“바이로플라스틱”… 개발 배경 및 필요성

[디지털비즈온 김맹근 기자] 플라스틱은 다양하고 우수한 기능 및 저렴한 가격으로 현대인의 풍요로운 일상생활과 산업발달에 큰 공헌을 해왔다. 하지만, 대량으로 발생되는 플라스틱 폐기물은 소각이나 매립에 따른 환경호르몬 누출과 폐기물의 불완전 연소에 의한 대기오염 발생 등과 같은 심각한 환경오염의 원인으로 대두되고 있다.

이러한 플라스틱 폐기물 문제를 해결하기 위하여, 바이오플라스틱에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 바이오플라스틱의 실용 화 및 의무화 압력이 거세지고 있다.

최근 사회에서 가장 큰 이슈인 미세먼지를 구성하는 물질이기도 한 미세플라스틱은 인간과 자연환경 모두에 심각한 문제를 초래하고 있다. 특히 플라스틱 쓰레기 중 포장재 가 차지하는 비율이 점점 높아지고 있는데, 포장재는 제품 수명이 짧아 사용 직후 쓰레기 가 되는 특성이 있어 플라스틱 포장재 폐기물에 대한 대응이 시급하다.

폐플라스틱의 환경적 영향

육지에서 최종적으로 버려지는 폐기물들은 매립되거나 하천을 통해 바다로 유입된다. 지상에 매립된 플라스틱 폐기물은 안전한 지반형성을 방해하고 매립된 후에도 땅속에서 지하수로 유입되어 바다로 흘러간다. 소각했을 경우에는 염화수소와 다이옥신 등 유해물 질이 발생한다.

플라스틱과 관련하여 최근에 새롭게 부각되고 있는 환경문제는 해양 플라스틱 폐기물 및 미세플라스틱 문제이다. 초기에는 환경에 투기된 플라스틱 폐기물이 바다로 유출되어 바다 표면을 떠돌면서 해양생물의 피해를 야기하는 문제가 부각되었으나, 점차 연구가 진행되면서 작은 조각으로 쪼개진 미세플라스틱이 생태계 먹이사슬을 따라 생체조직에 광범위하게 축적되고 있고, 인체 이상을 일으킬 수 있다는 사실이 알려지면서 문제의 심 각성이 드러나고 있다.

우리나라 해양의 미세플라스틱 주요 오염원은 스티로폼(PS)으로 만들어진 부표이며, 부표가 해상을 떠다니면서 자외선 노출과 여러 종류의 풍화작용으로 2차 미세플라스틱이 형성하는 경우가 빈번히 이루어지고 있다. 해양을 비롯하여 환경에 광범위하게 투기된 플라스틱 폐기물은 미세화가 진행되면서 인간이 기술적으로 관리할 수 있는 범위를 넘어섰기 때문에 기존의 방법으로는 대응하기 어려운 상황이다.

폐플라스틱의 사회·경제적 영향

플라스틱과 관련된 환경문제는 생산, 소비, 폐기단계로 구분되어 각 단계별로 쟁점이 되고 있다. 플라스틱 생산과 관련한 환경 및 인체 유해성과 관련한 영향을 정리한 보고서 에 따르면 강화플라스틱 제조업체에서 스티렌 단량체(Styrene monomer)에 노출된 노 동자의 암 발생률 증가사례가 보고된 바가 있으며, 염화비닐 단량체(Vinyl chloride monomer, VCM) 공장의 노동자들이 VCM 질병이라 불리는 유전독성, 간암, 신경장애 에 걸린 사례가 보고된 바도 있다.

또한 자동차용 플라스틱 생산공장의 노동자들은 사출 성형 과정에서 발생하는 스프레이와 증기에 노출되고 있으며, 이 산업에 종사하고 있는 북미지역의 여성 노동자들 중 비정상적으로 높은 유방암 발병 및 생식장애가 보고되고 있다.

플라스틱 소비와 관련된 인체 유해성 논란은 플라스틱에 첨가제로 사용되는 프탈레이 트(Phthalates), 노닐페놀(Nonylphenol), 비스페놀A(BPA), 브롬계 난연제(BFR) 등이 원인이 될 것으로 보인다. 이들 첨가제는 환경호르몬이라고 불리는 내분비계 교란물질 혹은 발암물질(Carcinogenic)로 확정이 되거나 논란 중에 있기 때문이다.

폐기물 처리의 가장 보편적인 방법이 매립 또는 소각 및 재활용인데, 이 단계에서도 환경문제가 야기된다. 매립의 경우 장기간에 걸쳐 땅속에서 플라스틱이 분해되면서 매립 가스 발생 및 첨가제 등의 화학물질이 침출수로 유출될 수 있는 문제가 있다. 소각의 경 우에는 연소되면서 연소가스를 통해 오염물질이 대기 중으로 유출될 수 있다.

바이오플라스틱 개발 필요성

플라스틱은 타 재원에 비해 가격경쟁력, 우수한 기능, 반영구적 사용 등의 이점을 앞 세워 우리 사회·경제 속으로 빠르게 침투하였다. 반면에 매립에 따른 환경호르몬 침출, 미세플라스틱 문제, 소각 시 발생하는 대기오염물질, 온실가스 배출 등과 같이 심각한 환 경오염을 초래하기 때문에 전 세계적으로 각종 규제와 함께 기존의 난분해성 플라스틱의 대체소재 개발을 진행되고 있다.

플라스틱 문제를 해결하고 플라스틱 산업과 환경의 공 존을 위해 인체에 무해하고, 재활용이 용이하면서 가격경쟁력과 기존의 이점들을 유지하 는 플라스틱의 대체소재 개발이 필요하다.

바이오플라스틱은 원료가 되는 바이오매스로 시작하여 제품 생산, 그리고 마지막 생 분해까지 탄소중립(carbon neutral)을 달성할 수 있는 제품수명주기(product life cycle)을 가지기 때문에 지구환경문제와 플라스틱에 의한 사회적 이슈의 해결책으로 떠 오르고 있다.

실제로 일부 일회용품이나 산업용 제품에 국한되던 바이오플라스틱의 범주 가 전자제품, 생활용품, 섬유제품 등으로 넓어지면서 급격한 산업화가 시작되고 있다. 따라서, 기존 범용 화학제품 구조를 탈피하고 제품의 고부가가치화를 위한 근본적인 대안으로서 바이오매스를 원료로 하는 다양한 유기화학 핵심소재인 바이오플라스틱의 기술 경쟁력 확보가 필수불가결한 사항이다.

결과적으로 바이오플라스틱 제품 기술 경쟁에서 원천기술을 확보하고, 틈새시장을 확보하기 위해서는 연구개발 및 사업화에 국가적 역량을 집중해야 한다. 바이오 화학산업이 자동차, 섬유, 건설, 전자 등 전방 수요산업의 필요에 부합하는 제품을 만들어 공급할 때 소재와 수요 산업 간 원활한 선순환 구조와 혁신생태계가 조성된다.