미세플라스틱이 어떤 화학적 원리에 의해서 운반선 역할을 하는지 궁금합니다.

Question

바다를 떠도는 미세플라스틱 자체의 물리적 위험성 외에도, 이들이 독성 물질의 운반선 역할을 한다는 것이 더 큰 문제입니다. 미세플라스틱이 어떤 화학적 원리에 의해서 운반선 역할을 하는지 궁금합니다.

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

미세플라스틱이 바다에서 독성 물질을 끌어모아 생물 체내로 운반하는 현상을 생태학에서는 트로이 목마 효과라고 부릅니다. 미세플라스틱이 단순한 쓰레기를 넘어 강력한 독성 화학물질의 운반선 역할을 하게 만드는 화학 원리를 설명해 드리도록 하겠습니다.

바다는 거대한 극성 매질인 물로 가득 차 있는 반면, 플라스틱과 바다로 유입되는 수많은 독성 화학물질은 대부분 비극성 성질을 띱니다. 극성인 물 분자들은 자신들끼리 수소 결합을 유지하려 하며 비극성 오염물질을 밖으로 밀어냅니다. 쫓겨난 오염물질들은 에너지를 가장 안정적으로 낮출 수 있는 곳, 즉 비극성 고분자 물질인 미세플라스틱 표면으로 공격적으로 엉겨 붙게 됩니다. 특히 미세플라스틱은 부피 대비 표면적이 매우 넓어 주변 바닷물보다 독성 물질을 최대 수십만 배 이상 고농도로 농축하는데, 여기에 자외선으로 풍화된 표면에 중금속 이온까지 정전기적으로 결합합니다.

이 미세플라스틱을 해양 생물이 삼키면 소화관 내부의 지질 성분과 산성 환경에 의해 흡착되어 있던 독성물질이 분리되어 뿜어져 나옵니다. 결과적으로 플라스틱에 실려 온 독성 화학물질이 생명체의 체내 조직과 혈액으로 직접 흡수되는 트로이 목마 효과가 발생합니다.