[이스라엘] 미세플라스틱, 심각한 생태학적 문제 야기

바다 위의 공기에서 미세플라스틱(microplastics)의 발견은 이 위험한 오염의 확산을 드러낸다.

우리 해양의 플라스틱이 화학적으로 분해되지 않고 점점 더 작은 조각으로 쪼개지면서, 그 결과로 생긴 미세플라스틱은 심각한 생태학적 문제가 되고 있다.

이스라엘 와이즈만과학연구소(Weizmann Institute of Science)의 새로운 연구는 미세플라스틱(microplastics)이 5mm보다 작은 입자로 정의되는 성가신 측면을 밝혀냈다. 그것들은 대기 중으로 휩쓸려 올라가서 바람을 타고 맑게 보이는 부분들을 포함하여 먼바다에 떠 있는 부분으로 옮겨진다.

분석 결과, 그러한 미분자 조각은 몇 시간 또는 며칠 동안 공중에 떠 있을 수 있으며, 해양 환경을 해칠 수 있는 가능성을 확산시키고, 먹이사슬(food chain)을 기어올라 인간의 건강에 영향을 미칠 수 있다는 것이 밝혀졌다.

와이즈만과학연구소(Weizmann Institute of Science)의 지구 및 행성과학부서의 일란 코른(Ilan Koren) 교수와 식물 및 환경과학부서의 아사프 바르디(Assaf Vardi) 교수 그룹의 미리 트라닉(Miri Trainic) 박사는 "몇가지 연구들이 해안선 근처의 물 바로 위의 대기에서 미세 플라스틱을 발견했다"라면서 "하지만 우리는 겉보기에 깨끗한 물 위에서 하찮은 양을 발견해서 놀랐다"라고 말했다.

일란 코른(Ilan Koren) 및 아사프 바르디(Assaf Vardi) 교수와 와이즈만과학연구소(Weizmann Institute of Science)의 지구행성과학부의 이논 루디치(Yinon Rudich)는 해양과 공기의 접점을 이해하기 위해 고안된 연구에 대해 수년간 협력해왔다.

해양이 대기의 물질을 흡수하는 방법은 잘 연구되었지만, 휘발성, 바이러스, 녹조 파편 및 기타 입자들이 바닷물에서 대기로 휩쓸려 들어가는 반대 방향의 에어로졸화(aerosolization) 과정은 훨씬 덜 조사되었다.

이러한 지속적인 노력의 일환으로 2016년 타라 연구 선박(Tara research vessel)이 운항하는 동안 와이즈만과학연구소(Weizmann Institute of Science)에서 연구를 위해 에어로졸 샘플이 수집되었는데, 이 스쿠너(schooner)에는 한 번에 여러 국제연구팀이 모여 기후변화(climate change)의 영향을 연구하는데, 주로 해양 생물다양성(marine biodiversity)에 대한 연구가 이루어졌다.

와이즈만과학연구소(Weizmann Institute of Science)팀은 그들의 측정장비의 입구를 타라의 돛대들 중 한 개의 꼭대기에 부착했고, 스쿠너가 자체 생산한 에어로졸을 피하기 위해 한국인 그룹의 미셸 플로레스(J. Michel Flores) 박사는 스쿠너가 북대서양을 항해할 때 수집에 참여했다.

그들의 에어로졸 샘플에 갇힌 미세플라스틱(microplastics) 비트를 확인하고 정량화하는 것은 쉽지 않았는데, 그 이유는 입자들이 현미경 아래에서 가려내기 힘들었기 때문이다.

어떤 플라스틱이 대기 중으로 유입되는지를 정확히 이해하기 위해, 그 팀은 Dr.의 도움을 받아 라만 분광학 측정을 실시했다. 이도 핑카스(Iddo Pinkas) 화학연구지원팀, 화학물질 구성 및 크기를 결정한다.

연구원들은 표본에서 폴리스티렌(polystyr), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene) 등 일반적인 플라스틱의 높은 수준을 발견했다.

그리고 나서, 해양 위의 평균 바람 방향과 속도와 함께 미세플라스틱 입자의 모양과 질량을 계산하면서, 연구팀은 이 미세플라스틱의 근원이 아마도 해안 근처에 버려져 수백 킬로미터(km) 떨어진 바다로 흘러 들어간 비닐봉투와 다른 플라스틱 폐기물일 가능성이 높다는 것을 보여주었다.

시료 채취장 아래 바닷물을 검사한 결과 미세플라스틱이 바다 표면의 거품을 통해 대기 중으로 유입되거나 바람에 의해 유입돼 기류를 타고 바다의 외딴 곳으로 이동한다는 사실을 입증했다.

미리 트라닉(Miri Trainic) 박사는 "소형 플라스틱이 대기 중에 있으면, 그들은 마르고, 그들이 화학적으로 상호작용하는 자외선과 대기 구성 요소에 노출된다"라면서 "이것은 바다로 다시 떨어진 입자들이 그것들을 섭취하는 해양 생물들에게 이전보다 훨씬 더 해롭거나 독성이 강해질 수 있다는 것을 의미한다"라고 강조했다.

아사프 바르디(Assaf Vardi) 교수는 "게다가, 이 플라스틱들 중 일부는 모든 종류의 해양 박테리아를 위한 박테리아 성장의 발판이 되기 때문에, 공중 플라스틱은 해양 생물과 인간에게 해로운 병원성 박테리아를 포함한 몇몇 종들을 무료로 태워줄 수 있다"고 덧붙인다.

미리 트라닉(Miri Trainic) 박사는 "해양 에어로졸의 실제 미세플라스틱 양은 측정결과보다 거의 확실히 더 크다. 왜냐하면 우리의 설치로 인해 몇 마이크로미터 이하의 입자들을 감지할 수 없었기 때문이다"라고 강조했다.

미리 트라닉(Miri Trainic) 박사는 "예를 들어, 훨씬 더 작은 조각으로 분해되는 플라스틱 외에도, 화장품에 첨가되어 바다로 쉽게 씻겨 들어가거나 미세플라스틱 조각을 통해 바다에서 형성되는 나노 입자들이 있다"라고 덧붙였다.

플라스틱 입자의 경우 크기가 문제가 되는 것은 가벼운 입자가 장시간 공중에 떠 있을 수 있기 때문만은 아니다. 그들이 수면에 착륙할 때, 그들은 똑같이 작은 해양생물에게 잡아먹힐 가능성이 더 높아지는데, 물론 이것은 그들을 소화시킬 수 없다.

그러므로, 이 모든 입자들은 해양 유기체에 해를 끼치거나 먹이사슬을 타고 올라가 우리 몸으로 들어올 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

[원문보기]

Plastic Is Blowing In The Wind

The discovery of microplastics in the air above the ocean reveals the spread of this hazardous pollution

As the plastic in our oceans breaks up into smaller and smaller bits without breaking down chemically, the resulting microplastics are becoming a serious ecological problem.

A new study at the Weizmann Institute of Science reveals a troubling aspect of microplastics ? defined as particles smaller than 5 mm across. They are swept up into the atmosphere and carried on the wind to far-flung parts of the ocean, including those that appear to be clear.

Analysis reveals that such minuscule fragments can stay airborne for hours or days, spreading the potential to harm the marine environment and, by climbing up the food chain, to affect human health.

“A handful of studies have found microplastics in the atmosphere right above the water near shorelines,” says Dr. Miri Trainic, in the groups of Prof. Ilan Koren, of the Institute’s Earth and Planetary Sciences Department and Prof. Assaf Vardi of the Institute’s Plant and Environmental Sciences Department.

“But we were surprised to find a non-trivial amount above seemingly pristine water.”

Koren, Vardi and Prof. Yinon Rudich of the Institute’s Earth and Planetary Sciences Department have been collaborating for a number of years on studies designed to understand the interface between ocean and air.

While the way the oceans absorb materials from the atmosphere has been well studied, the opposite-direction’s process ? aerosolization, in which volatiles, viruses, algal fragments and other particles are swept from seawater into the atmosphere ? had been much less investigated.

As part of this ongoing effort, aerosol samples were collected for study in the Weizmann labs during the 2016 run of the Tara research vessel, a schooner on which several international research teams at a time come together to study the effects of climate change, primarily on marine biodiversity.

The Weizmann team affixed the inlet of their measuring equipment to the top of one of the Tara’s masts (so as to avoid any aerosols produced by the schooner, itself) and Dr. J. Michel Flores, of Koren’s group, joined the mission to tend to the collecting as the schooner sailed across the North Atlantic Ocean.

Identifying and quantifying the microplastic bits trapped in their aerosol samples was far from easy, as the particles turned out to be hard to pick out under the microscope.

To understand exactly what plastic was getting into the atmosphere, the team conducted Raman spectroscopy measurements, with the assistance of Dr. Iddo Pinkas of Chemical Research Support, to determine their chemical makeup and size.

The researchers detected high levels of common plastics ? polystyrene, polyethylene, polypropylene and more ? in their samples.

Then, calculating the shape and mass of the microplastic particles, along with the average wind directions and speeds over the oceans, the team showed that the source of these microplastics was most likely the plastic bags and other plastic waste that had been discarded near the shore and made its way into the ocean hundreds of kilometers away.

Checking the seawater beneath the sample sites showed the same type of plastic as in the aerosol, providing support for the idea that microplastics enter the atmosphere through bubbles on the ocean surface or are picked up by winds, and are transported on air currents to remote parts of the ocean.

“Once microplastics are in the atmosphere, they dry out, and they are exposed to UV light and atmospheric components with which they interact chemically,” says Trainic. “That means the particles that fall back into the ocean are likely to be even more harmful or toxic than before to any marine life that ingests them.”

“On top of that,” adds Vardi, “some of these plastics become scaffolds for bacterial growth for all kinds of marine bacteria, so airborne plastic could be offering a free ride to some species, including pathogenic bacteria that are harmful to marine life and humans.”

“The real amount of microplastic in the ocean aerosols is almost certainly greater than what our measurements showed, because our setup was unable to detect those particles below a few micrometers in size,” says Trainic.

“For example, in addition to plastics that break down into even smaller pieces, there are the nanoparticles that are added to cosmetics and which are easily washed into the ocean, or are formed in the ocean through microplastic fragmentation.”

Size, in the case of plastic particles, does matter, not only because lighter ones may stay airborne for longer periods. When they do land on the water’s surface, they are more likely to be eaten by equally small marine life, which, of course, cannot digest them.

Thus, every one of these particles has the potential to harm a marine organism or to work its way up the food chain and into our bodies.

[출처=워터온라인(https://www.wateronline.com/doc/plastic-is-blowing-in-the-wind-0001) / 2020년 12월 23일]