친환경 플라스틱의 비밀-①분해되면 친환경?[과학을읽다]

플라스틱을 먹는 꿀벌부채나방의 애벌레. 이 나방에서 플라스틱을 자연분해시키는 효소를 찾아냈습니다. [사진=유튜브 화면캡처]

[아시아경제 김종화 기자]'친환경 플라스틱'은 정말 친환경적일까요? '친환경'의 의미는 자연환경을 오염하지 않고 자연 그대로의 환경과 잘 어울리는 것입니다. 쉽게 말하면, 환경에 도움이 되는 것을 친환경이라고 합니다.

그런데 친환경 플라스틱이라는 단어는 '바이오 플라스틱'이라는 말과 같은 뜻으로 사용됩니다. 바이오 플라스틱이란, 원유 정제과정에서 나오는 부산물로 만든 플라스틱이 아닌, 식물을 원료로 해서 만든 플라스틱을 통칭하는 용어로 사용하지요.

최근에는 친환경이란 용어가 마케팅의 수단으로 변질돼 본래의 의미를 상실한 것은 아닌지 걱정됩니다. 단순히 재료를 식물에서 추출했다고 해서 친환경이라고 부를 수 있을까요?

플라스틱이 땅속에서 생분해되는지에 따라 친환경 플라스틱인지 아닌지를 따진다면, 기존 원유 추출물로 만든 플라스틱 중에서도 생분해되는 플라스틱도 있습니다. 땅속에서 플라스틱이 생분해되고 안되고는 분자의 구조에 따라 달라지기 때문인데, 단지 식물성이 아니라는 이유로 친환경 플라스틱이 아니라고 하면 친환경의 의미는 퇴색할 수밖에 없습니다.

친환경으로 평가받는 식물성 플라스틱의 원료는 다양합니다. 옥수수 전분 등 곡식을 원료로 할 경우 아까운 식량을 원료로 플라스틱을 만든다는 이유로 윤리적인 비판에 직면해 있습니다. 사막에서 마실 물도 모자란데 손을 씻겠다는 사고방식과 다를 바 없다는 비판이지요.

나무껍질이나 사탕수수, 대나무 등의 원료를 활용할 경우에는 숲을 파괴하거나 식물을 키우거나 원료를 추출할 때 오염물질이 발생해 문제가 됩니다. 게다가 경제성이 떨어지는 문제가 있습니다. 친환경 플라스틱이 갖춰야 할 '제1조건'은 분해성 플라스틱인 것은 분명하지만, 주변의 자연환경을 해치지 않고 식량이 아니면서 경제성까지 갖춰야 한다는 이야기지요.

분해성 플라스틱은 태양광에 의한 '광분해성 플라스틱', 온도 등 산화반응에 의한 '산화분해 플라스틱', 가수분해반응에 의한 '가수분해 플라스틱', 미생물이나 효소 등에 의한 '생분해 플라스틱' 등이 있습니다.

분해성 플라스틱은 땅에 매립하면 수개월에서 수년 사이에 물이나 이산화탄소, 메탄가스, 바이오매스 등으로 완전 분해돼 자연에 나쁜 영향을 미치지 않아야 합니다. 자연에 나쁜 영향을 미치지 않는 친환경 기술이 이렇게 어렵습니다. 그래서 최근에는 해조류와 나방을 이용한 플라스틱 제조 방식이 친환경으로 주목받고 있습니다.

지난해 말 알렉산더 골버그 이스라엘 텔아비브대 환경학과 교수팀이 미역을 원료로 플라스틱을 만드는 미생물을 발견, 국제학술지 '생물자원기술'에 발표했습니다. 바닷속에서 미역을 먹고 살아가는 '할로페락스 메디테라네이'라는 미생물이 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)라는 바이오 플라스틱을 만듭니다.

지난해 1월 이상엽 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 교수팀은 유전자를 개량한 대장균을 이용해 포도당으로 페트(PET)병의 원료인 방향족 폴리에스테르를 생산하는데 성공, '네이처 커뮤니케이션스'에 발표했습니다. 박진병 이화여대 식품공학과 교수는 2016년 미역 등 해조류에서 지방산을 분리해 미생물과 반응시켜 항공기 등의 내장재로 사용되는 '중쇄카르복실산'이라는 플라스틱을 만드는데 성공하기도 했습니다.

2017년 2월 영국 케임브리지대와 스페인 국립연구위원회(CSIC)는 꿀벌부채나방의 폴리에틸렌 플라스틱 분해 능력을 증명해 국제학술지 '커렌트 바이올로지'에 발표했습니다. 꿀벌부채나방은 꿀벌들을 죽이고 벌집을 섭취하는데 성충 나방은 애벌레처럼 폴리에틸렌 플라스틱을 먹어 분해할 수 있는 것으로 밝혀진 것입니다.

이 연구를 바탕으로 류충민 한국생명공학연구원 감염병연구센터 박사팀은 지난해 '에스테라아제', '라이페이즈', '사이토크롬P450' 등 3개의 특수 효소를 발굴합니다. 이 효소를 대량 배양할 경우 자연 분해되는 새로운 플라스틱의 개발도 가능해진 것이지요.

플라스틱으로 인한 환경오염 문제를 해결하기 위한 진정한 '친환경'의 실마리를 해조류와 곤충의 효소가 제공한 것일까요? 해조류와 나방의 효소가 하루빨리 상용화 돼 쌓여가는 플라스틱 쓰레기를 없앨 수 있는 근본적인 해결책이 될 수 있기를 기대합니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr