'골칫거리' 폐플라스틱 , 미생물이 해결한다[과학을읽다]

네이처 "미국 연구팀, 미생물 활용 2단계 처리 공법 개발"
혼합플라스틱 분해한 유기산으로 유용한 화합물 생산 가능

[이미지출처=연합뉴스]

[아시아경제 김봉수 기자] 플라스틱은 이론적으로 재활용이 어렵지 않지만, 현실적으론 수거되는 과정에서 온갖 종류들이 섞여 있어 분리 및 세척 등 비용이 많이 들어 골칫거리가 되고 있다. 방치돼 바닷속에서 미세플라스틱화되면서 생태계는 물론 인간에게도 치명적인 타격을 줄 수 있다는 우려까지 나온다. 그런데 미국 연구팀이 간단한 공정을 거쳐 혼합 플라스틱을 유용한 화학 물질로 분리하는 기술을 개발해 관심을 끌고 있다.

18일 국제학술지 '네이처'에 따르면 미국 국립재생에너지연구소(NREL) 연구팀은 식품 포장용 비닐로 주로 쓰이는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 건축자재ㆍ보온용 스티로폼의 소재인 폴리스티렌, 음료수병의 소재인 PET 등이 섞여 있는 혼합플라스틱을 분해해 재활용할 수 있는 2단계 프로세스를 개발했다.

연구팀은 우선 코발트ㆍ망간을 촉매로 한 산화 작용으로 혼합 플라스틱의 고분자 사슬을 분해해 산소가 함유된 유기산 분자로 분해했다. 사실 이 기술은 선행 연구가 있었다. 2003년 미국의 다국적 화학업체 듀퐁이 한 종류의 화학물질을 벤조산ㆍ아세톤으로 분해해 재활용하기 위해 연구 개발한 것이다.

연구팀은 여기에 한가지 공정을 추가했다. 토양 미생물, 즉 작은 유기물들을 먹이로 삼는 슈도모나스 푸티타라는 박테리아를 투입한 것이다. 이 박테리아들은 폴리에틸렌이 분해된 디카르복실산, PET에서 생성된 테라프탈산, 폴리스티렌이 분해된 벤조산을 먹어 치운 후 두 가지 유용한 화학물질을 배출했다. 우선 수술용 봉합사로 쓰이는 생분해 플라스틱인 폴리하이드록시알카노에이트를 만들어냈다. 또 고품질 나일론 원료로 쓰이는 베타-케토아디페이라는 물질도 생성했다.

하지만 아직 상용화까지는 갈 길이 남아 있는 상황이다. 연구팀은 수율을 높이기 위해 박테리아들이 유용한 화학물질을 생성시키는 데 가장 적합한 온도를 찾아내는 데 애를 먹고 있다. 또 이같은 업사이클 과정을 거쳐 생산한 화합물들이 실제 수요가 그리 많지 않다는 점도 걸림돌이다. 연구팀 관계자는 "온도 조절의 경우 이미 많은 경험과 지식들이 쌓여 있어서 관련 회사들이 본격적으로 연구하면 조만간 기술적 노하우를 갖출 수 있게 될 것"이라며 "공정 규모 확대 여부는 경제성에 달려 있다"고 설명했다.

한편 플라스틱 쓰레기는 연간 3억9000만t 이상이 배출되지만 대부분 재생되지 않은 채 버려지고 있다. 태평양에 거대한 플라스틱섬이 생겨날 정도다. 어류 폐사 및 미세 플라스틱 공포의 원인이 되고 있다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr