썩지 않는 플라스틱, 햇빛 닿으면 온실가스도 배출한다

지난달 19일 태국의 코사무이만의 해변에 플라스틱 폐기물들이 흩어져 있다. AFP=연합뉴스

우리의 일상생활에서 햇볕 아래 놓인 플라스틱은 그 자체로 온실가스를 내뿜는다. 보통 플라스틱은 제조ㆍ소각될 때 온실가스를 내뿜는 것으로 알려져 있지만, 자연 상태에 있을 때도 탄화수소 가스를 배출한다는 연구 결과가 있다.

미국 하와이-마노이대 이노우예 해양 미생물학 연구실 소속 새라 로여, 새라 페론, 사뮤엘 윌슨, 데이비드 칼 연구원은 2018년 8월 관련 논문을 발표했었다.

이들이 발표한 ‘자연환경에서 플라스틱의 메탄ㆍ에틸렌 배출’ 논문에 따르면, 플라스틱 종류인 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 1.5g을 일주일간 태양광에 노출시켰을 때, 메탄 4,100피코몰(pmol)이 배출됐다. 1pmol은 1조 분의 1몰(1몰=6.02214×10²³개의 원자나 분자)을 의미한다. 이밖에 △폴리스티렌(PS) 730pmol △폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 500pmol △폴리프로필렌(PP) 170pmol 등 여러 플라스틱에서 메탄이 검출됐다.

메탄은 이산화탄소에 이어 가장 많은 온실효과를 일으키는 온실가스로, 대기중 양은 이산화탄소보다 적지만 온실효과는 25배가량 강한 것으로 알려져 있다. 이 밖에도 플라스틱에선 에틸렌, 에테인, 프로펜 등 다양한 온실가스가 검출됐다.

미 하와이-마노이대 이노우예 해양 미생물학 연구팀이 지난 2018년 약 200일간 플라스틱 저밀도폴리에스테린(LDPE)을 햇빛에 노출시켰을 때 방출된 탄화수소 가스 척도. 그래프 왼쪽은 사용한 적 없는 새 LDPE 알갱이를, 오른쪽은 미 하와이주 해양에 버려진 LDPE 조각을 가져와 세척 후 배양한 결과다. 양측 모두 메탄·에틸렌 등 온실가스가 검출됐다. 연구팀 제공

pmol은 분자 단위의 물질을 측정하는 매우 작은 단위지만, 연구진은 메탄 배출량이 시간이 지날수록 늘어나는 데다가 플라스틱 생산량이 막대하다는 점을 감안할 때 결코 무시할 수치는 아니라고 지적했다.

실제 연구진이 LDPE 알갱이 0.2g을 200일간 태양에 노출시키자 총 메탄 배출량은 약 50만pmol로 약 1,000배 이상 늘었다. 하루 배출량을 50일 간격으로 측정했을 땐 약 1,000pmol(50일차), 1,000pmol(100일차), 3,000pmol(150일차), 5,000pmol(200일차)로 증가해 시간이 갈수록 더 많은 양의 메탄을 배출한 것으로 조사됐다.

또한 연구진은 “공기에 노출된 표면적이 넓을수록 메탄 배출량이 늘었다”며 “미세플라스틱이 등장할 정도로 플라스틱이 잘게 쪼개지는 점을 감안했을 때 배출량은 더 많이 증가할 것”이라고 지적했다.

2015년 전 세계에서 생산된 플라스틱이 약 3억8,100만톤에 달하고, 향후 20년간 2배가량 증가할 것으로 예측되는 점을 고려하면 플라스틱으로 인한 온실가스 증가가 더 심해질 것이라고 내다봤다. 2018년까지 누적 생산량은 83억톤에 달하는 것으로 추산된다.

연구진은 태양의 자외선 등이 이 같은 현상을 일으킨 것으로 추정했다. 태양으로부터 나온 광입자가 플라스틱을 구성하는 고분자합성물의 분해를 촉진시켜 탄화수소 가스를 만들었다는 것이다. 실제 연구팀이 LDPE 1.5g을 알루미늄 호일로 은폐해 일주일간 태양광을 차단했을 땐 메탄이 전혀 발생하지 않았다. 연구진은 “플라스틱별 온실가스 배출량이 실측된 것은 처음”이라며 “전체 배출량과 온실효과에 대한 추가 연구가 필요하다”고 덧붙였다.

김현종 기자 bell@hankookilbo.com