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일회용 클램셸 소재의 생분해성 이해하기
생분해성의 정의: 일회용 클램셸을 위한 핵심 용어 및 산업 표준
생분해성에 대해 이야기할 때, 우리는 미생물이 작용하여 물질이 물, 이산화탄소 및 유기물로 얼마나 잘 분해되는지를 고려하고 있는 것입니다. 이는 점심 식사 후 버려지는 일회용 클램셸 용기와 같은 제품에서 특히 중요한 문제입니다. 이러한 제품들이 실제로 생분해성으로 간주될 수 있는지 확인하려면 제조업체는 호기성 퇴비화를 위한 ISO 14855 표준 또는 산업용 퇴비화 가능성을 위한 ASTM D6400 중 하나를 충족시켜야 합니다. 이 가이드라인에 따르면, 재료는 온도가 약 50~60도 섭씨이고 습도가 50~60퍼센트로 유지되는 이상적인 조건에서 최소 6개월 이내에 90퍼센트 이상 분해되어야 합니다. 하지만 실제 상황에서는 문제가 복잡해집니다. 생분해성으로 표시된 대부분의 제품들은 실험실 외부 환경에서의 상황을 고려하지 못합니다. 예측할 수 없는 기상 패턴, 적절한 미생물 부족, 그리고 수분 부족과 같은 현실 세계의 요인들은 분해 과정을 크게 늦추거나 아예 정지시킬 수도 있습니다.
클램셸 포장에 사용되는 일반적인 바이오폴리머: PLA, PBAT, 사탕수수 백스, 및 옥수수 전분
일회용 클램셸 제조에서 널리 사용되는 네 가지 바이오폴리머:
- PLA (폴리락틱산) 옥수수 전분에서 유래한 PLA는 산업용 퇴비화 시설에서 58°C의 온도에서만 효율적으로 분해된다.
- PBAT(폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트) 석유 기반 폴리머이지만 퇴비화가 가능하며, 유연성을 높이기 위해 일반적으로 PLA와 혼합하여 사용된다.
- 사탕수수 잔여물 설탕 추출 과정에서 발생하는 섬유질 부산물로, 상업적 퇴비화 조건에서 30~90일 이내에 분해된다.
- 옥수수 전분 혼합물 분해를 시작하기 위해 특정한 온도와 습도 수준이 필요한 하이브리드 제형.
이러한 소재들은 실험실 테스트에서는 우수한 성능을 보이지만, 실제 효과는 적절한 폐기 인프라에 달려 있다. 예를 들어, PLA 클램셸은 미생물 분해를 억제하는 차갑고 산소가 부족한 매립지 환경에서 12~24개월 동안 지속될 수 있다.
산업용 퇴비화와 자연 환경: 일회용 클램셸이 실제로 분해되기 위해 필요한 조건은 무엇인가?
최상의 산업용 퇴비 시설은 분해가 빠르게 일어날 수 있도록 정확한 조건을 유지합니다. 이 과정에는 약 섭씨 55~70도, 습도 약 50~60퍼센트, 그리고 충분한 공기 순환이 필요합니다. 그러나 가정의 퇴비 더미나 일반 토양은 보통 이러한 조건에 미치지 못합니다. 작년에 발표된 연구에 따르면, PLA로 제작된 플라스틱 용기는 산업용 퇴비 시스템에서 약 87퍼센트 분해되었지만, 일반 정원 토양에서 18개월간 방치했을 때는 겨우 12퍼센트만 분해되었습니다. 사탕수수 부산물로 만든 제품들도 마찬가지입니다. 따라서 '퇴비 가능'으로 표시된 많은 제품들이 자연 속에 버려졌을 때, 모든 조건을 맞춰주는 고급 장비가 없기 때문에 영원히 그 자리에 남아 있게 되는 것이 놀랍지 않습니다.
토양, 퇴비 및 매립지에서 클램셸의 생분해 속도
대부분의 매립지는 충분한 산소나 자연적으로 분해를 돕는 미생물 군집이 부족하기 때문에 혐기성 조건을 형성합니다. PLA, PBAT 또는 사탕수수 백질로 만들어진 것으로 표시된 퇴비화 가능 제품조차도 이러한 환경에서는 수년 동안 그대로 남아 있을 수 있습니다. 연구에 따르면 PLA는 10년 동안 겨우 5% 미만만 분해될 수 있습니다. 최근 2022년 보고서에 따르면 사탕수수 백질은 연구자들이 모의 매립 조건이라고 부른 환경에서 단지 18개월간 방치된 후에도 원래 구조의 약 70%를 유지했습니다. 유기물이 산소를 공급받지 못하면 안전한 물질로 분해되는 대신 메탄가스로 전환됩니다. 문제는 명확합니다. 퇴비화 가능하다고 인증된 물질이라도 일반 쓰레기 처리 시스템에 버려지는 경우—즉 대부분의 사람들이 실제로 폐기물을 버리는 방식—실제로는 전혀 그런 특성을 나타내지 못한다는 점입니다.
수중 및 해양 생태계에서의 성능
일회용 클램셸이 물에서 생분해되나요? 담수 및 해양 환경에서의 결과
PLA와 PBAT로 만든 클램셸의 문제는 수중 환경에서 거의 분해되지 않는다는 점입니다. 이러한 소재가 실제로 분해되기 위해서는 60도 이상의 온도가 필요하지만, 대부분의 호수, 강물, 심지어 바다의 평균 수온은 20도 이하를 유지합니다. 이로 인해 분해 과정이 원래보다 약 3배 더 느려지게 됩니다. 해양 조건에서 30개월 이상 진행된 일부 시험에서는 다소 충격적인 결과가 나타났습니다. PLA 클램셸은 그 긴 시간 동안에도 원래 형태의 약 94%를 유지한 것으로 나타났으며, 이는 일반적으로 6개월 이내 완전 분해를 요구하는 해양 생분해성 인증 기준을 훨씬 초과하는 수치입니다. 즉, 현재로서는 이른바 '생분해성 플라스틱'이라 불리는 이러한 소재들이 자연적으로 우리 수계에서 분해되는 데에는 부적합하다는 결론을 내릴 수 있습니다.
클램셸 폐기물이 수생 생태계와 야생동물에 미치는 환경적 영향
일부 분해된 클램셸 조각은 일반 해수에서 발견되는 농도의 약 80배에서 120배에 달하는 오염물질을 흡수하여 해양 먹이사슬 전반에 걸쳐 위험한 매개체가 된다. 바다거북은 종종 이 작은 플라스틱 조각들을 해파리나 플랑크톤으로 착각하며, 연구진은 조사한 바다거북의 약 10마리 중 8마리의 위속에서 이러한 조각들을 발견했다. 최신 모니터링 보고서에 따르면 현재 온대 지역 해안선에 쓸려오는 쓰레기 중 생분해성 포장재가 전체의 약 18%를 차지하고 있는데, 이는 2020년보다 7%p 증가한 수치이다. 클램셸에서 유래한 마이크로플라스틱이 해양 퇴적물과 섞이게 되면 화학 조성을 변화시키고, 지금까지 조사된 산호초 종의 거의 3분의 2에 해당하는 어린 산호의 생존율을 감소시킨다. 이러한 피해는 해양 생태계가 외부 교란 이후 회복될 수 있는 능력을 심각하게 저하시킨다.
현실 세계에서의 폐기 문제와 수명 종료 관리
연구실 주장과 실제 폐기 간의 격차: 온도, 습도 및 미생물 접근성 제한
생분해성 클램셸은 온도가 약 60도에 습도 60%인 실험실에서 테스트를 통과한 후 인증을 받습니다. 하지만 실제 사용 환경에서는 전혀 다른 결과가 나타납니다. 2023년 업계 자료에 따르면, 제조업체가 약속한 기간 내에 실제로 분해되는 제품은 일반 쓰레기로 폐기되었을 때 15% 미만에 불과합니다. 대부분의 도시형 퇴비 시설은 일년 내내 안정적인 온도를 유지하기 어렵습니다. 또한 이러한 제품들이 매립지 깊숙이 묻히게 되면, 분해에 필요한 충분한 공기와 미생물 접촉을 받지 못합니다. 현실은 다소 충격적입니다. 포장에 표기된 회사들의 주장인 12주가 아니라, PLA 용기는 매립지에서 18개월에서 24개월 동안 그대로 남아 있게 됩니다. 이처럼 통제된 환경에서의 결과와 실제 폐기 상황 사이에는 큰 차이가 존재하며, 이로 인해 이런 제품들이 정말로 환경 보호에 도움이 되는지에 대해 의문이 제기되고 있습니다.
일회용 클램셸의 재활용, 퇴비화 인프라 및 의도하지 않은 환경 방출
미국 도시 중 단지 12퍼센트만 일반적인 가정용 수거 프로그램을 통해 퇴비화 가능한 클램셸을 수거하고 있으며, 재활용 센터의 1퍼센트 미만만 이러한 다층 생분해성 플라스틱 용기를 처리할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 이러한 시스템의 격차로 인해 '생분해성'으로 표시된 제품의 약 63퍼센트가 실제로는 매립지에 쌓이거나 수로를 떠다니고 있습니다. 이러한 소재들은 충분한 산소를 받지 못하면 일반 플라스틱과 마찬가지로 오랫동안 분해되지 않은 채 남아 있게 됩니다. 아시아 태평양 지역 전반을 살펴보면 유사한 문제가 나타나고 있습니다. 해안 지역에서는 실험실 테스트에서 예측된 수치보다 약 30퍼센트 더 높은 비율로 이 클램셸 용기들이 무더기로 쌓이고 있습니다. 그 이유는 무엇일까요? 주로 사람들의 쓰레기 분리 배출 미흡과 퇴비화 시설 접근성 부족 때문입니다. 결론은 분명합니다. 우리가 먼저 인프라를 제대로 정비하지 않는 한, 생분해성 포장재를 설계하려는 모든 선의의 노력도 결국 수년간 환경을 오염시키며 끝날 뿐이므로 큰 의미가 없게 될 것입니다.