KAIST, 생분해성 플라스틱 분해 속도 차이 규명

PHB 17일 만에 99.9%…PBAT는 320일 후 2.7%

미생물·분해효소 후보 확인…폐기물 처리 활용 기대

카이스트(KAIST)는 10일 건설및환경공학과 명재욱 교수 연구팀이 울산과학기술원(UNIST) 이창수 교수 연구팀과 공동으로 생분해성 플라스틱의 분해 특성을 분석했다고 밝혔다. ⓒKAIST

생분해성 플라스틱도 종류에 따라 17일 만에 거의 분해되거나 320일이 지나도 대부분 남는 것으로 확인됐다.

카이스트(KAIST)는 10일 건설및환경공학과 명재욱 교수 연구팀이 울산과학기술원(UNIST) 이창수 교수 연구팀과 공동으로 생분해성 플라스틱의 분해 특성을 분석했다고 밝혔다.

생분해성 플라스틱은 미생물에 의해 분해되지만 온도와 산소 유무 등에 따라 속도가 달라진다. 고온의 퇴비화 시설에서 잘 분해되는 소재도 매립지에서는 오래 남을 수 있다.

연구팀은 생분해성 플라스틱 3종을 매립지 침출수에 넣고 산소가 없는 35℃ 환경에서 최대 320일간 관찰했다. 일반 플라스틱인 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)도 비교했다.

실험 결과 폴리하이드록시부티레이트(PHB)는 17일 만에 무기화율 99.9%에 도달했다. 무기화율은 플라스틱 속 탄소가 메탄과 이산화탄소 등 기체로 바뀐 비율이다.

폴리락트산(PLA)은 320일 후 83.6%를 기록한 반면 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)는 2.7%에 그쳤다. 일반 플라스틱인 LDPE는 0.4%에 불과했다.

연구팀은 미생물 유전체 238개 중 118개에서 분해효소 후보 유전자를 발견했다. 이 가운데 49개 유전체에서 관련 유전자 활동이 확인됐으며, 플라스틱 표면에 형성된 미생물막에서 더욱 활발하게 나타났다.

다만 이번 결과는 35℃의 실험실 조건에서 얻은 것으로 실제 매립지에서도 같은 속도로 분해된다는 의미는 아니다. 미생물과 효소 후보의 분해 기능도 추가 검증이 필요하다.

이번 연구는 폐기 환경에 맞는 플라스틱 소재 선택과 생분해성 평가 기준 마련에 활용될 것으로 기대된다. 연구 결과는 지난 10월 20일 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재됐다.

명재욱 교수는 “생분해성 플라스틱도 어디에 버려지고 어떤 미생물이 활동하느냐에 따라 분해 정도가 크게 달라진다”고 말했다.