미세플라스틱의 생물학적 분해 거동 특성

초록

토양이나 수중에 서식하는 미생물 중 일부 특정 미생물은 주어진 환경 내에서 장기간의 플라스틱의 생물학적 분해를 통해 그들의 성장에 필요한 탄소원 및 에너지원을 얻을 수 있으며, 이러한 작용은 특이적인 산화효소에 의해 진행되는 경우가 많아 세계적으로 수많은 연구자의 관심을 끌고 있다. 그러나 실제 환경에서는 매우 이질적이며 다양한 종류의 균주가 혼합된 상태로 존재하며, 특히 이들의 플라스틱 분해 및 풍화 작용은 훨씬 더 복잡하게 전개된다. 이와 관련하여, 미세플라스틱의 실제 환경 중 생분해 기작을 규명하기 위해, 본 연구에서는 토양 환경으로부터 플라스틱 분해능이 특이적으로 우수한 생물 군집을 분리 동정하고, 이를 이용하여 미세 크기의 폴리에틸렌, 폴리스타이렌 및 폴리프로필렌의 생물학적 분해 거동을 조사하였다. 이 과정에서 미생물에 의한 생물학적 분해는 미세플라스틱 표면에 산소를 포함하는 작용기 생성량을 증대시키는 동시에, 탄소 사슬이 긴 알케인, 알코올, 및 유기산 등을 용출시키는 데 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 또한, 미생물 초기 접종 농도 및 배지 성분 내 유기물질 농도는 미세플라스틱 분해에 상당한 영향을 끼칠 수 있음을 확인하였으며, 특히 배지 내 유기물질(Glucose)의 농도가 높아짐에 따라 미생물 기작에 따른 미세플라스틱 표면에서의 카보닐기 생성을 향상시켜 그에 따른 플라스틱의 건조 질량 감소율을 크게 증가시킬 수 있었다.