2025년 2월, 유엔환경계획(UNEP)이 플라스틱 오염에 관한 국제협약 최종 협상 시한을 앞두고 각국의 이견이 좁혀지지 않는 가운데, 세계 최상위 의학저널 《네이처 메디슨(Nature Medicine)》에 한 편의 논문이 실렸다. 미국 뉴멕시코대학교 독성학자 매튜 캠펀(Matthew Campen) 교수팀이 부검 시신의 뇌 조직을 분석한 결과, 2024년 채취 샘플에서 뇌 무게의 약 0.5%가 플라스틱이라는 사실을 확인한 것이다. 불과 8년 전 같은 부위와 비교하면 미세플라스틱 농도가 50% 증가했다.

같은 시기, 국내에서는 '제2차 미세플라스틱 저감 종합계획(2024~2028)'이 발표됐지만, 범정부 차원의 통합 규제 체계는 여전히 부재한 상태다. 한국은 1인당 연간 플라스틱 쓰레기 배출량이 102kg으로 세계 최고 수준을 기록하고 있으면서도, 미세플라스틱의 인체 유해성에 관한 체계적 조사·연구는 걸음마 단계에 머물러 있다.

에베레스트 정상과 마리아나 해구 최심부, 남극 빙하 속에서 발견되던 미세플라스틱이 이제 인간의 뇌와 심장 동맥, 태반과 모유에서까지 검출되고 있다. 2024~2025년 사이 세계 최상위 의학저널들에서 연이어 발표된 연구들은, 미세플라스틱이 단순한 환경 문제를 넘어 공중보건의 핵심 의제로 부상했음을 보여준다. 이에 국제 학술지에 게재된 최신 연구와 국내외 전문가 발언을 직접 분석해 '몸속 플라스틱'의 실체를 추적했다.

 

숟가락 한 개 분량의 플라스틱이 뇌에 있다

2025년 2월, 미국 뉴멕시코대학교(UNM) 매튜 캠펀 교수팀이 《네이처 메디슨》에 발표한 연구는 의학계에 전례 없는 충격을 안겼다. 연구팀이 부검 시신의 뇌 조직을 분석한 결과, 2024년에 채취한 뇌 샘플에서 검출된 미세·나노플라스틱의 농도가 조직 1그램당 평균 4,917마이크로그램(μg/g)에 달했다. 이는 뇌 무게의 약 0.5%에 해당하는 양으로, 표준 플라스틱 숟가락 한 개가 통째로 들어 있는 셈이다.

더 충격적인 것은 증가 속도다. 2016년에 채취한 동일 부위 뇌 조직과 비교하면, 불과 8년 사이에 플라스틱 농도가 50% 증가했다. 뇌의 플라스틱 농도는 간이나 신장보다 7~30배 높았으며, 검출된 플라스틱의 대부분은 폴리에틸렌(PE)이었다. 전자현미경 분석 결과, 이 입자들은 대부분 나노미터 규모의 뾰족한 파편 형태로 확인됐다.

  "우리 뇌 속에 이 정도의 플라스틱이 있다는 사실이 매우 우려스럽다. 뇌의 플라스틱 농도는 간이나 신장보다 7~30배 높다."-매튜 캠펀(Matthew Campen) 교수, 미국 뉴멕시코대학교 독성학과 [출처: Nihart AJ et al., 'Bioaccumulation of microplastics in decedent human brains', Nature Medicine, Vol.31, 2025.02.03]

미세플라스틱이란 5mm 이하 크기의 플라스틱 입자를 말하며, 1μm(마이크로미터) 미만의 입자는 나노플라스틱으로 분류된다. 이 미세한 입자들이 어떻게 뇌혈관 장벽(BBB)을 통과하고, 어떤 질환을 유발하는지를 밝히는 작업이 현재 전 세계 의학계의 최대 과제로 떠올랐다.

 

미세플라스틱은 어디서 오는가-플라스틱 생수병부터 타이어까지

미세플라스틱은 크게 두 가지 경로로 발생한다. 처음부터 작게 제조된 '1차 미세플라스틱'과, 큰 플라스틱 제품이 자외선·파도·마찰에 의해 잘게 부서지는 '2차 미세플라스틱'이다. 세계자연보전연맹(IUCN)은 전체 해양 미세플라스틱의 주요 발생원을 세탁 합성섬유(35%), 타이어 마모(28%), 도시 먼지(24%) 순으로 분류하며, 일회용 플라스틱 파편의 직접 기여율은 0.3%에 불과하다고 밝혔다.

▶ 생수 한 병 속 나노플라스틱 24만 개

우리가 '깨끗하다'고 믿는 생수가 미세플라스틱의 주요 유입 경로 중 하나다. 미국 컬럼비아대학교 연구팀이 2024년 《미국국립과학원회보(PNAS)》에 발표한 논문에 따르면, 시중에 판매되는 생수 1리터에서 평균 24만 개의 플라스틱 입자가 검출됐으며 이 중 90%는 나노플라스틱이었다. 페트병 제조·필터링 과정에서 플라스틱이 물속으로 용출되는 것이 주원인으로 지목됐다.

 "성인이 하루 2리터의 생수를 마신다고 가정하면, 연간 약 120조 개의 나노플라스틱 입자를 물을 통해서만 섭취하게 된다."-셰리 메이슨(Sherri Mason) 교수, 미국 펜실베이니아주립대학교 [출처: Columbia University / Penn State Behrend College, PNAS 2024]

 

 

한국도 예외가 아니다. 안전성평가연구소 환경독성영향연구센터 박준우 박사는 국내에서 식품 섭취와 호흡을 통해 체내로 유입되는 미세플라스틱 양이 연간 7만4,000~12만1,000개에 달하는 것으로 추산하고 있다. 한국인 1인당 연간 플라스틱 쓰레기 배출량은 102kg으로, 이를 500ml 생수병으로 환산하면 약 8,500개에 해당한다. [출처: 안전성평가연구소 박준우 박사, 국회 미세플라스틱 저감 토론회 발표(2022) / 환경부 환경백서(2022)]

미세플라스틱이 인체로 유입되는 경로는 세 가지다. 음식·물을 통한 섭취(ingestion), 공기를 통한 흡입(inhalation), 피부 접촉을 통한 흡수(absorption)다. 문제는 일단 체내에 들어온 플라스틱이 쉽게 배출되지 않고 장기 조직에 축적된다는 점이다.

 

 

NEJM 2024-심장마비·뇌졸중 위험 4.5배

2024년 3월 7일, 세계 최상위 의학저널 《뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨(NEJM)》에 게재된 논문은 전 세계 심장학계를 충격에 빠뜨렸다. 이탈리아 캄파니아 루이지 반비텔리대학교 라파엘레 마르펠라(Raffaele Marfella) 교수팀이 경동맥 수술 환자 257명의 혈관 플라크(죽상경화반)를 분석한 결과, 58%의 환자 플라크에서 미세·나노플라스틱이 검출됐다.

검출 환자군을 34개월간 추적 관찰한 결과는 충격적이었다. 플라크에 플라스틱이 있는 환자는 플라스틱이 없는 환자에 바해 심장마비·뇌졸중·사망 위험이 4.53배 높았다(위험비 4.53; 95% 신뢰구간 2.00~10.27; P<0.001). 구체적으로 플라스틱 검출군 150명 중 20%(30명)가 심혈관 합병증을 겪은 반면, 미검출군 107명에서는 7.5%(8명)에 그쳤다.

  "이 연구는 미세·나노플라스틱이 인체 혈관 병변과 연관돼 있음을 처음으로 보여준 연구다. 우리의 데이터는 더 많은 연구를 통해 검증돼야 한다."-라파엘레 마르펠라(Raffaele Marfella) 교수, 이탈리아 캄파니아 루이지 반비텔리대학교 [출처: Marfella R et al., 'Microplastics and Nanoplastics in Atheromas and Cardiovascular Events', NEJM, 2024.03.07]

  "심혈관 질환의 위험 인자 중 이 정도 위험 배율을 보이는 것은 매우 드물다. 그 규모가 충격적이다."-아루니 바트나거(Aruni Bhatnagar) 교수, 미국 루이빌대학교 심혈관 연구자(연구 미참여) [출처: Science News, 2024.04]

 

뇌와 치매-상관관계의 공포

캠펀 교수팀의 《네이처 메디슨》 연구에서 특히 주목할 부분은 치매 환자의 뇌 조직 분석 결과다. 사망 전 치매 진단을 받은 환자 12명의 뇌에서는 정상인 대비 최대 10배 많은 미세플라스틱이 검출됐다. 이 플라스틱 조각들은 특히 뇌 혈관 벽과 미엘린 수초(myelin sheath)에 집중적으로 축적돼 있었다.

 "플라스틱이 모세혈관의 혈류를 막거나, 뇌 축삭돌기 사이의 연결을 방해하거나, 치매 관련 단백질의 응집을 촉진하는 씨앗이 될 수 있다고 생각한다. 다만 우리는 아직 모른다."-매튜 캠펀 교수, 뉴멕시코대학교 [출처: UNM HSC Newsroom / Nature Medicine 2025.02]

다만 연구자들은 인과관계에 대해 신중한 입장을 유지하고 있다. 치매 자체가 뇌혈관 장벽의 투과성을 높여 플라스틱 축적이 늘어나는 결과일 수도 있기 때문이다. 피비 스테이플턴(Phoebe Stapleton) 미국 럿거스대 교수도 '플라스틱이 뇌에 쌓였다고 해서 그것이 곧 질병으로 이어지는 것은 아니다'라고 신중론을 제기하고 있다. 상관관계와 인과관계 사이의 간극을 좁히는 후속 연구가 절실한 상황이다. [출처: Rutgers University / YTN Science 2025.02]

 

 

태아와 태반-태어나기 전부터 노출된다

 

가장 충격적인 발견 중 하나는 태반에서의 검출이다. 캠펀 교수팀이 2024년 조사한 62개의 인간 태반 샘플 전부에서 미세플라스틱이 검출됐다. 

 

이탈리아 연구팀 역시 2021년 태반과 탯줄에서 플라스틱을 발견해 《Environment International》에 발표한 바 있다. 이는 인간이 태어나기도 전에 미세플라스틱에 노출되고 있음을 의미한다. [출처: Matthew Campen 연구팀 / Ragusa A et al., Environment International, 2021 / 국회 미세플라스틱 토론회(2023)]

인체 영향-염증·호르몬 교란·심장 기형까지

미세플라스틱이 인체에 미치는 영향은 크게 세 가지 메커니즘으로 설명된다.

첫째, 물리적 자극에 의한 염증 반응이다. 뾰족한 조각 형태의 나노플라스틱이 세포와 혈관 벽을 자극해 만성 염증을 유발한다. NEJM 연구에서 플라크에 플라스틱이 있는 환자군이 인터루킨-18(IL-18) 등 염증 지표가 유의미하게 높았던 것이 이를 뒷받침한다.

둘째, 환경호르몬(내분비교란물질) 문제다. 플라스틱에 포함된 BPA(비스페놀A), 프탈레이트 등의 화학물질이 호르몬 체계를 교란한다. 이 물질들은 산화 스트레스를 증가시키고 혈관을 손상시켜 심혈관 질환의 위험을 높인다.

셋째, 한국생명공학연구원(KRIBB)이 확인한 복합 독성이다. 정진영 박사 연구팀은 미세플라스틱이 환경 중 유기 오염물질(발암물질 벤조안트라센 등)을 흡착해 체내에서 복합 독성을 발휘하며, 크기가 작을수록 체내 축적이 증가하고 심장 기형까지 유발할 수 있다고 밝혔다.

  "0.2μm 크기의 미세플라스틱이 1.0μm, 10μm보다 발암물질과 결합 시 훨씬 심각한 심장 독성을 나타냈다. 크기가 문제다."-정진영 박사, 한국생명공학연구원 환경질환연구센터

[출처: KRIBB 보도자료 / Chemosphere, 2023.04]

 

 

전문가들이 말하다-연구자·의사·규제당국의 목소리

세계적인 전문가들도 미세플라스틱의 체내 축적에 대해서 경고하고 나섰다. 

미국 뉴멕시코대학교 혈관외과의 로스 클라크(Ross Clark) 박사는 "플라스틱이 점점 더 심각한 문제가 되고 있으며, 우리가 오늘 플라스틱 생산을 멈춰도 기존 플라스틱은 계속 분해되어 생태계에 쌓인다"고 지적했다. [출처: AHA 혈관발견학회 발표(2025.04)]

미국 보스턴칼리지의 필립 랜드리건(Philip Landrigan) 교수는 "미세·나노플라스틱 노출이 심혈관 위험 인자로 간주되어야 하는가? 심장 이외에 어떤 장기가 위험에 처해 있는가? 어떻게 노출을 줄일 수 있는가? 이것이 지금 우리가 답해야 할 긴급한 질문들이다"라고 지적했다.[출처: NEJM 2024 동반 논평(accompanying editorial)]

우리나라의 안전성평가연구소 환경독성영향연구센터의 박준우 박사는 "식품 섭취와 호흡을 통해 체내로 유입되는 미세플라스틱 양은 연간 7만4000~12만1000개로 추정된다. 세탁기 미세플라스틱 제거장치 의무화 등이 실효성 있는 대안이 될 수 있다"고 말했다. [출처: 미세플라스틱 저감 제도 마련을 위한 국회 토론회(2022.06)]

세계보건기구(WHO)의 2022년 미세플라스틱 위험 평가 보고서는 "현재 검출된 수치가 건강에 심각한 위험을 초래하지는 않는다. 그러나 노출을 줄이기 위한 노력은 필요하다"고 진단했다. [출처: WHO, 'Dietary and inhalation exposure to nano- and microplastic particles', 2022]

 

 

 

한국의 현실-세계 최고 수준 플라스틱 소비, 규제는 초기 단계

한국은 세계적으로 플라스틱 소비량이 가장 많은 국가 중 하나다. 2020년 기준 한국인 1인당 연간 일회용 플라스틱 소비량은 생수 페트병 109개, 일회용 플라스틱 컵 102개, 비닐봉투 533개, 배달용기 568개로, 1인당 약 19kg의 일회용 플라스틱을 사용한다(그린피스 코리아, 2023). 전국 소비 페트병은 연간 56억 개로, 500ml 생수병을 한 줄로 이으면 지구를 14바퀴 돌 수 있는 양이다.

반면 규제는 아직 초기 단계다. 환경부는 2022~2025년 미세플라스틱 환경 매체별 실태조사를 진행하고 있으나, 범정부 차원의 통합적 규제 체계는 부재하다. 조제희 변호사는 2023년 국회 토론회에서 '미세플라스틱의 배출로 인한 생태계 영향에 관한 조사·연구가 체계적으로 이루어지지 않고 있다'고 지적했다.

EU는 이미 2023년부터 의도적으로 첨가된 미세플라스틱에 대한 규제를 시행하고 있다. 미국 캘리포니아주는 수돗물 미세플라스틱 모니터링을 의무화했다. 국내 전문가들은 세탁기 미세플라스틱 필터 부착 의무화, 미세플라스틱 특별법 제정, 발생원별 규제 확대를 공통적으로 요구하고 있다. [출처: 그린피스 코리아, '플라스틱 대한민국 2.0', 2023 / 국회 미세플라스틱 토론회(2022·2023) / 환경부]

'예방 원칙'의 시간이 왔다

이번 미세플라스틱 이슈는 과거 석면·납 오염 사태와 놀라울 정도로 닮아 있다. 석면의 경우, 1930년대에 폐 질환과의 연관성이 보고됐지만 전면적 규제까지 반세기 이상이 걸렸고, 그 사이 수백만 명이 석면폐증과 중피종으로 사망했다. 납 역시 1920년대부터 유해성이 지적됐으나, 휘발유에서 완전히 퇴출되기까지 70년이 소요됐다.

2024~2025년 연이어 발표된 NEJM·네이처 메디슨 연구들은, 미세플라스틱이 인체 장기에 실제로 축적되고, 심장마비·뇌졸중과 통계적으로 강하게 연관된다는 사실을 처음으로 인간 대상 연구를 통해 보여줬다. 인과관계는 아직 '증명 중'이지만, 상관관계의 규모와 속도는 이미 '예방 원칙(Precautionary Principle)'을 적용해야 할 수준에 이르렀다.

우리 몸속의 플라스틱 농도는 8년 만에 50% 증가했다. 지금 당장 플라스틱 생산을 멈춰도 기존 플라스틱은 수백 년에 걸쳐 계속 분해되며 우리 몸으로 들어올 것이다. 석면 규제가 수십 년 늦어진 대가를 우리는 이미 치렀다. 미세플라스틱의 경우, 그 대가는 더 클 수 있다.

뉴멕시코대학의 매튜 캠펀 교수는 "우리는 지금 내가 상상하거나 편안하게 여길 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 플라스틱이 뇌 속에 있다는 사실을 안다. 그것만으로도 우리는 이 문제를 심각하게 받아들여야 한다"고 강조했다. [출처: 네이처 메디슨(Nature Medicine), 2025.02.03]

 

▶ 기자의 시각

-플라스틱 시대의 '시한폭탄'-우리는 이미 늦었는가

이 기사를 취재하며 가장 두려웠던 것은 숫자가 아니라 속도였다. 8년 만에 50% 증가한 뇌 속 플라스틱 농도는, 이 문제가 '먼 미래의 위험'이 아니라 '현재 진행형 위기'임을 말해준다.

과학자들은 아직 인과관계를 확정하지 않았다. 그것은 과학의 엄밀함이지, 안전의 증거가 아니다. 석면이 위험하다는 최초의 경고에서 규제까지 50년이 걸리는 동안, '충분한 증거가 없다'는 말은 수백만 명의 생명을 담보로 한 유예였다.

한국은 1인당 플라스틱 소비량 세계 최고 수준이면서도, 미세플라스틱에 관한 체계적 역학 조사나 인체 영향 연구는 거의 전무하다. EU는 이미 규제에 착수했고, 미국 캘리포니아는 수돗물 모니터링을 의무화했다. 우리는 무엇을 하고 있는가.

이제 '플라스틱이 정말 위험한가'를 묻는 시간은 끝났다. '얼마나 빨리, 어디까지 대응할 것인가'를 묻는 시간이 시작됐다. 예방 원칙은 '확실해질 때까지 기다리자'가 아니라, '확실해지기 전에 행동하자'는 원칙이다. 우리 뇌의 0.5%가 이미 플라스틱이라는 사실 앞에서, 더 이상의 관망은 방관과 다르지 않다.

※ 이 기사는 국제 학술지에 게재된 동료심사(peer-reviewed) 논문과 공식 기관 발표 자료, 국회 토론회 속기록 등 1차 자료를 바탕으로 작성됐습니다.