미세플라스틱: AI와 광촉매 반응이 도움이 될까? 2023년 개요

인공지능(AI)은 데이터 분석, 의약품 개발, 업무 자동화에 활용될 수 있으며 환경 연구에도 유용합니다. 이 2023년 개요에서는 미세플라스틱 식별에 관한 워털루대학교의 연구와 다른 연구 방향을 살펴봅니다.

미세플라스틱 이해하기

AI의 역할을 살펴보기 전에 미세플라스틱의 의미와 사람 및 환경에 미칠 수 있는 위험을 이해할 필요가 있습니다.

미세플라스틱이란 무엇인가요?

미세플라스틱은 크기가 5밀리미터보다 작은 플라스틱 입자입니다. 큰 플라스틱 폐기물의 분해, 개인위생 제품의 미세 구슬, 세탁 중 떨어져 나오는 합성섬유 등에서 발생합니다.

플라스틱이 널리 사용되면서 바다, 담수, 대기에서도 발견됩니다. 작은 크기는 생태계 사이의 이동을 쉽게 하고 환경에서 제거하기는 어렵게 만듭니다.

잠재적 위험

미세플라스틱의 작은 크기와 긴 잔류 기간은 우려를 낳습니다. 동물이 입자를 삼키면 먹이사슬에 들어갈 수 있습니다. 물리적·화학적 영향은 성분, 크기, 노출량에 따라 달라지며, 입자는 주변 오염물질을 붙잡을 수도 있습니다. 연구자들은 이미 사람의 태반에서 미세플라스틱을 발견했다고 보고했습니다. 입자의 존재만으로 태아 손상이 입증되는 것은 아닙니다.

광범위한 분포와 느린 분해는 생태계 축적을 촉진하며 장기적인 환경 우려를 일으킵니다.

사람의 건강에 미치는 영향의 범위는 계속 연구 중입니다. 입자 검출만으로 특정 질병의 원인이라고 입증할 수는 없습니다.

극한 기상에 따른 확산

연구에 따르면 허리케인은 미세플라스틱의 확산을 촉진할 수 있습니다. 캐나다 연구진은 측정을 통해 2021년 허리케인 래리 당시 뉴펀들랜드 해안의 한 지점에서 하루 제곱미터당 최대 113,569 ± 29,215개의 입자가 침적됐다고 보고했습니다. 이는 육상 지점의 대기 침적 측정값이며 북대서양 전체의 평균이 아닙니다.

예비 연구와 기류 이동 모델은 바다가 중요한 잠재적 공급원임을 시사했습니다. 허리케인이 입자를 바다에서 육지와 외딴 지역으로 운반할 수 있음을 보여주지만, 모든 사람의 노출량을 측정하거나 특정 건강 피해를 입증한 연구는 아닙니다.

미세플라스틱에 대해 무엇을 하고 있나요?

세계 각지의 연구팀은 미세플라스틱을 측정하고 줄이며 관리하는 방법을 개발하고 있습니다. 다음은 두 가지 연구 사례입니다.

인공지능

워털루대학교의 학제 간 연구팀은 연구에서 AI를 이용해 미세플라스틱 식별을 개선하는 방법을 설명했습니다.

PlasticNet은 미세 FTIR 분광 데이터에서 여러 플라스틱의 고유 신호를 인식하도록 딥러닝을 사용합니다. 이러한 정보는 다음 분야에 유용할 수 있습니다.

• 폐수 처리
• 식품 생산

정확한 식별은 하수처리장과 식품 생산자가 오염을 평가하고 적절한 대책을 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다.

PlasticNet은 지역 하수처리장 시료에서 분리한 미세플라스틱을 대상으로 시험됐습니다. 입자를 식별했을 뿐 시스템 자체가 물에서 제거한 것은 아닙니다. 추가 학습과 시험이 후속 과제로 제시됐습니다.

빛으로 작동하는 광촉매 반응

AI 외에도 플라스틱 폐기물을 유용한 화학물질로 바꾸는 광촉매 반응이 연구되고 있습니다. 애들레이드대학교의 스장 차오 교수가 참여한 연구팀은 팔라듐이 원자 수준으로 분산된 이산화타이타늄 촉매를 이용해 폴리에틸렌을 연구했습니다.

실험실에서는 먼저 폴리에틸렌을 질산으로 전처리한 뒤 광반응으로 에틸렌과 프로피온산을 생성했습니다. 특정 생성물에 대한 높은 선택성이 모든 플라스틱의 완전한 전환을 뜻하는 것은 아닙니다.

폴리에틸렌은 흔하지만 모든 미세플라스틱이 이 물질로 구성되지는 않습니다. 이 연구는 환경이나 인체에 흩어진 미세플라스틱을 직접 제거하는 방법을 입증하지 않았습니다.

향후 AI가 이런 반응의 최적화와 감시에 기여할 수는 있습니다. 그러나 두 연구에서 이미 입증된 결합 성과가 아니라 가능한 연구 방향입니다.

당신이 할 수 있는 일은?

플라스틱 폐기물의 발생을 줄이면 환경으로 유입되는 양을 제한할 수 있습니다. 다음은 일상에서 고려할 수 있는 변화입니다.

일회용 플라스틱 최소화: 빨대, 식기, 봉투 같은 작은 일회용품도 전체적으로는 많은 폐기물을 만듭니다. 재사용 가능한 대안이 이를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 관련 정부 정책 사례도 있습니다.

옷의 섬유를 살펴보세요: 합성 플리스는 흔히 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 만들어지며 플라스틱 섬유를 방출할 수 있습니다. 양모 같은 천연섬유는 이 특정 발생원을 피하지만, 전체 환경 영향은 생산과 사용, 관리 방식에도 달려 있습니다.

이는 두 가지 가능한 습관 변화입니다. 병과 다른 제품을 오래 재사용하는 것도 사용 기간과 방식에 따라 폐기물을 줄일 수 있습니다.

관련 기업

앞서 소개한 방법은 연구 단계에 있습니다. 다음 기업은 재활용 또는 대체 플라스틱 분야에서 활동하지만, PlasticNet이나 해당 광촉매 방식을 사용한다는 뜻은 아닙니다.

*아래 수치는 최초 2023년 개요에 실린 이후 갱신되지 않은 과거 자료이며 현재의 기업가치가 아닙니다. 적자 기업의 음수 PER은 의미 있는 가치평가 지표가 아닙니다. 최신 수치와 기업 상태를 확인해야 합니다.*

1. PureCycle Technologies, Inc.

PCT 가격 차트

PureCycle은 용매와 온도, 압력을 이용해 폴리프로필렌을 정제하며, 중합체를 단량체로 분해하지 않고 색과 냄새, 불순물을 제거합니다. 2023년 4월 25일 아이언턴 시설의 기계적 건설 완료를 발표했습니다. 완전 가동 시 명목 생산능력은 연간 재생 수지 1억 700만 파운드였으며, 이미 달성한 연간 생산량은 아니었습니다.

2. Loop Industries, Inc.

LOOP 가격 차트

Loop Industries (LOOP )는 해중합으로 재활용이 어려운 PET와 폴리에스터 섬유를 단량체로 분해합니다. 로레알은 재생 PET를 위해 Loop와의 협력을 발표한 바 있습니다. 이미 공개된 로레알의 효소 재활용 병은 Carbios 기술을 사용했습니다. 2023년 발표된 Loop와 SK지오센트릭의 울산 시설 협력은 2025년 1월 14일 종료됐습니다.

3. Danimer Scientific, Inc

Danimer Scientific은 미생물이 식물성 기름으로 만드는 폴리에스터 등을 포함한 바이오플라스틱을 개발했습니다. 생분해성과 퇴비화 가능성은 제품과 적절한 조건에 따라 달라집니다. 2020년 SPAC 합병으로 상장했지만 그것이 지속적인 성장의 증거는 아닙니다. 2025년 3월 18일 Danimer와 자회사들은 미국 파산법 챕터 11에 따른 보호를 신청했습니다.

맺음말

AI는 미세플라스틱 식별을 개선할 수 있으며, 광촉매 반응은 일부 플라스틱 폐기물의 활용을 위해 연구되고 있습니다. 효과와 안전성, 경제적 적용 가능성은 추가 평가가 필요합니다.

지속적인 연구는 더 지속가능하고 환경을 배려하는 미래에 기여할 수 있습니다.