담수에서 미세 플라스틱 증가, 플라스틱 생산과 직접 관련

펜실베이니아 주립 대학 연구자들의 학제간 팀의 새로운 연구에 따르면, 미세 플라스틱은 수십 년 동안 담수 환경에서 꾸준히 증가해 왔으며 1950년대 이후 전 세계 플라스틱 생산 증가와 직접적으로 관련이 있다고 합니다. 연구자들은 이 발견은 미세 플라스틱이 담수 환경에서 어떻게 이동하고 확산되는지에 대한 통찰력을 제공하며, 이는 오염을 줄이기 위한 장기적 솔루션을 만드는 데 중요할 수 있다고 말했습니다.

이 연구 결과는 현재 온라인에서 볼 수 있으며 Science of the Total Environment 12월호에 게재될 예정입니다.

"시간이 지남에 따라 미세 플라스틱이 어떻게 변하는지 조사한 연구는 거의 없습니다." 토목 및 환경 공학과 조교수이자 논문의 책임 저자인 나다니엘 워너가 말했습니다. "저희 연구는 1950년대 이전부터 오늘날까지 담수 퇴적물의 미세 플라스틱 수준을 추적한 최초의 연구 중 하나이며, 농도가 플라스틱 생산에 따라 증가한다는 것을 보여줍니다."

미세 플라스틱은 크기가 1마이크로미터(인간 머리카락 너비의 1/100)에서 5밀리미터(연필 지우개 크기)에 이르는 작은 플라스틱 입자입니다. 이는 더 작은 조각으로 분해되는 더 큰 플라스틱에서 나오거나 제조업체에서 직접 만들 수 있습니다. 이 연구를 위해 연구팀은 펜실베이니아의 4개 유역인 키스키미네타스 강, 블랙릭 크릭, 레이스타운 호수, 다비 크릭의 담수 퇴적물 코어를 조사했습니다.

연구팀의 예상과는 달리, 연구에서는 인구 밀도나 토지 이용과 높은 수준의 미세 플라스틱 사이에 상관관계가 없다는 사실을 발견했습니다.

"문헌의 다른 결과를 바탕으로, 우리가 중요하다고 생각했던 것은 사이트 간 미세 플라스틱 변화의 원동력이 아닌 것으로 밝혀졌습니다. 특히, 개발 지역과 인구 밀도와 관련된 미세 플라스틱의 비율은 더욱 그렇습니다." 펜실베이니아 주립대 알투나 캠퍼스의 물리 지리학 및 환경 연구 부교수이자 논문의 공동 저자인 리사 에밀리의 말입니다.

연구자들은 미세 플라스틱 축적량이 2010년까지 10년마다 증가했지만, 2010년부터 2020년까지는 감소한 것을 발견하고 놀랐다고 밝혔습니다.

에밀리는 "이것은 추가 연구가 필요한 예비적 결과이지만, 이 감소는 재활용 노력의 증가와 관련이 있을 수 있다"고 말했습니다.

미국 환경 보호국에 따르면, 플라스틱 재활용 노력은 1980년과 2010년 사이에 크게 증가했습니다. 플라스틱 생산도 증가했지만, 재활용 플라스틱의 비율은 1980년의 0.3% 미만에서 2010년에는 거의 8%로 증가했습니다.

또한, 이 논문의 공동 저자이자 해양학 교수인 레이먼드 나자르는 이 연구가 "사라진 플라스틱" 역설에 빛을 비출 수 있다고 말했습니다. 이 역설은 연구자들이 바다의 플라스틱 폐기물에 대한 이해에 도전합니다. 추정에 따르면 매년 7,000~25,000킬로톤의 플라스틱이 바다로 유입되지만, 표면에 떠다니는 플라스틱은 약 250킬로톤에 불과하기 때문입니다.

"이것은 하구, 특히 조수 습지가 강에서 운반된 플라스틱이 바다에 도달하기 전에 가두어질 수 있음을 시사합니다." 필터 하구 시뮬레이션에 관해 Frontiers in Marine Science에 이전에 발표한 Najjar의 말입니다. "이것은 강에서 바다로 유입되는 플라스틱의 양을 감안할 때 표면 바다에 떠다니는 플라스틱이 훨씬 적은 이유를 설명할 수 있습니다."

워너는 이러한 연구 결과가 사람들이 플라스틱을 더 많이 사용함에 따라 물과 퇴적물에서 미세 플라스틱의 양이 계속 증가할 것임을 시사한다고 말했습니다.

"인간은 먹고 마실 때 플라스틱을 섭취하고 호흡할 때 흡입하며, 장기적인 영향에 대한 연구가 막 시작되고 있습니다." 워너는 말했습니다. "그러나 우리는 환경으로 배출되는 플라스틱을 줄이고 소비와 노출을 줄이는 방법을 알아내야 합니다."

에밀리에 따르면, 이와 같은 연구를 성공적으로 이루려면 학제간 팀이 필요하다고 합니다.

"이 연구는 펜스테이트의 광범위한 전문성을 보여주며, 3개 캠퍼스, 5개 단과대학, 5개 학문 분야의 팀을 하나로 모았습니다." 에밀리가 말했습니다. "우리는 화학, 공학, 수문학, 해양학, 토양학 분야에서 상호 보완적인 기술을 모았습니다."

이 연구 프로젝트는 원래 에너지 및 환경 연구소의 종자 지원금으로 자금이 지원되었습니다.

에밀리는 "자금을 지원받은 그 프로젝트는 담수 환경에서 미세 플라스틱의 운명과 이동을 탐구하는 우리 작업의 지속과 확장을 위한 '인큐베이터' 역할을 했으며, 특히 해안 지역에 초점을 맞췄습니다."라고 말했습니다.

나자르는 이에 동의하며 강어귀에 떠다니는 플라스틱이 갇히는 문제에 대해 보다 포괄적인 평가를 받고 싶다고 말했습니다.

"우리는 오랫동안 강어귀가 탄소, 퇴적물, 영양소와 같은 강에서 운반되는 물질을 심하게 처리한다는 것을 알고 있었으며, 이러한 처리 과정은 결국 바다에 도달하는 것에 큰 영향을 미칩니다." 나자르가 말했습니다. "저는 강어귀가 플라스틱에 대해서도 비슷한 방식으로 기능할 수 있다고 생각하지만, 우리는 단순한 모델링 연구와 단일 코어 이상이 필요합니다. 우리는 강, 대기, 강어귀 퇴적물, 습지와 같은 주어진 시스템에 대한 플라스틱의 가능한 출처와 흡수원을 고려해야 합니다."

워너는 시간이 지남에 따라 미세 플라스틱의 구성과 유형이 어떻게 변했는지 조사하고, 관련된 건강 위험이 어떻게 진화했는지 평가하고 싶다고 덧붙였습니다.

에밀리, 나자르, 워너 외에도 이 연구에 기여한 펜실베이니아 주립대 연구자로는 토목 및 환경 공학과 박사과정생이자 주저자인 주타마스 부사라쿰, 토목 및 환경 공학과 교수인 윌리엄 버고스, 올해 초 지리학 석사 학위를 취득한 새뮤얼 코헨, 지리학과 조교수인 킴벌리 반 미터, 생태계 과학 및 관리학과 조교수인 존 스윗먼, 생태계 과학 및 관리학과 교수인 패트릭 드로한, 기상 및 대기 과학과 조교수인 질 아리올라, 올해 초 토목 및 환경 공학 박사 학위를 취득한 카타리나 판크라츠가 있습니다.

미국 국립과학재단과 펜실베이니아 주립 대학교 커먼웰스 캠퍼스 센터 노드(C3N) 프로그램, 에너지 및 환경 연구소가 이 연구를 지원했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241101123522.htm