우리 몸의 70%를 이루고 있는 것이 물이라면, 인간이 입고 쓰고 신고 갖고 다니는 물건의 70%는 플라스틱이다. 그만큼 플라스틱 사용량이 어마어마하다는 것. 석기시대와 철기시대를 지나온 인류는 지금 플라스틱 시대를 살고 있다.

일주일에 신용카드 한 장의 플라스틱을 먹는다?

‘플라스틱 유럽(2013, 2015)’이라는 보고서에 따르면 1950년대에 대량생산되기 시작한 플라스틱은 1964년까지 1500만 톤, 2014년까지는 3억 1100만 톤이 생산됐다. 이렇게 만들어진 플라스틱의 절반이 최근 13년 동안 생산되었을 정도로 플라스틱 사용량이 급증하고 있다.
대부분 플라스틱은 일회용으로 사용되고 있다. 해마다 수십억 개의 플라스틱 식기류가 버려지고 있으며, 올해 미국에서만 10억 개의 칫솔이 버려질 것이라는 예측도 나오고 있다. 버려진 플라스틱은 바다로 흘러가고 마모가 되면서 미세플라스틱이 되고 그것을 먹이로 먹은 어류들이 우리 식탁에 오르게 된다.
그로 인해 우리가 일주일에 먹는 플라스틱의 양이 신용카드 한 장 분량이고, 한 달이면 칫솔 한 개를 씹어먹는 것과 같다고 한다. 이렇게 체내에 쌓이는 미세플라스틱은 내분비 장애나 생식 기능 저하, 발암 등 인간의 건강을 위협하고 있다.
그래서 플라스틱 문제를 해결하기 위해 영국은 2019년부터 플라스틱 빨대와 면봉 판매를 금지했으며, 우리나라도 2018년 매장 내 플라스틱 컵 사용을 금지했다. 유럽연합은 비닐봉지 사용량을 2019년 50%에서 2025년 80%까지 감축할 계획이었다.
하지만 코로나19로 인해 이 같은 노력들이 모두 중단된 상태고, 오히려 사회적 거리 두기와 비대면 생활로 인해 플라스틱 사용량이 급증하고 있다. 이에 한국생명공학연구원은 24일 ‘코로나19가 불러온 플라스틱 지구’를 주제로 온라인 라이브 특강을 개최했다.

생물학적으로 플라스틱 분해하기

이날 특강에서는 플라스틱 문제를 해결하기 위해 생명연에서 진행하고 있는 생물학적으로 플라스틱을 분해하는 연구와 잘 분해되는 플라스틱을 만드는 연구들을 소개했다. 먼저 우리 생활과 밀접한 관련이 있고 유용한 미생물인 곰팡이가 플라스틱 분해자로 꼽혔다.

이미경 생명연 생물자원센터 선임연구원은 “폴리우레탄 배지에 곰팡이를 장시간 키웠더니 곰팡이 주변에 하얗게 링이 형성됐다”라며 “곰팡이 생장에 의해 플라스틱이 분해됐다고 볼 수 있다”고 설명했다.
또 쓰레기 더미에서 분리된 ‘아스퍼길루스 투빈젠시스(Aspergillus tubingensis)’라는 곰팡이가 플라스틱 비닐을 분해해 구멍을 냈으며 토양 곰팡이가 농사에 사용되는 폴리에틸렌이라는 비닐을 90일 만에 분해하기도 했다.
이 선임연구원은 “곰팡이는 다양한 효소를 생합성하는 슈퍼 미생물로, 그 다양성이 플라스틱 청소부로서의 가능성을 높게 한다”라며 “토양에 상당히 많은 미생물이 존재하는데 이러한 미생물은 자기 자신을 방어하는 물질을 외부로 분비해서 생존할 수 있는 메커니즘을 갖고 있다”라고 강조했다.
또 다른 플라스틱 분해자로 꼽히는 것은 바로 플랑크톤이다. 최근에 생명연 연구팀에서 페트병을 분해하는 식물성 플랑크톤 개발에 성공한 바 있다.
이용재 생명연 세포공장연구센터 전임연구원은 “플라스틱 분해 박테리아에서 효소를 발행하는 유전자를 뽑아내서 형질전환을 통해 플랑크톤 안에 넣었고, 그 플랑크톤을 배양하게 되면 단백질이 나오는데 그것이 바로 플라스틱 분해 효소”라고 밝혔다.
플라스틱을 자연상태로 분해하려면 반복 구조를 제거하여 단량체화 해야 한다며 이 전임연구원은 “앞으로 식물성 플랑크톤을 이용한 플라스틱 분해와 동물성 플랑크톤을 이용한 생물 농축 차단 연구를 계속해 나갈 것”이라고 덧붙였다.

잘 분해되는 바이오플라스틱 만들기

이뿐만 아니라 아예 ‘잘 분해되는 바이오 플라스틱’을 만드는 연구도 진행되고 있다. 대표적 바이오 플라스틱은 옥수수를 이용한 것. 옥수수 전분을 발효시켜 젖산을 만들고 그것을 종합해서 플라스틱을 만드는데 이것은 80일이면 자연에서 분해되어 퇴비가 될 수 있고 다시 옥수수 생산으로 연결되기 때문에 자연순환이 가능하다.
이 밖에도 석유 기반 생분해성 바이오 플라스틱도 있다. 성봉현 생명연 합성생물학전문연구단 책임연구원은 “나무나 풀과 같은 바이오 매스를 바이오 화학 처리해서 바이오 플라스틱을 만들어내는 것”이라며 “아직은 분해가 56~60도 고온에서 이뤄지기 때문에, 저온에서 분해가 잘 되는 생분해성 플라스틱 개발과 분해 후 나쁜 물질이 남지 않도록 친환경 플라스틱 첨가제 개발이 해결해야 할 연구과제”라고 말했다.