전 세계 해안과 호수를 뒤덮으며 수생 생태계를 위협하는 유해 조류 대발생(HABs)의 주요 원인 중 하나로 석유계 미세플라스틱이 지목되었다.

최근 UC센디에이고투데이에 따르면 그간 녹조와 적조의 주원인은 지표면에서 유입된 영양염류 과다(부영양화)로 인식되어 왔으나, 미세플라스틱이 상위 포식자를 사멸시켜 조류 증식을 억제하지 못하게 만드는 이른바 '톱다운(Top-down)' 효과를 유발한다는 사실이 새롭게 밝혀졌다.

미국 캘리포니아 대학교 샌디에이고(UC San Diego) 생태·행동·진화학과 및 화학·생화학과 공동 연구진은 최근 국제 학술지 '커뮤니케이션즈 서스테이너빌리티(Communications Sustainability)'에 게재한 논문을 통해 이 같은 연구 결과를 발표했다.

미세플라스틱, 조류 천적인 '동물성 플랑크톤' 사멸시켜

연구진은 30개의 실험용 연못 생태계를 조성하고, 3개월간 기존 석유계 폴리우레탄 플라스틱과 새롭게 개발된 생분해성 플라스틱이 수생 생태계에 미치는 영향을 정밀 비교했다.

실험 결과, 석유계 플라스틱이 투입된 수조에서는 조류를 섭식하는 미세 수생 동물인 '동물성 플랑크톤'의 개체 수가 급격히 감소했다. 조류를 통제할 천적이 사라지자 수조 내 조류 농도는 단기간에 폭발적으로 상승했다. 반면, 생분해성 소재를 사용한 수조에서는 동물성 플랑크톤 및 미생물 공동체에 미치는 영향이 현저히 적은 것으로 나타났다.

'영양 과다' 넘어선 '생태계 불균형'의 위험성

기존 학설은 강물이 유입되면서 질소와 인 같은 영양분이 과잉 공급되어 조류가 급증하는 '바텀업(Bottom-up)' 방식에 주목해 왔다. 그러나 이번 연구는 미세플라스틱이 생태계 먹이사슬의 균형을 무너뜨려 조류 증식을 방조한다는 새로운 경로를 입증했다는 점에서 학술적 가치가 높다.

논문의 제1저자인 스콧 모튼 연구원은 "석유계 플라스틱은 동물성 플랑크톤의 번식력을 저하시키거나 즉각적인 사멸을 유도하는 강한 독성을 보였다"며 "이러한 연쇄 반응이 결국 녹조 대발생으로 이어진다"고 설명했다.

현재 호주 남부 지역에서는 수천 마일에 걸친 독성 조류 발생으로 수천 마리의 해양 생물이 폐사하고, 공중보건 위험으로 인해 해변과 호수가 폐쇄되는 등 피해가 잇따르고 있다. 연구진은 이러한 광범위한 환경 재앙의 배후에 플라스틱 오염이 자리 잡고 있을 가능성을 시사했다.

친환경 경제 전환의 시급성⋯"살아있는 플라스틱" 연구 가속

연구에 참여한 마이클 버카트 교수는 지난 10년간 서프보드, 신발, 휴대폰 케이스 등에 적용 가능한 생분해성 플라스틱을 개발해 왔다. 그는 "인간이 만든 모든 물건이 지구에 영향을 미치지만, 우리의 목표는 생태계와 인체에 미치는 위해성을 최소화하는 것"이라고 강조했다.

연구진은 이번 결과를 바탕으로 수명이 다하면 내부의 박테리아 포자가 소재를 스스로 분해하는 일명 '살아있는 플라스틱(Living Plastic)' 등 차세대 친환경 소재에 대한 연구를 이어가고 있다.

전문가들은 미세플라스틱이 인체의 혈액과 뇌, 폐 등 주요 장기에서도 발견되는 등 보건 위기가 고조되는 상황에서, 석유계 플라스틱 경제에서 생분해성 경제로의 조속한 전환만이 수생 생태계의 비가역적 파괴를 막을 수 있는 유일한 대안이라고 입을 모으고 있다.