코로나-19 확산 방지를 위한 마스크의 역설
- 마스크 및 위생용품의 사용 증가로 대기 중 미세플라스틱 증가에 기여함을 밝힘 -
[연구필요성]
전세계적으로 플라스틱의 사용은 코로나-19의 대유행과 함께 급격히 증가한 상태로 대기중 미세플라스틱의 오염이 우려되고 있는 상황이다. 국외의 연구진의 경우는 극지를 포함한 청정 지역 등 인간의 접근 및 활동이 제한된 지역에서도 대기중에 미세플라스틱의 존재가 알려진바 있으나, 국내의 경우는 관련 연구가 전무하였다.본 연구는 서울의 대표지역의 대기샘플링과 분석을 통하여, 대기 중 미세플라스틱의 분포 및 화학적 성분 분석을 실시하여, 현재 서울 대기 중 미세플라스틱의 오염 정도를 파악하였다.
[연구성과/기대효과]
서울대학교 환경대학원 정수종 교수와 환경계획연구소 장동영 박사가 이끄는 연구팀, 산림과학원 도시숲연구과와 세스코의 이물분석팀의 공동연구를 통하여, 코로나-19 대유행 기간 동안 실시된 서울의 대표지역의 대기샘플링과 분석을 통하여, 대기 중 미세플라스틱의 분포 및 화학적 성분 분석을 실시하였다. 본 연구를 통하여, 서울 대기 중 미세플라스틱의 존재의 편재성을 확인하였고, 분석된 플라스틱의 종류는 폴리프로필렌(PP) 59%로 가장 많았으며, 다음으로는 PET(12%)로 분석되었으며, 이는 코로나19 방역과 위생 증진 목적으로 사용된 마스크와 소독 및 위생티슈의 사용의 되는 플라스틱의 조각의 물리적 마모 과정과 태양광에 의한 광학적 분해 과정을 통해 대기 중 유입 가능성을 제시했다. 현재는 코로나19의 토착화로 더 이상의 마스크의 사용이 강제되고 있지 않지만, 이미 사용된 많은 양의 플라스틱 관리가 필요하며 미세플라스틱을 새로운 대기오염물질로 관리해야함을 시사한다. 이와 같은 결과는 국제 저명 학술지 Environmental Pollution에 2023년 4월 발표되었다.
[본문]
서울에서 관측된 미세플라스틱의 물리 화학적 분포 특성을 보여줌.
□ 서울 대기중 미세플라스틱의 편재성을 확인한 최초 보고서
서울의 도시 숲, 상업 지역, 종합 교통 시설 및 비즈니스 센터를 포함한 5개의 야외 환경에서 활성 공기 펌프 샘플러를 사용하여 공기샘플을 채취하여 대기 중 미세플라스틱을 분석한 최초 보고서입니다. 관측된 모든 미세플라스틱은 다양한 분해 과정을 통해 생성된 불규칙한 모양의 조각 또는 섬유 형태의 이차 미세플라스틱으로 그 수농도는 환경(지역, 고도 및 시간)에 따라 다양하여 0.33에서 1.21 m-3까지 변동하며, 평균수농도는 0.72 m-3 (표준 편차 ± 0.39)입니다.
도시 숲에서는 인근의 도시 중심지에 비해 27% 낮은 풍부도가 관측되었으며, 상업 지구의 경우는 평일보다 주말에 25% 더 높은 수농도가 관측되었습니다. 이는 높은 건물에서부터 직접적인 소스지역으로부터 몇십 킬로미터 떨어진 숲까지 미세플라스틱이 편재되었으며, 인간 활동과 미세플라스틱의 수농도 간의 양의 상관관계를 보여줍니다. 미세플라스틱의 형태적 분포는 조각 형태 (87.4%)가 섬유형에 비해 우세하였다.
□ 서울 대기 중 관측된 주요 플라스틱은 폴리프로필렌 (PP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)
서울에서 관측된 미세플라스틱는 Acrylic, polyamide, polyethylene, polyethylene vinyl acetate, Poly(acetal), Poly(isoprene), Polypropylene, Polyurethane, Polyethylene terephthalate으로 9종류의 플라스틱 성분이 검출되었으며, 폴리프로필렌 (PP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 구성 요소가 65%로 기여도가 높은 것을 알 수 있다. PP의 경우는 모든 관측지에서 높은 비중으로 발견되었으며, 이는 조각형 미세플라스틱의 59%를 차지했습니다. 관측된 섬유 모양의 미세플라스틱은 주로 PET (72.7%) 및 PP (18.2%) 중합체로 구성됩니다. 이는 코로나19 방역과 위생 증진 목적으로 사용된 마스크와 소독 및 위생티슈의 사용의 되는 플라스틱의 조각의 물리적 마모 과정과 태양광에 의한 광학적 분해 과정을 통해 대기 중 유입 가능성을 제시했다.
국외의 대기중 미세플라스틱의 관측 결과와 비교시, 상하이, 베이징, 파리와 비교하여, 수농도는 상대적으로 낮은 오염도를 보이지만, 높은 PP 기여도를 보입니다. 본 연구는 코로나-19 집중 방역 기간 중 여름의 한시적 관측 결과를 기반하였으며, 미세플라스틱의 순환 및 생애주기를 이해하기위서는 장기간 관측 및 연구가 요청됩니다.
서울에서 관측된 미세플라스틱의 종류별 현미경 사진: a) Acrylic (53.32㎛), b) polyamide (PA; 118.23㎛), c) polyethylene (PE; 75.72㎛), d) polyethylene vinyl acetate (PEVA; 34.11㎛), e) Poly(acetal) (146.88㎛), f) Poly(isoprene) (31.94㎛), g) polypropylene (PP; 95.87㎛), h) polyurethane (PU; 374. ㎛), and i) polyethylene terephthalate (PET; 1449.86㎛).
First quantification and chemical characterization of atmospheric microplastics observed in Seoul, South Korea
Dong Yeong Chang, Sujong Jeong (교신저자), Jaewon Shin, Jungmin Park, Chan Ryul Park, Sumin Choi, Chi-Hwan Chun, Min-Young Chae, Byung Chul Lim
Envionmental Pollution (2023. 04)
코로나-19 대유행 기간 동안 실시된 서울의 대표지역의 대기샘플링과 분석을 통하여, 대기 중 미세플라스틱의 분포 및 화학적 성분 분석을 실시하였다. 본 연구를 통하여, 서울 대기 중 미세플라스틱의 존재의 편재성을 확인하였으며, 폴리프로필렌의 성분의 높은 기여도를 확인하였다. 이는 코로나19 방역과 위생 증진 목적으로 사용된 마스크와 소독 및 위생티슈의 사용의 되는 플라스틱의 조각의 물리적 마모 과정과 태양광에 의한 광학적 분해 과정을 통해 대기 중 유입 가능성을 제시하였다. 현재는 코로나19의 토착화로 더 이상의 마스크의 사용이 강제되고 있지 않지만, 이미 사용된 많은 양의 플라스틱의 관리가 필요하며 미세플라스틱을 새로운 대기오염물질로 관리해야함을 시사한다.