코로나19로 플라스틱 사용이 전세계에서 폭발적으로 증가했다. 농촌진흥청에 따르면 2020년 WHO는 지난해보다 석유화학 기반 플라스틱 사용이 40% 증가를 예상하고 있다. 

또한 코로나19로 1천300억개 마스크와 650억개 장갑이 방출됐고 미국은 2개월 만에 1년 치 분량의 플라스틱 쓰레기 방출됐다는 연구결과도 나왔다.

2019~2020년 유가 하락으로 플라스틱 생산은 도리어 증가하고 코로나19로 국내 플라스틱 소비량이 상반기에만 15.6% 급등했다.

이런 상황임에도 국내에서는 1회용품 중 생분해성 플라스틱 사용이 미미한 수준으로 국내 시판되는 바이오플라스틱 구성요소를 상온에서 친환경적으로 분해해 바이오플라스틱 폐기물 문제 조기해결이 필요하다는 주장이 대두됐다.

플라스틱 중 90%는 석유가 원료이며, 쉽게 분해되지 않아 세계적인 환경, 사회 문제로 떠오르고 있다. 이에 잘 분해되지 않는 석유계 비 분해성 플라스틱을 대신할 생분해성 플라스틱 관련 연구가 활발히 진행되고 있다.

이에 농촌진흥청(청장 조재호)은 생분해성 플라스틱인 폴리카프로락톤(PCL)을 분해하는 세균을 선발했다고 밝혔다. 이 미생물을 폴리카프로락톤으로 만든 필름에 적용한 결과, 28도(℃)에서 20일 만에 필름의 98%를 분해하는 것으로 확인했다. 

생분해성 플라스틱은 석유 유래 생분해성 플라스틱과 식물 유래 생분해성 플라스틱으로 구분된다. 각각 석유와 식물을 원료로 화학적, 생물학적 공정을 거쳐 생산되며 일정 조건에서 미생물에 의해 완전히 분해되는 플라스틱을 뜻한다.

그러나 일부 생분해성 플라스틱은 자연 상태에서 분해가 어렵고, 분해되기까지 수년 이상이 걸리기도 한다. 생분해성 플라스틱 분해 정도는 현재 계속 검증하고 있으며, 효율적으로 생분해성 플라스틱을 분해하기 위한 연구 필요성도 커지고 있다.

폴리카프로락톤은 자연에서 완전히 분해되는데 3~4년 정도 걸리는 것으로 알려져 있다. 농촌진흥청은 폴리카프로락톤 등 생분해성 플라스틱 분해를 촉진하는 미생물을 찾기 위해 폐기물 매립지에서 아쿠아박테리움(Aquabacterium sp.) CY2-9를 선발했다.

배양 시간이 길어질수록 분해 정도가 빨라졌으며, 최적 분해 조건은 온도 28도, 농도 1%*, 수평균분자량 1.0x104 Da이었다.

농촌진흥청은 이 결과를 Journal of Environmental Management(IF=8.9)에 게재하고, 특허출원을 완료했다.

앞으로 폴리카프로락톤뿐만 아니라 다양한 플라스틱을 분해하는 미생물을 지속해서 발굴할 계획이다.

한편 폴리카프로락톤(PCL, polycaprolactone)은 생분해성 고분자물질 중 하나로 물, 기름, 염소, 유기용매 등에 저항성이 높으며, 폴리우레탄을 만드는 데 많이 사용된다.

농촌진흥청 농업미생물과 김남정 과장은 “전 세계가 플라스틱 폐기물 문제로 어려움을 겪는 가운데, 이번 연구 결과가 플라스틱으로 인한 환경부하를 줄이는 연구 기반이 될 것으로 기대한다”고 말했다.