식물 내부로 미세플라스틱이 흡수된 뿌리 세포 현미경 사진. c와 d는 a와 b의 빨간색 사각형 이미지를 확대한 사진이다. 안전성평가연구소 제공.

국내 연구진이 크기가 100나노미터(nm, 10억분의 1미터) 이하의 초미세플라스틱과 중금속으로 복합 오염된 토양에서 자란 식물체 뿌리에 초미세플라스틱이 흡수되고 미세화하는 현상을 처음으로 확인했다. 복합 오염된 토양에서 경작된 농작물이 인체에 유해한 영향을 줄 수 있다는 사실을 확인했다는 점에서 주목된다. 

안전성평가연구소는 한국과학기술연구원(KIST), 포스텍 연구진과 공동연구를 통해 초미세플라스틱과 중금속으로 복합 오염된 토양 환경의 식물 내부로 더욱 잘게 쪼개진 2차 미세플라스틱이 흡수될 수 있고 중금속 흡수량도 단순 중금속 오염 대비 15% 증가할 수 있다는 사실을 확인했다고 16일 밝혔다. 연구결과를 담은 논문은 영국왕립화학회 소속 국제학술지 ‘환경과학:나노’ 10월 표지 논문으로 선정됐다. 

미세플라스틱은 5mm 이하의 합성고분자화합물로 원래 작은 크기로 만들어진 1차 미세플라스틱과 사용과정이나 버려진 이후 크기가 작아진 2차 미세플라스틱으로 나뉜다. 크기가 100nm 이하의 경우 초미세플라스틱으로 통상 분류한다. 

지금까지 미세플라스틱의 해양과 담수 내 유해성과 모니터링 연구는 어느 정도 이뤄지고 있지만 토양 환경에서의 미세플라스틱 영향에 대한 연구와 이해는 부족한 상황이다. 현재 토양 환경에는 각종 매립 폐기물이 방치되고 있으며 흙 위에 덮어 햇빛을 차단하는 용도로 농작시 사용하는 플라스틱 필름인 ‘멀칭 필름’은 연간 70만t 이상이 활용되고 있다. 

이같은 방식으로 토양에 흡수된 미세플라스틱은 자연 분해가 어려워 토양에 지속적으로 쌓여 생물체에 생태계에 영향을 미칠 수 있다. 

연구진은 초미세플라스틱의 토양·식물 흡수와 미세화 현상을 확인하기 위해 카드뮴과 폴리스티렌의 나노입자로 복합 오염된 토양에서 ‘애기장대’를 키워 21일 된 뿌리와 잎의 횡단면 세포를 투과전자현미경을 통해 관찰했다. 애기장대는 식물 발달 및 생리학 연구에 주로 사용되는 배추과의 모델 식물이다. 

분석 결과 세포 내 초미세플라스틱의 입자 크기는 평균 30nm로 확인됐다. 이는 토양 내 최초로 주입한 입자 크기인 50nm보다 작으며 입자가 거칠게 변화한 사실도 확인됐다. 식물 대사 작용을 통해 나오는 저분자 유기산과 뿌리 표면으로부터 수 mm~1cm 범위의 ‘근권’ 주변 미생물 군집 활성 변화를 통해 초미세플라스틱이 단분자화되거나 더 작은 크기의 플라스틱 조각으로 분해되기 때문인 것으로 분석됐다. 

연구진은 “이번 연구결과를 바탕으로 국내 유통되고 있는 농산물에 대한 초미세플라스틱 흡수와 오염도 조사가 필요할 것으로 보인다”고 밝혔다. 
 

출처: https://www.dongascience.com/news.php?idx=50533