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  • 제 360회 세미나: 강 유역 관점에서 바라본 플라스틱 오염

  • 20.02.25
    조회수 118
첨부파일

이종수
(사)동아시아바다공동체 오션 연구원
jongsulee@osean.net



오션 제360회 세미나: 강 유역 관점에서 플라스틱 쓰레기의 오염을 다룬 논문 다뤄



제 360회 오션 정기세미나에서는 강 유역 관점에서 플라스틱 쓰레기의 오염을 다룬 논문을 공부하였다.


원문
Fredric M. Windsor, Isabelle Durance, Alice A. Horton, Richard C. Thompson, Charles R. Tyler, Steve J. Ormerod, 2019, A catchment-scale perspective of plastic pollution, Global Change Biology, 25(4):1207-1221,
https://doi.org/10.1111/gcb.14572)


요약문
플라스틱 오염이 전 지구적으로 일어나고 있다. 하지만 해양환경과 비교해 볼 때 다른 생태계에서 일어나고 있는 플라스틱의 분포와 영향에 관한 연구는 초보적인 수준이다. 이 연구에서는 육상, 담수, 해양 환경에서 플라스틱의 이동과 영향에 대한 기존의 연구들을 검토하였다. 특히 플라스틱 오염이 통합적인 규모에서 연구, 관리될 수 있는 단위로 수문학적 유역이라는 개념에 초점을 맞추었다. 플라스틱 오염이 어디에나 존재한다는 데에는 다양한 과정들이 관여한다. 하지만 강 유역에서 이들의 기인, 흐름, 저장에 대한 정량화는 거의 이루어지지 않았다. 초기의 연구들은 강이 플라스틱 오염의 우심지라고 지적하였다. 또한 강은 육상, 평지, 강기슭, 바닥과 전이 지대에서 플라스틱의 이동 통로 역할을 한다. 미세플라스틱과 나노플라스틱의 생태학적 영향은 다양한 종류의 물리적, 화학적 과정을 통해 발생하지만, 이들의 본질, 심각성, 규모에 대한 이해는 제한적으로 이루어졌다. 더구나 개별적인 수준에서 발생하는 영향은 대중에게 알려지고 있지만 개체군, 군집, 생태계에 미치는 영향은 잘 이루어지지 않았다. 더 효과적인 관리와 위험성 평가를 이루기 위해서 플라스틱 오염에 대한 포괄적인 연구가 요구되는 바이다. 이는 다음 네 가지를 거쳐 이루어질 수 있다. 1) 해양 환경으로의 주요한 통로로써 강 유역과 전이지대에서 플라스틱의 이동, 저장, 흐름을 정량화 연구 2) 다양한 유기물들에 대한 영향을 용량-반응 관계에서 이해하기 3) 개별 유기물에 대한 이해에서 개체군과 생태계 수준으로 연구 확대 4) 현대적인 플라스틱 오염에 기반한 생태계적 적합 매트릭스를 개발함으로써 생물학적 모니터링 개선


2. 수문학적 유역에서 플라스틱의 흐름
강 유역에서 플라스틱의 이동은 다른 입자들과 유사하다. 하지만 플라스틱은 크기, 형태, 밀도가 다양하기 때문에 생태계에서 이들의 이동에 다른 모델들의 결과를 적용하는 데에는 한계가 있다.
더군다나 생태계 내에서 대형플라스틱의 동태에 대한 연구는 잘 이루어지지 않았다.
대기, 육상, 담수 환경에서 플라스틱의 이동은 다양한 방향으로 이루어지는 것으로 이해되고 해양은 플라스틱의 저장소 역할을 하는 것으로 보여진다. 또한 강 유역이 플라스틱의 발생원으로 보이지만 여기에 대한 연구는 제한적으로 이루어졌고 이곳에서 플라스틱이 머무는 시간에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 하지만 이는 생물체에 대한 노출과 관련되기 때문에 중요하다.
담수 환경에 유입되는 플라스틱의 발생원은 여러 가지이며 비점오염원과 점오염원별로 공간에 따라 다양하다. 한 가지 중요한 점은 이 시스템이 플라스틱 오염에 대한 우심지의 역할을 하며 플라스틱이 이동하는 통로이고 때로는 저장소의 역할을 한다는 점이다. 기존의 연구(Lebreton et al., 2017)에서는 강 유역에서 유입되는 플라스틱 쓰레기의 양을 1.15-2.41톤으로 추정했지만, 이는 표면을 통해 이동하는 플라스틱만을 고려했다는 점에서 과소평가되었다고 할 수 있다.


3. 해양 환경
해양 환경은 플라스틱 흐름의 마지막 종착지로 여겨진다. 강으로부터 유입되는 플라스틱은 해양에 대한 중요한 유입원이고 한 연구에 의하면 해안가 31km 이내에 거주하는 인구가 50%에 이르기 때문에 이들로부터의 직접적인 유입이 중요한 발생원으로 작용한다. 어업도 플라스틱 쓰레기의 발생에 중요한 역할을 한다. 해양에서 플라스틱의 이동은 넓고 다양하게 이루어지며 바람과 해류의 영향을 받는다. 또한 해안 지역에 발생하는 우심지는 강 유역으로부터 유입되는 플라스틱에 기인한다고 볼 수 있다. 플라스틱 입자는 수층에서 생물 부착이 일어나 바닥에 가라앉아 해저면이 플라스틱의 일시적인 저장소가 된다. 하지만 이들은 물리적 생물학적 과정을 통해 수층 또는 수면으로 재부유할 수 있다.


4. 미연구지역
지하수, 빙권, 강과 육지의 전이 대에서의 플라스틱 오염에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 이들 생태계는 플라스틱의 이동과 저장에서 중요한 역할을 담당할 수 있다. 예로 빙권에서 빙하가 녹아 플라스틱이 재이동할 경우 이들은 다른 생태계에 중요한 플라스틱의 발생원으로 작용할 수 있다.
지하수 또한 플라스틱 오염의 중요한 저장소와 이동 통로의 역할을 할 수 있다. 이는 미세플라스틱과 나노플라스틱의 저장과 이동에 관여할 수 있고 플라스틱 크기에 영향을 받는다.
전이지대 역시 육상과 강 유역의 중간 지대로 시적인 플라스틱의 저장과 이동에 영향을 미친다. 폭우 시 플라스틱은 강둑에 퇴적되기 쉬우며 식생대 또한 이들을 붙잡아두는 역할을 한다. 하지만 지하수, 빙권, 전이 지대의 플라스틱 이동과 저장에 대한 연구는 거의 없는 실정이다.


5. 생물에 의한 플라스틱 저장과 유역에서 플라스틱의 순환
플라스틱은 생물체에 의해 이동, 보유, 순환될 수 있다. 섭취와 배설, 표면에 생물체 흡착은 플라스틱을 가라앉게 하여 해저에 퇴적시킨다. 먹이사슬을 통해 이동할 수도 있는데 이에 대해 밝혀진 바는 거의 없다. 생물체에 의한 이동도 발생할 수 있는데 이는 바람이나 해류와 같은 물리적 과정에 의한 것에 비하면 미미하다고 할 수 있다.


6, 생태계에 대한 플라스틱의 영향
플라스틱은 생물체나 생태계에 대한 영향은 생물체에 물리적 손상을 일으킴으로써 시작된다. 얽힘, 섭취에 의한 소화관 막힘, 마찰에 의한 소화관 손상, 세포막을 통한 이동, 화학물질의 흡수 등의 가정에 의해 생물들은 플라스틱의 영향을 받는다. 섭취와 얽힘 등은 플라스틱의 유형, 크기, 형태에 의해 달라진다. 플라스틱에 포함된 비스페놀에이, 노닐페놀, 브롬화난연제는 무척추동물의 발달 단계에 영향을 주고 다양한 종류의 유기물들의 생식에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다, 또한 플라스틱은 해로운 화학물질을 이동시키는 ‘이동수단’의 역할을 할 수 있는 것으로 나타났다. 또 다른 연구는 폴리스티렌 입자가 난분해유기오염물질을 흡착시킴으로써 이러한 화학물질을 제거하는 기능을 할 수 있다고 밝혔다. 하지만 이러한 과정은 환경 조건에 따라 좌우되며 그 정도가 아주 다양하다.
개체에 대한 영향들은 많이 알려졌지만 개체군이나 먹이사슬 수준의 영향에 대한 연구는 매우 제한적인데 이는 다음과 같은 이유에 기인한다. 1) 생태학적으로 관련된 매트릭스의 부재 2) 주어진 노출 농도에 대한 유기물-플라스틱 접촉 정도에 대한 정보 부족 3) 주어진 환경의 농도에서 용량-반응 관계에 대한 연구 부족


7. 플라스틱 오염의 사회, 경제적 영향
플라스틱은 물에 관한 산업, 관광업, 수산업에 영향을 줄 수 있다. 수산업은 특히 영향을 받을 수 있는데 플라스틱 쓰레기가 어획량 감소를 가져오기 때문이다. 또한 쓰레기는 레저 활동에 영향을 주고 관광 수입을 감소시킨다. 이러한 피해를 막기 위해 지자체가 벌이는 정화 활동에 투입되는 비용도 경제적 영향을 불러온다.


8. 전 지구적 변화를 일으키는 촉매로써의 역할
다른 스트레스 요인과 비교하여 플라스틱 오염이 생태계에 미치는 영향은 거의 연구되지 않았다. 플라스틱이 전 지구적 변화를 가져올 수 있는 잠재적 요인으로 토양의 기능 변환을 들 수 있다. 이는 수분 보유 능력, 미생물 활동, 토양 구조, 밀도 등의 역할을 바꾸어 더 넓은 환경에 대한 토양의 기능을 변환시킴으로써 발생할 수 있다. 또한 다른 스트레스 요인과 플라스틱의 상호작용은 생태계에 부정적인 영향을 줄 수 있는 잠재력을 가중시킬 수 있다.


9. 유역 관리 차원에서의 미래 연구 과제
지금까지 연구는 플라스틱의 분포와 개별 유기물과의 상호작용에 집중되었다. 플라스틱 오염에 대한 유역 차원의 평가가 이루어져야 하며 이는 다음과 같이 세부적으로 나누어질 수 있다.

1) 플라스틱 이동 과정을 추적하기 위한 방법 연구
2) 플라스틱 오염의 우심지와 저장소 찾기
3) 발생원 추적과 발생원별 플라스틱 쓰레기의 기여도 정량화
4) 적용 가능한 유역 규모의 평가 방법 개발
5) 유역 평가 방법을 생태계, 개체군, 먹이사슬에 대한 이동 등을 평가할 수 있는 방법으로 발전시키기


토론
1. 이 논문은 유역 관리에 대한 연구를 포괄하고 있지만 개략적인 소개에 그치고 있다는 점에서 한계가 있다.
2. 나열식 소개보다는 각 영역별 중요한 연구들을 정리해주었더라면 더 좋은 검토논문이 되었을 것이라는 아쉬움이 남는다.

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