바다 愛 빠진 과학자들의 경고!

- 해양 생태계에 미치는 플라스틱 쓰레기의 영향평가 기술 개발 -

사진1: 위해성분석연구센터 팀원들

지난 2015년 코스타리카 해변에서 플라스틱 빨대가 코에 꽂힌 채 발견된 바다거북의 영상이 소셜 네트워크를 통해 알려지면서 많은 이들이 큰 충격을 받았다. 2010년도에 바다로 유입된 플라스틱 쓰레기는 대략 480만~1,270만t. 2030년까지 플라스틱 쓰레기 배출량을 시뮬레이션해보니 현재 각국 정부가 세운 플라스틱 감축 계획이 제대로 지켜진다고 하더라도 최대 5,300만t의 플라스틱 쓰레기가 발생하는 것으로 나타났다. 플라스틱 쓰레기에 관한 기사는 연일 쏟아지며 우리에게 경고하고 있다. 1년에 몇만 톤, 북태평양 한가운데에 생긴 한반도 면적 7배의 플라스틱 쓰레기 수렴지대에 대한 이야기가 들리지만 몇만 톤이 얼마나 거대한 양인지, 플라스틱 쓰레기가 환경에 어떠한 영향을 주는지 잘 와 닿지 않는다. 해양 플라스틱이 생태계에 주는 영향을 연구하며 현재 상황을 가장 가까이에서 보고 있는 사람들이 외친다. “해양 플라스틱으로 인한 피해는 이미 시작되었다!”

미세플라스틱과
중대형플라스틱 쓰레기

우리가 먹는 참치캔을 확대해 보면 미세플라스틱이 박혀 있는 기사 사진을 본 적이 있을 것이다. 우리 일상에 녹아 있는 미세플라스틱은 우리 몸에 직접적으로 쌓이게 된다는 사실을 알게 된 후, 보이지 않는 공포로 다가와 우리나라는 물론 전 세계적으로 대책을 마련하기 위한 정책을 내놓고 있다. 특히 미세플라스틱 연구 분야는 우리나라가 선두 그룹을 차지하고 있다. 하지만 중대형 플라스틱에 관한 연구는 불모지나 마찬가지다. 중대형 플라스틱은 그냥 치우면 되는 정도로만 치부되고 마는 현실. 가까이에서 해양 플라스틱을 연구하지 않는 사람 입장에서는 ‘심각하다’는 말을 들었지만 와 닿지 않기 때문이다. 하지만 사람들은 알까. 해양 플라스틱 쓰레기로 인해 바닷새는 1년에 대략 100만 마리가 죽고, 포유류는 10만 마리가 죽고 있다. 하지만 이렇게 말해도 우리 인간은 그 피해를 잘 느낄 수 없다. 하지만 해양 플라스틱 쓰레기는 이미 인간에게도 영향을 미치고 있다. 지난 2011년 성수기를 맞은 거제도에 해양 쓰레기가 몰려 400억 가량의 관광 피해를 줬다는 논문도 있고, 우리나라 수산업은 약 3,800억 규모의 피해를 보고 있다고 말한다. 게다가 우리나라 선박 사고의 11%가 해양 쓰레기를 통해 발생하고 있다는 통계도 있다. 이래도 우리는 해양 플라스틱 쓰레기를 단지 관찰자의 시선으로 바라보고만 있어도 되는 걸까. 이러한 상황 속에서 과학자 입장에서 방안을 제시할 수 있도록 남해연구소 위해성연구센터의 연구원들은 불철주야 노력하고 있다.

해양생태계에 미치는
플라스틱 쓰레기의 영향

위해성연구센터의 심원준 책임연구원을 중심으로 ‘해양 생태계에 미치는 플라스틱 쓰레기의 영향 평가 기술 개발’ 연구가 진행되고 있다. 해당 연구사업에는 해양 플라스틱쓰레기가 생태계에 미치는 영향을 4가지로 분류하여 섭식, 얽힘, 부착생물, 서식지훼손에 대한 연구를 수행하고 있는데, 국내에서는 중대형 플라스틱 쓰레기의 생태계 영향에 대해 체계적으로 조사한 이력이 전무하기에 연구 기간동안 방법론 개발, 일부 과학적 정보의 생산을 목표로 하고 있다. 연구는 5년으로 계획되어 있고 현재 2차 연도를 지나는 중이다. 세부 과제 중 섭식과 얽힘은 어느 정도 연구가 진행된 상태. 연안 쓰레기의 80%가 플라스틱일 정도로 플라스틱은 해양 쓰레기의 큰 골칫거리이다. 특정 지역에서만 발견되는 것이 아니라 해안, 해저 퇴적물, 수중에 널리 퍼져 있기 때문에 많은 해양생물이 섭식 피해를 받고 있다. 특히, 국내 연안에 사체로 표착된 바다거북 80%의 소화기관에서 플라스틱이 발견되고 있다. 위해성연구센터의 심원준, 홍상희 책임연구원 연구팀은 우리나라 연안에서 혼획, 좌초, 표류한 바다거북 폐사체 4종* 34마리 중 28마리가 해양플라스틱을 섭식한 것으로 확인하였다. 발견된 주요 플라스틱은 육상에서 바다로 유입된 일화용 포장재와 어업 기원 쓰레기였다. 현재 바다거북은 전 세계에 7종이 분포하며, 국제 환경 단체인 세계자연보전연맹(IUCN) 등을 중심으로 바다거북을 위기 등급별로 분류하여 관리하고 있다. 생물다양성협약(CBD) 보고서*에서는 플라스틱 섭식과 얽힘 피해를 가장 많이 받은 해양생물 6종에 붉은바다거북과 푸른바다거북을 포함시켰다. 연구팀은 바다거북의 플라스틱 섭식 현황을 평가하기 위해 국립해양생물자원관, 국립생태원과 협력하여 바다거북 사체의 소화관에서 발견되는 플라스틱 쓰레기의 양과 특성 등을 분석하고 있다. 세 개 기관은 2017년부터 바다거북 폐사체 공동부검을 진행해 왔으며, 지난 4월 바다거북 보전을 위한 ‘바다거북 협력연구단’을 공식 발족한 바 있다. 연구단은 최근까지 우리나라 연안*에서 발견된 총 61마리의 바다거북 사체에 대한 공동부검*을 진행하였으며, 이 중 34마리에 대한 연구결과를 지난 2월 국제학술지*에 발표하였다. 연구결과에 따르면 바다거북 34마리 중 28마리에서 총 1,280개(118g)에 플라스틱이 발견되었으며 이는 바다거북 1마리가 38개(3g)의 해양 플라스틱을 섭식하고 있음을 의미한다.

사진2: 바다거북 사체를 해부하고 있는 연구팀원들

사진3: 바다거북의 소화관에서 발견된 플라스틱의 종류

플라스틱의 형태는 필름형(42%), 섬유형(39%)이, 색상은 하양(42%), 투명(23%)이, 재질은 폴리에틸렌(51%), 폴리프로필렌(35%)이 우세하였고, 이 중 필름 포장재(19%), 비닐봉지(19%), 끈류(18%), 그물류(16%), 밧줄류(11%) 등이 다수 확인되었다. 초식성 바다거북에서는 섬유형 플라스틱이, 잡식성 바다거북에서는 필름형 플라스틱이 우세하였으며 먹이습성에 따른 종별 차이 역시 확인되었다.

왜 바다거북인가?

많은 바다생물 중 왜 바다거북을 연구하게 되었을까? 라는 질문에 연구팀은 바다거북의 식도에 아래쪽을 향한 뾰족한 케라틴 돌기가 있어 삼킨 쓰레기를 뱉지 못하고, 소화관 내 체류시간이 평균 한 달 이상으로 어류 몇 시간, 조류 하루 정도에 비해 몸 안에 플라스틱을 품고 있는 시간이 길어 플라스틱으로 인한 물리적인 영향이나 화학적인 영향에 장시간 노출되고 있는 생물이기 때문이라는 답을 해주었다. 이런 이유로 해양생물 중 바다거북에서 플라스틱 쓰레기가 발견되는 빈도가 가장 높고 그 양도 가장 많은 것으로 확인되고 있다. 그렇다면 바다거북은 왜 플라스틱을 많이 먹는 걸까? 라는 의문이 생긴다. 노희진 연구원과 문예림 학생연구원이 바다거북이 왜 플라스틱을 먹는지, 어떠한 특성의 플라스틱을 먹는지를 밝히기 위해 바다거북의 시각과 후각에 의한 행동 반응 연구를 최초로 진행하고 있다. 연구팀은 여수 아쿠아플라넷과 협업하여 인공 사육을 하는 푸른바다거북과 매부리바다거북을 대상으로 실험을 진행하고 있다.

사진4: 인터뷰하는 문예림 학생연구원, 홍상희 책임연구원

바다거북 사체로 소화관을 분석한 결과에 따르면 푸른바다거북에게는 밧줄류가 우세하게 나오고, 상대적으로 매부리바다거북과 식성이 잡식성으로 같은 붉은바다거북은 비닐류가 상대적으로 높게 나와 먹는다는 사실은 알았지만, 먹이를 먹다가 함께 먹게 되는 건지, 오인하여 먹는 건지 알 수 없었던 것을 실험을 통해 플라스틱 쓰레기를 섭식 이유를 하나씩 밝혀 나가고 있는 것이다.

사진5: 질문에 답하고 있는 심원준 책임연구원

사체 부검과 바닥 거북 실험을 하면서 생긴 에피소드들도 많다. 사체를 기증받아 부검하다 보면 부패한 냄새를 견뎌야 하는 것은 물론이고, 예민한 바다거북의 기분을 맞춰가며 실험을 해야 할 필요도 있다.

사진6: 바다거북 실험을 진행하는 홍상희 책임연구원과 팀원
(* 본 실험은 동물실험윤리심사규정을 지켜 진행하였습니다.)

사진7: 밧줄류에 대한 행동반응 실험 중인 바다거북

우리 모두가
해양환경의 ‘감시자’ 그리고 ‘보호자’

플라스틱 섭식 문제 외에도 얽힘 피해도 상당하다. 물고기를 주로 먹는 종들은 낚시줄이나 낚싯바늘을, 이동성이 큰 새는 밧줄에 얽힘을 당할 확률이 높다. 특히 바닷새는 인간과 함께 공간, 먹이를 공유하기 때문에 인간의 영향을 더 쉽고, 더 많이 받는다. 연구팀은 어떤 해양 생물종이 어떤 쓰레기에 의해 영향을 많이 받고 있는지에 대한 자료를 수집하는 것에 몰두하고 있다. 하지만 연구팀이 24시간 감시하며 전국을 뒤지고 다닌다고 하여도 생물이 낚시줄이나 어망 등에 얽혀 피해를 보고 있는 모습은 쉽게 찾을 수 있는 장면은 아니다. 언제 어디서 발생할지 모르는 사고 현장을 발견하는 것은 쉽지 않다. 그렇기 때문에 많은 감시자의 눈이 필요하다.

사진8: 인터뷰하는 하성용 기술원과 노희진 연구원

낚시줄에 다리가 잘린 갈매기, 낚싯바늘을 삼켜 낚시줄을 매달고 있는 새는 심심치 않게 사람들에게 포착되고 있다. 다량의 사진, 동영상 자료를 수집하기 위해선 바다에서 활동하며 바닷새 외에도 해양생물을 직접 관찰하는 사람들의 적극적인 참여가 필요하다. 현재의 사진도 중요하지만, 과거의 디지털 자료도 필요하기 때문에 온라인 기반 자연활동 공유 플랫폼인 ‘네이처링’에 “야생동물 쓰레기 얽힘 피해 조사‘ 미션을 개설하여 불특정 다수에게 호소하고 있다. 그 사람에겐 잠깐 포착된 순간일 뿐일지 모르겠지만 해양생물 연구를 진행하는 사람에겐 누군가의 카메라나 컴퓨터에 잠자고 있을지 모르는 한 장의 사진도 너무나 소중하다. 한 장의 사진이 해양 쓰레기의 심각성을 알릴 기회가 될지도 모르기 때문이다. 연구자라도 실제 플라스틱 쓰레기에 얽혀 죽은 바닷새를 발견하는 것은 흔치 않은 일이다. 하지만 심원준 책임연구원이 서핑을 하는 도중 슴새가 밧줄에 엉켜 죽어있는 것을 발견 적이 있다. 슴새는 잠수하여 먹이를 잡아먹는 해양성 조류로 먹이를 찾는 과정에서 밧줄이 날개에 얽혀 죽은 것으로 보았다. 우연한 기회로 1건의 현장사진을 기록하게 되었지만, 자료를 모으는 일은 여전히 쉽지 않은 일이다. 이러한 현실에도 연구팀이 최선을 다해 모은 자료도 상당량이다. 최근까지 모은 자료가 113건. 생물종, 쓰레기 종류, 시간, 장소 네 가지로 분류하였다. 자료가 흩어져 있으면 대표적인 어떤 결과물을 도출하거나 그 내용 전체를 파악하는데 기여 할 순 없지만, 자료가 모이면 굉장히 유용하게 사용 할 수 있다. 어떤 플라스틱 쓰레기가 어떤 해양 생물에게 피해를 주고 있는지, 어느 장소에서 많이 발생하는지 등에 대한 통계자료가 쌓이고 해석이 이루어지면 유용하게 활용될 수 있다.

연구의 결과는
환경보호 정책의 과학적 근거

이러한 실험과 연구의 결과는 정부가 해양 플라스틱 쓰레기 관련 정책을 수립하는데 중요한 과학적 근거가 된다. 예를 들어 바다거북이 다른 색상의 비닐봉지보다 흰색 비닐봉지에 반응한다는 사실을 알게 되었다면, 환경 정책으로 흰색 비닐봉지 사용에 제한을 둘 수 있을 것이고, 긴 시간 방치된 해양 쓰레기에 생물이 부착하여 후각자극으로 인한 섭식하거나 또는 특정한 쓰레기에 의한 생물의 얽힘 피해 빈도가 높으면 수거해야할 쓰레기 종류 우선순위와 해양 쓰레기를 치우는 기간에 대해 결정할 수도 있을 것이다. 중대형 플라스틱이 해양에서 미치는 생태계 영향에 대한 자료를 구축하고 시범 자료를 생산하면 어느 분야에 투자해야 할지, 어떤 새로운 과제를 발굴해야 할지 정하는 데 도움이 될 것이다. 연구팀은 총 5개년의 사업 기간에 3년 차까지는 방법론을 개발하고, 나머지 2년 동안은 개발한 방법론을 활용하여 실험 및 현장 조사자료를 수집을 겸하면서 방법론을 검증하고 수정 보완하는 방향으로 진행할 예정이다.

해양환경을 위해
과학자들이 지속적으로 외치는 경고

해양 플라스틱 쓰레기 오염과 생태계에 미치는 영향을 줄이는 정책의 수립과 이행도 물론 중요하지만 많은 사람의 인식 전환이 가장 큰 과제이다. ‘플라스틱 쓰레기를 줄여야 한다.’ 최근 들어 귀에 딱지가 앉도록 듣고, 눈앞에 아른거리도록 보고 있는 말이다. 하지만 그럼에도 어떠한 방법보다 ‘교육’이 가장 가성비가 있는 방법이라고 연구팀은 말한다. 지속적인 해양 환경 보존에 대한 교육이 이미 버려진 해양 플라스틱 쓰레기에 대해 연구하고 사업을 개발하고 관련된 정책을 만들고 시행하는 것만큼 경제적인 측면에서도, 효과적인 측면에서도 중요하다. 그런데 이런 교육에 사용하는 중요한 자료들이 기존에는 외국 자료들이 대부분 이었다. 그 말인즉슨 외국에서 서식하는 생물이 그 나라에서 흔히 발생하는 쓰레기에 영향을 받는 자료인 것이다. 꼭 남의 나라 일 같이 느껴질 수 밖에 없다. 하지만 이제는 우리가 이런 연구를 하면서 생산되는 연구결과물은 우리 바다에서 우리에게 친숙한 생물들이 우리가 흔히 버리는 쓰레기에 의해서 영향을 받고 있는 내용이니, 교육 자료로서 인식을 증진하는데도 매우 중요한 자산이 되는 것이다.

사진9: 심원준 책임연구원의 책상에 있는 머그컵과 바다거북 열쇠고리

해양 생물들의 플라스틱 섭식과 얽힘 문제 외에도 플라스틱 자체가 순수한 폴리머 재질만 있는 것이 아니라 다양한 화학물질들이 첨가제로 함유되어 있다. 연구팀은 실제 그 화학물질들이 플라스틱을 통해 환경으로 전이되거나 생물로 전이되는지에 대한 연구를 진행 중이다. 홍상희 책임연구원과 장미 선임연구원은 세계 첫 사례로 플라스틱 쓰레기가 오염된 섬에 서식하는 생물로 플라스틱 기원 첨가제가 전이된다는 걸 증명하였다.

사진10: 팀원들의 책상마다 있던 텀블러 (홍상희 책임연구원의 책상)

사진11,12: 위해성분석연구센터 연구팀이 발견한 (좌)바닷새의 둥지에 얽혀있는 플라스틱 쓰레기, (우)각기 다른 회사에서 생산된 중국 플라스틱 어구 쓰레기

취재를 위해 모인 연구팀들은 손에 텀블러를 들고 삼삼오오 모였다. 연구를 위해 최전방에서 해양 쓰레기의 위험을 보았으니 환경 문제에 관심을 가질 수 밖에 없는 것이다. 일회용품을 쓰는 것에도, 쓰레기를 분리하여 버리는 것에도 어느 것 하나 쉽게 넘어가는 법이 없게 되었다. 일선에서 연구를 하다 보니 어느덧 환경운동가 못지않은 인식을 가지게 되었다는 연구팀원들. 취재를 진행하는 동안에도 플라스틱 쓰레기의 위험성과 우리 인식 재고의 필요성에 대해 거듭 언급하며 과학자가 던지는 경고를 잊지 않았다. “플라스틱 쓰레기는 이미 우리와 미래세대의 삶을 갉아먹고 있다. 당신은 가해자이자 피해자. 적극적인 참여가 필요하다.”

* 본 기사는 코로나 방역 수칙을 지켜 안전하게 촬영하였습니다.