우성욱 학생과 차형준(오른쪽) 교수가 스티로폼을 먹고 있는 유충을 들어보이고 있다.[포스텍 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 북태평양에는 한반도의 7배의 크기에 달하는 거대 플라스틱 쓰레기 섬이 존재한다. ‘태평양 거대 쓰레기 지대’라고 불리는 이 쓰레기섬은 1초마다 2만 개가 소비되는 플라스틱이 매년 1300만톤씩 바다로 유입되며 생겨난 것이다. 플라스틱은 자연적으로 썩어 분해되는 데까지 짧게는 수십 년에서 길게는 수백 년까지 걸리는데, 비닐봉지는 10~20년, 나일론 제품이나 1회용 빨대는 30~40년, 흔히 사용하고 버리는 플라스틱 생수통은 500년이 지나야 분해된다. 이렇게 ‘인류의 재앙’이 되어 돌아오고 있는 플라스틱을 우리나라에서 흔히 볼 수 있는 거저리과 곤충이 먹어 치울 수 있다는 사실이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.

포항공과대학교(포스텍) 화학공학과 차형준 교수 연구팀은 딱정벌레목의 곤충인 ‘산맴돌이거저리’의 유충이 분해가 매우 까다로운 폴리스타이렌을 생분해할 수 있다는 사실을 확인했다고 15일 밝혔다.

전체 플라스틱 생산량의 6% 정도를 차지하는 폴리스타이렌은 특이한 분자 구조 때문에 분해가 매우 어려운 것으로 알려져 있다.

연구팀은 우리나라에 서식하는 산맴돌이거저리의 유충이 폴리스타이렌을 먹어 질량을 줄일 수 있고, 소화 후 폴리스타이렌의 분자량이 낮아지는 것을 발견했다. 또한 산맴돌이거저리의 유충에서 장내 균총을 분리해 폴리스타이렌을 산화시키고 형태를 변화시킬 수 있다는 것을 확인했다.

연구팀은 산맴돌이거저리 유충에게 폴리스타이렌을 2주간 먹였을 때 장내 균총 구성에서 그 비율이 6배로 늘어나 전체 균들의 33%를 차지하는 것을 확인했다. 특이하게도 이러한 장내 균총의 경우 일반적인 곤충과 다르게 매우 간단한 종 군집으로 이루어져 있음을 확인했다.

이전까지 발견된 폴리스타이렌 분해 곤충은 배설물에서도 잔여 폴리스타이렌이 존재하는 것으로 나타났다. 이는 지속해서 분해가 가능한 박테리아를 이용해야만 폴리스타이렌을 완전히 분해할 수 있다는 것을 의미한다.

이번 연구에서 밝혀진 산맴돌이거저리 유충의 ‘독특한 식성’은 지금까지 알려진 곤충뿐만 아니라 거저리과나 썩은 나무를 섭식하는 곤충들이 폴리스타이렌을 분해할 수 있다는 가능성을 보여준다. 또한, 산맴돌이거저리 유충의 간단한 장내 균총 구성과 장내 균총 내에 폴리스타이렌 분해 균주를 이용해 이전까지 진행할 수 없었던, 균총을 이용한 폴리스타이렌의 효과적인 분해 기술 개발도 기대할 수 있다.

차형준 교수는 “우리나라를 포함한 아시아 지역에 서식하는 산맴돌이거저리 유충과 장내 균총이 플라스틱을 완전 생분해 할 수 있는 새로운 종을 발견했다”며 “이 연구에서처럼 분리동정한 플라스틱 분해 박테리아를 이용하면, 완전 분해가 어려웠던 폴리스타이렌을 생분해할 수 있어 플라스틱 쓰레기 문제 해결에 기여할 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 응용 및 환경미생물 분야 국제학술지 ‘응용·환경미생물학’ 온라인판에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com