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2050년이 되면 바다에 물고기보다 페트병이 많아질 가능성도 있다.13년 전 3천억 개에 불과했던 전 세계의 페트병 소비는 2016년 4,800억 개로 급증하며 지구의 골칫거리가 되었습니다. 무려 분당 100만 개나 소비됐다는데요? 충격적인 조사 결과를 발표한 시장 조사 회사 유로모니터 인터내셔널은 2021년 페트병 소비가 5833억 개까지 증가할 것으로 전망했습니다. 문제는 페트병의 수거와 재활용의 비율이 빨라지는 페트병의 소비 속도를 따라가지 못한다는 점입니다. 특히 바다에 버려지는 페트병은 해양 생태계에 막대한 악영향을 미치고 있지요. 이 기세가 계속되면 2050년에는 바다의 주인이 물고기가 아니라 페트병이 될지도 모릅니다.
●바다에서는 페트병이, 강에서는 항생제가 골치를 썩인다.
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한편, 바다가 페트병으로 괴로워하고 있을 때, 하천에서는 「항생물질」문제가 제기되었습니다. 항생제는 세균이나 미생물의 기능을 저해하거나 발육을 방해하는 물질입니다. 사람과 동물 등의 전염병 예방과 치료를 위해 항생제로 사용되지만 생태계에 유출되면 매우 해롭습니다.
수중 생태계를 위협하는 항생제는 인류의 생명까지 노리고 있습니다. 하천이 항생제에 계속 노출이 되면 항생제에 강한 내성균이 생기는데요. 유엔은 항생제 내성균의 증가로 2050년에는 연간 1,000만 명이 사망 위험에 처할 것이라고 경고했습니다. 한국은 항생제의 사용율이 높고, 강력한 항생제인 다제내성균, 이른바 슈퍼박테리아 출현 가능성이 높은 나라로 분류됩니다. 지난번 환경부 조사에서 축산폐수처리장, 하수처리장, 일반 강에서도 항생제 성분이 검출돼 불안감을 더했습니다.
2가지 환경문제를 동시에 해결할 신소재 등장
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바다와 강, 인류의 생명 등 물살이 위험 신호를 보내고 있을 때, 놀라운 소식이 전해졌습니다. 국내 연구진이 페트병 폐기물과 항생제 오염 문제를 동시에 해결할 수 있는 방법을 찾았는데요. 한국과학기술연구원(KIST)이 새롭게 개발한 ‘다공성 탄소복합소재’는 버려진 페트병을 활용해 수중 항생제를 효율적으로 제거할 수 있다고 합니다.
‘다공성 탄소 복합 소재’는 최근 과학계에서 각광받고 있는 수중 항생제 제거법입니다. 다공성, 흡착, 단어는 어렵지만 간단합니다. 냉장고의 음식 냄새를 제거할 때 흔히 숯이 사용됩니다. 좁은 구멍이 많은 ‘다공성’ 소재의 숯이 냄새를 구멍 안에 가둬 ‘흡착’하기 때문입니다. ‘다공성 탄소복합소재’도 표면에 다양한 기능을 내는 공간이 분포되어 있어 항생제를 효율적으로 흡착할 수 있습니다. 하지만 지금까지 개발된 다공성 탄소복합 소재는 복잡한 제조 공정과 고가의 원료 문제로 실제 현장에서는 널리 쓰이지 않습니다.
국내 연구진이 새롭게 개발한 ‘다공성 탄소복합소재’는 버려진 페트병을 활용해 값비싼 원료문제를 해결했습니다. 알칼리 가수분해 공정을 통해 페트병에서 고순도의 테레프탈산을 추출하고 이를 통해 새로운 형태의 다공성 탄소복합소재를 만들었습니다. 여기에 철을 기반으로 한 금속-유기구조체를 첨가하여 기능을 보강하였습니다. 이렇게 만들어진 다공성 탄소복합소재는 강한 자성을 가지고 있어 정화시설에서 다량 사용해도 자석에서 쉽게 회수할 수 있습니다. 한번 사용한 후에도 별다른 처리 없이 빛을 비추면 여러 번 재사용할 수 있어 효율적입니다.
환경파괴 주범 페트병, 항생제 제거 소재로 화려하게 변신
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페트병으로 정말 항생제를 제거할 수 있을까요? 연구진은 새로운 소재의 성능을 알아보기 위해 항생제인 테트라사이클린이 들어간 물로 실험을 진행했습니다. 결과는 놀라웠습니다. 90분 만에 수중 항생제를 100% 제거했습니다. 학계에 보고된 테트라사이클린 흡착 성능 중 최고 수준이라고 합니다. 또, 실제 현장에 도입되기 위해서 가장 중요한 성능이 재사용의 가능성입니다. 페트병 흡착과 탈착 공정을 5회 반복하여 재사용해도 초기 성능에 비해 약 90% 이상의 흡착 성능을 유지하여 안전성을 증명하고 있습니다.
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페트병의 화려한 변신을 이끈 연구진은 앞으로 이 소재가 폐기물의 안전한 처리를 도와 건강한 수자원 확보에 큰 도움이 될 것이라고 말했습니다. 쌓여가는 폐자원을 다 쓴 쓰레기로 인식하지 않고 새로운 형태의 고부가가치 환경 소재로 전환한 이들의 성과는 많은 사람에게 신선한 깨달음을 주었습니다. 남다른 시선으로 환경문제를 바라보고 창조적인 해결책을 만드는 노력을 계속한다면 소중한 자연을 지킬 수 있을 것입니다.
*참고 자료분당 100만 개 소비 … 페트병, 기후변화만큼 무섭다, 연합뉴스 페트병으로 옷을? ‘쓰레기 경제’에 뛰어드는 소셜벤처, 조선일보 식물성 플랑크톤을 통한 페트병 분해, 이웃집 과학자가 버려진 페트병을 활용해 고효율 ‘항생물질 흡착소재’ 개발, 사이언스타임스 폐 PET병을 활용해 항생제 제거, 이웃집 과학자의 세계 강, 항생제 오염 심각 … 최고 300배까지 한겨레 PET병의 놀라운 변신 … ‘환경 파괴의 주범에서 항생제 제거’
