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특히 전분과 셀룰로오스 기반 제품에 많아. 1천-2만 가지 화학물질 포함돼.
샘플의 67%는 세포에 독성 효과, 42%는 산화 세포스트레스 유발, 23%는 남성 성호르몬의 영향을 방해. 바이오 플라스틱은 세포 독성 샘플의 비율이 크고, 기존 플라스틱에는 호르몬에 효과가 있는 물질이 더 많이 포함돼. 정책적 의제 필요성 커져.

바이오 플라스틱, 독성이 있을 수 있다.
테스트 결과 바이오 플라스틱 제품의 80%에서 잠재적으로 유해한 화학 물질 감지

바이오 플라스틱은 기존의 플라스틱보다 독성이 적을까?
실험실 테스트에서 반대로 밝혀졌다. 조사된 바이오 플라스틱 물질의 80%에는 세포 독성 또는 기타 유해한 화학 물질이 포함돼 있었다.

놀랍게도 이것은 특히 전분과 셀룰로오스 기반 플라스틱에 해당된다. 

바이오 플라스틱으로 만든 대부분의 물체에는 1천 가지가 넘는 화학 물질이 포함돼 있으며 일부는 약 2만 가지 정도였다.

▲ 옥수수전분으로 만든 어린이 장난감 Author Achim Raschka

플라스틱 폐기물의 홍수를 고려할 때 바이오 플라스틱은 보다 지속 가능한 대안으로 여겨졌다. 이러한 재료의 대부분은 식물 기반 원료로 만들어지거나 다른 것들은 생분해성, 아니면 심지어 둘 다이다. 적어도 제조자들이 말하는 것은 그렇다.
그러나 실제로 주요 문제는 연구에서 알 수 있듯이 이러한 많은 재료의 분해성에 대해서 정보가 부족하다. 과학자들은 식물성 원료에 대한 수요 증가가 삼림 벌채를 증가시킬 수 있다고 우려한다.

바이오 플라스틱은 더 건강할까?

바이오 플라스틱은 적어도 건강에 덜 해로울까?
결국 기존 플라스틱에는 기본 구성 요소 외에도 많은 가소제 및 기타 첨가제가 포함되어 있다. 그중 일부는 상당히 해로운 영향을 미친다.
프랑크푸르트 괴테 대학의 리사 찜머만(Lisa Zimmermann)과 그녀의 동료들은 생물학적 대안이 어떻게 나타나는지 지금까지 가장 포괄적인 연구를 수행했다.

연구진은 폴리락트산(PLA)으로 만 든 음료수 컵부터 초콜릿 호일 또는 셀룰로오스 유도체로 만든 담배 필터, 바이오 폴리에틸렌으로 만든 비닐봉지에 이르기까지 9가지 바이오 플라스틱 재료로 만든 43개의 일상 물품을 분석했다.
모든 샘플은 성분에 대해 화학적으로 분석됐으며 과학자들은 세포 배양에 대한 생물학적 영향도 테스트했다.

▲ PLA로 만들어진 사탕봉지 Author F. Kesselring, FKuR Willich

3/4은 세포에 독성이 있다.

"검사된 모든 제품의 4분의 3이 유해한 화학 물질을 포함하고 있다"고 Zimmermann은 보고했다. “이 경우 유해하다는 것은 물질이 세포에 독성 영향을 미치거나 호르몬과 같은 영향을 미친다는 것을 의미한다.”
구체적으로 샘플의 67%는 세포에 독성 효과를 보였고 42%는 산화 세포 스트레스를 유발했으며 23%는 남성 성호르몬의 영향을 방해했다.

"이러한 결과는 바이오 기반 및 생분해성 물질이 결코 우려할 만한 것이 아니라는 것을 보여준다"고 Zimmermann은 말했다. 이전 테스트에서 일반 플라스틱으로 만든 일상적인 물건에 대해 비슷한 값이 나오기 때문이다. 유일한 차이점은 바이오 플라스틱의 경우 세포 독성 샘플의 비율이 더 컸던 반면, 기존 플라스틱에는 호르몬과 같은 효과가 있는 물질이 더 많이 포함되어 있다는 것이다.

▲ 바이오 플라스틱과 기타 생분해성 플라스틱으로 만든 플라스틱 포장재 Author Christian Gahle, nova-Institut GmbH

전분과 셀룰로오스 플라스틱이 가장 독성이 있다.

놀랍게도, 역설적으로 일회용 식기, 식품 봉지 또는 담배 필터에 사용되는 것과 같은 전분 및 셀룰로오스 기반 재료로 만든 바이오 플라스틱은 특히 해로운 것으로 입증됐다.
"모든 전분과 셀룰로오스 제품은 세포에 독성이 있었으며 그들 중 많은 제품은 호르몬과 같은 효과를 가진 화합물을 포함하고 있다"고 과학자들은 보고했다.
"따라서 이러한 물질의 화학 물질은 다른 물질보다 시험관 내에서 더 독성이 있다."

분석 결과 다른 사실이 밝혀졌다.
바이오 플라스틱에는 예기치 않게 많은 수의 화학 성분이 포함돼 있다.
Zimmermann과 그녀의 팀은 샘플의 80%에서 1천 개 이상의 개별 화학 물질을 발견했다.
전분이나 셀룰로오스로 만든 바이오 플라스틱의 경우 최대 2만 개의 성분이 있었다.

 

연구원들은 이러한 화학 물질의 대부분이 원료의 준비 및 가공 과정에서 추가되거나 형성되는 것으로 의심한다. 그들의 테스트에서 동일한 원료로 만든 제품에서도 분명한 차이가 있었기 때문이다.

"이로 인해 특정 물질의 안전성에 대한 일반적인 진술을 하는 것이 거의 불가능하다"고 트론드하임(Trondheim) 대학의 공동 저자 마틴 바그너(Martin Wagner)는 설명했다.
"바이오 폴리에틸렌으로 만든 식품 안전 가방은 독성 물질을 포함 할 수 있다. 동일한 재료로 만든 와인 코르크는 반드시 그럴 필요는 없으며 그 반대의 경우도 마찬가지다."

▲ 바이오 플라스틱으로 만들어진 포장재 Author Christian Gahle, nova-Institut GmbH https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bio-K_Blister_CG.jpg

’Bio 바이오‘는 무해함을 의미하지 않는다.

연구자들에 따르면, 그들의 결과는 플라스틱의 ‘바이오’가 자동적으로 무해함을 의미하지는 않는다는 것을 보여준다. 세포 배양에 대한 테스트는 이러한 물질이 일상적으로 사용하는 데 조건적으로 얼마나 해로운지 알려줄 뿐이다.
그럼에도 불구하고 결과는 식물성 원료로 만든 바이오 플라스틱도 그 자체로는 무해하지 않을 것이라는 것을 보여준다.

따라서 플라스틱과 그 대안에 대한 위험 연구 과정에서 추가 연구가 시급하게 필요하다.
"정확히 바이오재료에 대한 추세가 있기 때문에 이제는 기존 플라스틱의 화학적 안전성과 마찬가지로 바이오 기반과 생분해성 대안을 정치적 의제에 두는 것이 중요하다"고 프랑크푸르트에 있는 사회 생태연구소(ISOE)의 공동 저자 카롤린 푈커(Carolin Völker)가 말했다.
(Environment International, 2020; doi : 10.1016 / j.envint. 2020.106066)
출처 : ISOE-Institute for Social-Ecological Research

[더사이언스플러스=문광주 기자] "Green Soul, Beautiful Science"

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