친환경 산업동향

제목 [미국] 폐기물 줄일 수 있는 바이오 기반 플라스틱
작성자 tawake88
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주요 기업들이 플라스틱 빨대를 금지하게 된 지금, 일상생활에서 플라스틱의 역할을 다시 고민할 시기라 할 수 있다. 저렴하게 생산할 수 있고, 엄청나게 다양한 제품으로 성형할 수 있는 다목적 물질인 플라스틱은 현대인 생활의 일부가 되었다.
2016년 전 세계 플라스틱 원료 생산은 3억 3,500만 메트릭톤에 도달했으며, 2020년에는 6억 5,000만 메트릭톤까지 증가할 것으로 예상되고 있다.
미국 미시간 주립대학의 연구팀은 우리 사회의 플라스틱 문제 해결책을 찾고 있다. 연구팀은 작은 광합성 세균을 빛과 이산화탄소로부터 바이오플라스틱을 포함하여 재생가능 물질을 만들어내는 플랫폼으로 이용하려 하고 있다. 바이오 기반 플라스틱은 플라스틱 폐기물을 줄일 수 있는 유망한 선택권이지만, 이들을 확대하기 위해서는 제조와 처분에 대한 특별한 설비를 포함하여 많은 투자가 요구되고 있다.
전 세계 플라스틱 생산의 대부분은 빨대와 같은 1회용 제품을 위한 것이다. 실제로 식품포장이나 컵, 용기, 랩, 비닐봉지와 같은 식품 관련 품목들이 플라스틱 제품에서 상당한 비중을 차지하고 있다. 전 세계적으로 플라스틱 쓰레기의 10% 이하만이 재활용되고 있다. 한편 플라스틱 식품포장의 대부분은 식품 찌꺼기가 붙어있어서 여러 처리 공정에서 문제를 유발시키기 때문에 쉽게 재활용할 수 없다. 때문에 재활용 공장들은 식품포장을 수용하지 않고 있다.
플라스틱 쓰레기의 12% 정도가 소각되지만 나머지 80%는 매립되거나 환경으로 유출되고 있다. 바다에서는 해류가 플라스틱 쓰레기들이 서로 뭉치게 하여 부유하는 쓰레기 섬이 만들어졌다. 땅에 묻히건 바다에서 부유하건 플라스틱이 분해되기까지 수천 년이라는 시간이 소요된다. 이들이 해변에 남겨지게 되면 엄청난 양의 쓰레기와 관광객들의 두통을 유발시키게 된다. 더하여 이들은 거대한 플라스틱 덩어리에서부터 아주 작은 마이크로 입자까지 존재하기 때문에 바닷새, 해양 생명체, 산호를 포함하여 거의 모든 야생 동물들에게 해를 끼칠 수 있다.
재생 가능한 생물 성분으로 만들어진 다양한 바이오 기반 플라스틱에 대한 연구가 수년간 진행되었다. 현재 이러한 여러 제품들은 폴리스티렌이나 폴리에틸렌과 같은 화석연료 기반 플라스틱의 대체품 역할을 할 수 있다. 바이오플라스틱 대부분은 옥수수나 사탕수수와 같은 식물에서 유래한 당분에서 만들어진다. 미생물들이 이들을 플라스틱의 원료 물질로 변환시킨 후에 최종적으로 플라스틱 레진 만들어지게 된다. 그러나 바이오플라스틱이 생분해성을 갖는 한편으로 이용 목적을 위한 내구성을 유지시키는 것에서 서로 상충되는 문제가 있다.
생산과 개발에서 가장 유망한 바이오플라스틱은 대규모 퇴비화 설비와 같은 통제된 환경에서 쉽게 분해될 수 있어야 한다. 바이오플라스틱의 시험과 분해 향상에 종사하는 설비 중 하나가 워싱턴 주에 위치한 Cedar Grove이다. 이곳에서 얻어지는 최종 퇴비화물은 정원과 작물을 위한 비료로 적합하다고 한다. 캘리포니아 주의 Jepsen Prairie Organics에서는 분쇄된 유기성 폐기물을 연속으로 배치하고 세균을 추가하고 열을 공급하여 퇴비화시킨다고 한다.
그러나 바이오 기반 플라스틱도 쓰레기통에 버려져 매립되면 수세기에 걸쳐 유지된다. 매립지의 토양 아래는 건조하고, 춥고, 산소가 부족한 조건이다. 이들 요소들이 바이오플라스틱의 분해를 가속화시킬 수 있는 미생물 증식을 막고 있다. 반면에 퇴비화 가능 플라스틱은 산업용 퇴비화 설비에서 3개월 정도면 대부분 분해된다. 퇴비화 설비에서는 통기가 촉진되고, 온도가 조절되므로 미생물 활성이 현저히 높아지게 된다.
마찬가지로 개발된 모든 바이오플라스틱이 모든 환경 조건에서 생분해되지는 않는다. 예를 들어 북극이나 심해에서는 분해되지 않을 것이다. 이처럼 낮은 온도, 산소 부족, 고압의 환경에서는 플라스틱 폴리머의 결합을 끊어놓은 생명체의 성장이 저해됨으로써 분해가 훨씬 느려질 수밖에 없다. 이는 재료과학분야에서 지속가능한 바이오플라스틱 생산방법과 함께 버려지는 바이오플라스틱 제품이 퇴비화 설비로 잘 이동할 수 있는 시스템이 결합되어야 함을 의미한다.
식물성 원료로 플라스틱을 만드는 것이 화석 연료 기반 접근법보다는 지속가능하지만 원료인 식물을 얻기 위해서는 땅과 물이 요구된다는 문제점이 있다. Ducat 교수의 연구팀은 시아노박테리아라는 광합성 미생물이 햇빛을 이용해 바이오플라스틱 성분을 만드는 길을 찾고 있다. 이 과정에서 시아노박테리아는 식물처럼 햇빛과 이산화탄소로부터 바이오플라스틱으로 변환될 수 있는 당분을 만들어낸다. 실제로 시아노박테리아는 굉장히 효율적인 태양에너지 변환체이면서 토양이나 물이 필요하지 않다는 장점이 있다.
플라스틱 빨대를 대체할 수 있는 저렴하고, 가볍고, 내구성 있으며, 환경에 친화적인 대체재를 찾는 것은 쉬운 일이 아니지만 연구팀은 이러한 대체가 가능하다고 믿고 있다. 그러나 이를 위해서는 플라스틱 대체재를 제공하는 것만이 아니라 적합하게 처리할 수 있는 퇴비화 설비를 지원하는 사회적인 정책도 요구되고 있다.  
 
출처 : http://kopa.or.kr/2018-09-02-global-packaging-news/
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