[영국] 수돗물이 미세플라스틱에 대한 천연 보호막 생성 발견

아일랜드과학재단·트리니티 칼리지 더블린 과학자팀 공동연구 

『화학공학저널(Chemical Engineering Journal)』 최근호에 게재

수돗물은 유해한 미세플라스틱(microplastic)에 대한 천연 보호막을 생성하여 플라스틱 주전자(plastic kettles)와 같은 생활용품에서 배출되는 것을 막을 수 있다는 연구결과가 나왔다. 이는 아일랜드과학재단(SFI ; Science Foundation Ireland)의 앰버(AMBER ; Advanced Materials and BioEngineering Research, 고급재료 및 생명공학연센터)를 비롯해 더블린대학교의 트리니티 칼리지 더블린(Trinity College Dublin)의 과학자팀들의 연구에 따른 것이다.

최근 『화학공학저널(Chemical Engineering Journal)』에 게재된 연구결과에 따르면, 수돗물에는 미량원소(trace element)와 미네랄(minerals)이 포함되어 있어 플라스틱이 물에서 분해되어 미세플라스틱이 방출되는 것을 방지한다. 미세플라스틱은 미량 금속 및 일부 잠재적으로 유해한 유기화학 물질과 같은 다양한 오염물질을 운반할 수 있다.

 

수돗물이 플라스틱이 물에서 분해되고 미세플라스틱을 방출하는 것을 방지하는 미량원소와 미네랄이 포함되어 있다는 것을 연구한 트리니티 칼리지 더블린의 존 J 볼랜드(John J Boland) 교수(왼쪽 첫 번째)를 비롯한 연구팀.  [사진출처 = 트리니티 칼리지 더블린]

미세플라스틱 방출을 조사하는 이전의 연구들은 실험실에서만 존재하며 수돗물에서 발견되는 이온과 불순물을 특별히 고려하지 않는 순수한 물의 형태를 사용했다.

앰버(AMBER)의 존 J 볼랜드(John J Boland) 트리니티 화학대학 교수는 “플라스틱이 분해되어 미세플라스틱을 방출할 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 우리의 연구에 따르면 수돗물과 함께 반복적으로 사용되는 플라스틱 주전자와 같은 많은 품목은 시간이 지남에 따라 미세플라스틱의 방출을 완전히 방지하는 보호막을 개발할 수 있다”라고 말했다.

존 J 볼랜드(John J Boland) 교수는 특히, “수돗물은 100% 순수한 H2O가 아니기 때문에 미량원소와 미네랄을 포함하고 있기 때문에, 이러한 미량원소와 미네랄을 포함하면 수돗물에 포함된 플라스틱의 분해는 완전히 다르다. 플라스틱이 무너지는 대신, 미네랄이 플라스틱을 코팅하고 어떤 종류의 열화도 방지하여 제품이 미세플라스틱이 없게 된다”라면서 “예를 들어, 당신의 주전자에 있는 어두운 갈색은 좋은 것이다. 그것은 여러분의 수돗물에 있는 구리(동) 광물로부터 형성되고, 이것은 차례로 여러분의 집에 있는 동파이프에서 나오며, 이 모든 것들이 결합되어 주전자를 완벽하게 보호한다”라고 강조했다.

볼랜드 교수는 이어 “우리는 이러한 종류의 보호막은 실험실에서 제조될 수 있고 플라스틱이 자연적으로 쌓일 때까지 기다릴 필요 없이 플라스틱에 직접적으로 적용될 수 있다는 것을 알게 되었기 때문에 이 발견은 중요하다”라면서 “이같은 발견은 또한 자연이 길을 이끌고 있다는 것을 보여주며, 현대 첨단기술 사회가 직면한 매우 중요한 문제에 대한 해결책을 제시했다”라고 덧붙였다.

연구팀은 앰버(AMBER ; 아일랜드과학재단의 고급재료 및 생명공학연구센터), 크랜(CRANN ; the Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices, 적응형 나노구조 및 나노소자 연구단), 트리니티 화학대학(Trinity's School of Chemistry)의 존 J 볼랜드(John J Boland) 교수와 징징왕(Jing Jing Wang) 박사가 이끌었고, 트리니티 하우스(Trinity Haus)의 리웬 샤오(Trinity's School of Engineering) 교수와 트리니티 공학대학의 리웬 샤오(Liwen Xiao) 교수가 이끌었다.

 

서로 다른 물종에 노출된 후 표준 PP 시트의 변색된 그림. [사진출처 = 트리니티 칼리지 더블린]

 

이 연구팀은 엔터프라이즈 아일랜드(Enterprise Ireland), 아일랜드과학재단(Science Foundation Ireland), 트리니티 공과대학(School of Engineering Scholarship at Trinity), 중국장학금위원회(China Scholarship Council), 아일랜드연구회(Irish Research Council)의 지원을 받았다.

[원문보기]

Scientists discover tap water produces a protective shield against microplastics

Tap water produces a natural protective shield against harmful microplastics, which can help prevent household products such as plastic kettles from releasing them. That’s according to a team of scientists from AMBER, the SFI Centre for Advanced Materials and Bioengineering Research, Trinity, and University College Dublin.

The research published in the Chemical Engineering Journal reveals that tap water contains trace elements and minerals, which prevent plastics from degrading in the water and releasing microplastics. Microplastics can carry a range of contaminants such as trace metals and some potentially harmful organic chemicals.

The research team from left to right: Professor John Boland, AMBER, The SFI Research Centre for Advanced Materials and BioEngineering Research, CRANN, and Trinity’s School of Chemistry; Dr Jing Jing Wang, AMBER and CRANN at Trinity; Professor Liwen Xiao at TrinityHaus and Trinity’s School of Engineering; Dr Dunzhu Li, Dr Yunhong Shi and Dr Luming Yang,all of AMBER, CRANN and Trinity’s School of Engineering.

Previous studies investigating microplastics release have used forms of pure water, which only exist in laboratories and do not specifically take into account the ions and impurities found in tap water.

Professor John J Boland from AMBER, and Trinity’s School of Chemistry, who was a co-leader of the research team, said:

“It is well known that plastics can degrade and release microplastics, which can get into the environment and be consumed by humans. Our research shows that many items such as plastic kettles, which are repeatedly used with tap water, can develop over time a protective skin that prevents the release of microplastics entirely.

“Because tap water is not 100% pure H2O - since it contains trace elements and minerals, what we showed is that if you include these trace elements and minerals the degradation of plastics in tap water is completely different. Rather than the plastics falling apart, the minerals coat the plastic and prevent any kind of degradation and so the product becomes microplastic-free.  For example, that dark brown colour in your kettle is a good thing. It is copper oxide that forms from copper minerals in your tap water, which in turn comes from the copper pipes in your house - all these combine to give a perfect protection to the kettle.

“This discovery is important because we have learned that these types of protective skins can be manufactured in the laboratory and directly applied to the plastic without having to wait for it to build up naturally. This discovery also shows that nature is leading the way, pointing to solutions to what is a very significant problem facing our modern high-tech society.”

The research team was led by Professor Boland and Dr Jing Jing Wang, from AMBER, CRANN and Trinity’s School of Chemistry, with Professor Liwen Xiao from Trinity Haus and Trinity’s School of Engineering.

The research team was supported by Enterprise Ireland, Science Foundation Ireland, the School of Engineering Scholarship at Trinity, the China Scholarship Council and the Irish Research Council.

[출처=트리니티칼리지더블린(Scientists discover tap water produces a protective shield against microplastics - Trinity News and Events (tcd.ie)) / 2021년 10월 21일자 보도자료]