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[IT뉴스]화학적으로 안전하다던 플라스틱, 쪼개지면 독성 물질 생성

온카뱅크관리자

2026-10-15 05:07:25

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 미세플라스틱이 물과 만나면 생명체에게 해로울 수 있는 물질을 생성하는 것으로 확인됐다. 게티이미지뱅크 제공
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 화학적으로 안정한 물질로 여겨지는 플라스틱이 미세한 입자로 쪼개지면 물과 반응해 세포와 조직을 손상시킬 수 있는 물질을 생성한다는 연구결과가 제시됐다. 
 웨이 민 미국 컬럼비아대 화학·의생명공학과 교수와 테레사 헤드고든 미국 버클리캘리포니아대 교수 공동연구팀은 미세플라스틱이 물과 접촉할 때 '활성산소종(ROS)'을 자발적으로 생성하는 현상을 확인한 연구결과를 국제학술지 '네이처'에 14일(현지시간) 발표했다.
 플라스틱은 일반적으로 화학적 반응성이 낮아 식품 포장재나 생수병, 어린이 장난감 등 다양한 제품에 사용된다.
 플라스틱이 미세플라스틱이나 나노플라스틱으로 잘게 쪼개지면 부피에 비해 외부에 노출되는 표면적이 크게 증가한다. 연구팀은 새롭게 드러나 표면이 물과 반응해 ROS를 생성한다는 사실을 확인했다.
 ROS는 화학적으로 반응성이 뛰어난 산소 원자를 포함하는 분자나 라디칼을 통칭한다. 초과산화물 라디칼(•O2−), 과산화수소(H2O2), 수산화 라디칼 (HO•) 등이 대표적이다. 과도하게 생성되면 세포막이나 단백질, 디옥시리보핵산(DNA) 등을 손상시키는 '산화 스트레스'를 일으킬 수 있다.
 헤드고든 교수팀은 이론 계산과 분자동역학 시뮬레이션을 통해 플라스틱과 물 경계면에서 일어나는 전자이동을 분석했다. 분석 결과 물을 밀어내는 성질이 강한 '소수성' 플라스틱 표면 가까이에 존재하는 '수산화이온(OH-)'이 전자를 잃기 쉬운 상태가 되면서 반응성이 높은 수산화 라디칼을 형성했다.
 민 교수팀은 화학·생물학 실험으로 실제 활성산소 생성 현상을 확인했다. 실험 결과 플라스틱 입자가 작아질수록 물과 접촉하는 면적이 넓어지면서 ROS를 생성하는 영역이 늘어나는 것을 확인했다.
 민 교수는 "미세플라스틱이 주변의 물을 변화시키며 생성하는 ROS는 동물과 잠재적으로 인간에게 생물학적 손상을 가할 수 있다"고 설명했다.
 연구결과는 미세플라스틱이 생체 내에서도 화학적으로 활성 상태를 유지할 가능성을 제기한다. 사람의 혈액은 약 절반이 물로 이뤄져 있고 개별 세포 역시 일반적으로 60~80%가 물로 구성된다. 미세·나노플라스틱이 물이 풍부한 혈액이나 세포에 들어가면 ROS가 생성될 위험이 있다는 것이다.
 논문 공동저자인 베이잔 옌 컬럼비아대 라몬트-도허티 지구관측소 연구원은 "플라스틱 제조시설이나 세탁시설에서 배출되는 미세플라스틱이 수생 환경으로 유입될 수 있으며 일상생활에서도 전자레인지 가열이나 생수병의 햇빛 노출 등 여러 과정에서 미세플라스틱이 형성될 수 있다"고 설명했다.
 최근 미세·나노플라스틱이 인체에서 검출된 사례와 건강에 영향을 미칠 가능성을 제기하는 연구가 잇따르고 있다. 일부 연구에서는 미세·나노플라스틱 노출과 심근경색·뇌졸중·치매 사이 연관성이 보고됐다. 플라스틱이 화학적으로 비교적 안정하다고 알려진 만큼 어떤 과정으로 생체에 영향을 미치는지는 아직 명확하지 않다.
 연구팀은 이번 연구에서 확인한 ROS 생성 현상이 앞서 언급된 영향을 설명할 수 있는 하나의 잠재적 원리라고 설명했다. 다만 이번 결과만으로 미세플라스틱이 특정 질병을 직접 일으킨다고 판단할 수 있는 것은 아니라고 덧붙였다.
 박준우 국가독성과학연구소 환경안전성연구센터 책임연구원은 "기존 연구는 ROS 발생과 독성 사이 연관성을 확인했다면 연구팀의 연구결과는 어떻게 ROS가 발생되는지 규명했다는 차별점이 있다"고 평가했다.
 미세플라스틱이 인체와 생태계에 미치는 영향을 구체적으로 평가하기 위한 연구는 여전히 부족하다는 지적이다. 박 연구원은 "국내에서 오염 수준 모니터링은 꾸준한 정책적 움직임이 있다고 생각하나 본 연구결과처럼 오염 물질(미세 플라스틱)이 인체와 생태계에 어떤 영향을 줄 수 있는지, 그 위험 수준을 어떻게 정할 수 있을지에 대한 연구는 파편적으로 수행되고 있다"고 말했다. 이어 "특히 나노 플라스틱의 경우 이 같은 연구가 매우 부족하다"고 덧붙였다.
 박범순 KAIST 인류세연구센터장과 김지혜 KAIST 인류세연구센터 박사후 연구원은 "연구는 인류세 '표준화석'의 하나로 논의되어 온 미세 플라스틱이 단순히 지구 전역에 광범위하게 존재한다는 사실을 넘어 생화학적 과정에 적극적으로 관여할 수 있음을 보여준다는 점에서 중요한 의의를 지닌다"며 "플라스틱 오염은 단순히 폐기물의 발생과 축적이라는 문제로만 이해할 수 없으며, 플라스틱의 생산·사용·폐기 전반에 걸친 사회구조적 관심이 필요하다"고 강조했다.
 &lt;참고 자료&gt; doi.org/10.1038/s41586-026-11141-y
 [문혜원 기자 moony@donga.com]
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