[전남인터넷신문]현대 사회에서 빠뜨릴 수 없는 소재가 비닐(한국과 일본에서는 각종 플라스틱 필름을 뭉뚱그려 지칭하는 말)이다. 비닐의 사용이 많아짐에 따라 환경 문제에 적절하게 활용하기 위한 노력이 국내외에서 전개되고 있다.

내구성이 강한 비닐은 필요한 양만 사용하고 사용 후 재활용하는 방법과 생분해성을 사용한 후 물과 이산화탄소로 분해하여 토양으로 되돌리는 방법이 있다.

생분해성 비닐은 미생물의 작용에 의해 이산화탄소와 물로 분해되는 분자를 원료로 사용하는 고분자 화합물이다. 현재 사용 중인 생분해 비닐은 ‘에스테르 결합’으로 만들어진 폴리에스테르이다. 에스테르 결합은 올리브오일과 돼지기름 같은 천연오일과 지방처럼 자연에서 흔히 발견되는 결합 방식이므로 자연에서 분해된다.

생분해성 비닐은 분리수거와 재활용이 어려운 농업, 토목공학 등 옥외는 물론 식품 포장, 위생용품 등에도 활용될 것으로 예상된다. 농업용 멀칭 필름과 같이 일정 수준의 내구성이 요구되는 제품의 경우 사용 중 의도하지 않게 분해되는 것을 억제하기 위해 상대적으로 천천히 분해되는 석유 기반 생분해 플라스틱(PBAT·Poly Butylene Adipate-co-Terephthalate)을 혼합하여 만든 제품이 많다.

주로 옥수수와 사탕수수 등의 식물로 만드는 생분해성 수지인 젖산중합체 / 폴리락타이드 (Polylactic acid / Polylactide)가 추가된 제품도 판매되고 있다. 이러한 제품은 편리하지만 사용 후 분해되는 속도가 느린 단점이 있다.

따라서 사용자가 원하는 시기에 분해를 가속화 할 수 있다면 생분해성 비닐을 토양으로 원활하게 되돌릴 수가 있다. 생분해성 비닐을 사용하여 작물을 재배 후 곧바로 분해가 되면 먼지로 얼룩진 비닐을 제거하기 위한 노동력이 필요 없게 된다.

이러한 배경에서 일본 농업연구기구(NARO, National Agriculture and Food Research Organization)에서는 생분해성 비닐 분해효소를 사용하여 사용하고 난 생분해성 멀칭 비닐의 분해 촉진 여부 정도를 실험했다.

실험 방법은 논에 서식하는 효모군인 Pseudozyma antika가 생분해성 비닐을 분해하는 효소(Biodegradable plastic-degrading enzyme)를 분비한다는 것을 발견하고 이 분해효소(PaE)를 활용하였다. 

실험은 시판되는 생분해성 멀칭 필름의 표면에 분해효소(PaE) 용액을 분무처리한 결과 다음 날 비닐의 강도가 감소했다. 또한, 밭에 쟁기질한 직후 토양과 표면에서 육안으로 회수 할 수 있는 비닐 파편은 효소 처리를 하지 않은 경우에 비해 크게 감소하였고, 총 중량을 줄었다. 생산 현장에서도 효소 처리에 의해 필름의 분해가 가속화된다는 것이 밝혀졌다.

위와 같은 연구 결과 생분해성 비닐 분해효소의 활용에 의해 사용자가 분해 시기를 조절할 수 있게 되고, 농자재 등 현장에서 사용되는 비닐 제품을 토양으로 되돌려 보내는 재활용 지향 사회가 만들어질 것으로 기대된다.

자료출처

農研機構. 2023. 酵素パワーで生分解性プラスチック製品の分解を加速. 2023年7月 3日 プレスリリース.