서울시보건환경연구원(이하 연구원)이 대기 중 미세먼지에 포함된 미세플라스틱을 정확하게 분석하는 기술을 개발해 특허등록을 완료했다고 밝혔다.

미세플라스틱은 눈에 보이지 않는 1㎛~1㎜ 크기의 작은 플라스틱 입자로, 자연적으로 거의 분해되지 않는 합성고분자화합물로 정의한다.

연구원은 지난 2021년 전국 보건환경연구원 중 최초로 라만(Raman) 분광기를 도입해 대기 중 미세플라스틱을 연구하고 있다. 이후 지속적인 연구와 개선을 통해 실험실 여건과 서울시 대기환경에 최적화된 시료 채취와 전처리 방법을 적용한 ‘서울형 대기 중 미세플라스틱 분석기술’을 개발했다고 덧붙였다.

▲ 대기 중 미세플라스틱 분석 과정의 순서도

이번에 개발한 기술은 대기 중 시료를 채취해 유기물 제거 및 여과 후, 라만 분광기를 활용해 미세플라스틱 개수와 종류를 분석하는 방식으로 대기 중 1㎛ 크기 작은 미세플라스틱 개수와 종류까지 정확하게 분석해 낼 수 있다.

▲ 균질한 시료의 현미경 사진

시료 내 유기물 제거를 위해서 강력한 산화제인 30% 과산화수소 용액에서 초음파를 조사하고 유기물이 제거된 시료는 분석 정확도를 높이기 위해 실리콘 필터로 여과 후 라만 분광기로 미세플라스틱을 분석한다.

특허에는 대기 시료 채취 방법, 효율적인 유기물 제거 및 여과조건, 라만 분광기를 활용한 미세플라스틱 분석 과정과 조건 등을 명시했다.

특히 이 기술은 시료 전처리 과정에서 여과량을 조절해 과포집으로 인한 입자 중첩 문제를 해소하고 입자 크기별 분석 조건을 최적화해 분석 정확도는 높이고 분석 시간을 단축해 차별성을 확보했다.

▲ 과포집된 시료의 현미경 사진

채취된 시료 무게를 정밀하게 측정해 기준치 초과시 시료 여과량을 줄이는 방식으로 필터 내 미세플라스틱 입자가 겹쳐 쌓이는 현상을 효과적으로 방지했다.

한편 연구원은 특허 기술을 바탕으로 대기 중 미세플라스틱 시험방법 표준화와 법제화 논의에 대비해 데이터를 정기적으로 분석하고 있다.

아울러 수도권 지자체 및 관계기관과 협력해 대기 중 미세플라스틱 데이터를 체계적으로 축적하고, 현장 전문가 의견을 폭넓게 수렴해 향후 미세플라스틱 연구 결과를 시민이 체감할 수 있는 환경 정보로 제공할 계획이다.

박주성 서울시보건환경연구원장은 “이번 특허는 지난 3년여의 연구 끝에 서울시 대기질에 최적화된 미세플라스틱 분석기술을 개발했다는 측면에서 매우 값진 성과이다.”라며 “앞으로 끊임없는 창의적 아이디어를 업무에 적용하여 시민의 눈높이에 맞는 다양한 환경 정보를 지속적으로 제공할 것이다.”라고 말했다.