연구원들은 고급 이미징 기술을 사용하여 생수에 들어 있는 나노플라스틱(마이크로미터보다 작은 플라스틱 조각)의 수를 확인했으며, 평균적으로 1리터에는 감지 가능한 조각이 240,000개 포함되어 있음을 발견했다. 이 연구는 마이크로플라스틱 및 나노플라스틱 독성에 대한 증가하는 우려를 해결하는 데 귀중한 정보를 제공한다.

5mm(¼인치) 미만에서 마이크로미터에 이르는 미세 플라스틱은 플라스틱이 점점 더 작은 조각으로 분해될 때 형성된다. 그리고 최근 몇 년 동안 미세 플라스틱이 바다 밑바닥 부터 산 꼭대기 까지 지구상 모든 곳에서 문자 그대로 나타나고 있다는 우려가 제기되었다.

이러한 플라스틱 입자는 인간과 다른 생물에 의해 소비되며, 현재 연구에서는 이러한 소비로 인한 잠재적으로 해로운 영향을 조사하고 있다. 그러나 이러한 연구는 주로 미세플라스틱에 관한 것. 이제 뉴욕 컬럼비아 기후 학교(Columbia Climate School)의 연구자들은 이미징 기술의 발전을 통해 미세 플라스틱(크기가 1마이크로미터 미만인 나노 플라스틱)의 '산란'을 조사하여 우리가 마시는 생수에 미세 플라스틱이 얼마나 널리 퍼져 있는지 확인했다.

이번 연구의 교신저자 중 한 명인 Beizhan Yan은 “이전에는 이 지역이 단지 어두운 영역, 미지의 영역이었습니다.”라고 말했다. “이번 [연구]는 이전에는 노출되지 않았던 세계를 들여다볼 수 있는 창을 열어줍니다.”

연구진은 특정 분자가 공명하도록 조정된 두 개의 동시 레이저로 샘플을 프로빙하는 SRS(자극 라만 산란) 현미경이라는 기술을 개발했다. 이 기술을 사용하면 단일 입자 수준에서 마이크로 및 나노플라스틱 분석이 가능해 높은 화학적 특이성과 처리량을 제공한다. 연구진은 7가지 일반적인 플라스틱에 초점을 맞춰 결과를 해석하기 위해 데이터 기반 알고리즘을 만들었다.

연구진은 미국에서 판매되는 세 가지 인기 생수 브랜드(이름을 밝히기를 거부함)를 테스트하여 이전에는 기존 이미징에서는 볼 수 없었던 크기가 100나노미터에 불과한 플라스틱 입자를 분석했다. 그들은 1리터(33.8fl oz)당 110,000~370,000개의 플라스틱 조각을 발견했으며, 그 중 90%는 나노플라스틱이었다. 나머지는 더 크지만 여전히 매우 작은 미세 플라스틱이었다. 그들은 7개의 특정 플라스틱 중 어떤 것이 무엇인지 결정하고 그 모양을 차트로 작성했는데, 이는 생물의학 연구와 관련이 있을 수 있는 정보이다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 흔하게 사용되었으며, 많은 물병을 만드는 데 사용되는 만큼 이는 드문 일이 아니다. PET는 병을 압착하거나 열에 노출시키거나 캡을 돌려서 켤 때 물에 들어갈 수 있다. 그러나 연구진은 PET와 비교하여 아이러니하게도 물을 병에 담기 전에 물을 정화하는 데 사용되는 플라스틱 필터에서 나오는 나일론의 일종인 폴리아미드의 양이 더 많다는 것을 발견했다. 흔히 볼 수 있는 다른 플라스틱으로는 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리메틸메타크릴레이트 등이 있으며, 모두 다양한 산업 공정에 사용된다.

연구진은 “우리의 결과는 실제 샘플에서 나노플라스틱을 명확하게 감지함으로써 마이크론 수준을 넘어서는 플라스틱 조각화를 확인합니다.”라고 말했다. "자연계의 다른 많은 입자 크기 분포와 유사하게, 기존의 입자 이미징 기술로는 보이지 않거나 식별되지 않음에도 불구하고 이전에 계산된 큰 마이크론 입자보다 훨씬 더 많은 나노플라스틱이 있습니다."

다소 우려되는 점은, 테스트한 7가지 플라스틱이 연구원들이 생수에서 발견한 전체 나노 플라스틱의 약 10%에 불과하다는 것이다. 그들은 다른 플라스틱이 무엇인지, 실제로 나노플라스틱인지 여부를 전혀 알지 못했다. 연구자들은 그것이 나노플라스틱이라고 가정하면 리터당 수천만 개가 될 수 있다고 말한다.

2022년에 발표된 연구에서는 섭취된 미세 플라스틱이 포유동물의 조직과 기관에 축적되어 쥐와 생쥐의 내분비 기능, 생식, 장내 미생물 및 면역 반응에 부정적인 영향을 미친다는 증거가 늘어나고 있다고 지적했다. 해당 연구의 저자는 마이크로플라스틱과 나노플라스틱으로 인한 잠재적인 위험을 확인하기 위해 추가 연구를 수행하는 것이 필수적이라고 결론지었다.

연구진은 입자 모양과 화학적 조성 사이의 연관성이 독성학적 우려에 대해 "심각한 의미"를 갖고 있다고 말한다. 연구에 따르면 마이크로플라스틱 및 나노플라스틱에 의해 유발되는 독성은 용량 의존적일 뿐만 아니라 입자의 물리적, 화학적 특성과 세포 상호작용 및 흡수에 미치는 영향과도 관련이 있다는 사실이 밝혀졌다. 그들은 연구를 통해 수집된 것과 같은 단일 입자 이미징 데이터가 독성과 관련하여 증가하는 우려를 해결하는 데 필수적인 정보를 제공한다고 말한다.

다음으로 연구진은 생수를 넘어 수돗물을 포함한 나노플라스틱의 다른 잠재적 공급원을 조사할 계획이다.

이번 연구의 주 저자인 Naixin Qian은 “이런 물질이 이렇게 많이 발견된 것은 전혀 예상치 못한 일이 아닙니다.”라고 말했다. "아이디어는 작은 것이 될수록 더 많은 것이 있다는 것입니다."

이 연구는 PNAS 저널에 게재되었다.

출처: 컬럼비아 기후학교