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1. 플라스틱 폐기물 문제의 이해
1.1. 플라스틱 오염 현황
플라스틱 오염 현황은 심각한 수준이다. 1950년대 이후 사용량이 급증한 플라스틱은 전체 세계 폐기물의 10% 이상을 차지하고 있다. 그러나 대부분의 플라스틱들이 미생물이 분해할 수 없는 화학구조를 갖고 있어서 자연 분해기간이 기하급수적으로 증가해 버렸다. 버려진 플라스틱이 너무 길어져 버린 자연 분해 기간에 의해서 분해되지 않고 주변 지역을 오염시키고 있다.
전 세계적으로 해양으로 유입되는 플라스틱 폐기물의 양은 2010년 기준으로 4.8백만~12.7백만 톤에 달하는 것으로 추정된다. 이는 192개 해안가에서 50킬로미터 이내의 주거지역에서 발생하는 플라스틱 폐기물의 양이 99.5백만 톤이며, 이 중 31.9백만 톤이 제대로 관리되지 않고 투기되고 있기 때문이다. 특히 중국, 인도네시아, 필리핀, 베트남, 스리랑카 등 동남아시아 국가들에서 해양으로 유입되는 플라스틱 폐기물의 양이 많은 것으로 나타났다.
국내에서도 해수표면의 미세플라스틱 분포가 외국의 결과와 유사하거나 상대적으로 높은 수준을 보였으며, 중대형 플라스틱 폐기물도 많은 편이었다. 특히 소형 플라스틱 폐기물의 풍도가 매우 높은 수준인데, 이는 주로 어업용 스티로폼 입자에 의한 영향으로 나타났다. 전 세계적으로 해양에 떠다니는 미세플라스틱은 5조 개 이상으로 추정되며, 이는 태평양, 대서양, 인도양 등 전 세계 해역에 널리 퍼져 있는 상황이다.
플라스틱 오염은 해양뿐만 아니라 육상에서도 심각한 수준이다. 최근 연구에 따르면 플라스틱 오염으로부터 비교적 자유롭다고 여겨지는 산간지역에서도 수도인 파리와 비슷한 수준으로 플라스틱 입자들이 대기 중에 떠다니는 것으로 나타났다. 또한 음용수와 병에 든 생수에서도 미세플라스틱이 광범위하게 검출되고 있다.
이처럼 플라스틱 폐기물은 해양, 육상, 수자원 등 전 지구적으로 심각한 환경오염을 야기하고 있으며, 이에 대한 해결책 마련이 시급한 실정이다.
1.2. 생분해성 플라스틱의 등장과 한계
생분해성 플라스틱의 등장과 한계는 다음과 같다.
최근 들어 플라스틱 폐기물의 누적으로 환경오염이 심각해지면서, 기존 플라스틱을 대체할 수 있는 생분해성 플라스틱이 개발되고 있다. 생분해성 플라스틱은 박테리아, 곰팡이, 조류와 같은 천연 미생물의 작용으로 분해가 가능한 플라스틱을 말한다. 생분해성 플라스틱은 바이오매스로부터 전처리 및 당화과정을 거쳐 당을 제조하고, 이를 발효과정을 통해 고분자 단량체를 생산하여 중합하는 방식과 석유화학 유래물질을 이용하여 제조하는 방식의 두 가지가 있다. 대표적인 생분해성 플라스틱으로는 PLA(Poly Lactic Acid), TPS(Thermo Plastic Starch), PHA(Polyhydroxyalkanoate), PBS(Poly Butylene Succinate), PBAT(Poly Butylene Adipate Phthalate) 등이 있다.
그러나 생분해성 플라스틱 역시 기존 플라스틱의 완전한 대체재가 되기에는 한계가 있다. 생분해성 플라스틱의 경우 옥수수나 사탕수수와 같은 바이오매스를 원료로 하기 때문에 재배 과정에서 환경오염 문제가 발생할 수 있다. 또한 생분해성 플라스틱의 가격이 기존 플라스틱에 비해 상대적으로 높아 대량 생산 및 보편화에 어려움이 있다. 특히 PLA의 경우 PET와 비교했을 때 물성이 취약하고 내열성이 낮아 용도 확대에 제약이 있다는 단점이 있다. 따라서 생분해성 플라스틱은 플라스틱 폐기물 문제의 해결책으로는 부족하며, 기존 플라스틱을 대체하기 위해서는 보다 친환경적이고 우수한 특성을 가진 새로운 소재 개발이 필요한 실정이다.
1.3. 플라스틱 폐기물 처리 기술의 필요성
플라스틱 폐기물 처리 기술의 필요성은 매우 크다. 기존의 소각이나 매립 처리 방식으로는 플라스틱 폐기물 문제를 해결할 수 없기 때문이다. 소각의 경우 다량의 공기가 소모되고 염화수소, 다이옥신 등의 2차 오염물질이 발생하며, 완전히 연소되지 않는 문제가 있다. 또한 매립의 경우 플라스틱이 ...
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