미세플라스틱이 우리가 먹는 음식에 침투하는 방법

플라스틱 오염은 우리 현대 생활 방식의 결정적인 유산 중 하나이지만, 이제는 너무 널리 퍼져서 자라는 과일과 채소에도 영향을 미치고 있습니다.

미세 플라스틱은 지구의 모든 부분에 침투했습니다. 그것들은 남극 해빙 , 가장 깊은 바다 해구 에 서식하는 해양 동물의 내장 , 전 세계의 식수 에 파묻힌 채 발견되었습니다  . 외딴 무인도의 해변 에서 플라스틱 오염이 발견되었으며 바닷물 샘플 에서 나타납니다. . 한 연구 에서는 전 세계 해양 상부에   약 24조 4000억 개의 미세 플라스틱 조각 이 있다고 추정했습니다 .

그러나 그것들은 물에만 있는 것이 아니라 육지의 토양에도 널리 퍼져 있으며 심지어 우리가 먹는 음식에도 포함될 수 있습니다. 무의식적으로 우리는 우리가 먹을 때마다 작은 플라스틱 조각을 먹고 있을지도 모릅니다.

2022년 환경실무그룹 분석 따르면 하수 슬러지가 종종 "영원한 화학 물질"이라고 불리는 과불화 및 폴리플루오로알킬 물질(PFAS)로 거의 2천만 에이커(80,937sq km)의 미국 농경지를 오염시킨 것으로 나타났습니다. , 플라스틱 제품에서 일반적으로 발견되며 정상적인 환경 조건에서 분해되지 않습니다.

하수 슬러지는 도시 폐수를 정화하고 남은 부산물입니다. 슬러지는 폐기 비용이 비싸고 영양분이 풍부 하여 미국과 유럽에서는 유기 비료 로 많이 사용된다 . 후자의 경우 이는 부분적으로 순환 폐기물 경제를 촉진하는 EU 지침 때문 입니다. 매년 약 800만~1000만 톤의 하수 슬러지 가 유럽에서 생산되며 이 중 약 40%가 농지에 퍼집니다.

카디프 대학 연구원들의 연구에 따르면 이러한 관행으로 인해 유럽 농지는 미세 플라스틱의 세계 최대 저장고가 될 수 있습니다 . 이것은 31,000~42,000톤의 미세 플라스틱 또는 86조~710조 개의 미세 플라스틱 입자가 매년 유럽 농지를 오염시킨다는 것을 의미합니다.

하수 슬러지 또는 바이오 고형물을 들판에 뿌리는 것은 세계 여러 지역에서 일반적인 관행입니다(제공: RJ Sangosti/The Denver Post/Getty Images)

연구원들은 매일 1mm에서 5mm(0.04in-0.2in) 사이의 미세 플라스틱 입자가 최대 6억 5천만 개가 영국 남부 웨일즈에 있는 한 폐수 처리장으로 유입되는 것을 발견했습니다. 이 모든 입자는 깨끗한 물과 함께 방출되지 않고 전체 중량의 약 1%를 차지하는 하수 슬러지로 남게 됩니다.

연구의 공동 저자이자 카디프 대학의 수력 환경 연구 센터의 부소장인 캐서린 윌슨은 농지에 도달하는 미세 플라스틱의 수는 "아마도 과소 평가일 것"이라고 말했습니다. "미세 플라스틱은 어디에나 있고 [종종] 너무 작아서 우리가 볼 수 없습니다."

그리고 미세 플라스틱도 오랫동안 그곳에 머무를 수 있습니다. Philipps-University Marburg의 토양 과학자들의 최근 연구에 따르면 34년 전에 하수 슬러지가 마지막으로 뿌려진 두 개의 농지 에서 표면 아래 최대 90cm(35인치)까지 미세 플라스틱이 발견되었습니다. 쟁기질로 인해 플라스틱이 슬러지가 적용되지 않은 지역으로 퍼졌습니다.

카디프 연구의 주저자이자 Hydro-environmental Research Centre의 박사 연구생인 James Lofty는 유럽의 농지 토양에 있는 미세 플라스틱의 농도는 해양 표층수에서 발견되는 양과 유사하다고 말합니다.

Wilson과 Lofty의 연구에 따르면 영국은 유럽에서 미세 플라스틱 농도가 가장 높은 곳 중 하나이며 매년 500~1,000개의 미세 플라스틱 입자가 농지에 퍼집니다.

Lofty는 육지에 대규모 미세플라스틱 저장소를 만들 뿐만 아니라 하수 슬러지를 비료로 사용하는 관행도 해양의 플라스틱 위기를 악화시키고 있다고 덧붙입니다. 결국 미세 플라스틱은 결국 수로에 남게 될 것입니다. 비가 토양의 최상층을 강으로 씻어내거나 지하수로 씻어내리기 때문입니다. "강과 바다의 [플라스틱] 오염의 주요 원인은 유출수입니다."라고 그는 말합니다.

캐나다 온타리오의 연구원들이 수행한 한 연구에 따르면 미세 플라스틱의 99% 가 처음에 슬러지가 수생 환경에 버려졌던 곳에서 먼 곳으로 운반되는 것으로 나타났습니다.

 

환경 오염

그러나 미세 플라스틱은 씻겨 나가기 전에 독성 화학 물질을 토양으로 침출할 수 있습니다. Lofty에 따르면 미세 플라스틱은 분해될 때 환경으로 방출될 수 있는 잠재적으로 유해한 화학 물질로 만들어졌을 뿐만 아니라 다른 독성 물질도 흡수 할 수 있습니다. .

의류, 화장품 또는 분해되는 더 큰 플라스틱의 작은 플라스틱 조각은 물 공급원과 토양에 쉽게 들어갈 수 있습니다(Credit: Aris Messinis/AFP/Getty Images)

 

환경 캠페인 단체인 그린피스(Greenpeace)가 이후에 공개한 영국 환경청(Environment Agency)의 보고서에 따르면 영국 농지로 향하는 하수 폐기물 은 "인간 건강에 위험을 초래할 수 있는 수준"의 다이옥신 과 다환 방향족 탄화수소를 포함한 오염 물질로 오염된 것으로 나타났습니다.

Kansas University의 농업 경제학자 Mary Beth Kirkham의 2020년 실험 에서는 플라스틱 이 카드뮴과 같은 독성 화학 물질을 식물이 흡수하는 매개체 역할을 한다는 사실을 발견했습니다. Kirkham은 당시 "플라스틱이 있는 토양에 카드뮴이 있는 식물의 밀 잎에는 플라스틱 없이 자란 식물보다 카드뮴이 훨씬 더 많았습니다." 라고 말했습니다 .

연구에 따르면 미세 플라스틱은 지렁이의 성장을 방해하고 체중을 감소시킬 수 있습니다. 이러한 체중 감소의 이유는 완전히 이해되지 않았지만 한 가지 이론은 미세 플라스틱이 지렁이의 소화관을 막아 영양분을 흡수하는 능력을 제한하여 성장을 제한할 수 있다는 것입니다. 이것은 지렁이가 토양 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 하기 때문에 더 넓은 환경에도 부정적인 영향을 미친다고 연구원들은 말합니다. 굴을 파는 활동은 토양에 공기를 공급하고 침식을 방지하며 배수를 개선하고 영양분을 재활용합니다.

플라스틱 입자는 식량 작물을 직접 오염시킬 수도 있습니다. 2020년 연구에 따르면 슈퍼마켓에서 판매하는 과일 및 채소 와 이탈리아 시칠리아 카타니아 지역 판매자가 판매하는 농산물에서 미세 플라스틱과 나노 플라스틱이 발견되었습니다. 사과는 가장 오염된 과일이었고 당근은 표본 채소 중에서 가장 높은 수준의 미세 플라스틱을 함유했습니다.

네덜란드 라이덴 대학의 환경 독성학 및 생물다양성 교수인 Willie Peijnenburg의 연구에 따르면 작물은 나노플라스틱 입자(크기가 1~100nm 사이 또는 인간 혈액 세포보다 약 1,000~100배 더 작은 작은 조각)를 주변에서 흡수합니다. 뿌리의 작은 균열을 통해 물과 토양 .

분석 결과 대부분의 플라스틱이 식물 뿌리에 축적되었으며 아주 적은 양만이 새싹까지 이동하는 것으로 나타났습니다. "잎의 농도는 1% 미만입니다."라고 Peijnenburg는 말합니다. 상추와 양배추와 같은 잎이 많은 채소의 경우 플라스틱 농도가 상대적으로 낮을 가능성이 높지만 당근, 무, 순무와 같은 뿌리 채소의 경우 미세 플라스틱을 섭취할 위험이 더 커질 것이라고 그는 경고합니다.

Peijnenburg와 그의 동료들의 또 다른 연구에서는 상추와 밀 모두에서 미세 플라스틱의 농도 가 주변 토양보다 10배 낮다는 것을 발견했습니다. Peijnenburg는 "우리는 가장 작은 입자만 식물에 의해 흡수되고 큰 입자는 그렇지 않다는 것을 발견했습니다."라고 말했습니다.

이것은 안심할 수 있다고 Peijnenburg는 말합니다. 그러나 많은 미세플라스틱은 천천히 분해되어 나노입자로 분해되어 "식물 흡수를 위한 좋은 공급원"을 제공한다고 그는 덧붙입니다.

플라스틱이 환경에서 완전히 제거되려면 수십 년이 걸릴 것입니다 – Willie Peijnenburg

Peijnenburg의 연구에 따르면 플라스틱 입자의 흡수는 작물의 성장을 방해하지 않는 것 같습니다. 그러나 음식에 쌓인 플라스틱이 우리 건강에 어떤 영향을 미치는지는 명확하지 않습니다.

특히 문제가 더 커질 것이기 때문에 이것을 이해하기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 Peijnenburg는 말합니다.

"플라스틱이 환경에서 완전히 제거되려면 수십 년이 걸릴 것"이라고 그는 말합니다. "위험이 현재 그다지 높지 않더라도 [농지에] 잔류성 화학 물질을 두는 것은 좋은 생각이 아닙니다. 쌓여서 위험을 초래할 수 있습니다." 

 

건강에 미치는 영향

플라스틱 섭취가 인간의 건강에 미치는 영향은 아직 완전히 이해되지 않았지만 이미 해로울 수 있다는 연구 결과가 있습니다. 연구에 따르면 플라스틱 생산 중에 첨가되는 화학 물질 은 내분비 시스템 과 우리의 성장과 발달을 조절하는 호르몬을 방해 할 수 있습니다.

플라스틱에서 발견되는 화학 물질은 암, 심장병 및 태아 발육 부진 을 비롯한 다양한 건강 문제 와 관련이 있습니다. 영국 헐 대학교(University of Hull) 연구원의 분석에 따르면 높은 수준의 섭취된 미세 플라스틱은 염증과 알레르기 반응을 유발할 수 있는 세포 손상을 유발할 수도 있습니다 .

연구원들은 인간 세포에 대한 미세 플라스틱의 독성학적 영향을 조사한 17개의 이전 연구를 검토했습니다. 이 분석은 실험실 테스트에서 세포에 손상을 일으키는 미세 플라스틱의 양을 식수 , 해산물 및 소금 을 통해 사람들이 섭취한 수준과 비교했습니다 . 섭취되는 양은 세포 사멸을 유발할 수 있는 양에 근접하지만 알레르기 반응, 세포벽 손상 및 산화 스트레스를 포함한 면역 반응을 유발할 수도 있음을 발견했습니다.

"우리의 연구는 우리가 세포에 유해한 영향과 일치하는 수준으로 미세플라스틱을 섭취하고 있음을 보여줍니다. 이는 많은 경우에 건강에 미치는 영향의 시발점입니다. "우리는 미세 플라스틱이 세포의 장벽을 넘어 깨뜨릴 수 있다는 것을 알고 있으며, 세포에 산화 스트레스를 유발하여 조직 손상의 시작을 알 수 있습니다."

플라스틱 조각은 식물의 뿌리에 가장 많이 축적되는 것으로 보이며, 이는 특히 덩이줄기와 뿌리 채소에 문제가 됩니다(Credit: Yuji Sakai/Getty Images)

Danopoulos는 미세플라스틱이 세포 파괴를 일으키는 방식에 대해 두 가지 이론이 있다고 말합니다. 날카로운 모서리가 세포벽을 파열시키거나 미세 플라스틱의 화학 물질이 세포를 손상시킬 수 있다고 그는 말합니다. 연구 결과 불규칙한 모양의 미세 플라스틱이 세포 사멸을 유발할 가능성이 가장 높은 것으로 나타났습니다.

"이제 우리가 이해해야 할 것은 우리 몸에 얼마나 많은 미세 플라스틱이 남아 있고 어떤 종류의 크기와 모양이 세포 장벽을 넘을 수 있는지입니다."라고 Danopoulos는 말합니다. 플라스틱이 일정 기간 동안 해로울 수 있는 수준으로 축적되면 인간의 건강에 훨씬 더 큰 위험을 초래할 수 있습니다.

그러나 이러한 답변이 없더라도 Danopoulos는 미세 플라스틱이 먹이 사슬에 유입되지 않도록 하기 위해 더 많은 주의가 필요한지 의문을 제기합니다. "슬러지가 미세플라스틱으로 오염되어 있고 식물이 토양에서 미세플라스틱을 추출할 수 있다는 사실을 안다면 이를 비료로 사용해야 할까요?" 그는 말한다.

 

하수슬러지 금지

네덜란드는 1995년부터 농지에 슬러지를 살포하는 것을 금지했다. 네덜란드는 처음에는 슬러지를 소각했지만 암스테르담 소각장 문제로 영국에 수출해 농지 비료로 사용했다.

스위스는 2003년 하수 슬러지 를 비료로 사용하는 것을 금지했는데, 그 이유는 "산업 및 개인 가정에서 생산되는 모든 범위의 유해 물질 및 병원성 유기체를 포함"하기 때문입니다. 미국 메인주도 환경 당국이 농지 토양, 농작물 및 물에서 높은 수준의 PFAS를 발견한 후 2022년 4월에 이 관행을 금지했습니다 . 농부의 혈액에서도 높은 PFAS 수치가 검출되었습니다. 광범위한 오염 으로 인해 여러 농장이 폐쇄 되었습니다.

새로운 메인 주법은 하수 슬러지가 포함된 퇴비의 적용, 판매 및 유통을 금지하지만 수출을 금지하지는 않습니다. 

그러나 하수 슬러지를 비료로 사용하는 것을 완전히 금지하는 것이 반드시 최선의 해결책은 아니라고 Cardiff University의 Wilson은 말합니다. 대신, 농부들이 천연 가스로 만든 합성 질소 비료를 더 많이 사용하도록 장려할 수 있다고 그녀는 말합니다.

"[하수 슬러지로] 우리는 끝없는 화석 연료 비료를 생산하는 대신 효율적인 방식으로 폐기물을 사용하고 있습니다."라고 Wilson은 말합니다. 슬러지의 유기 폐기물은 또한 탄소를 토양으로 되돌리는 데 도움이 되며 인과 질소와 같은 영양분으로 탄소를 풍부하게 하여 토양 악화를 방지한다고 그녀는 말합니다.

미세 플라스틱은 이제 오염 물질에서 오염 물질로 변화하는 첨단에 있습니다 – Evangelos Danopoulos

"우리는 핫스팟이 어디에 있는지 [결정]하고 관리를 시작할 수 있도록 하수 슬러지의 미세 플라스틱을 정량화해야 합니다."라고 Wilson은 말합니다. 미세 플라스틱 수치가 높은 곳에서는 하수 슬러지를 비료로 사용하는 대신 소각하여 에너지를 생성할 수 있다고 그녀는 제안합니다. 농지 오염을 방지하는 한 가지 방법은 폐수 처리장에서 지방, 오일 및 그리스(미세 플라스틱 함량이 높음)를 회수하고 이 "표면 쓰레기"를 슬러지와 혼합하는 대신 바이오 연료로 사용하는 것이라고 Wilson과 그녀의 동료들은 말합니다. .

이탈리아와 그리스와 같은 일부 유럽 국가는 하수 슬러지를 매립지에 처분하지만, 이러한 장소에서 환경으로 미세 플라스틱이 침출되어 주변의 육지와 수역을 오염시킬 위험이 있다고 연구원들은 경고합니다.  

Wilson과 Danopoulos는 모두 농지에 있는 미세 플라스틱의 양과 가능한 환경 및 건강 영향을 정량화하기 위해서는 훨씬 더 많은 연구가 필요하다고 말합니다.

Danopoulos는 "미세 플라스틱은 이제 오염 물질에서 오염 물질로 변하는 시점에 있습니다."라고 말합니다. "오염 물질은 있어서는 안 되는 곳에서 발견되는 것입니다. 미세 플라스틱은 우리의 물과 토양에 있어서는 안 됩니다. [미세 플라스틱이] 부작용이 있다는 것을 증명하면 오염 물질이 되고 [우리는] 법과 규제를 도입하라"