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Part 01. 미세플라스틱과 환경정책
2019년 11월 04일 (월) 09:45:37 워터저널 webmaster@waterjournal.co.kr

 창간 15주년 특집①    Ⅰ. 미세플라스틱, 환경문제로 급부상


“미세플라스틱, 통제가능한 수준의 규제 도입 필요”


해양 등 생태계에 광범위하게 존재하지만 인체에 악영향은 밝혀진 바 없어
관련 연구 불충분해 추가 연구 필요…기존 규제 검토 통해 정책 다변화해야

 

   
▲ 박 정 규
한국환경정책·평가연구원(KEI) 선임연구위원
Part 01. 미세플라스틱과 환경정책

60년간 세계 플라스틱 양 170배 증가

플라스틱유럽의 2013년 자료에 따르면 세계 플라스틱 양은 1950년 이래 빠른 속도로 증가해 1990년대에 100만 톤 이상을 기록했다. 이로부터 20년이 채 안 되어 2000년대 중반에 이르렀을 때 그 양은 200만 톤을 넘어섰고 2010년에 250만 톤을 돌파했다. 60년간 플라스틱 양은 170배가량 증가했다.

폐플라스틱으로 인한 환경오염과 이에 따른 생태계 악영향 문제는 지금 이 순간에도 일어나고 있으며 비단 어제 오늘의 일이 아니다. 한 예로 지난 3월 28일 이탈리아 사르디니아섬의 포르토체르보 해안가에서 8미터 길이의 암컷 향유고래가 숨진 채 발견됐다. 사체를 부검한 결과, 고래 뱃속에는 비닐봉투와 그물망, 전깃줄, 접시 등 무려 22㎏의 플라스틱 쓰레기가 들어있었다.

   
▲ 지난 3월 28일 이탈리아 사르디니아섬의 포르토체르보 해안가에서 8미터 길이의 암컷 향유고래가 숨진 채 발견됐다. 사체 부검 결과 고래 뱃속에는 22㎏에 달하는 플라스틱 쓰레기가 들어있었다. [사진출처 = AP뉴시스]

미세플라스틱은 엄연한 해양쓰레기

플라스틱 쓰레기로 인한 해양오염 문제와는 별개로 최근, 미세플라스틱이 생태계와 인간 건강에 미치는 영향에 대한 우려가 제기되면서 국제기구를 중심으로 미세플라스틱에 관한 정책적 관심이 높아지고 있다. 2010년 유네스코 정부간해양위원회(UNESCO-IOC)는 4대 중기 전략목표 중 하나인 ‘해양생태계의 건강 보호’ 분야에서 미세플라스틱을 해양생태계 보호를 위한 4대 이슈 중 하나로 선정했다.

유엔환경계획(UNEP)과 미 국립해양대기청(NOAA)은 2011년 전 세계에 해양쓰레기 문제의 심각성을 알리고 플라스틱 쓰레기 투기를 줄이자는 취지로 하와이 호놀룰루에서 해양쓰레기의 삭감·관리에 관한 ‘호놀룰루 전략(Honolulu Strategy)’을 채택했으며, 유엔(UN)은 2012년 국제기구들이 공동으로 지원하는 해양환경 보호를 위한 과학자 자문그룹‘GESAMP’를 결성했다. 2014년 UNEP는 미세플라스틱을 해양쓰레기 문제에 포함시켰다. 

 미세플라스틱 관련 연구 수도 2010년을 기점으로 폭발적으로 증가했다. 세계 우수학술논문 인용지수인 스코퍼스(Scopus)의 2019년 3월 21일자 통계에 따르면, 미세플라스틱 관련 연구 총 1천845건 중 2010년 이후에 진행된 것이 1천400건 이상이며, 건수는 매해 증가하고 있다. 참고로 올해 1월부터 3월까지 진행된 연구는 238건이다.

   
▲ 한국환경한림원이 지난 9월 26일 양재동 스포타임 5층 멜론홀에서 ‘생명을 위협하는 미세플라스틱 : 관리동향과 정책방향’이라는 주제로 개최한 ‘제51차 환경리더스포럼’에서 박정규 한국환경정책·평가연구원 선임연구위원이 ‘미세플라스틱과 환경정책’이라는 주제로 발표를 하고 있다.

1㎚ 이상 5㎜ 이하 고체 플라스틱 입자

미세플라스틱과 관련해 아직 국제적으로 합의된 정의는 없으나, 보편적으로 ‘분해되지 않은 5㎜ 이하의 플라스틱 입자’로 정의된다. 이는 2009년 미 국립해양대기청(NOAA) 주최로 열린 한 국제워크숍에서 어느 전문가가 제시한 개념이다. 2015년 유엔의 해양환경 보호를 위한 과학자 자문그룹인 GESAMP는 나노물질과의 구분을 위해 ‘1㎚(나노미터) 이상 5㎜ 이하 크기의 고체 플라스틱 입자’라고 재정의했다.

최근 유럽화학물질청(ECHA)은 미세플라스틱의 길이와 비율을 고려해 크기를 보다 구체적으로 정리해 발표했다. 그들이 정의한 미세플라스틱은 ‘첨가제 또는 기타 물질이 포함될 수 있는 고형 폴리머 함유 입자로 구성된 물질이면서 모든 차원에서 1㎚ 이상 5㎜ 이하인 입자’이다. 섬유의 경우 길이가 3㎚ 이상 15㎜ 이하이고 길이 대 직경비가 3을 초과하는 입자를 일컫는다. 단, 화학적으로 변형되지 않은 자연발생 폴리머와 생체 분해성 폴리머는 제외했다.

미세플라스틱의 특성은 △고체상 물질 △물에 잘 녹지 않는 물질 △인공 합성 물질 △자연적인 분해·반응이 느린 물질 △작은 크기의 물질 △고체 상태의 중합체를 포함하는 플라스틱 물질 등 6가지로 요약된다.

   
 
제조·생산 크기 따라 1·2차로 구분

미세플라스틱은 여러 발생원에 의해 환경 중으로 유출되며, 매체별 환경은 물론 생체와 인체에 이르기까지 생태계 전반에 분포하는 오염물질이다. 미세플라스틱은 제조와 생산 당시의 크기에 따라 1차 미세플라스틱과 2차 미세플라스틱으로 구분된다. 1차 미세플라스틱은 사용목적을 가지고 제조·생산 당시부터 의도적으로 작게 만들어진 5㎜ 이하 미세플라스틱이고, 2차 미세플라스틱은 5㎜가 넘는 플라스틱이 마모·분해되어 5㎜ 이하의 크기로 변한 미세플라스틱이다.

1차 미세플라스틱의 주요 발생원으로 △화장품 △세제 및 유지제 △농업 및 원예품 △오일과 가스 △페인트와 코팅제 △건축용품 △의료용품 △의료기기 등이 있다. 2019년 유럽화학물질청은 유럽연합(EU)의 1차 미세플라스틱의 발생원 추정연구를 통해 1차 미세플라스틱 제품군 8가지를 이 같이 제시했다.

   
 
또 유럽지역의 1차 미세플라스틱 연간 총 사용량은 5만1천250톤이며 연간 유출량은 3만6천 톤에 달한다. 이 중 비료나 비료첨가제 등 농업 및 원예품에 사용된 미세플라스틱 양이 연간 2만3천500톤으로 가장 많으며, 이어 △세제 및 유지제 9천700톤 △화장품 9천300톤 △페인트와 코팅제 5천200톤 순이다. 

2차 미세플라스틱의 주요 발생원으로는 △인조잔디 △타이어 △합성섬유 △원재료로서의 플라스틱 △농업용품 △페인트 및 코팅용품 등이 있다. 비중을 보면 합성섬유가 35%로 가장 많고, 이어 타이어 28%, 도시먼지 24%, 도로마킹 7% 순이다.

   
 
타 분야 비해 담수 부문 연구 미진

지금까지 확인된 결과, 미세플라스틱은 해양을 포함해 담수생태계, 대기, 토양 등 여러 매체에 광범위하게 존재한다. 각 매체별 환경오염에 대한 연구동향을 보면 주로 해양환경 부문을 중심으로 연구가 수행되고 있으며, 육상환경 부문에서는 하천과 하구에 대한 연구가 비교적 다수 진행되고 있다. 토양과 대기 부문 연구는 부족한 실정이다.

연구는 아직 미흡하지만 배출특성에 대한 제한적 연구 수행 결과, 토양환경 중 농업용지의 1차 미세플라스틱 유입 가능성이 확인됐다. 도시먼지의 대기 침적, 강우 유출(runoff) 등 비점오염원에 의해 원거리 토양오염이 발생한 것으로 추정되며, 매립지 침출수에 의한 국지적인 토양오염 가능성도 제기됐다.

담수환경 중으로의 미세먼지 배출 특성도 일부 정량적으로 확인됐다. 이탈리아와 프랑스에서 세탁에 의한 섬유입자 배출량(하수), 도로 유출에 의한 타이어 마모입자 배출량(하천)에 대한 실험 및 모델링 연구를 진행한 결과 합성섬유와 펠렛(1차 미세플라스틱) 산업, 하수처리수 유입 등이 주요 점오염원으로 추정됐다. 

이에 비해 미세플라스틱 거동에 대한 연구는 전반적으로 부족하며, 특히 해상 부문보다 육상 부문의 연구가 더 미흡한 수준이다. 기존 다매체모형(SimpleBox)을 활용한 거동 연구, 담수 및 유역 중심의 모델링 연구가 시도되고는 있지만 토양과 대기환경 부문의 경우 거동 정보가 부족해 신뢰성 있는 모형화는 어려운 수준으로 평가되고 있다.

인체 위해성은 명확히 밝혀지지 않아

미세플라스틱의 생체 노출은 해양생물을 중심으로 확인되고 있다. 유럽화학물질청에 따르면 현재까지 약 220여 생물종에서 미세플라스틱의 섭취가 확인됐으며, 어류보다 패류에서의 노출 수준이 높은 것으로 확인됐다. 실제 홍합, 굴, 바지락, 피조개 등에서 검출이 확인된 연구사례가 있다.

반면 미세플라스틱의 인체 노출은 식품 섭취, 호흡 등에 의한 가능성이 제기되고 있다. 2018년 핀란드, 네덜란드 등 여러 국적의 8명을 대상으로 한 대변조사에서 대변 10g 당 약 20개의 미세플라스틱 입자가 검출됐으나 아직까지 소화기관에서 검출된 사례는 없다. 또 1998년 미국 폐암 환자의 폐조직에서 섬유형 미세플라스틱이 검출된 적이 있어 대기환경에 의해 호흡기관으로의 노출 가능성이 제기됐으나, 구체적인 경로는 밝혀지지 않았다.

미세플라스틱이 인체에 미치는 영향 연구는 아직 초기 단계로, 인간에게 노출 가능한 일부 식품이나 생체 또는 인체로부터 검출 유무를 확인하는 수준이다. 올해 미국 등에서 미세플라스틱의 인체 노출량에 대한 정량적 평가를 일부 시도한 것으로 알려졌으나, 현재까지의 식품, 실내외 먼지 조사 자료를 통한 섭취량, 흡입량이 제한적으로 추정된다.

   
 
다양한 생물학적 수준서 독성영향 관찰
 
미세플라스틱의 영향은 크게 △미세플라스틱 섭취로 인한 물리적 영향 △소재적 특성으로 인한 화학적 영향 △생체 및 인체에 대한 독성 영향 △먹이사슬을 통한 생물 농축 등 4가지로 구분할 수 있다.

미세플라스틱 섭취로 인한 물리적 영향은 영양 감소, 구조적 피해(창자 찢어짐 등), 염증 반응, 조직학적 변화 등을 의미한다. 섬모충류부터 어류에 이르기까지 다양한 수생태계 생물종에서 소화관 막힘, 먹이섭취의 감소, 장기 내부 손상 등이 확인되고 있다.

가소제나 소수성 오염물질 등이 흡착된 미세플라스틱을 생물이 섭취하여 생물 체내로 이동하는 기작에 대한 매개체 역할(화학적 영향) 여부는 최근 몇 년간 미세플라스틱을 연구하는 이들에게 주요 관심사였다. 일부 연구에서 미세플라스틱이 소수성 유기오염물질, 특히 잔류성 유기오염물질(POPs) 물질을 흡착 후 섭취를 통해 생물의 체내로 이동시키는 매개체 역할을 한다는 보고도 있었으나, 최근의 연구(Burns and Boxall, 2018)에서 이에 대한 근거가 불충분하다고 밝혀졌다.

독성 영향은 미세플라스틱과 관련된 화학물질에 대한 잠재적인 독성 영향을 의미한다. 2019년 SAPEA(Scientific Advice Mechanism) 자료에 따르면 세포, 장기·기관, 개체, 군집 등 다양한 생물학적 수준에서 미세플라스틱의 독성 영향이 관찰되고 있다. 다만 대부분 개체 수준 이하에서 실험이 진행된 것과 개체군 및 군집 수준의 연구가 아직 부족해 실제 환경을 반영한 보다 적극적인 시험 연구가 요구된다.

생물농축은 곧 미세플라스틱의 먹이사슬 내 이동을 의미한다. 서식지와 연관되지 않은 미세플라스틱이 해양 생물의 사체 또는 분비물에서 확인되거나, 미세플라스틱을 가진 동물플랑크톤을 섭취한 어류, 패류, 갑각류 등의 내장에서 미세플라스틱이 발견되는 경우 등이 이에 해당한다. 하지만 이에 대한 근거가 명확히 밝혀진 바 없어 소수성 유기오염 물질의 농축에 대한 추가적 연구가 필요하다.

   
 
유형에 따라 정책 집행범위·대상 구분

미세플라스틱의 영향을 줄이기 위한 국제사회 대응은 △이니셔티브 프로그램 △자율규제 △입법규제 등 세 가지 형태로 구분된다. 이니셔티브 프로그램은 산업계와 국가, 시민단체, 학계 등 다양한 이해당사자가 함께 참여해 미세플라스틱 퇴출 프로그램을 운영하는 것이다. 입법 규제는 행위제한 규정을 제정해 국가와 관련 기관 주도 아래 미세플라스틱 생산·사용 등을 규제하는 것이며, 자율규제는 산업계 주도로 미세플라스틱 사용·생산량을 줄이고 국가가 지원·관리하는 것이다. 1차 미세플라스틱을 예로 보면 한국, 미국, 캐나다, 스웨덴, 영국, 이탈리아, 뉴질랜드 등이 입법규제를, 노르웨이, 독일, 호주 등이 자율규제를 시행 중이다.

미세플라스틱 관련 정책의 집행범위 및 대상은 미세플라스틱 유형에 따라 다르게 적용되고 있다. 1차 미세플라스틱 관련 정책은 미세플라스틱의 퇴출을 유도하기 위한 제품군별 행위규제에 중점을 둔다. 입법규제를 시행하고 있는 국가의 대부분은 1차 미세플라스틱에 대한 행위를 제한하며, 1차 미세플라스틱 자체 또는 그것을 포함하는 제품군이 정책 대상이 된다. 

 2차 미세플라스틱 관련 정책은 지속가능한 자원 활용과 순환을 목표로 한다. 폐기물 관리, 해양쓰레기, 플라스틱 재활용 및 사용제한 등 정책 전략 단위의 목표 관리를 중점적으로 다룬다. 최근에는 인조잔디, 타이어, 세탁 등 일상생활 속에서 발생하는 2차 미세플라스틱을 관리할 필요가 있다는 데에 합의가 모아졌다.

   
 
미세플라스틱을 제한물질로 지정 추진

전 세계적으로 1차 미세플라스틱에 대한 관리는 입법규제와 자율시행의 방식으로 진행되고 있다. 우리나라를 포함한 8개 국가에서 1차 미세플라스틱 사용에 관한 입법규제를 시행하고 있으며, 시행 국가 모두 1차 미세플라스틱의 사용·생산·유통 등에 대한 규제를 적용하고 있다.

1차 미세플라스틱에 대해 자율규제를 진행 중인 국가로는 유럽권에서 네덜란드와 노르웨이, 벨기에 등이 있고 비유럽권에서 호주가 있다. 네덜란드나 노르웨이의 경우 산업체가 자율적으로 노력하고 있으며, 벨기에는 자율규제를 시행하고 있지만 입법규제로 전환하고자 법률 제정을 준비 중이다. 호주는 산업체 주도로 1차 미세플라스틱 사용을 제한하고 있으며, 정부에서 시행 효과를 분석한 후 입법규제 여부를 결정할 방침이다.

최근에는 미세플라스틱의 유해성에 발빠르게 대응하기 위해 미세플라스틱을 제한물질로 지정하려는 움직임도 나타나고 있다. 유럽화학물질청에서는 모든 종류의 화장품과 개인용품에 의도적으로 포함된 미세플라스틱을 제한물질로 지정하기 위한 준비서작업(REACH)에 착수했다. 지난 1월 시장분석, 위해성 평가, 대체물질 및 사회경제성 평가 등을 토대로 REACH 제한물질 등록제안보고서가 발간되어 유럽위원회에 제안됐으며, 이에 대한 결과는 2020년경 발표될 것으로 예상된다.

   
 
G20, ‘해양쓰레기 실행계획’ 채택

2차 미세플라스틱에 대한 국제규제는 크게 해양쓰레기 저감활동과 플라스틱 재활용 및 사용제한으로 요약된다. 미국의 경우 해양폐기물 관리를 위해 2006년에 「해양쓰레기법(Marine Debris Act)」을 제정해 시행하고 있다. 네덜란드는 지난 2015년부터 올해까지 트램프(TRAMP, Technologies for the Risk Assessment of MicroPlastics) 프로젝트를 수행하고 있으며 건강 위해성 평가 기법 등에 대한 연구를 진행 중이다.

유럽연합(EU)은 2차 미세플라스틱이 발생할 수 있는 비닐봉투, 면봉, 빨대와 같은 일회용 플라스틱 사용을 제한하고 있다. 또한 순환경제 전략 및 플라스틱 규제에 따라 플라스틱 제품 재활용 제고, 플라스틱 폐기물 발생량 감축, 투자 및 혁신 유도, 국제협력 등 다각적인 관리 정책을 연계해 추진 중이다.

국제기구, 산업계 등에서도 활발한 활동을 펼치고 있다. G20은 2017년 7월에 열린 G20정상회담에서 해양플라스틱, 미세플라스틱을 포함한 해양쓰레기가 인류 건강과 지구 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 ‘G20 해양쓰레기 실행계획’을 채택했고, 유엔의 해양환경 보호를 위한 과학자 자문그룹(GESAMP)은 국제 워크숍에서 미세플라스틱을 세계적인 관심물질로 지정했다.

   
 
규제 저항 줄여 산업계 부담 낮춰야

그러나 국내에서는 언론 보도 등으로 미세플라스틱에 관한 사회적 관심이 이제 시작되는 단계로, 현황 진단조차 수행된 바 없다. 이에 일각에서는 미세플라스틱 규제정책의 합리성에 의구심을 나타냈다.

플라스틱 생산량 및 폐기물의 양은 날로 증가하고 있고 제품 내 미세플라스틱 사용범위는 광범위하기 때문에 환경 중 미세플라스틱의 분포는 예측이 불가능하다는 설명이다. 그러나 인간만이 만들어 낼 수 있는 미세플라스틱에 대한 불확실성과 예측 불가능성 그 자체가 관리의 필요성을 반증하는 셈이다.

따라서 환경문제의 사전예방 원칙과 미래세대를 고려하는 통제가능한 수준에서의 규제 도입이 필요하다. 우선 미세플라스틱에 대한 사회적 인식이 부족해 관련 정책을 설계하는 데 어려움을 겪고 있다. 이에 미세플라스틱 발생 및 사용량, 환경 배출과 분포 현황 등을 토대로 연구개발(R&D)을 활성화하여 정책 수립에 필요한 정보를 확보해야 한다.

미세플라스틱 특성을 고려한 유형별, 단계별 정책 설계 또한 미흡하다. 정책수단을 다변화해 1차 미세플라스틱과 2차 미세플라스틱을 나눠 관리하는 것이 옳다. 1차 미세플라스틱이 포함된 제품은 인체에 노출될 수 있는 양에 따라 라벨을 표시하거나 사용을 제한하고,  2차 미세플라스틱의 경우 폐기물 관리 우선순위를 고려한 정책 설계와 물질흐름도 파악을 통한 전주기적 관리 방안을 마련해야 한다.

또한 부처 간 협력체계를 구축해 체계적인 관리전략을 마련하고 정책 피드백을 강화해야 한다. 추가 규제에 관해서는 단계적으로 집행함과 더불어 정책 정보를 적극적으로 제공 및 지원해야 한다. 무엇보다 규제 저항성을 최소화시켜 산업계를 지원하는 방안을 모색하고 산업계 부담감을 완화시켜야 할 것으로 판단된다. 

[『워터저널』 2019년 11월호에 게재]

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