[영국] 포츠머스대 연구진, 하수서 유해한 플라스틱 입자 측정 위한 해결책 찾는다

과학자들은 숨겨져 있거나 잠재적으로 위험한 플라스틱을 측정하는 최선의 방법을 결정하기 위해 인간 하수에 대해 가까이서 개인적으로 알아냈다.

미세플라스틱(microplastic))을 측정하고 세는 방법이 장소마다 다르기 때문에, 문제의 무게에 대한 합의된 이해가 없다.

과학자들이 그것들을 측정하는 한 가지 방법에 동의할 때까지, 육지와 바다의 생명체는 플라스틱의 양을 아는 사람들을 계속해서 섭취할 것이고, 이는 대대로 건강에 영향을 미칠 것이다.

포츠머스대학교(University of Portsmouth)가 5월 28일 발표한 분석 및 생물분석 화학(Analytical and Bioanalytical Chemistry)에 관한 새로운 연구는 하수에서 유기물을 제거하기 위해 ‘펜톤 시약(Fenton reagent)’이라는 화학용액을 사용하는 한 가지 방법을 연구했다. 현재 이용 가능한 다른 테스트 방법보다 처리 시간과 비용이 상당히 유리하다는 것을 알게 되었다.

프로젝트 책임자인 포츠머스대학교의 생물지질화학 수석연구원인 페이 쿠시로(Fay Couceiro) 박사는 "‘펜톤 시약(Fenton reagent)’과의 다중 소화는 하수와 과산화수소와 황화철을 혼합해 유기물을 분해하는 과정을 여러 번 거친다”고 말했다.

페이 쿠시로(Fay Couceiro) 박사는 이어“다른 모든 것에서 플라스틱을 띄우는 밀도 분리가 뒤따를 때, 그것은 훨씬 적은 간섭으로 미세 플라스틱의 크기와 종류를 결정할 수 있도록 더 깨끗한 샘플을 제공한다”고 덧붙였다.

포츠머스대학교의 명 플라스틱 이니셔티브 이사인 스티브 플레처(Steve Fletcher) 교수는“환경에서 미세플라스틱의 양에 대해 어느 정도 알고 있는 것은 이 새로운 범주의 오염물질이 지구상의 생명체에 미칠 수 있는 잠재적인 해로운 영향을 이해하고 멈추는 데 핵심이다”라면서 “표준화와 함께 강력하고 단순하며 신뢰할 수 있는 프로토콜의 필요성은 플라스틱 오염과의 싸움에서 매우 중요하다”라고 말했다.

이 연구는 100 미크론 이하 크기 범위의 미세 플라스틱을 탐지하는 것을 목표로 했는데, 크기가 작아서 종종 놓치는 경우가 많지만 잠재적으로 건강 위험이 더 높다. 이 입자 크기는 이전 폐수 연구에서 사용할 수 있는 데이터가 제한적이다.

이 방법의 가치를 보여주기 위해 원시 하수, 최종 폐수 및 슬러지 샘플을 두 가지 크기와 유형의 미세 플라스틱과 혼합했다. ‘펜톤 시약(Fenton reagent)’ 방법을 사용한 다중 분해는 첨가된 미세플라스틱의 우수한 회수율을 보여주었다.

미세플라스틱 분리에 필요한 여러 단계를 고려할 때, 시간이 샘플 처리의 제약 요인이 된다. ‘펜톤 시약(Fenton reagent)’을 사용한 다중 소화는 많은 수의 샘플을 분석할 때 현재 사용 가능한 다른 방법에 비해 저렴하고 시간 효율적인 절차이다.

프로젝트 책임자인 포츠머스대학교의 생물지질화학 수석연구원인 페이 쿠시로(Fay Couceiro) 박사는 “이 연구에서 사용된 ‘펜톤 시약(Fenton reagent)’ 방법은 미세플라스틱 측정의 매우 필요한 표준화를 가져올 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있다”라고 말했다.

페이 쿠시로(Fay Couceiro) 박사는 이어 “미세플라스틱의 농도를 비교하고 대조할 수 없다면, 오염을 제한하는데 있어 상당한 진전을 이룰 수 있는 우리의 능력은 제한될 것이다”라면서 “우리는 다른 종류의 플라스틱과 더 작은 플라스틱 입자의 회복을 조사할 수 있는 더 많은 연구를 환영할 것이다”라고 덧붙였다.

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Scientists find solution to measure harmful plastic particles in human sewage

Scientists have got up close and personal with human sewage to determine how best to measure hidden and potentially dangerous plastics.

As the way microplastics are measured and counted varies from place to place, there is no agreed understanding of the weight of the problem.

Until scientists can agree on one way of measuring them, life on land and sea will continue to ingest who knows how much plastic, affecting health for generations. 

A new study, published today in Analytical and Bioanalytical Chemistry, by the University of Portsmouth has examined one method, using a chemical solution called ‘Fenton reagent’ to remove organic matter from sewage. It found it has significant advantages in processing times and costs over other currently available methods of testing.

Project Lead Dr Fay Couceiro, Senior Research Fellow in Biogeochemistry at the University of Portsmouth, said: “Multiple digestion with Fenton reagent involves mixing the sewage with hydrogen peroxide and iron sulphide multiple times to breakdown the organic matter."

"When followed by density separation, where you float off the plastics from everything else, it provides a cleaner sample so the size and type of microplastic can be determined with much less interference.”

"Having some idea of the amount of microplastics in the environment is key to understanding and stopping the potential harmful impacts that this new category of emerging pollutants could have on life on earth. The need for protocols that are robust, simple and reliable together with their standardisation are of crucial importance in the fight against plastic pollution". Professor Steve Fletcher, Director of the University’s Revolution Plastics initiative

The study targeted the detection of microplastics in the sub-hundred-micron size range, which often get missed because of their tiny size, yet they have potentially higher health risks associated with them. This size of particle also has limited data available from previous wastewater research.

To show the value of this method, samples of raw sewage, final effluent and sludge were mixed with two different sizes and types of microplastics. The multiple digestion with Fenton reagent method showed good recovery of the added microplastics.

Considering the various stages required for the separation of microplastics, time is a limiting factor in sample processing. The multiple digestion using Fenton reagent is an inexpensive and time-efficient procedure compared to other currently available methods when analysing large numbers of samples.

"The Fenton reagent method used in this study has huge potential for bringing about a much needed standarditation of the measuring of microplastics."

 "Without being able to compare and contrast concentrations of microplastics, our ability to make significant strides forward in limiting pollution will be restricted. We would welcome further research that could investigate other types of plastics and the recovering of even smaller plastic particles". Dr Fay Couceiro, Senior Research Fellow in Biogeochemistry

[출처=스마트워터매거진(https://smartwatermagazine.com/news/university-portsmouth/scientists-find-solution-measure-harmful-plastic-particles-human-sewage) / 2021년 5월 28일]