[미국] 캔사스대 연구팀, “표본 추출한 모든 호수·저수지서 미세플라스틱 발견”

매년 약 1,400만톤의 플라스틱이 바다로 버려지지만 담수서 발견되는 플라스틱 농도가 더 높아

‘호수와 저수지의 플라스틱 잔해’라는 연구논문, 『네이처(Nature)』지 최근호에 게재

미국 캔자스대학(KU) 캔자스 생물학 조사 및 생태연구센터의 테드 해리스(Ted Harris) 부교수와 레베카 케슬러(Rebecca Kessler) 박사는 “표본 추출한 모든 호수와 저수지에서 미세플라스틱을 발견했다”고 『네이처(Nature)』지 최근호에 게재된 연구논문에서 밝혔다. 사진은 레베카 케슬러 박사가 미국 캔사스 로렌스(Lawrence) 지역의 클린턴 호수(Clinton Lake)에서 미세플라스틱 샘플링을 하고 있는 모습. [사진출처(Photo source) = 캔자스대학(KU)]

 

매년 약 1천400만 톤의 플라스틱이 바다로 버려진다. 그러나 플라스틱이 상당한 침입을 나타내는 유일한 수원은 아니다.

미국 캔자스대학(the University of Kansas ;  KU) 캔자스 생물학 조사 및 생태연구센터(Kansas Biological Survey & Center)의 테드 해리스(Ted Harris) 부교수는 “표본을 추출(Sampling)한 모든 호수에서 미세플라스틱(microplastics)을 발견했다”고 말했다.

해리스 부교수는 “맑고 아름다운 휴양지로 생각되는 호수 중 일부이다. 그러나 우리는 그러한 장소가 플라스틱과 인간 사이의 연결 고리에 대한 완벽한 예임을 발견했다”고 밝혔다.

테드 해리스(Ted Harris) 부교수는 담수환경에서 발생하는 과정과 현상을 조사하는 ‘글로벌 호수생태 관측 네트워크(GLEON ; Global Lake Ecological Observatory Network)’에 소속된 79명의 연구원 중 한 명이다. 

‘호수와 저수지의 플라스틱 잔해(Plastic debris in lakes and reservoirs)’라는 제목의 이들의 새로운 연구논문은 담수환경에서 발견되는 플라스틱의 농도가 실제로는 바다의 ‘쓰레기 더미(garbage patches)’에서 발견되는 것보다 더 높다는 것을 밝혔다. 이 논문은 『네이처(Nature)』지 최근호에 게재되었다.

해리스는 자신의 역할을 위해 캔사스대학((KU) 졸업생인 레베카 케슬러(Rebecca Kessler) 박사와 팀을 이루어 캔사스대학 필드 스테이션(KU Field Station)에서 캔자스 소재 두 개의  호수인 클린턴(Clinton) 및 페리(Perry)와 크로스 저수지(Cross Reservoir)를 테스트했다.

레베카 케슬러(Rebecca Kessler) 박사는 “우리는 아주 촘촘한 그물망을 치고 2분 정도 끌고 나가 미세플라스틱 샘플을 채취해 연구진에게 보냈다”고 말했다.

이 연구 프로젝트는 이탈리아 밀라노-비코카 대학교(University of Milano-Bicocca)의 바바라 레오니(Barbara Leoni)와 베로니카 나바(Veronica Nava)가 이끄는 내륙 수생태 및 관리 연구그룹(Inland Water Ecology and Management research group)에 의해 설계되고 조정되었다.

이 연구팀은 지리적 위치와 호수학적 속성의 기울기에 걸쳐 분포된 38개의 호수와 저수지의 지표수를 표본으로 추출했다. 그것은 연구된 모든 호수와 저수지에서 플라스틱 쓰레기를 발견했다.

테드 해리스(Ted Harris) 부교수는 “이 논문은 본질적으로 더 많은 인간이 더 많은 플라스틱을 보여준다”라면서 “클린턴 호수(Clinton Lake)와 같은 곳은 미세 플라스틱이 상대적으로 낮다”고 말했다. 

헤리스 부교수는 그 이유에 대해 “왜냐하면 많은 동물들과 나무들이 있는 반면, 주변에 사람들이 살고 있는 타호(Tahoe) 호수와 같은 곳에는 사람들이 많지 않기 때문이다. 이들 호수 중 일부는 겉보기에는 깨끗하고 아름답지만, 미세플라스틱이 나오는 곳”이라고 강조했다.

헤리스 부교수는 이어 “많은 플라스틱이 티셔츠처럼 겉보기에 무해한 것에서 나온다”면서 “사람들이 수영을 하고 미세플라스틱 섬유가 들어 있는 옷을 입는 단순한 행동만으로도 미세플라스틱이 도처에 퍼지게 된다”고 말했다.

GLEON(글로벌 호수생태전망 네트워크) 연구는 플라스틱 오염에 특히 취약한 두 가지 유형의 수역을 인용한다. 첫 번째는 인구 밀도가 높고 도시화된 지역의 호수와 저수지, 두 번째는 퇴적 면적이 높고 수분 보유 시간이 길고 인위적인 영향이 높은 곳이다.

헤리스 부교수는 “연구를 시작했을 때 미세플라스틱과 대형 플라스틱에 대해 잘 몰랐다. 이 논문에서 ‘쓰레기 밭만큼 또는 더 나쁜 농도(concentrations as much or worse than the garbage patch)’라고 말하면 항상 큰 병과 물건을 생각하지만, 작은 물건은 생각하지 않는다. 타호(Tahoe) 호수에는 거대한 쓰레기 밭이 보이지 않지만 미세플라스틱과 관련하여 가장 큰 영향을 받는 호수 중 하나다”라고 말했다. 

헤리스 부교수는 이어 “그것들은 육안으로는 실제로 볼 수 없는 플라스틱이며, 4만배의 스코프 아래로 들어가면 작은 들쭉날쭉한 조각과 조류와 크기가 같거나 더 작은 다른 입자를 볼 수 있다”고 덧붙였다.

이 프로젝트에 참여한 테드 해리스(Ted Harris) 부교수와 의 열정의 일부는 종종 간과되는 미국의 한 지역을 강조하는 것이었다.

미국 캔자스대학(KU) 캔자스 생물학 조사 및 생태연구센터의 테드 해리스(Ted Harris) 부교수와 레베카 케슬러(Rebecca Kessler) 박사가 담수(호수와 저수지)에서 미세플라스틱을 샘플링한 지역. [그림출처(picture source) = 캔자스대학(KU)]

 

해리스 부교수는 “이 연구에서는 국가 중앙에 하나의 점이 있고 그것이 우리 샘플”이라면서 “아이오와(Iowa), 미주리(Missouri), 콜로라도(Colorado)에는 수역이 있는 거대한 지역이 있지만 우리는 종종 그러한 대규모 글로벌 연구에 참여하지 않는다. 그래서 캔자스( Kansas)를 지도에 표시하여 우리 호수에서 이러한 차이가 무엇인지 확인하고 상황을 이해하는 것이 정말 중요했다”라고 강조했다.

테드 해리스(Ted Harris) 부교수는 2013년부터 캔사스대학((KU)에서 근무했으며 그의 연구는 수생태학(수생태학)에 중점을 둔다. 레베카 케슬러(Rebecca Kessler) 박사는 2022년 KU에서 생태학, 진화 및 유기체 생물학(ecology, evolutionary & organismal biology)을 전공했다.

케슬러 박사는 “우리 연구에서 얻은 가장 큰 교훈은 미세플라스틱이 모든 호수에서 발견될 수 있다는 것”이라면서 “분명히 다른 농도가 있다. 그러나 그들은 말 그대로 어디에나 있다. 그리고 이러한 미세플라스틱의 가장 큰 기여 요인은 호수와 인간의 상호작용이다”라고 강조했다.

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Global study details microplastics contamination in lakes and reservoirs

Around 14 million tons of plastic end up in the ocean every year. But that is not the only water source where plastic represents a significant intrusion

 

LAWRENCE - Around 14 million tons of plastic end up in the ocean every year. But that is not the only water source where plastic represents a significant intrusion.

“We found microplastics in every lake we sampled,” said Ted Harris, associate research professor for the Kansas Biological Survey & Center for Ecological Research at the University of Kansas.

“Some of these lakes you think of as clear, beautiful vacation spots. But we discovered such places to be perfect examples of the link between plastics and humans.”

Harris is one of 79 researchers belonging to the international Global Lake Ecological Observatory Network (GLEON), which examines processes and phenomena occurring in freshwater environments. 

Their new paper, titled “Plastic debris in lakes and reservoirs,” reveals that concentrations of plastic found in freshwater environments are actually higher than those found in so-called “garbage patches” in the ocean. The article is published in Nature.

For his role, Harris teamed with Rebecca Kessler, his former student and recent KU graduate, to test two Kansas lakes (Clinton and Perry) and the Cross Reservoir at the KU Field Station.

“That entailed us going out, tolling a net with tiny little holes in it, dragging it for about two minutes, then collecting those samples of microplastics and sending them off to (the lead researchers),” Kessler said.

The research project was designed and coordinated by the Inland Water Ecology and Management research group of the University of Milano-Bicocca, Italy (headed by Barbara Leoni and Veronica Nava). 

The team sampled surface waters of 38 lakes and reservoirs, distributed across gradients of geographical position and limnological attributes. It detected plastic debris in all studied lakes and reservoirs.

“This paper essentially shows the more humans, the more plastics,” Harris said. “Places like Clinton Lake are relatively low in microplastics because ? while there are many animals and trees ? there aren’t a lot of humans, relative to somewhere like Lake Tahoe where people are living all around it. Some of these lakes are seemingly pristine and beautiful, yet that’s where the microplastics come from.”

Harris said that many of the plastics are from something as outwardly innocuous as T-shirts.

“The simple act of people getting in swimming and having clothing that has microplastic fibers in it leads to microplastics getting everywhere,” he said.

The GLEON study cites two types of water bodies studied that are particularly vulnerable to plastic contamination: lakes and reservoirs in densely populated and urbanized areas; and those with elevated deposition areas, long water retention times and high levels of anthropogenic influence.

“When we started the study, I didn’t know a lot about microplastics versus large plastics,” Harris said.

“When this paper says ‘concentrations as much or worse than the garbage patch,’ you always think of the big bottles and stuff, but you’re not thinking of all that smaller stuff. You don’t see a huge garbage patch in Lake Tahoe, yet it’s one of the most impacted lakes when it comes to microplastics. Those are plastics you can’t really see with the naked eye, and then you get underneath a scope at 40,000x, and you see these little jagged pieces and other particles that are the same size as algae or even smaller.”

Part of Harris and Kessler’s enthusiasm for taking part in this project was to highlight a region of the U.S. that is often overlooked.

“In this study, there’s one dot in the middle of the country, and that’s our sample,” he said. “In Iowa, Missouri and Colorado, there’s this huge swath of area that has water bodies, but we often don’t get them into those massive global studies. So it was really important for me to put Kansas on the map to see and contextualize what these differences are in our lakes.”

Harris has worked at KU since 2013, where his research focuses on aquatic ecology. Kessler graduated KU in 2022 with a degree in ecology, evolutionary & organismal biology.

“The biggest takeaway from our study is that microplastics can be found in all lakes,” Kessler said. “Obviously, there are different concentrations. But they are literally everywhere. And the biggest contributing factor to these microplastics is human interaction with the lakes.”

[출처 = 캔자스대학(University of Kansas)(http://today.ku.edu/2023/07/12/global-study-details-microplastics-contamination-lakes-and-reservoirs) / 2023년 7월 12일]

[연구논문 출처 = 『네이처(Nature)』지(https://www.nature.com/articles/s41586-023-06168-4) / 2023년 7월 12일]