<사진. 담수에서 nano-PS 입자의 평균 크기는 약 70 nm였으며, 이 입자들에 대한 투과전자현미경(TEM) 사진
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

담수 유기생명체에 대한 플라스틱 나노입자의 영향에 대한 첫 연구사례

유기체는 바다 및 대양뿐만 아니라 담수에서도 플라스틱 나노입자에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있는 것으로 나타났다. 이런 입자들은 조류 성장을 저해하고 물벼룩의 기형을 야기하며, 작은 유기체와 어류의 의사소통을 방해한다. 네덜란드 Wageningen University 및 IMARES(Wageningen University and Research 소속)가 수행한 연구결과가 Environmental Science and Technology ("Nanoplastic Affects Growth of S. obliquus and Reproduction of D. magna")지 최신호에 게재되었다. 본 연구는 담수 유기체에 대한 플라스틱 나노입자의 영향을 연구한 첫 사례이다.

플라스틱 수프(plastic soup)로 알려진 바다 위를 떠다니는 플라스틱 조각은 해양생물에 심각한 영향을 미친다고 여겨졌지만, 지금까지 담수 환경에서 이런 플라스틱이 미치는 영향의 정도에 대해서는 연구가 매우 미미하였다. 플라스틱의 주요 발생원은 육상이기 때문에, 내륙에서의 플라스틱이 미치는 영향을 연구하는 것도 중요하다고 Bart Koelmans 교수는 연구 계기를 밝혔다. 연구팀은, 플라스틱의 절단 및 3D 프린팅과 같은 공정이나 모래의 마찰에 의한 작은 플라스틱 입자의 발생과 같은 과정을 통해 나노입자가 방출된다고 여기고 있다.

Koelmans의 연구팀은 수생 환경에서 플라스틱의 영향에 대한 상세한 연구를 진행하였다. 연구팀인 이전에 이미 어류 체내의 플라스틱의 존재, 플라스틱에서 발생한 독성물질이 홍합이나 갯지렁이와 같은 해양 유기체에 미치는 영향 및 체내 축적에 대한 연구를 진행한 바 있다.

담수에서 작은 플라스틱 입자가 미치는 영향에 대한 조사에서, 박사과정 학생인 Ellen Besseling 등은 물벼룩을 다양한 나노플라스틱 농도를 갖는 용액에 노출시켜 보았다. 나노입자의 농도가 증가할수록, 조류(algae)의 성장이 감소하였다. 물벼룩 또한 나노입자에 노출됨에 따라 개체의 크기가 감소하였으며, 새끼에서는 기형이 발견되었다. 이것은 담수 유기체에서 관찰된 첫 기형 사례이며, 이것이 생태계에 어느 정도 악영향을 미칠지 아직 가늠할 수는 없다고 Ellen Besseling은 밝혔다. 수생환경 내 나노입자의 근원, 농도, 영향 및 다른 유기체에 대한 추가적인 연구도 필요할 것이다.

본 연구를 위해서 물 속에 카이로몬(kairomone)이 포함된 경우와 포함되지 않은 경우 모두를 대상으로 하였다. 카이로몬은 어류가 방출하는 화학물질로, 물벼룩에게는 경고신호와 같은 역할을 한다. 연구팀은 나노입자가 존재할 때 카이로몬의 영향이 더 강해진다는 사실도 발견하였다. 따라서, 짝이나 먹이를 찾거나 포식자를 피하는 등의 화학적 의사소통이 광범위하게 사용될수록, 표준 생태독성학적 실험으로 검출하기 어려운 정도의 낮은 농도에서 발생하는 미묘한 교란이, 시간이 지남에 따라 플라스틱 나노입자에 노출된 생태계의 먹이그물을 변화시키는 결과로 나타날 수도 있다.

■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr