[논문]미세플라스틱의 해양 생태계에 대한 영향과 향후 연구 방향

김강희; 황정혜; 최진수; 허윤위; 박준우

doi:10.11626/kjeb.2019.37.4.625

[국내논문] 미세플라스틱의 해양 생태계에 대한 영향과 향후 연구 방향
The effects of microplastics on marine ecosystem and future research directions 원문보기

환경생물 = Korean journal of environmental biology, v.37 no.4, 2019년, pp.625 - 639

김강희 (안전성평가연구소 경남환경독성본부 환경생물연구그룹) , 황정혜 (안전성평가연구소 경남환경독성본부 환경생물연구그룹) , 최진수 (안전성평가연구소 경남환경독성본부 환경생물연구그룹) , 허윤위 (안전성평가연구소 경남환경독성본부 환경생물연구그룹) , 박준우 (안전성평가연구소 경남환경독성본부 환경생물연구그룹)

초록
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오늘날 해양 생태계를 위협하는 물질의 하나로 주목받고 있는 미세플라스틱에 대하여 해양생물에 대한 유해성 등의 연구 현황을 종합하고 향후 연구 방향에 대하여 제안하고자 한다. 미세플라스틱은 5 mm 이하의 합성 고분자화합물로, 환경으로 배출된 이들 물질은 물리적으로 크기가 작을 뿐만 아니라 시간이 지남에 분해되지 않아 육지와 해양의 연안부터 원양까지, 표층과 심해에도 광범위하게 축적된다. 미세플라스틱은 해양 생물에게 섭식 및 축적될 수 있으며, 플라스틱에 첨가된 화학물질의 용출로 인한 위험성도 존재한다. 해양에 축적된 미세플라스틱은 해양 생물의 성장과 발달, 행동, 번식 및 사망 등에 영향을 끼친다. 다만 미세플라스틱의 특성은 크기, 재질, 모양 등 매우 다양하며, 몇가지 특성의 미세플라스틱으로 수행된 독성 시험이 다른 모든 미세플라스틱의 위해성을 대표할 수 없다. 때문에 미세플라스틱의 유형에 따른 위해성의 경향을 확인할 필요가 있으나, 미세플라스틱의 다양성으로 인해 여러 연구 결과에 통일성이 없어 비교 및 분석이 어렵다. 따라서 미세플라스틱의 유형에 따른 생물학적 위험을 추정하기 위해 표준시험법의 도출이 필요하다. 또한, 기존 연구의 대부분은 실험의 편의에 의해 대부분 구형을 대상으로 이루어지고있으나, 해양환경과 어패류에서 발견되는 미세플라스틱의 형태는 섬유 및 파편이 주류인 현실을 제대로 반영하고 있지 못하다. 더불어 플라스틱에 들어있는 첨가제 및 흡착 유해물질에 대한 연구는 있으나, 미세플라스틱의 형태로 생물의 체내로 들어갔을 때의 독성영향에 대하여 알려진 바는 거의 없다. 표준시험법의 개발, 구형보다 섬유와 파편 형태의 미세플라스틱에 대하여, 그리고 첨가제와 흡착 유해물질에 대한 연구가 진행된다면 해양 생태계 및 인간에 대한 미세플라스틱의 영향을 보다 상세히 파악할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Microplastics are one of the substances threatening the marine ecosystem. Here, we summarize the status of research on the effect of microplastics on marine life and suggest future research directions. Microplastics are synthetic polymeric compounds smaller than 5 mm and these materials released into the environment are not only physically small but do not decompose over time. Thus, they accumulate extensively on land, from the coast to the sea, and from the surface to the deep sea. Microplastic can be ingested and accumulated in marine life. Furthermore, the elution of chemicals added to plastic represents another risk. Microplastics accumulated in the ocean affect the growth, development, behavior, reproduction, and death of marine life. However, the properties of microplastics vary widely in size, material, shape, and other aspects and toxicity tests conducted on several properties of microplastics cannot represent the hazards of all other microplastics. It is necessary to evaluate the risks according to the types of microplastic, but due to their variety and the lack of uniformity in research results, it is difficult to compare and analyze the results of previous studies. Therefore, it is necessary to derive a standard test method to estimate the biological risk from different types of microplastics. In addition, while most of the previous studies were conducted mostly on spheres for the convenience of the experiments, they do not properly reflect the reality that fibers and fragments are the main forms of microplastics in the marine environment and in fish and shellfish. Furthermore, studies have been conducted on additives and POPs (persistent organic pollutants) in plastics, but little is known about their toxic effects on the body. The effects of microplastics on the marine ecosystems and humans could be identified in more detail if standard testing methods are developed, microplastics in the form of fibers and fragments rather than spheres are tested, and additives and POPs are analyzed. These investigations will allow us to identify the impact of microplastics on marine ecosystems and humans in more detail.

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AI 본문요약
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문제 정의

본 논문을 통해 미세플라스틱에 대한 정의, 해양의 분포, 해양생물에 대한 유해성 등의 연구 현황을 분석하여 그 결과를 보고하고, 향후 연구 방향에 대하여 제안하고자 한다.
오늘날 해양 생태계를 위협하는 물질의 하나로 주목받고 있는 미세플라스틱에 대하여 해양생물에 대한 유해성 등의 연구 현황을 종합하고 향후 연구 방향에 대하여 제안하고자 한다. 미세플라스틱은 5mm 이하의 합성 고분자화합물로, 환경으로 배출된 이들 물질은 물리적으로 크기가 작을 뿐만 아니라 시간이 지남에 분해되지 않아 육지와 해 양의 연안부터 원양까지, 표층과 심해에도 광범위하게 축적된다.

대상 데이터

미세플라스틱의 생태독성영향을 평가하기 위한 유해성 평가 방법은 매우 다양한데, 시험 대상 해양 생물로는 플랑크톤, 연체동물을 비롯한 무척추동물, 어류 등이 사용되고 있다. 지금까지 해양생물을 대상으로 수행된 독성평가 연구들을 시험 조건에 따라 급성 212건과 만성 103건, 총 315 건으로 분류해 분석했다. 생물 위해성 평가에서 재질은 PS 와 PE에 대하여 주로 수행되었으며(Fig.

성능/효과

미세플라스틱의 독성 영향은 급성보다 만성 시험에서 많이 나타났다.
2013). 평가종말점의 경우 급성은 사망률, 생화학, 섭식 및 축적이 가장 많았지만, 만성 시험에서는 생식과 조직학적 변화에 대한 종말점이 많이 이용되었다(Fig. 4). 해양 생물은 미세플라스틱에 만성적으로 노출되는 현실을 감안하면 앞으로 급성보다는 만성 시험에 더 많은 관심이 필요하다.

후속연구

2019). 그러나 미세플라스틱 형태에 따른 독성 반응의 경향성을 확립하기 위해서는 다른 생물에 대한 연구가 더 있어야 한다.
따라서 미세플라스틱의 특징과 생물종, 종말점을 통일하여 다른 연구라도 비교 분석할 수 있도록 표준시험법의 개발이 필요하다. 독성평가에서 많이 이용되는 담수종인 D. rerio나 Daphnia magna처럼, T. japonicus나 Cyprinodon variegatus, M. edulis를 비롯한 해수종을 선정하여 시험기간, 노출 시작 단계(시험생물 연령), 노출방법, 용액분석항목, 첨가되는 분산제의 농도, 종말점 등을 표준화하여 미세플라스틱의 특성에 대한 시험을 수행해야한다. 표준시험법의 개발을 통해 시험 조건의 동일성이 확보되면 미세플라스틱 의 특성에 따른 독성 영향의 차이를 알아낼 수 있을 것이다.
edulis를 비롯한 해수종을 선정하여 시험기간, 노출 시작 단계(시험생물 연령), 노출방법, 용액분석항목, 첨가되는 분산제의 농도, 종말점 등을 표준화하여 미세플라스틱의 특성에 대한 시험을 수행해야한다. 표준시험법의 개발을 통해 시험 조건의 동일성이 확보되면 미세플라스틱 의 특성에 따른 독성 영향의 차이를 알아낼 수 있을 것이다. 그리고 시험 물질에 대한 제원을 상세하게 기재할 필요가 있다.
또한, 해양환경에서 발견되는 미세플라스틱의 형태인 섬유 및 파편에 대한 독성 영향 연구에 보다 집중해야한다. 미세플라스틱의 생물 위해성에 대한 많은 연구가 있으나, 실험의 편의에 의해 대부분 구형을 대상으로 이루어지고 있다.
2001), 이러한 미세플라스틱이 생물에 노출되었을 때 축적된 화학물질이 체내에서 용출되는지는 밝혀지지 않았다. 오히려 생물에 축적되어있던 독성물질을 미세플라스틱이 흡수한 후 같이 배출되어, 결국 채네의 독성물질을 청소하는 역할을 할 수 있다는 주장도 있는 만큼(Koelmans et al. 2016), 보다 면밀한 연구가 요구된다.
표준시험법의 개발, 구형보다 섬유와 파편 형태의 미세플라스틱에 대하여, 그리고 첨가제와 흡착 유해물질에 대한 연구가 진행된다면 해양 생태계 및 인간에 대한 미세플 라스틱의 영향을 보다 상세히 파악할 수 있을 것이다.
표준시험법의 개발, 구형보다 섬유와 파편 형태의 미세플라스틱에 대하여, 그리고 첨가제와 흡착 유해물질에 대한 연구가 진행된다면 해양 생태계 및 인간에 대한 미세플 라스틱의 영향을 보다 상세히 파악할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	플라스틱의 특징은 무엇인가?	플라스틱은 생산 비용이 낮고 가소성이 높아 산업적 활용도가 무한에 가까우며, 자연적으로 분해가 잘 되지 않는다는 점이 가장 큰 특징이다. 시간이 지날수록 물리적인 마모나 풍화, UV, 온도 변화 등에 의해 눈에 보이지 않는 작은 조각으로 분해된다(Andrady 2011).
	5mm이하의 작은 플라스틱 입자는 생성 과정에 따라 어떻게 분류되는가?	2004), 기존의 플라스틱 쓰레기와 더불어 해양 환경과 생태계를 위협하고 있는 물질이다. 생성 과정에 따라 1차 미세플라스틱(primary microplastics) 과 2차 미세플라스틱(secondary microplastics)으로 분류한다. 1차 미세플라스틱은 치약, 세안제, 스크럽뿐만 아니라 공업용 연마제 등의 상품을 위해 처음부터 만들어진 것으로(Friot and Boucher 2017), 작은 크기로 인해 환경으로 유입될 가능성이 있지만 하수처리장의 입자성 물질 여과로 대부분이 제거된다(Carr et al.
	미세플라스틱의 특징은 무엇인가?	미세플라스틱은 크기가 작아 수중의 금속, 폴리염화비페닐, 기타 유독 물질과 화학적 친화도가 높다(Talsness et al. 2009).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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