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미세플라스틱 이슈 대응 바이오기술 현황

1. 플라스틱의 개요

 

가.  플라스틱의 정의와 분류

 

   플라스틱(plastics)이란 용어는 소성 또는 가소성의 뜻인 plasticity에서 유래되었다. 플라스틱의 개발 역사는 반세기 정도에 불과하지만 오늘날에는 가격이 저렴하고 품질이 우수하여 생활필수품에서부터 산업용 원료에 이르기까지 그 용도가 매우 광범위하다. 현재 우리 인간생활과 가장 밀접한 관계를 가지고 있는 것 중의 하나는 석유와 석유 화학제품이며, 석유화학제품 중에서도 수요가 많고 용도가 다양한 것이 바로 합성수지(synthetic resin)인 플라스틱(plastics)이다. 합성수지라 총칭되는 플라스틱은 고분자 화합물의 구조에 따라 분류되는 방법이 있지만 공업적으로 열을 가했을 때 발생되는 유동에 따라 크게 두 개 타입으로 분류되고, 이는 열가소성, 그리고 열경화성 플라스틱이다.


열가소성 플라스틱은 우리 주변에서 흔히 보는 바와 같이 열에 잘 용융되고, 언제든지 열을 가하면 가소성을 갖으며, 대표적인 범용 플라스틱으로써 PE, PP, PS, PVC, PVDC, PMMA 수지 등이 있으며, 반면에 열경화성 플라스틱은 일단 물질이 만들어진 후에 열을 가해도 유동성을 갖지 않는 플라스틱으로, 초산비닐, 불포화폴리에스테르, 폴리우레탄, 요소, 멜라민, 에폭시 수지 등이 있다(표 1).


표 1. 플라스틱의 분류

구분

특성

종류

열가소성 플라스틱

가열시 용융 유동하여 가소성을 갖고 냉각하면 고화 성형되므로 가열 용융과 냉각 고체화의 공정이 반복적으로 가능하게 되는 수지

폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 폴리프로틸렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스틸렌(PS), ABS수지, AS수지, 메타크릴수지(PMMA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리염화비닐렌(PVDC)

열경화성 플라스틱

가열형성 공정중 화학반응으로 기존의 화학구조와 상이한 구조로 변환되고 교차 결합된 공간구조의 고분자를 생성하며, 경화된 수지는 재가열에 의하여 연화되지 않고 일반적으로 용매에 용해되지 않음

페놀수지(PF), 우레아수지(UF),멜라민수지(MF), 알키드수지, 불포화 폴리 에스테르수지(UP), 에폭시수지(EP), 폴리우레탄수지(PUR), 실리콘수지, 디알릴프탈레이트수지 등

 출처 : 폐플라스틱 재활용중간가공물 품질기준 설정 연구, 2011, 한국환경공단

 

 

나. 국내외 플라스틱 폐기물 발생 현황

 

1950년 이후 2015년까지 전 세계 플라스틱 생산 및 폐기물 발생량을 추정한 연구에 따르면, 1950년 전 세계 플라스틱 생산량은 2백만 톤이었으나, 2015년에는 407백만 톤으로 65년 동안 2백 배 이상 증가하였다1. 용도별로는 포장재용으로 사용된 것이 약 절반 가까이 되고, 재질별로는 PE가 가장 많은 것으로 나타났다. 아시아 지역의 플라스틱 생산량은 전 세계 생산량의 50%를 차지하고 있으며, 중국이 29%로 전 세계에서 단일국가로 가장 많은 플라스틱을 생산하고 있다. 현재 2018년의 Frost & Sullivan 보고에 따르면, 아시아 태평양에서 45.1%, 유럽에서 35%, 아메리카 16.5 %, 그리고 중동-아프리카지역에서 5.9 %로 아시아 태평양에서 가장 많은 플라스틱 폐기물을 배출하는 것으로 알려져 있다(그림 1).

 

그림 1. 전 세계 지역별 플라스틱 폐기물 배출비율 
출처:  Frost & Sullivan 2018

 

현재 환경부 자료에 따르면, 대한민국도 하루에 3,000톤 이상의 플라스틱 폐기물이 매립되고, 재활용은 966.7톤에 그치는 수준이다(그림 2).

 

 

그림 2. 플라스틱 폐기물 배출량의 연간 변화
출처 : 환경부 

 

 

다. 미세플라스틱의 발생

 

대부분의 플라스틱은 자연에서 분해되기 어려워서 폐기방법에 대한 문제가 끊임없이 발생되고 있고, 최근에는 폐플라스틱의 자연풍화 및 물리적 분해로 파생되는 미세플라스틱의 생물 내 축적 및 위험성에 대한 관심이 날로 커지고 있다(YTN 2018.1.14일 방송 “플라스틱 전쟁”, 서울신문 2017.12.30. 등). 해양 생태계의 건강보호’분야에 미세플라스틱을 4대 주요 이슈 중의 하나로 선정 하였고 (유네스코, 2010), 매년 전 세계 바다로 유입되는 플라스틱 쓰레기만도 약 800만 톤에 이르며, 전체 해양 플라스틱 오염의 15~31%가 가정 및 산업용 제품에서 방출되고 있다. EU환경집행위원회는 매년 최대 8,762톤의 미세플라스틱이 해양으로 유입되어 표류하는 것으로 보고하였다(그림 3). 

 

...................(계속)

 

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