[스페인] 해양 미세플라스틱 오염의 양상
연구진은 개방된 해양에서 5개에 이르는 거대한 플라스틱 폐기물(plastic waste)의 거대한 축적의 존재를 증명했다. 이러한 플라스틱 폐기물의 거대한 축적은 5 개의 주요 표층수 순환(surface water circulation)의 전개와 일치한다.
그러나 멜라스피나 빙하 탐험(Malaspina Expedition)으로 수행된 이 연구는 해양의 중앙 표층수는 플라스틱 폐기물의 최종 목적지가 아닐 뿐 아니라, 다량의 미세플라스틱이 해양 먹이사슬과 해저를 통과할 수 있다는 것을 암시한다고 제안했다. 스페인 카디스 대학( University of Cadiz) 소속의 연구진이 주도한 이 연구의 결과는 국립과학원회보(PNAS; Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재됐다.
카디스 대학 소속의 연구원인 Andres Cozar는 해류(Ocean currents)가 태양 복사로 인하여 더 작은 조각으로 분해된 플라스틱 물질을 이동시킨다고 설명했다. 미세플라스틱(microplastics)이라고 알려져 있는 작은 플라스틱 조각은 수백 년 동안 지속될 수 있으며, 2010년 멜라스피나 빙하 탐험 동안 채집된 해양 표면의 약 88%에서 검출됐다.
이 연구의 저자들에 따르며, 멜라스피나 빙하 탐험에 의해 얻어진 결과는 플라스틱 폐기물 오염(plastic waste pollution) 문제가 전 세계적인 문제를 낳고 있다는 점을 보여 주고 있다. 플라스틱 폐기물의 주요 성분으로는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 가방, 식품, 주방용구, 장난감 및 음료 용기 등과 같은 일상 용품의 제조에 사용되는 고분자(polymer) 등이 발견된다.
Cozar는 이러한 미세플라스틱이 해양 유기체의 먹이사슬과 행동 양식에 영향을 끼친다고 덧붙였다. 한편, 작은 플라스틱 조각은 종종 유기체가 삼켜서 유기체의 소화가 진행되는 동안 오염물질을 축적시킨다. 또 다른 문제는 수많은 부유하는 플라스틱 폐기물 조각 위에 작은 유기체가 정착하여 이전에는 접근할 수 없었던 위치에 유기체의 군집을 형성시킨다는 점이다. 그러나 해양에서 플라스틱 오염으로 인하여 발생하는 대부분의 영향은 아직까지 규명되지 않고 있다.
멜라스피나 빙하 탐험 코디네이터인 CSIC 연구원인 Carlos Duarte는 연구진의 결과가 높은 농도의 플라스틱이 북태평양의 독특한 특징이 아니라 아열대 환류(subtropical gyres)에서도 발생하고 있다고 언급했다. Duarte는 멜라스피나 빙하 탐험 같은 전 세계 탐험으로만 이러한 결과를 얻을 수 있으며, 플라스틱 오염의 총체적인 양을 평가할 수 있다고 결론지었다. 좋은 소식은 이러한 미세 플라스틱의 양이 예측보다 훨씬 더 적었다는 점이다. 그러나 급박한 도전 과제는 해양으로 유입되는 플라스틱의 나머지 부분이 어디에 존재하는지를 규명하는 것이다.
* 멜라스피나 빙하 탐험(Malaspina Expedition)
전 세계 400명 이상의 연구진이 참여하고 CSIC가 주도한 프로젝트인 2010년 수행된 멜라스피나 빙하 탐험은 2010년 12월 15일 시작됐으며, Hesperides 해양 연구선(Hesperides oceanographic research vessel)이 카디스 항구를 출발했다. 연구진은 9 개월 동안 연구를 수행했으며, 7 개월은 Hesperides 해양 연구선에 승선하여 연구를 진행하고, 2 개월은 Sarmiento de Gamboa호에 승선하여 연구를 수행했다. 연구진의 연구는 해양 생태계와 해양 생태계 다양성에 대한 지구 변화의 영향을 조사했다.
연구진은 인도양, 태평양, 대서양의 313개 지점의 6000 미터 깊이에서 약 200,000개에 달하는 물, 플랑크톤, 대기 입자 및 기체 시료를 수거했다. 선상에서, 연구진은 온도와 염도를 측정했으며, 표면 특성, 해류의 음향, 해양 및 대기 중에서 산소와 이산화탄소 농도, 일광의 범위 등을 측정했다.
그림1> 2010년 멜라스피나 빙하 탐험(Malaspina Expedition) 동안 수집된 작은 플라스틱 폐기물
그림2> 2010년 멜라스피나 빙하 탐험(Malaspina Expedition) 동안 수집된 플라스틱 폐기물 이미지
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 7월 4일]
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All the world's oceans have plastic debris on their surface
Researchers have demonstrated the existence of five large accumulations of plastic waste in the open ocean, which match with the five major twists of surface water circulation
However, central surface waters of the oceans may not be the final destination of plastic debris since, as indicated by the study performed by the Malaspina Expedition, large amounts of microplastics could be passing to the marine food chain and the ocean floor. Results of the study, led by the University of Cadiz (Spain), have been published in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Andrés Cózar, researcher from the University of Cadiz, explains: "Ocean currents carry plastic objects which split into smaller and smaller fragments due to solar radiation. Those little pieces of plastic, known as microplastics, can last hundreds of years and were detected in 88% of the ocean surface sampled during the Malaspina Expedition 2010".
According to the study authors, the results obtained by the Malaspina Expedition show that the problem of plastic waste pollution has a global character. The major residues found are polyethylene and polypropylene, polymers used in the manufacture of everyday products like bags, food and beverage containers, kitchen utensils and toys, among others.
Cózar adds: "These microplastics have an influence on the behavior and the food chain of marine organisms. On one hand, the tiny plastic fragments often accumulate contaminants that, if swallowed, can be passed to organisms during digestion; without forgetting the gastrointestinal obstructions, which are another of the most common problems with this type of waste. On the other hand, the abundance of floating plastic fragments allows many small organisms to sail on them and colonize places they could not access to previously. But probably, most of the impacts taking place due to plastic pollution in the oceans are not yet known".
CSIC researcher Carlos Duarte, coordinator of the Malaspina Expedition, states: "Our results show that the high concentration of plastic is not a unique feature of the Nort Pacific, but occurs in each of the subtropical gyres". Duarte concludes: "Only a global expedition, such as the Malaspina Expedition, could achieve these results and evaluate the overall abundance of plastic pollution. The good news is that abundance is much lower than expected, but the pending challenge is to figure out where the rest of plastics entering the ocean is".
The Malaspina Expedition
The Malaspina Circumnavigation Expedition 2010, a project led by CSIC that includes more than 400 researchers from around the world, started in December 15th 2010 with the departure of the Hespérides oceanographic research vessel from the port of Cadiz. On board of this ship belonging to the Spanish Armada, and the Sarmiento de Gamboa ship belonging to the CSIC, researchers studied for nine months (seven aboard the Hespérides and two aboard the Sarmiento) the impact of the global change on the ocean ecosystem and explored its biodiversity.
Scientists took nearly 200,000 water, plankton, atmosphere particles and gases samples in 313 points of the Indian, Pacific and Atlantic Oceans at depths of up to 6,000 meters. On board, they measured the temperature and salinity, the surface properties, the acoustics of the marine currents, the concentration of oxygen and carbon dioxide in the ocean and in the atmosphere, and the scope of the sunlight, among other parameters.
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