음식물 쓰레기 봉투, 이대로 사용해도 괜찮은가

최근 음식물 쓰레기 봉투에 대한 소비자 관심도를 조사한 연구 결과가 독일에서 발표되어 관심을 끌고 있다. 우리나라도 가정에서 이미 배출되는 유기성(organic) 음식물 쓰레기를 수거하기 위해 생분해성(biodegradable) 재료로 만든 봉투들이 몇 년 전부터 시장에 나와 판매되고 있다.

그러나 이들 생분해성 봉투를 사용하는 것이 아무런 문제가 없는지에 대한 연구가 필요한 상황이었다. 그런데 이를 확인하기 위해 독일의 프라운호퍼 화학기술연구소(Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT)가 바이로이트 대학(University of Bayreuth), 호엔하임 대학(University of Hohenheim) 및 BEM 움벨트제르피체(BEM Umweltservice GmbH)사와 공동으로 일명 '바빠(BabbA)'라는 연구 프로젝트를 진행했다. 이들 연구팀은 대규모 선행(pilot) 연구에서 이들 봉투가 완전히 분해되는지 여부에 대한 광범위한 조사를 수행했다. 또한 이 연구는 생분해성 봉투 사용에 대한 소비자의 관심도를 조사한 최초의 연구로 알려졌다. 그리고 이 연구 프로젝트를 진행한 결과 연구팀은 여러 가지 이유로 현재의 생분해성 음식 쓰레기 봉투의 사용을 권장하지 말아야 한다는 결론을 내렸다.

음식물 쓰레기를 수거할 때 생분해성 봉투에 대한 'BabbA' 프로젝트의 목표는 기존 생분해성 폐기물을 재활용하는 공장에서 생분해성 봉투가 어떻게 분해되는지 분석하고, 봉투가 환경에 미치는 잠재적 영향에 대해 더 많이 밝히는 것이었다. 또한 선행 연구는 일반 대중이 음식물 쓰레기 수거를 위해 이러한 생분해성 봉투를 채택했는지 여부와 이러한 봉투가 폴리에틸렌(PE)으로 만든 기존 비닐 봉투를 대체할 가능성이 있는지 조사했다.

연구원들은 또한 생분해성 물질과 종이로 만든 수집 가방을 사용하면 음식물 폐기물의 전체 이물질 함량이 감소하는지 알아보기 위해 노력했다. 연구의 초점은 우리의 일상 생활과 밀접한 관련이 있는 '생분해성 재료로 만든 봉투가 가정용 음식물 쓰레기 수거를 위한 좋은 대안입니까?'라는 질문으로 요약할 수 있다. 이 연구 프로젝트는 바덴뷔르템베르크 주에서 후원하는 'BWPLUS 환경 자원 보호 프로그램(Lebensgrundlage Umwelt und ihre Sicherung)'을 위한 자금 지원을 받아 진행됐다.

에너지원으로서의 유기성 폐기물

독일에서도 비록 사람들이 폐기물을 분리해야 하지만, 상당한 양의 플라스틱은 여전히 유기성 폐기물과 함께 바이오 폐기물 재활용 공장으로 보내진다. 이것은 아마도 사람들이 그들의 집이나 아파트에서 유기성 폐기물을 수거하기 위해 비닐 봉투를 사용하는 것이 더 편리하거나 위생적이라고 생각하기 때문일 것이다. 그러나 수거된 비닐 봉투와 생분해성 플라스틱으로 만든 봉투 모두 유기성 폐기물이 재활용되기 전에 분리될 필요가 있으며, 그래야만 퇴비용 폐기물로 처리되지 않게 된다.

이것은 시간이 많이 걸리는 작업이며 일부 귀중한 유기성 물질은 항상 그 과정에서 손실되기도 한다. 사람들은 종종 종이 봉투를 대안으로 사용하는 것을 고려하지 않는데, 이는 종이 봉투가 습기에 덜 강하고 유기성 폐기물 수거통으로 가는 도중에 찢어질 수 있다고 믿기 때문이다. 이 때문에 대다수 가정의 유기성 폐기물 중 약 1/3이 일반 쓰레기와 함께 버려지는 이유 중 하나일 것이다. 그러나 유기성 폐기물은 귀중한 에너지와 중요한 식물 영양소의 원천으로서 엄청난 잠재력을 가지고 있다고 한다. 또한 전기 생산을 위해 사용할 수 있는 바이오가스의 공급원이 될 수 있으며, 퇴비와 같은 최종 제품은 유기질 비료로 사용할 수 있어 인공 비료 사용을 줄일 수 있다. 이는 유기성 폐기물을 재활용하는 것이 에너지 전환과 지속가능성에 중요한 기여를 하는 동시에 국제적인 대외 의존도를 줄일 수가 있게 된다.

생분해성 플라스틱도 분해 보장 안된다

생분해성 물질로 만든 비닐 봉투를 사용하는 것은 유기성 폐기물 수집을 위한 실행 가능한 솔루션이 될 수 있다. 그것들은 대중의 위생 요구 사항을 충족하고 재활용할 수 있는 유기성 폐기물의 비율을 증가시킨다. 그러나 이 쓰레기 봉투들은 정말 무해한가? 지난 몇 년 동안 미세 플라스틱 분석 방법이 개선됨에 따라 미세 및 나노 플라스틱이 환경에 미치는 잠재적 위험에 대한 지식과 인식도 크게 증가했다. 이 단계에서 입자가 작을수록 잠재적인 환경 영향이 커진다는 것이 분명히 드러났다. 프라운호퍼 ICT의 'BabbA' 프로젝트 매니저인 엔스 포르베르거(Jens Forberger)는 "퇴비에 대한 현재의 품질 기준은 플라스틱 조각에 대한 제한을 정의했지만 크기가 1mm가 넘는 조각만 고려하고, 더 작은 입자는 고려되지 않는다"면서 "생분해성 물질로 만든 봉투가 바이오 폐기물 재활용 공장에서 완전히 분해되지 않고 대신 미세 및 나노 플라스틱 입자로 분해되면 퇴비와 함께 환경으로 유입될 수 있다"라고 우려하면서, "그리고 현재 바이오 폐기물이 재활용 공장에서 처리되는 시간을 고려할 때 이는 현실적인 시나리오"라고 설명한다.

선구적인 파일럿 프로젝트

2019년 BabbA 프로젝트를 수행했던 연구원들은 처음으로 실제 조건에서 대중이 사용하는 것부터 재활용 공장에서 분해하는 방식에 이르기까지 모든 각도에서 생분해성 봉투를 체계적으로 조사하기 시작했다. 목표는 생분해성 봉투가 목적에 적합한지에 대한 신뢰할 수 있는 결론을 내리는 것이었다. 프로젝트 파트너들은 여름철과 겨울철에 대규모 실험을 통해  다양한 원료(Ecovio®, Mater-Bi®, 왁스 코팅 종이 봉투)로 만든 40만 개의 봉투와 정보 자료를 10,000 가구에 배포했다. 그리고 BEM 움벨트제르피체사는 연구자들과 협력하여 정보 캠페인 전후에 선정된 지역의 유기성 폐기물을 수거하고 분석했다. 그런 다음 연구원들은 그 결과로 만들어진 퇴비에서 플라스틱 조각을 조사했는데, 이 선구적인 BabbA 작업은 프라운호퍼 ICT가 주관한 MiKoBo 프로젝트에서 수행한 준비 작업 덕분에 가능했다. 이 이니셔티브에서 바이로이트 대학의 연구팀은 퇴비, 소화물 및 토양에서 미세 플라스틱을 검출하는 분석 방법의 토대를 마련했다. 

혁신적인 접근 방식과 실제 조건의 만남

이 프로젝트의 코디네이터 역할을 한 프라운호퍼 ICT는 BabbA 프로젝트의 혁신적인 접근 방식을 주도했다. 이 연구소는 BEM 움벨트제르피체와 협력하여 시범 지역에서 수거한 유기성 폐기물의 구성을 조사하여 수분 수준과 이물질 및 바이오 폐기물의 비율을 파악하는 등 일괄적인 분석을 수행했다. 포르베르거는 "우리는 접촉한 가정에 프로젝트에 대해 알리고 생분해성 봉투를 배포하기 전에 초기에 참조할 만한 내용물을 수집했습니다. 이를 통해 정보 캠페인이 끝난 후 여름철과 겨울철에 수거한 두 묶음을 실제의 원래 상태와 비교할 수 있었다"라고 포르베르거는 설명했다.

이 프로젝트의 성공 비결 중 하나는 연구자들이 실제 운영 중인 바이오폐기물 재활용 공장에 접근할 수 있게 해주어 생분해성 소재로 만든 봉투가 실제 조건에서 어떻게 쪼개지고 분해되는지 관찰할 수 있게 해준 BEM 움벨트제르피체 덕분이었다고 한다. 바이로이트 대학의 과학자들은 바이오폐기물 재활용 과정의 여러 지점(즉, 수거된 바이오폐기물부터 완성된 퇴비까지)에서 채취한 샘플의 모든 플라스틱 조각을 조사하기 위해 물질 흐름 분석을 실시했다. 재활용 공장에서의 테스트 외에도 호헨하임 대학의 연구원들은 프로젝트에 사용된 수거 봉투가 토양에서 얼마나 잘 분해되는지 테스트를 진행했다.

결론은 생분해성 봉투는 권장하면 안된다

최근 이를 바탕으로 프로젝트 BabbA의 최종 보고서가 발표되면서 연구진의 연구 결과도 공개되었다. 연구진은 실험을 통해 퇴비에는 1mm 미만의 미세 플라스틱이 다량 함유되어 있으며, 이러한 미세 플라스틱이 장기간 토양에 남아있을 수 있다는 사실을 입증했다. 프로젝트 그룹의 초기 평가는 생분해성 봉투가 완전히 분해된다는 것을 보장할 수 있을 때까지 실제 대규모 바이오 폐기물 재활용 공장에 생분해성 봉투를 도입하는 것을 피해야 한다는 것이었다. 또한, 종이 봉투와 생분해성 소재로 만든 봉투를 사용하는 것이 시범 프로젝트 기간 동안 각 가정에서 수거를 위해 내놓은 유기성 폐기물의 양에 긍정적인 영향을 미치지는 않는 것으로 나타났다. 수거된 유기성 폐기물의 양은 봉투를 가정에 배포했을 때 증가하지 않았으며, 일괄 분석 결과 폐기물에 포함된 이물질의 양은 시범 연구 이전보다 낮지 않은 것으로 나타났다. 이것이 바로 BabbA 프로젝트 그룹이 생분해성 소재로 만든 수거 봉투 사용을 권장하지 않는 또 다른 이유이지만, 종이 봉투가 유망한 대안이며 더 자세히 연구해야 한다는 결론이 나왔다. 연구진은 1mm 미만의 생분해성 봉투 조각이 높은 수준으로 발견되었기 때문에 퇴비화가 가능한 재료가 얼마나 잘 그렇게 될 수 있는지 평가하기 위한 현행 DIN 표준의 중요한 개정을 요구하고 있다. 전반적으로 이 보고서는 정부, 폐기물 처리 회사 및 일반 대중을 위한 구체적인 권장 사항을 제공하며 향후 유기성 폐기물 자원의 활용도를 높이는 데 크게 기여할 것으로 보인다.

참고로 2019년부터 2022년까지 BabbA 프로젝트의 선구적인 과학자들은 다양한 도시의 바이오 폐기물 재활용 공장에서 생분해성 재료로 만든 봉투가 어떻게 파편화되고 분해되는지 체계적으로 분석하기 위해 노력해 왔다고 한다. 그들은 또한 토양에서 처리되지 않은 퇴비화 생분해성 봉투 조각의 분해성에 대한 추가 실험실 테스트를 수행했다.