Monitoring Results on the Occurrence of Microplastics in Agricultural Environments

미세플라스틱(microplastics, MPs)은 플라스틱 폐기물의 발생량의 증가로 인해 지구환경문제와 관련하여 큰 이슈로 대두되고 있다. 처음에는 대중의 관심이 주로 이동성이 빠르고 최종 종착지인 해양환경 내 MPs의 연구가 진행되어 왔으나 최근 연구동향은 하천을 통한 육상 유입량을 추정하는 연구로 초점이 맞춰져가므로 landfill 및 runoff로 인한 토양 및 담수계로 배출되는 경로가 더욱 중요시 되고 있다. 그러나, 일부 연구진들에 의해 담수계로 배출되는 플라스틱의 연구는 제한적으로 되어왔지만 토양계로 배출되는 MPs의 조사는 거의 보고되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 플라스틱사용양이 높은 농업환경을 대상으로 토양내 미세플라스틱의 분포와 특성을 분석하였다. 영농폐비닐 발생량 자료를 토대로 시범조사지역을 선정한 후 30개 농경지 토양 지점(i.e., 10개의 하우스비닐 밀집지역, 10개의 멀칭용 비닐사용 지역, 10개의 비닐 미사용지역)에서 시료를 채쥐하여 잔류 미세플라스틱 오염도를 파악하였다. 토양 시료는 표면에서 5 cm깊이의 겉흙을 약 200 g채취하고 한지역에서 일정 간격으로 6개 지점에서 토양을 채취한 후 잘 혼합하여 1.2 kg의 1개의 토양혼합시료 형태로 얻었다. 채집된 시료는 스테인리스 통에 담겨진 채로 실험실로 옮긴 후, 밀도 분리와 유기물분해, 진공여과를 진행하여 현미경과 FT-IR로 정성·정량되었다. 농경지 토양에서 검출된 미세플라스틱의 오염도는 적게는 “미검출(멀칭비닐 사용지역)”에서 많게는 “2,790 개·kg-1 (하우스비닐 사용지역)”까지 검출되었으며 미세플라스틱의 평균오염도는 하우스비닐사용지역(762 ± 949.7 개·kg-1) > 비닐 미사용지역 (159.5 ± 88.4 개·kg-1) > 멀칭비닐사용지역 (72.5 ± 72.9 개·kg-1) 순으로 확인되었다. 비닐미사용 지역의 오염도가 멀칭비닐 사용지역보다 높게 나타난 이유가 불분명하나 대기를 통한 이동 혹은 이전에 플라스틱을 사용한 농토일 개연성이 높을 것으로 판단된다. 발견된 플라스틱의 재질은 대체적으로 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 우점했으며, 관측된 플라스틱의 주요한 형태는 fragment형, sheet형, fiber형으로 확인되었다. 폴리에틸렌재질의 sheet가 평균적으로 74% 검출되어 주로 폴리에틸렌 재질의 비닐의 풍화로부터 발생할 것으로 추정하지만 fragment(특히, 폴리프로필렌)가 많이 검출된 것으로 보아 농토에 잔류하는 미세플라스틱은 비닐에서만 기인하지 않을 것으로 조사되었다. 또한, 크기가 작을수록 플라스틱의 농도가 높아지는 경향이 관측되어 측정되지 않은 더 작은 크기군이 다량으로 존재할 가능성이 높을 것으로 판단된다. 본 연구는 토양에서 발견된 미세플라스틱의 초기연구결과로써 다른 매체간(e.g., 대기, 농업용수)과의 상호관련성을 갖고 해석될 수 있도록 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.