상층 해양의 미세플라스틱 연령을 추정하는 새로운 방법

Jun 09, 2023

일본 후쿠오카 — 규슈 대학과 Asahi Kasei Corporation의 연구원들이 상층 해양에서 발견된 미세 플라스틱의 연대를 추정하는 새로운 방법을 개발했습니다. 이 방법에는 플라스틱 산화 수준을 UV 노출 및 주변 온도와 같은 환경 요인과 함께 분석하는 방법이 포함됩니다.

연구팀은 새로운 방법을 적용해 북태평양 연안 및 해상에서 발견된 미세플라스틱의 연대를 추정했습니다. 그들은 근해 지역의 미세 플라스틱 수명이 0~5년인 반면, 연안 지역의 미세 플라스틱은 1~3년인 것을 발견했습니다.그들의 연구 결과가 출판되었습니다해양 오염 게시판(Marine Pollution Bulletin) 저널에 실렸습니다.

호수부터 바다까지 해양 환경에서 플라스틱은 가장 풍부한 유형의 오염물질입니다. 플라스틱 폐기물은 요소에 노출되면서 결국 분해되고 파편화됩니다. 길이가 5mm 이하로 분해된 플라스틱 폐기물을 '미세플라스틱'이라고 합니다.

"미세플라스틱 오염은 세계적인 문제로 인식되고 있습니다. 이전 연구에서는 약 24조 알갱이의 미세플라스틱이 존재하는 것으로 나타났습니다. 이번 연구를 주도한 규슈대학교 응용역학연구소 이소베 아츠히코 교수는 "그러나 이것이 환경이나 생물에 미치는 영향에 대해서는 아직 알려진 바가 거의 없다"고 설명했다. 우리가 가지고 있는 또 다른 큰 질문은 미세 플라스틱이 바다를 통해 얼마나 오랫동안 표류하느냐는 것입니다."

바다에서 발견된 미세 플라스틱의 나이가 얼마나 되는지 알아보기 위해 Isobe와 그의 팀은 우선 미세 플라스틱의 나이를 측정하는 데 어떤 측정 기준을 사용할 수 있는지 조사하기 시작했습니다.

Asahi Kasei Corporation의 연구원이자 이번 연구의 제1저자인 Rie Okubo는 "플라스틱에서 가장 흔한 재료는 폴리에틸렌이라고 합니다. 우리는 폴리에틸렌이 환경과 상호 작용하면서 산화되고 분해된다는 것을 알고 있습니다."라고 설명합니다. "이 분해 수준은 물질의 분자량 변화와 카르보닐 지수라는 것을 사용하여 측정할 수 있습니다. 간단히 말해서 폴리에틸렌이 분해되면 카르보닐 지수는 증가하고 분자량은 감소합니다."

물론 그것만으로는 충분하지 않습니다. 미세 플라스틱이 요소에 노출되기 때문에 팀은 온도와 UV 방사선이 플라스틱 분해에 어떻게 영향을 미치는지 표준화해야 했습니다. 연구팀은 먼저 폴리에틸렌 물질에 대한 일련의 노출 실험을 수행하고 UV와 온도의 다양한 조합이 물질의 분자량과 카르보닐 지수에 어떤 영향을 미치는지에 대한 데이터를 수집했습니다.

연구팀은 UVER(지면에서 UV 복사를 측정하는 자외선 홍반 복사)와 해수 온도가 플라스틱 분해의 가장 큰 원인 두 가지라는 사실을 발견했습니다.

"이 데이터를 얻은 후 우리는 이를 미세 플라스틱 샘플에 적용하기 시작했습니다. 모든 샘플은 수면에서 최대 1m 떨어진 상층 해양에서 채취되었습니다."라고 Okubo는 말합니다. "우리는 또한 다양한 지역에서 미세플라스틱을 수집했습니다. 일부 샘플은 해안에서 10~80km 범위의 일본 해안 근처에서 수집되었습니다. 다른 샘플은 북태평양과 필리핀해 한가운데 있는 연안에서 수집되었습니다."

연구팀은 수집된 미세플라스틱을 분석해 개별 샘플의 연령을 추정할 수 있었다. 그들은 근해 미세플라스틱의 범위가 0~5년인 반면, 해상 샘플의 범위는 1~3년임을 발견했습니다.

"우리는 연안 미세 플라스틱의 범위가 0년에서 5년 사이인 이유는 이들이 자주 해안으로 밀려와 더 오랫동안 '생존'하기 때문이라고 가정합니다. 반면에 연안 미세 플라스틱은 바다의 해당 부분에 도달하는 데 더 오랜 시간이 걸립니다. 3년이 넘은 미세 플라스틱을 발견하지 못했습니다."라고 Okubo는 설명합니다. "해상 미세 플라스틱은 더 깊은 바다에 침전되어 상층 해양에서도 제거될 가능성이 높습니다."

연구원들은 새로운 방법이 미세 플라스틱이 환경에서 어떻게 생성되고 확산되는지에 대한 더 나은 통찰력을 제공할 수 있기를 바라고 있습니다. 또한 이 데이터는 바다 건너 미세플라스틱을 추적하기 위한 보다 정확한 시뮬레이션을 개발하는 데 도움이 될 것입니다.