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식물이 미세 플라스틱 오염의 해결책이 될 수 있을까?

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미세 플라스틱 오염은 오늘날 세계가 직면한 가장 큰 과제 중 하나가 되고 있습니다.

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지름이 최대 5mm인 이 작은 플라스틱 입자는 토양, 담수, 바다, 심지어 우리가 호흡하는 공기, 마시는 물, 먹는 음식에서도 발견될 수 있습니다[1][2]. 미세 플라스틱은 신생아의 태반을 포함한 다양한 인간 장기에서 검출될 정도로 널리 퍼져 있습니다. 미세 플라스틱에 노출되면 심각한 건강 문제가 발생할 수 있으며, 여성이 특히 취약합니다. 건강 영향에는 인간 유전학, 뇌 발달, 호흡 속도의 변화 등이 포함될 수 있습니다[2][3]. 그러나 식물은 미세 플라스틱 오염과의 싸움에서 예상치 못한 영웅 역할을 할 수 있으므로 이 문제에 대한 해결책을 제공할 수 있습니다.

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브리티시 컬럼비아 대학교의 바이오제품 연구소 연구자들이 최근 발견한 바에 따르면, 차, 커피, 와인에 풍미를 주는 천연 화합물인 타닌을 목재 먼지 층에 첨가하면 물에 존재하는 미세 플라스틱 입자를 거의 100% 포집할 수 있는 천연 필터를 만들 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다[4].

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연구팀은 실험실에서만 실험을 수행했지만, 프로젝트 상용화를 위한 적절한 파트너의 도움을 받으면 이 설정을 쉽고 저렴하게 확장할 수 있다고 확신합니다[5].

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미세 플라스틱은 소비자 제품과 산업 폐기물의 분해로 생성된 작은 플라스틱 조각입니다.

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UBC의 BioProducts Institute의 과학 책임자이자 Forest Bioproducts의 Canada Excellence Research Chair인 Orlando Rojas 박사는 미세 플라스틱이 수원으로 유입되는 것을 방지하는 데 따른 중대한 과제를 강조합니다. Orb Media가 2017년에 실시한 조사에 따르면 5개 대륙의 다른 국가에서 수집한 물 샘플의 80% 이상에서 미세 플라스틱 섬유가 발견되었습니다[6]. 플라스틱 폐기물이 계속 생산되는 한, 점점 더 많은 미세 플라스틱이 환경으로 유입되어 우리가 마시는 물과 생선을 포함한 우리가 먹는 음식을 오염시킬 것입니다.

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올랜도 로하스 박사에 따르면, 미세 플라스틱 오염에 대한 제안된 솔루션 대부분은 비용이 많이 들거나 확장하기 어렵다고 합니다. 그러나 연구팀이 제안한 솔루션은 가정용으로 축소하거나 시립 처리 시스템으로 확장할 수 있습니다. 로하스는 "저희 필터는 플라스틱 필터와 달리 재생 가능하고 생분해성 소재를 사용하여 만들어졌으며 추가 오염을 일으키지 않습니다."라고 설명합니다. 필터는 식물, 나무껍질, 나무, 잎에서 추출한 탄닌산과 재생 가능하고 널리 이용 가능한 임업 부산물인 목재 톱밥을 사용하여 만들어졌습니다.

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광범위한 플라스틱을 가두어 둡니다 .

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연구팀은 연구에서 흔히 사용되는 폴리프로필렌 티백에서 방출되는 미세 플라스틱을 조사했습니다. 그들은 이 접근 방식을 'bioCap'이라고 명명했고, 수층에 존재하는 플라스틱 입자의 95.2%~99.9%를 포집할 수 있었으며, 효율성은 존재하는 플라스틱의 유형에 따라 달랐습니다. 연구팀은 또한 마우스 모델에 대한 실험실 테스트를 수행하여 이 과정이 신체 기관에 미세 플라스틱이 축적되는 것을 효과적으로 억제할 수 있음을 발견했습니다.

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Rojas 박사에 따르면, 용액에서 발견되는 다양한 유형의 미세 플라스틱을 모두 포집하는 것은 크기, 모양 및 전하가 다르기 때문에 어렵습니다. Rojas 박사는 또한 UBC의 목재 과학, 화학 및 생물 공학, 화학과 교수입니다. 존재하는 미세 플라스틱 유형에는 의류의 미세 섬유, 세정제 및 비누의 미세 비드, 주방 기구, 용기 및 포장의 거품 및 펠릿이 포함됩니다. 그러나 bioCap 솔루션은 탄닌산을 둘러싼 다양한 분자 상호 작용을 활용하여 이러한 다양한 유형의 미세 플라스틱을 거의 모두 제거할 수 있었습니다.

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지속 가능한 솔루션을 향한 협업

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UBC 기술의 개발은 Rojas 박사와 중국 쓰촨 대학 바이오매스 재료 및 나노계면 센터의 교수인 Junling Guo 박사의 협업의 결과였습니다. 이 프로젝트는 또한 UBC 화학 및 생물 공학과의 박사 과정 학생인 Marina Mehling과 BioProducts Institute의 박사후 연구원인 Tianyu Guo 박사로부터 상당한 기여를 받았습니다.

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Rojas 박사는 수생 생태계와 인간 건강에 점점 더 큰 위협이 되는 미세 플라스틱이 제기하는 과제에 맞서기 위한 지속 가능한 솔루션을 찾는 데 한 걸음 더 다가간 BioProducts Institute의 학제 간 협업에 대한 열정을 표현했습니다.

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Sources:

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Lee, Y., Cho, J., Sohn, J., & Kim, C. (2023). "Health Effects of Microplastic Exposures: Current Issues and Perspectives in South Korea." Yonsei Medical Journal, 64(5), 301-308. https://doi.org/10.3349/ymj.2023.0048

UNEP. Microplastics: The long legacy left behind by plastic pollution.

UNEP. From Pollution to Solution: A global assessment of marine litter and plastic pollution.

Wang, Y., Wang, M., Wang, Q., Wang, T., Zhou, Z., Mehling, M., Guo, T., Zou, H., Xiao, X., He, Y., Wang, X., Rojas, O.J., & Guo, J. (2023). Flowthrough Capture of Microplastics through Polyphenol‐Mediated Interfacial Interactions on Wood Sawdust." Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.20230153

University of British Columbia. "Microplastic pollution: Plants could be the answer." ScienceDaily. (2023, August 16).

Tyree, C. "Invisibles: The Plastic Inside Us." Orb Media.