물에서 미세플라스틱 제거하는 다양한 기술과 친환경 전략

1년 전 나이로비에서 열린 제5차 UNEA(유엔환경총회)에서 글로벌 플라스틱 협약을 위한 협상을 시작하자는 결의가 채택됐다. "해양쓰레기 원탁회의"는 미세플라스틱의 급격한 감소를 촉구했다. 미세플라스틱이라는 용어가 등장한 지 20년이 채 되지 않았다. 오늘날에도 이 주제는 대중에게 낯설거나, 모든 사람이 건강 위험을 인식하지 못하고 있다. 충분히 연구되지도 않았다. 이러한 입자를 제거하는 방법에 대한 다양한 아이디어가 이미 있다. 연구자들은 예를 들어 자성 "나노 기둥", 나노 셀룰로오스, 반도체 와이어 및 모래, 자갈 및 생물막이 있는 필터 기둥을 실험하고 있다. 세탁기와 수돗물에서 미세플라스틱을 제거하는 사례들을 알아본다. 

▲ 미세플라스틱 필어 플래닛 케어(이미지 planet care)

생수병에 든 미세플라스틱

세계보건기구(WHO)는 식수에 함유된 플라스틱 입자의 잠재적 위험에 대한 검토를 시작한다고 밝혔다. 이번 발표는 세계에서 가장 인기 있는 생수 브랜드의 90% 이상이 미세플라스틱을 함유하고 있다는 연구 결과가 발표된 후 나온 것이다. 이 분석은 오르브 미디어(Orb Media) 프로젝트의 일환으로 프레도니아에 있는 뉴욕주립대학교에서 수행했다. 연구팀은 중국, 브라질, 인도, 인도네시아, 멕시코, 레바논, 케냐, 태국, 미국에서 259병을 구입했다. 테스트한 모든 병 중 17개만이 플라스틱이 없는 것으로 나타났으며 평균적으로 판매된 각 리터에는 325개의 미세플라스틱 조각이 포함돼 있었다. 여기에는 폴리프로필렌, 나일론 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 포함됐다. 한 사례에서는 네슬레(Nestlé) Pure Life 한 병에 1만 개 이상의 미세플라스틱 조각이 포함되어 있었으며 Bisleri, Gerolsteiner 및 Aqua의 병에도 높은 수치를 기록했다. WHO 관계자는 이러한 미세플라스틱 섬유의 섭취가 건강 문제를 일으킬 수 있다는 증거는 없지만 여전히 새로운 우려 영역으로 남아 있다고 말했다. 

▲ 생수병에 들어 있는 미세플라스틱

수돗물에서 미세플라스틱을 어떻게 걸러내고 제거할까?

오르브(Orb)가 수돗물에서 측정한 가장 작은 미세플라스틱은 약 2.5마이크론이었다. 그러나 대부분의 입자는 훨씬 더 컸다. 즉, 이 크기의 입자를 필터링할 수 있는 필터가 필요하다. 이 크기의 미세플라스틱을 걸러낼 수 있는 세 가지 유형의 필터가 있다. TAPP 1과 같은 과립형 활성탄 필터는 오염 물질을 약 5마이크론까지 필터링하여 대부분의 미세플라스틱을 제거한다.
EcoPro와 같은 활성 탄소 블록 필터는 오염 물질을 2마이크론까지 제거해 더 효율적이다.
역삼투 필터 및 이온 교환 필터는 입자를 0.001마이크론까지 걸러내어 수돗물에 있는 모든 미세플라스틱 입자를 제거할 수 있지만 비용이 많이 들고 기술자가 설치해야 한다.

어떤 필터를 사야 할까?

우리는 미세플라스틱의 영향을 모르기 때문에 수돗물을 정수하는 것이 좋다. 더 큰 필터 시스템에 대한 재정적 수단이 부족하다면 최선의 선택은 미세플라스틱 농도를 거의 0으로 만드는 가격 대비 성능이 뛰어난 제품을 구입하는 것이다. 활성탄 블록 필터는 많은 비용을 들이지 않고 이 문제에 대한 환경친화적이고 효율적인 솔루션이다. EcoPro는 생분해성 카트리지를 사용하는 정수 필터다. EcoPro는 저렴하고 스마트하며 지속 가능하며 간단한 방법으로 수돗물에서 깨끗하고 신선한 물을 공급한다. 필터는 30초 안에 모든 표준 수도꼭지에 설치할 수 있다. 인터넷의 MyTAPP 앱과 MyTAPP 페이지는 필터의 상태, 수집된 절감액 및 환경에 대한 긍정적인 영향을 보여준다. 활성 탄소 기술은 염소, 살충제, 중금속 및 미세플라스틱을 포함하여 80개 이상의 오염 물질을 2미크론까지 제거한다.

국내 연구진이 개발한 필터 “효과적이고 빨라”

우리나라의 연구원들이 년 초에 특히 유망해 보이는 또 다른 접근 방식을 보고한 바 있다. 대구 경북 과학 기술 연구소(DGIST)의 과학자들은 공유 트리아진(Covalent Triazene Framework, CTF)을 기반으로 하는 프레임 워크와 함께 작동하는 필터를 개발했다. 이것은 표면적이 큰 다공성 물질이다. 이 다공성 물질은 CTF에 갇힌 분자와 입자를 저장할 충분한 내부 공간이 있음을 의미한다. 연구진은 CTF의 분자를 친수성으로 설계하고 재료를 약간 산화시켰다. 필터가 이러한 모든 먼지의 99.9%를 제거할 수 있었고 (반복 가능한) 필터링에 단 10초가 걸렸다. 매우 빨리 제거할 수 있었기 때문에 그 결과는 인상적이었다. 과학자들은 또한 CTF 원리를 다른 오염 물질, 즉 휘발성 유기 화합물(VOC)에 적용하거나 적응시킬 수 있었다. 햇빛을 흡수해 열로 변환할 수 있는 적응된 폴리머를 사용하면 VOC를 98%까지 제거할 수 있다. 동반 연구의 주저자인 박치영 교수는 “오염된 물을 정화하고 전기가 없는 지역에서 식수를 제공할 수 있는 경제성이 높은 보편적인 기술이 될 것으로 기대한다”고 말했다. 

▲ 국내 연구진이 개발한 필터 프레임 워크

세탁기가 옷에서 미세플라스틱을 걸러내는 방법

옷을 세탁할 때 나오는 미세플라스틱이 폐수에 들어가지 않도록 잡는 방법이다. 하수 처리장은 미세플라스틱을 걸러낼 수 없다. 2022년 봄, 독일 그룬디히(Grundig)社는 이미 미세플라스틱용 필터가 내장된 두 대의 세탁기를 선보였다. 9kg 세탁물용 Grundig GW7P79419W 및 10kg 세탁물용 Grundig GW7P510419W이다. 국내 가전 LG에서도 일체형 세탁 건조기 엘지트롬 워시타워 모델이 미세플라스틱 배출량을 표준코스 대비 70% 줄여준다고 홍보하고 있다.

그러나 모델에 상관없이 집에 있는 장치에서 사용할 수 있는 솔루션도 있다. 소비자들이 궁금해 하는 것은 1. 필터는 어디에 있을까? 세탁기의 급수관에? 드럼에? 배수호스 뒤에? 2. 어떻게 걸러지나? 촘촘한 망으로? 아니면 자연적인 메커니즘으로? 세탁기의 마찰은 옷의 화학 섬유에서 작은 입자를 느슨하게 한다. 

 

이 미세플라스틱은 비눗물에 있다. 따라서 Grundig의 새 세탁기 2대는 오염된 물을 세제 칸에 있는 미세플라스틱 필터를 통해 여러 번 보낸다. 이러한 배치를 통해 필터에 쉽게 접근하고 쉽게 교체할 수 있다. 이 기술은 완벽하지는 않지만, 제조사에 따르면 물에 있는 섬유 마이크로 섬유의 최대 90%를 걸러낸다. 일부 프로그램에서는 미세플라스틱 필터를 사용한다. 

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예를 들어 관리하기 쉬운 셔츠, 아웃도어/스포츠 등의 인조 섬유 형태의 미세플라스틱을 많이 포함할 수 있는 의류를 대상으로 한다. 시간이 지남에 따라 많은 양의 미세플라스틱이 세탁기 필터에 쌓인다. 그런 다음 수집된 플라스틱을 제거하지 않고 전체 필터를 제거한다. 보통 3~6개월 후 시간이 되면 LED가 표시된다. 교환에는 몇 초가 걸린다. 교환된 필터는 Grundig社가 처리한다. 그런 다음 재활용 회사에서 전문적으로 미세플라스틱 필터를 분해한다. 이것은 98%가 재활용 플라스틱으로 구성되어 있다. 필터는 무료로 보내준다. 앞으로 미세플라스틱 필터가 있는 장치를 점점 더 많이 보게 될 것 같다. 

▲ 미세플라스틱 필어 플래닛 케어(이미지 planet care)

프랑스에서는 2025년부터 판매될 새 세탁기에 이러한 필터가 필수이기 때문이다. 모든 세탁기에 사용되는 미세플라스틱 필터는 의무 사항이 아니더라도 세탁기에 장착할 수도 있다. 예를 들어 슬로베니아 회사인 플래닛 케어(Planet Care)社는 세탁기의 폐수 호스에 나사로 고정할 수 있는 미세플라스틱 필터를 제공한다. Planet Care는 적절한 교체용 카트리지를 제공한다. 예를 들어 스타터 키트는 약 60회 세척할 수 있고 60유로(7-8만원)이다.

▲자연을 본뜬 미세플라스틱 필터
기업의 임무는 이제 작은 솔루션을 찾는 것뿐만 아니라 효과적인 솔루션도 찾는 것이다. 처음에 솔루션은 막힘 없이 많은 미세플라스틱을 걸러내는 가능한 한 미세한 메쉬를 사용하는 것처럼 보일 것이다. 그러나 과학은 다른 해결책도 연구하고 있다. UMSICHT(Fraunhofer Institute for Environmental, Safety, and Energy Technology)의 연구원인 Leandra Hamann은 섬유 극세사용 바이오닉 필터를 개발했다. 자연을 모델로 한 필터이다. 즉, 물에서 영양분을 걸러내는 동물이다. 동일한 기술이 세탁기의 폐수에서 5mm보다 작은 플라스틱 입자를 걸러낸다고 한다. 

▲ 바이오닉 미세플라스틱 필터의 모델로서의 물고기 아가미. 멸치의 아가미 아치는 바이오닉 미세플라스틱 필터의 모델이다. (이미지: Leandra Hamann)

▲드럼용 필터 볼
코라 볼(Cora Ball)은 세탁을 위해 드럼에 바로 넣을 수 있는 10cm 공인 산호를 모델로 한다. 그 표면은 여러 개의 링으로 구성되어 있어 물이 내부로 침투할 수 있고 극세사가 볼에 끼일 수 있다. 그런 다음 미세플라스틱 보풀을 노란색 통에 버릴 수 있다. Cora Ball은 세척수에서 합성 입자의 1/3을 걸러내도록 설계되었다.

▲ Cora Ball은 물에서 미세한 극세사를 걸러낸다고 한다. (이미지: Cora Ball)

▲드럼용 세탁 가방
구피프렌드 세탁봉투와 함께 별도의 필터 기술이 들어가지 않아도 비슷한 효과를 약속하는 세탁봉투도 있다. 적어도 그것이 제조업체가 말하는 것이다. 섬세한 세탁물에 대한 마모를 최소화하고 고리와 고리로 옷을 분리하기 위해 세탁 가방이 이미 사용되고 있다. 이 원칙은 또한 더 적은 미세플라스틱을 발생시킬 것이다. 안타깝게도 이 효과가 얼마나 큰지, 이미 측정되었는지는 알 수 없다.

미세플라스틱을 어떻게 피할 수 있을까?

합성 섬유는 적게, 천연 섬유를 더 많이 구입할 것. 합성 섬유를 덜 자주 착용하고, 합성 섬유를 자주 세탁하지 말 것, 가득 찬 드럼으로만 세탁하고 더 낮은 온도에서 세탁할 것. 세탁 가방을 사용하는 것도 좋다. 요약하면 합성 섬유의 세탁을 피하고 세탁기에서 섬유의 마모를 줄이는 것이다. 미세플라스틱은 눈에 띄지 않는다. 그러나 그것은 환경과 심지어 우리의 건강까지 직접적으로 손상시키는 것으로 입증됐다. 우리 옷의 화학 섬유는 미세플라스틱의 원천이다. 신축성이 있어 입기 쉽지만 쉽게 떨어져 나간다. 대부분의 미세플라스틱은 세탁 중에 생성된다. 그러나 세탁기에서도 잘 걸러질 수 있다. 따라서 미세플라스틱 필터를 사용하는 세탁기가 점점 더 많아질 것이다. 그러나 기계에 필터를 연결하거나 세탁 공 또는 세탁 가방을 사용할 수도 있다. 어떤 방법이 얼마나 효과적으로 필터링되는지는 명확하지 않다. 제조업체에서 정보를 제공하지만 여전히 균일한 측정 방법이 없다. 특히 개별 기술이 점점 좋아지고 있기 때문이다. 확실히 도움이 되는 한 가지는 합성 섬유로 된 옷을 적게 구입하면 미세플라스틱도 적게 생성된다.

참고
https://tappwater.co/de/wie-filtert-man-mikroplastik-aus-dem-leitungswasser/
https://winfuture.de/news,133816.html
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/presse-medien/pressemitteilungen/2021/fishflow.html
https://trendblog.euronics.de/haushalt/wie-waschmaschinen-mikroplastik-aus-kleidung-filtern-110378/

 

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