실험을 통해 미세플라스틱이 주는 영향을 어떻게 알 수 있을까요?
고등학교 1학년 입니다. 이번에 학교에서 실험을 진행하게 되었는데 실험을 화장품 속에서 미세플라스틱을 추출한 후 추출 된 미세플라스틱이 주는 해로운 영향에 대한 탐구를 진행하고싶습니다. 탐구는 다른 생물을 이용하고싶은데 아하에서 미세플라스틱 관련 글을 몇 개 찾아보니 미세플라스틱은 단숨에 생물에게 안 좋은 영향을 끼치는 것이 아니라 장기적으로 섭취하거나 할 시에 안 좋은 영향을 끼치게 된다고 하더라구요. 그렇다면 이 실험은 고등학교 수준에서는 불가능 할까요? 만약 가능하다면 어떤 생물을 사용하는 것이 가장 적합할까요?
고등학교 수준에서 미세플라스틱의 영향을 연구하는 실험을 계획하는 것은 아주 큰 경험이 될 겁니다. 의미 있는 최근 대두되고 있는 문제를 소재로 실험해보겠다고 고민하고 있는 질문자님에게 박수를 보냅니다. 화장품 샘플을 수용액에 섞은 후 여과하여 고체 입자를 분리할 수 있습니다. 이때, 미세플라스틱을 식별하기 위해서는 현미경을 사용하여 특정 형태와 입자를 확인해야 합니다. 미세플라스틱 연구에는 주로 수생 생태계를 이용하는 것이 일반적입니다. 보통은 물벼룩으로 실험을 많이 합니다. 미세플라스틱 농도를 다르게 해서 수생 생물을 길러보세요. 아예 미세플라스틱이 없는 환경에서도 생물을 키워야 합니다. 이렇게 실험을 계획한다면 미세플라스틱의 농도에 따른 생물에게 미치는 영향을 확인할 수 있습니다.
미세플라스틱이 환경에 미치는 영향을 알아보기 위한 실험 방법은 다양합니다.
우선 미세플라스틱은 일반적으로 5mm 이하의 플라스틱 입자를 의미합니다. 그리고 생산 과정에서 발생하는 1차 미세플라스틱과 사용 후 파쇄되거나 마모되어 발생하는 2차 미세플라스틱으로 분류할 수 있습니다.
이러한 미세플라스틱을 수집하고 분석하기 위한 방법은 여러가지가 있는데, 물, 토양, 대기 등 다양한 환경에서 샘플을 채취하고, 적절한 기기를 사용하여 미세플라스틱을 식별하고 분류하며 미세플라스틱이 물환경, 생태계, 인체 건강 등 다양한 환경 부문에 미치는 영향을 분석하게 됩니다. 예를 들어, 물고기나 다른 수생 생물에 미세플라스틱을 노출시키고, 그 영향을 관찰하는 실험을 진행할 수도 있는 것이죠.
하지만, 말씀하신 고등학교 수준에서는 어려울 수 있습니다. 이런 실험을 위해서는 전문장비가 필요하고, 상당한 고가임은 물론이고 자금이 있다고 해서 구할 수 있을 정도로 일반적인 장비도 아닙니다.
수중생물인 물벼룩을 대상으로 미세플라스틱의 영향을 파악하는 것은 비교적 단시간에 해볼 수 있는 실험이라고 생각합니다. 미세 플라스틱은 크기가 100nm(나노미터·1nm는 10억 분의 1m) 이하인 아주 작은 플라스틱 입자를 말하는데요, 물벼룩을 서로 다른 농도의 미세플라스틱 용액에 노출하는 실험을 통해 어떤 결과가 나타나는지 확인해보시면 될 것 같습니다.
안녕하세요.
미세플라스틱이 체내에 축적되어 좋지 않은 영향을 주는 것은 여러 실험으로 잘 알려진 사실입니다.
실험을 위해 가설을 설정하고 검증하기 위한 실험을 설계할 수 있습니다.
하지만 기본적으로 미세플라스틱 검출 실험은 힘든편입니다. 검출을 위해 특수한 장비가 필요합니다.
너무 작기 때문인데 미세플라스틱은 플라스틱들이 분쇄되어 100마이크로미터 이하의 크기를 가진 플라스틱입니다.
그리고 대부분 20마이크로미터 이하의 크기로 추정됩니다.
이는 머리카락 5만분의 1 크기입니다.
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화장품 속에서 미세플라스틱을 추출해도 인체에 영향을 줄 만큼 많은 미세플라스틱이 추출되지 않을 가능성이 높습니다.
알고 계신대로 미세플라스틱은 장기섭취하여 체내에 농축되어 영향을 주기 시작합니다.
흔히 생수병의 재활용시 미세플라스틱이 나와서 위험하다 라고 말하는 것은 일상생활에서 지속적으로 사용하기 때문입니다.
미세플라스틱으로 실험을 하기 위해서는 충분한 양의 미세플라스틱이 필요하고 직접 만들어야 합니다.
인공적으로 분쇄하여 해당크기의 플라스틱들을 분리합니다.
다만 인체에 해롭기 때문에 이를 일반인이 취급해도 되는지 확신이 없습니다.
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생물에 주는 영향을 관찰해야하기 때문에 관련된 실험을 설계하여야합니다.
보통 많이 사용되는 동물은 실험용 쥐입니다.
찾아본 실험에서는 mouse에 7일간 미세플라스틱을 경구투여했다고 합니다.
이 실험은 미세플라스틱에 의한 신경독성을 알아보기 위해 진행되어,
7일후 대조군과 실험군의 쥐들을 해부하여 뇌와 혈액을 추출하고, 각 세포에서 세포사멸과 관련한 염증성 단백질발현양을 비교했습니다.
정확한 실험을 위해서 각 군에 여러마리의 mouse가 필요하며,
실험 목적에 따라 검사할 장기와 단백질을 정하고 실험을 설계해야 합니다.
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동물실험이 어렵다면 식물을 활용한 실험도 할 수 있습니다.
미세플라스틱이 식물에 주는 영향에 대한 가설을 세우고 실험을 설계할 수 있습니다.
주는 물에 미세플라스틱을 섞거나, 혹은 키우는 흙에 미세플라스틱을 섞어서 키우는 등의 실험을 할 수 있습니다.
미세플라스틱의 농도만 달라야하며 다른 조건은 모두 동일해야합니다.
각 농도는 여러 미세플라스틱의 유해성에 관련된 실험을 한 논문을 참고하여 정할 수 있습니다.
식물의 성장에서 나타나는 차이를 비교할 수도 있고,
각 부분에서 미세플라스틱이 얼마나 검출되는지 확인할 수도 있습니다.
수확한 씨앗에서 미세플라스틱을 검출해보거나,
수확한 씨앗을 다시 심었을 때 어떻게 자라는 지 등을 비교하여 유해성을 조사할 수 있습니다.
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혹은 야외의 여러 수서 환경에서 수질샘플과 생물샘플을 채취하여 비교분석하는 방법도 생각 할 수 있습니다.
다만 이경우 샘플의 양이 충분히 많아야합니다.
고등학생 실험 수준에서 미세플라스틱의 장기적 영향을 직접 관찰하기는 어렵습니다. 그러나 단기간의 영향을 살펴보는 것은 가능합니다. 예를 들어 식물성 플랑크톤이나 제브라피쉬 같은 단순한 수생 생물체를 대상으로 미세플라스틱 노출 실험을 진행할 수 있습니다. 이들 생물체는 성장 주기가 짧아 단기간에 미세플라스틱 섭취에 따른 행동 변화, 생존율 변화 등을 관찰할 수 있습니다. 다만 장기적 영향을 보기 위해서는 지속적인 후속 실험이 필요할 것입니다.
안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 제 개인적인 의견으로는 고등학교 수준에서는 실험을 하기 어렵습니다. (초)미세플라스틱은 1 마이크로미터 이하기 때문에 눈이나 현미경으로는 버기 어려울 뿐만 아니라 말씀하신 대로 장기간 거쳐서 평가를 해야되기 때문에 고등학교에서 하기에는 한계가 있습니다. 또한, 전문 장비 없이 체내 흡수율이나 분포도 측정하기 어렵습니다. 감사합니다.