생수 1리터에 플라스틱 조각이 무려 240,000개 들어 있다

연구자들은 단일 입자 이미징을 사용하여 생수 1리터에 들어 있는 나노 플라스틱의 수를 측정했다. [사진=Depositphotos]

우리는 거의 매일 마시는 생수가 얼마나 깨끗할지 궁금하게 생각해본적이 있을 것이다.

최근 미국 국립과학원회보(PNAS) 저널에 게재된 논문에 따르면, 뉴욕에 소재한 컬럼비아기후학교 연구원들이 첨단 이미징 기술을 사용하여 생수 속 나노(nano) 플라스틱(마이크로미터(㎛)보다 작은 플라스틱 조각)의 수를 확인한 결과, 평균적으로 1리터에 24만 개의 나노 플라스틱 조각이 포함되어 있다는 사실을 발견했다. 이 연구는 미세 플라스틱과 나노 플라스틱의 독성에 대한 우려가 커지고 있는 상황에서 귀중한 정보를 제공하고 있다.

5mm 미만에서 마이크로미터에 이르는 미세 플라스틱은 플라스틱이 점점 더 작은 조각으로 분해될 때 형성된다. 그리고 최근 몇 년 동안 미세 플라스틱이 바다 밑바닥부터 산 정상까지 말 그대로 지구의 모든 곳에서 나타나고 있다는 우려가 제기되고 있다.

이러한 플라스틱 입자는 인간과 다른 생물에 의해 섭취되며, 현재 이러한 섭취가 잠재적으로 유해한 영향을 미칠 수 있다는 연구가 진행되고 있다. 그러나 이러한 연구는 주로 미세 플라스틱에 관한 것이다. 컬럼비아기후학교의 연구원들은 첨단 이미징 기술을 사용하여 마이크로미터 미만의 나노 플라스틱인 미세 플라스틱을 조사하여 우리가 마시는 생수에 미세 플라스틱이 얼마나 널리 퍼져 있는지 확인했다.

이 연구의 교신저자 중 한 명인 베이잔 얀(Beizhan Yan)은 "이전에는 이 분야가 미지의 영역에 불과했다"며 "이번 연구는 이전에 노출되지 않았던 세계를 들여다볼 수 있는 창을 열어주었다"고 말했다.

연구진은 특정 분자가 공명하도록 조정된 두 개의 동시 레이저로 샘플을 탐색하는 '자극식 라만 산란(SRS: stimulated Raman scattering)' 현미경이라는 기술을 개발했다. 이 기술은 단일 입자 수준에서 마이크로 및 나노 플라스틱 분석을 가능하게 하여 높은 화학적 특이성과 처리량을 제공한다. 연구진은 7가지 일반적인 플라스틱에 초점을 맞춰 결과를 해석하는 데이터 기반 알고리즘을 만들었다.

연구진은 미국에서 판매되는 세 가지 유명 생수 브랜드(브랜드명은 밝히지 않음)를 테스트하여 기존 이미지로는 보이지 않던 100나노미터 크기의 플라스틱 입자를 분석했다. 연구진은 1리터당 110,000~370,000개의 플라스틱 조각을 관찰했으며, 이 중 90%가 나노 플라스틱이었다. 나머지는 더 크지만 여전히 매우 작은 미세 플라스틱이었다. 연구팀은 7가지 특정 플라스틱이 무엇인지 확인하고 그 모양을 도표화하여 생물의학 연구에 도움이 될 수 있는 정보를 수집했다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 가장 많이 발견되었는데, 이는 많은 페트병이 이 물질로 만들어지기 때문에 드문 일은 아니다. PET는 물병을 누르거나 열에 노출될 때, 또는 뚜껑을 조였다가 다시 열었을 때 물에 들어갈 수 있다. 그러나 연구진은 PET에 비해 아이러니하게도 물을 병에 담기 전에 물을 정화하는 데 사용되는 플라스틱 필터에서 나오는 나일론의 일종인 폴리아미드가 더 많이 발견됐다고 한다. 그 외 흔히 볼 수 있는 플라스틱으로는 폴리스티렌이 있었다.

연구진은 "우리의 연구 결과는 실제 샘플에서 나노 플라스틱을 명확하게 검출함으로써 마이크론 수준 이상의 플라스틱 조각화를 확인했다"며 "자연계의 다른 많은 입자 크기 분포와 마찬가지로, 기존의 입자 이미징 기술로는 보이지 않거나 식별할 수 없는 나노 플라스틱이 이전에 계산된 대형 마이크론 플라스틱보다 훨씬 더 많이 존재한다"고 말한다.

다소 우려스러운 점은 연구진이 테스트한 7가지 플라스틱이 생수에서 발견한 전체 나노 플라스틱의 약 10%에 불과하다는 점이다. 나머지 플라스틱이 무엇인지, 실제로 나노 플라스틱인지 여부는 알 수 없었다. 연구진은 이것이 나노 플라스틱이라고 가정하면 리터당 수천만 개에 달할 수 있다고 말한다.

2022년에 발표된 한 연구에서는 섭취한 미세 플라스틱이 포유류 조직과 장기에 축적되어 쥐와 생쥐의 내분비 기능, 생식, 장내 미생물, 면역 반응에 부정적인 영향을 미친다는 증거가 증가하고 있다고 지적한 바 있다. 이 연구의 저자들은 미세 플라스틱과 나노 플라스틱의 잠재적 위험성을 파악하기 위한 추가 연구가 필수적이라고 결론지었다.

연구진은 입자 모양과 화학 성분 사이의 연관성이 독성학적인 문제에 '심각한 영향을 미친다'고 지적한다. 최근에는 마이크로 및 나노 플라스틱에 의해 유발되는 독성이 용량에 따라 달라질 뿐만 아니라 입자의 물리적, 화학적 특성 및 세포 상호 작용과 흡수에 미치는 영향과 관련이 있다는 연구 결과가 발표되고 있다. 연구진은 이번 연구를 통해 수집한 단일 입자 이미징 데이터는 독성과 관련하여 증가하는 우려를 해소하는 데 필수적인 정보를 제공한다고 밝혔다.

연구진은 앞으로 생수를 넘어 수돗물 등 다른 잠재적 나노 플라스틱 공급원도 조사한다는 계획이다.

이 연구의 수석 저자인 나이신 첸(Naixin Qian)은 "이렇게 많은 나노 플라스틱을 발견한 것이 전혀 예상치 못한 일은 아니라며, 사물이 작아지면 작아질수록 더 많이 존재한다"고 말했다.