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“초미세 플라스틱, 농작물 뿌리에 흡수…성장 방해하고 영양가 낮춰”

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▲ “초미세 플라스틱, 농작물 뿌리에 흡수…성장 방해하고 영양가 낮춰”

초미세 플라스틱이 농작물 등 식물의 뿌리에 흡수돼 성장을 방해하며 영양가를 낮춘다는 연구 결과가 나왔다.

미국과 중국의 공동 연구진이 최신 연구를 통해 발표한 이 결과는 나노 크기의 플라스틱 입자가 육상 식물 내부에 축적할 수 있다는 직접적인 증거를 처음으로 제시한 것이다.

연구진은 “플라스틱 제품이 광범위하게 쓰여 환경에 지속적인 영향을 줘 엄청난 수준의 오염을 초래하지만, 미세(마이크로) 플라스틱과 초미세(나노) 플라스틱이 식물에 미치는 영향을 살핀 기존 연구는 주로 해양 생태계에 미치는 영향과 그 부분에서 해산물에 미치는 영향에 주목한 것이었다”고 설명했다. 이어 “나노플라스틱이라는 오염물질이 농작물의 수확량과 그 안전성에 미치는 영향의 척도를 평가하려면 추가 연구가 필요하다”고 지적했다.

연구를 이끈 매사추세츠대 애머스트캠퍼스의 환경과학자 바오산 싱 교수는 “우리의 실험은 식물을 세포 조직과 분자 수준에서 분석한 것으로, 나노플라스틱은 식물에 흡수돼 축적된다는 증거를 보여준다”면서 “우리는 이런 영향을 뿌리부터 줄기까지 모든 곳에서 확인했다”고 밝혔다.

이 연구에서 싱 교수와 동료 연구자들은 식물 연구에 흔히 쓰이는 모델 식물인 애기장대(학명 Arabidopsis thaliana)를 가지고 전하를 띠는 형광 물질을 주입한 나노플라스틱이 혼합된 토양에서 재배해 식물의 성장에 미치는 영향을 평가했다.

싱 교수는 “나노플라스틱의 입자는 분해와 풍화 작용으로 변하므로 실험실 검사에서 흔히 쓰는 자연 그대로의 폴리스티렌 나노플라스틱과 차이가 있다”면서 “이 때문에 우리 실험에서는 폴리스티렌 나노플라스틱에 양전하나 음전하를 띠게 한 뒤 사용했다”고 설명했다.

▲ 7주간 실험에서 식물의 뿌리(왼쪽)와 뿌리 끝(오른쪽)에 서로 다른 종류의 나노플라스틱(빨간색과 녹색)이 어떻게 축적됐는지를 보여주는 사진.

▲ 양전하 또는 음전하로 충전된 나노플라스틱 입자가 어떻게 식물 뿌리에 흡수되는지 보여주는 그림.

7주 뒤, 연구진은 나노플라스틱에 노출된 식물들은 그 플라스틱의 양전하와 음전하 입자 모두 흡수해 오염되지 않은 토양에서 자라도록 한 식물들보다 전체적으로 더 작고 짧았다고 보고했다.



싱 교수는 또 “나노플라스틱은 애기장대의 모든 바이오매스(생물량·어떤 시점에서 특정한 공간 안에 존재하는 생물의 양)를 줄게 했다. 이들 식물은 더 작았고 뿌리는 훨씬 더 짧았다”면서 “바이오매스가 줄었다는 것은 수확량이 줄고 영양가가 떨어졌다는 것”이라고 밝혔다.

싱 교수에 따르면, 식물에는 양전하 입자가 더 많이 흡수되지 않았지만 더 해로운 것으로 나타났다. 이에 대해 싱 교수는 “이유를 정확히 알 수 없지만, 양전하를 가진 나노플라스틱은 물과 영양분 그리고 뿌리와 더 많이 상호작용해 다른 유전자의 발현을 유도했을 수 있다”면서 “이는 이런 환경에서 농작물에 대해 더 깊이 탐구할 필요가 있다는 것으로, 그때까지 우리는 직물 수확량과 식용 안전성에 어떤 영향을 미치는지 알지 못한다”고 설명했다.

자세한 연구 결과는 ‘네이처 나노테크놀로지’(Nature Nanotechnology) 최신호에 실렸다.

사진=네이처 나노테크놀로지

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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