보건환경연구원장은 “그간 미세플라스틱 분석은 대부분 해양 및 토양 환경에 편중되어 도심 속 대기 환경에서 미세플라스틱 조사·연구 결과가 턱없이 부족한 실정이다.”라면서 “앞으로 대기질에 포함된 미세플라스틱 분석 방법을 표준화하고 생활밀착형 정책을 수립하기 위해 다양한 데이터를 확보할 계획이다.”라고 말했다.