세안제나 화장품 성분으로 사용되지만 수생 동물 생태계에 심각한 영향을 미치는 미세플라스틱 ‘마이크로비즈’의 소재를 생분해 원료로 대체하는 연구결과가 발표됐다.
한국화학연구원은 13일 박제영·오동엽·황성연 박사팀이 포항공대(POSTECH) 연구팀과 게 껍질에서 추출한 키토산 천연물질을 활용한 마이크로비즈 대체 후보물질을 개발했다고 밝혔다.
마이크로비즈는 최대 직경이 5mm 이하의 미세 플라스틱 입자다. 화장품, 비누, 치약 등 생활용품에 첨가돼 글라이딩 효과나 세정력에 도움을 준다. 그러나 사용 후 강이나 바다로 흘러들어가 수질 오염 및 수생 동물 생태계를 교란시킨다.
만약 플랑크톤이 마이크로비즈를 먹이로 착각한다면, 상위 포식자를 통해 결국 인간에게까지 영향을 미칠 수 있다는 뜻이다. 유엔환경계획
위원회에서는 이러한 마이크로비즈를 '죽음의 알갱이'라고 표현한 바 있다.
미세플라스틱의 심각성을 인지한 각국에서는 마이크로비즈의 사용을 규제하는 법안이 만들어졌으며 국내에서도 2017년부터 마이크로비즈를 화장품에 사용할 수 없도록 금지하고 있다.
연구팀은 해양 천연물질인 키토산 고분자를 활용해 단단한 구형의 ‘키틴(chitin) 마이크로비즈’로 제조하고 뛰어난 오염물질 세정 성능을 확인했다. 이름은 ‘키토-비즈’로 명명했다.
키토-비즈는 마이크로비즈가 없는 경우 보다 약 2배, 금지된 미세 플라스틱 성분의 유해 마이크로비즈를 사용했을 경우 보다 약 1.2배 빠른 속도로 오염물을 제거했다.
또 키토-비즈는 표면에 존재하는 극성으로 중금속 이온도 제거할 수 있었다. 이러한 특성은 피부에 달라붙는 중금속 함유 미세먼지 제거에 효과적이다.
아울러 생화학적 산소요구량(BOD) 실험으로 키토-비즈의 생분해성을
평가한 결과 미생물 대사에 의해서 자연분해되는 것을 확인했고, 해수에서는 1개월 내외에 90% 이상 분해됐다. 비교 실험으로 비분해성으로 알려진 폴리에틸렌 비즈는 전혀 분해되지 않았다.
박제영 박사는 “이번에 개발한 마이크로비즈는 생분해성과 세정력을 모두 만족함으로써 환경오염이 없는 착한 소재라는 의미를 가진다”고 밝혔다.
이번 연구결과는 녹색화학분야 최고권위지인 영국왕립화학회 ‘그린 케미스트리(Green Chemistry, IF: 10.182)’에 표지논문으로 게재됐다.
