미세플라스틱은 어떻게 만들어질까? 생성 메커니즘 완전 해부 보고서

미세플라스틱, 그 정의부터 구체화해야 하는 이유

‘미세플라스틱’이라는 용어는 단순히 ‘작은 플라스틱’을 의미하지 않는다. 학술적으로는 5mm 이하의 합성 고분자 물질을 총칭하며, 물리적 크기 기준이지만 기원, 조성, 형상, 분해 경로에 따라 매우 이질적인 특성을 지닌다. 최근에는 1μm 이하의 ‘나노플라스틱’도 포함 범주에 들면서, 입자의 크기뿐 아니라 표면 특성, 화학적 안정성, 생물학적 반응성까지 고려된 분석이 필수로 부각되고 있다. 즉, 미세플라스틱의 생성 원인을 밝히기 위해선 **‘어떤 플라스틱이 어떤 조건에서 어떤 형태로 쪼개지는가’**라는 과학적 질문이 선행돼야 한다. 이는 환경오염 물질로서 미세플라스틱을 규제하거나 제거하기 이전에, 기초적 기원 분석과 분류 체계를 재정의하는 작업이 동반되어야 한다는 의미다.

팁: 미세플라스틱 연구는 아직도 표준화된 분류 기준이 부족하므로, 연구자료를 다룰 땐 ‘입자 크기+기원+형상’을 함께 확인하는 것이 중요하다.

1차 미세플라스틱 vs 2차 미세플라스틱: 출발점의 차이가 만든 생태 영향

미세플라스틱은 생성 방식에 따라 **1차(primary)와 2차(secondary)**로 나뉜다. 1차 미세플라스틱은 처음부터 미세한 크기로 제조되어 유통되는 플라스틱 입자이며, 세안제의 스크럽제, 화장품의 마이크로비즈, 산업용 연마재 등에 사용된다. 이들은 배수구를 통해 그대로 수계로 유입되며, 미처 정수처리장에서도 걸러지지 않아 하천과 해양 생물의 직접 섭취로 이어진다. 반면 2차 미세플라스틱은 우리가 일상에서 사용하는 일회용 플라스틱, 의류 섬유, 타이어, 페인트 등이 물리적 마모, 자외선, 열화, 화학반응 등을 통해 점진적으로 분해되며 생성된다. 이 과정은 수개월에서 수십 년에 걸쳐 일어나며, 특히 물리적 충격과 자외선의 복합 작용이 핵심 기제로 작용한다. 2차 미세플라스틱은 그 기원이 다양하고 입자의 불균일성도 높아 생물학적 영향 예측이 더욱 어렵고 복잡하다.

팁: 분석 시에는 미세플라스틱의 ‘형상(shape)’ 정보도 주목해야 함. 1차는 구형, 2차는 파편, 섬유, 필름 형태가 많음.

 

생성 메커니즘 : 광분해와 산화열화에 의한 입자 단편화

2차 미세플라스틱의 주된 생성 경로 중 하나는 **광분해(photo-degradation)**이다. 자외선(UV)에 노출된 플라스틱은 고분자 사슬이 끊기며 점차 약화되고, 열화된 표면은 산소와 반응해 **산화열화(oxidative degradation)**가 가속된다. 이때 플라스틱 표면에 **미세한 균열(microcrack)**이 발생하고, 점점 **박리(flaking)**되며 눈에 보이지 않는 크기로 쪼개진다. 해양 플라스틱 쓰레기 대부분은 이 과정을 거치며 2차 미세플라스틱으로 전환된다. 특히 해안가나 강 하구 등 자외선 노출이 빈번한 지역에서는 물리적 마모와 광열화가 동시에 작용하면서 입자 분포가 훨씬 다양하게 나타난다. 또한 플라스틱에 첨가된 안정제나 색소 성분은 열화 속도와 입자 특성에 추가적 영향을 미친다. 이처럼 환경적 조건과 재료 과학적 특성의 상호작용이 미세플라스틱의 생성 경로를 결정짓는다.

팁: UV에 의한 열화 실험은 실내 조건보다 자연조건이 훨씬 복합적이므로, 필드 테스트 데이터를 병행해서 살펴보는 것이 좋다.

 

생성 메커니즘: 마모, 마찰, 압력에 의한 기계적 분쇄

플라스틱이 인위적 혹은 자연적인 힘에 의해 직접 분쇄되는 기계적 마모(mechanical abrasion) 역시 주요 생성 메커니즘이다. 가장 대표적인 예는 합성 섬유로 만든 옷을 세탁할 때 발생하는 미세섬유다. 한 번의 세탁에서 수십만 개의 미세플라스틱이 배출되며, 이들은 직경 10~100μm의 실状 입자로 나타난다. 또 다른 사례는 **타이어 마모 입자(Tire Wear Particles, TWP)**로, 도로 마찰로 인해 고무 성분과 고분자 혼합물 입자가 분리되어 도로변, 하수, 대기 중으로 방출된다. 도시 대기 중 미세플라스틱의 상당 부분은 바로 이 TWP로 밝혀지고 있다. 또한 페인트나 코팅제 역시 마찰, 고온·고압 조건에서 미세 필름 입자 형태로 탈락하면서 수계로 유입된다. 이러한 마모 기반 생성은 에너지 투입 없이도 고속으로 발생하며, 입자 크기와 성분이 불균일하여 환경 내 동선 추적이 매우 어렵다.

팁: 세탁기나 자동차 타이어 관련 미세플라스틱 저감 기술을 조사할 땐, 마모 저항 소재와 입자 포집 기술이 핵심이다.