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제목 해양환경에 중점을 두고 검토된 글로벌 플라스틱의 가치사슬 및 환경 유실에 대한 보고서 ②
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2019/08/29 15:10

 

 

 

1. 해양 플라스틱의 개요

 

해양 플라스틱 쓰레기 문제와 그것이 해양환경에 미치는 영향은 적어도 1984년 이후 심각한 문제로 인식돼 왔다(Shomura와 Yoshida의 연구, 1985년). Baltz와 Morejohn(1976), Carpenter 외(1972), Carpenter·Smith(1972) 등의 연구와 같이 1970년대부터 이 문제에 대해 인지해 왔음에도, 문제는 여전히 해결되지 않고 있을 뿐 아니라 이 문제를 둘러싸고 여전히 존재하는 지식 격차를 해소하기 위해 이 문제가 끼치는 영향과 원인에 대한 연구가 계속 진행되고 있다.

  

해양 플라스틱 쓰레기는 일반적으로 두 가지 유형의 플라스틱, 즉 마이크로플라스틱과 매크로플라스틱으로 분류할 수 있다. 마이크로플라스틱은 5mm 미만의 작은 플라스틱 입자다(Arthur 외, 2009년). 마이크로플라스틱에는 두 종류가 있다.

1차 마이크로플라스틱은 원래부터 그 크기로 제조된 플라스틱 입자로, 얼굴 각질 제거용 스크럽, 치약, 연마성 분사제 등 산업용 및 생활용으로 특정 목적을 위해 사용된다. 때문에 마이크로플라스틱이 작은 미립자 형태로 환경 안으로 방출된다.

2차 마이크로플라스틱은 일상의 플라스틱 제품에서 떨어져 나와 해양으로 유입됐거나 운반 도중 바다로 유실되는 마이크로플라스틱이다. 이를테면 햇빛, 바람, 물 등으로 인한 플라스틱 조각들이 풍화를 통한 분해로 발생한다(Auta 등, 2017년; Boucher와 Friot, 2017년; GESAMP, 2015년).

다른 유형의 플라스틱은 모두 5mm 이상의 플라스틱인 매크로플라스틱이다. 전 세계 해안을 대상으로 진행된 청소작업 결과, 쓰레기 중 대부분은 담배꽁초(셀룰로오스 아세테이트) 및 플라스틱 포장을 포함한 다양한 포장재로 밝혀졌다(Ocean Conservancy, 2011년). 실제로, 매크로플라스틱은 눈에 잘 띄는 해변 및 해안지역으로 밀려오기 때문에 경관에 큰 문제도 일으키지만, 동물들이 플라스틱을 섭취하거나 플라스틱에 얽힐 수 있으므로 바다나 바다 근처에 사는 동물에게 해가 된다(CBD & STAP-GET, 2012년; Laist, 1997년).

지난 5년간 인류가 어떻게 해양 쓰레기의 원인을 제공하는지에 관해 많은 연구가 이뤄졌다. 환경 및 해양으로 플라스틱 유실에 대한 국가별 평가가 독일(Essel 외, 2015), 덴마크(Lassen 외, 2015년), 스웨덴(Magnusson 외, 2016) 및 노르웨이(Sundt 외, 2014) 등에서 이뤄졌다. 또한, 폐기물 처리와 관련해 발생하는 플라스틱의 유실(Jambeck 외, 2015)과 전체 플라스틱 가치사슬에 걸친 미세 플라스틱에 대한 전 세계적 평가작업도 이뤄졌다(Boucher와 Friot, 2017). 하천에서 해양으로의 플라스틱 이동에 대한 연구도 수행됐다(Cable 외, 2017; Lebreton 외, 2017; Schmidt 외, 2017).

이러한 평가작업들은 해양으로 배출되는 플라스틱의 양 그리고 플라스틱 가치사슬 가운데 어떤 단계에서 플라스틱이 해양으로 배출되는 가장 큰 원천이 되고 있는지에 대한 이해를 높이는 데 이바지했다.

  

 

목표

이 연구의 주요 목표는 2015년을 기준으로 해 플라스틱 가치사슬의 글로벌 매핑(mapping)을 제공하고, 가치사슬에서 발생하는 플라스틱의 유실을 글로벌 차원에서 수량화하는 것이다.

매핑작업을 통해 이제까지 국가규모로 국한돼 왔거나 전체 가치사슬 가운데 특정 하위집합 및 관련유실(예: 폐기물 관리 및 1차 마이크로플라스틱)에만 초점을 맞춰왔던 플라스틱 유실에 대한 기존의 평가에서 나온 정보를 이용해 이를 결합하게 될 것으로 보인다. 그러나 이번 연구는 플라스틱 가치사슬에서 매크로플라스틱 및 마이크로플라스틱의 글로벌 규모의 유실에 대한 포괄적 매핑을 제공하는 데 있어 한 걸음 더 나아가게 될 것이다.

환경으로 유실되는 유실량 추정은 플라스틱 가치사슬 내의 다양한 활동에서 발생하는 유실규모를 이해하기 위해 일차적 추정작업을 행하는 반복적인 프로세스로 수행됐다. 가장 중요한 유실부문에 대해서는 다시 검토했으며, 플라스틱 유실에 대한 더욱 확실한 추정치를 얻기 위해 추가정보를 수집했다.

또한, 환경으로 배출되는 플라스틱에 대한 연구 결과는 해양에서 발견되는 플라스틱 종류에 대한 정량적 평가와 해양 유기체에 대한 마이크로플라스틱 및 매크로플라스틱의 영향에 대한 평가를 보충함으로써 유실이 발생하는 플라스틱 가치사슬 내 가장 중요한 단계들이 어디인지 그리고 가치사슬로부터 유실되는 플라스틱 가운데 가장 심각한 영향을 미치는 플라스틱의 종류를 확인하고자 했다. 이 연구 결과는 플라스틱이 해양환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 어디에 노력을 집중해야 하는지 그리고 어떤 조처를 할 수 있는지를 정부 및 업계의 의사결정자들에 권고를 제공하기 위해 사용될 것이다.

  

전체적 방법론

이 연구는 가치사슬 전체 내에서 환경으로 플라스틱 유실을 정량화하고, 해양환경에 미칠 수 있는 영향 측면에서 플라스틱 가치사슬 내에서 그 중요성이 가장 큰 단계들을 식별해내기 위해 다음과 같은 두 가지 주요 단계로 구성된다. 첫째는 플라스틱 가치사슬 전반에 걸쳐 환경으로 플라스틱의 글로벌 유실량을 추정하기 위한 하향식 접근방법이고, 둘째는 해양에서 마이크로플라스틱 및 매크로플라스틱의 발견량을 보고하고 있는 기존 연구들과 이 유실 추정치를 비교하는 과정이다. 마지막으로, 해양환경에 대한 잠재적 영향 측면에서 가장 문제가 되는 마이크로플라스틱 및 매크로플라스틱 종류의 확인작업은 과학적 문헌을 기반으로 수행됐다.

  

마이크로플라스틱 및 매크로플라스틱의 유실량 추정을 위한 하향식 접근법

플라스틱 가치사슬 전체에서 발생하는 마이크로플라스틱 및 매크로플라스틱의 유실량 추정은 하향식 접근법을 사용했다. 여기서 플라스틱 유형별로 차별화된 글로벌 플라스틱 생산량 및 사용량에 대한 정보를 지역별 플라스틱 소비량에 대한 정보와 결합해 플라스틱 생산, 사용, 수명 종료 등을 지역별로 차별화해 도출해냈다. 이것은 주로 Geyer 외(2017년)의 연구를 기초로 도출했지만, 해양 플라스틱과 관련해 중요하다고 여겨지는 생산공정 및 플라스틱 유형에 대한 보다 구체적인 데이터를 결합했다(그림 3,4 참조).

플라스틱 생산, 사용, 수명 종료 등에 대한 글로벌 추정치를 기반으로 플라스틱 유실에 관한 이전 연구에서 얻은 정보(예: Boucher와 Friot, 2017; Essel 외, 2015; Jambeck 외, 2015; Lassen 외, 2015; Magnusson 외, 2016; Sundt 외, 2014)를 사용해 유실의 주요 원천을 확인했다. 이전 연구에서 확인된 유실 원천과 관련해서는 연구에 적용된 방법론과 이 연구를 위해 특별히 고안된 새로운 모델을 사용해 플라스틱 유실량의 글로벌 추정치를 도출했다.

예를 들어, 이 연구에서 도출된 모델에는 폐수처리 및 마이크로플라스틱 제거효율 모델링 그리고 도시고형폐기물 생성 및 고형폐기물 처리 모델링이 포함된다. 실제로, 전체 플라스틱 가치사슬에서 발생하는 플라스틱 유실량 전체의 추정치를 도출하기 위해 여러 가지 가정이 필요했다(예: 지역 데이터를 글로벌 규모로 추정). 따라서, 이번 연구에서 사용된 데이터, 계산값 및 전체 추정치를 도출하기 위해 내려진 선택들은 보고서를 통해 제공될 것이며, 처음 사용될 때 그에 대한 설명이 덧붙여질 것이다.

이 보고서는 총 글로벌 유실량을 나타내는 것이고, 이 추정치는 커다란 불확실성 또한 안고 있음을 강조한다. 이 불확실성을 줄이기 위해서는 보다 구체적인 정보가 필요하다. 예를 들어, 폐기물 처리에 대한 특정 데이터는 전체적 규모로 집계된 데이터가 존재하지 않고 지역적 데이터만 얻을 수 있었다. 유실된 플라스틱의 모든 프로세스에 대한 높은 데이터를 얻는 작업은 이 프로젝트 범위에 포함시키지 않았다.

그럼에도 이 연구는 플라스틱의 글로벌 유실을 현실적으로 추정치를 제공하고 있으며, 이 프로젝트에서 매우 가치 있는 결과는 플라스틱 유실의 주요 원천을 파악했다는 것이다. 이를 통해 실제로 플라스틱 유실과 관련이 있는 공정에 대해 더욱 상세한 데이터를 수집하는 데 집중할 수 있었다. 큰 그림에서 보면 해양 플라스틱 문제에 크게 상관이 없는 공정에 너무 상세한 데이터를 얻기 위해 노력을 허비하는 것을 막을 수 있다.

  

해양환경에서 발견되는 유실 플라스틱이 해양환경에 미치는 잠재적 영향 비교

환경으로 유실돼 실제로 해양환경에 도달한 폐플라스틱의 유형을 살펴보기 위해 환경 유실 추정치를 1차 플라스틱 유형에서 확보된 정보와 해양환경에서 실제 발견된 1차 플라스틱 유형과 비교했다. 해양 플라스틱 유실 추정치와 실제 발견했다고 보고된 연구 사이의 이 같은 비교는 해양환경에서 환경으로 유실된 플라스틱 가운데 어느 정도 비율이 종국에 해양환경으로 유실되는가를 추정할 방법이 없었기 때문에 수행됐다. 그러나 이런 방식으로는 실제로 해양으로 유입되는 유실 플라스틱의 양을 나타낼 수 있었고, 해양 플라스틱 유실을 줄이기 위해 노력해야 할 플라스틱 유실 원천이 무엇인지 나타낼 수는 있었다.

해양환경에서 발견되는 플라스틱에 대한 정보는 해양환경에서 발견된 모든 플라스틱을 대상으로 하고 있지는 않다. 하지만 문제가 되는 주요 플라스틱 유형을 잘 보여줌으로써 가장 중요한 형태의 유실들에 관해 더 잘 이해할 수 있다. 해양으로 배출되는 매크로플라스틱 및 마이크로플라스틱의 양은 환경에 미치는 실제 손상을 반영하는 것은 아니기 때문에 환경에 대한 영향을 나타내는 적절한 지표가 아니다.

따라서, 다양한 매크로플라스틱 및 마이크로플라스틱이 해양환경에 미칠 수 있는 잠재적 영향에 대한 정보를 수집함으로써 플라스틱의 가치사슬에서 가장 문제가 되는 플라스틱 그리고 해양환경에서 실제 발견되는 플라스틱에 대한 적절한 평가를 꾀하고자 했다.

비록 마이크로플라스틱 및 매크로플라스틱이 해양환경에 미치는 영향에 대한 완전한 이해가 여전히 부족하지만, 해양환경에 미치는 마이크로플라스틱 및 매크로플라스틱의 잠재적 영향에 관한 과학적 근거가 있는 문헌에 기반해 이를 나타냈다. 이를 통해 어떤 유형의 플라스틱이 가장 문제가 되는지, 따라서 어떤 유실을 줄이는 것이 특히 긴급한지 알게 됐다.

  

 

2. 글로벌 플라스틱 가치사슬

  

글로벌 플라스틱 가치사슬은 플라스틱 생산을 위한 원재료의 추출부터 플라스틱 제품 또는 플라스틱 함유제품들의 최종 처리단계까지 포함한다. 그림 1은 글로벌 플라스틱 가치사슬의 개요도로 플라스틱 생산, 소비, 수명 종료 등의 각 단계에 관련된 주요 이해관계자를 나타낸다. 주요 행위자는 플라스틱 생산자 및 가공업체, 그리고 PlasticsEurope(플라스틱유럽)과 같은 플라스틱 산업협회들이다.

EU28 (PlasticsEurope, 2016a) 및 미국(Plastics Industry Trade Association, 2016)의 플라스틱산업 내 연간 매출은 EU 및 미국의 시장점유율을 기반으로 전 세계 수준으로 추정됐다. 이에 따르면, 2015년 세계 플라스틱산업의 연간 매출액은 1조 7220억 유로로 2015년 전체 세계경제의 약 3%를 차지했다(Janßen 외, 2016).

플라스틱 관련제품을 사용하는 각각의 산업 및 소비자는 자신들의 소비 선택에 따라 플라스틱 생산자 및 가공업체에게 영향을 미치고 압력을 행사할 수 있는 핵심 관련자들이다. 플라스틱 제품의 수명 종료단계의 관련자는 플라스틱 폐기물 관리를 담당하는 기업 및 정부다. 플라스틱 폐기물 관리는 소비자와 시민이 배출한 플라스틱 폐기물을 공공 폐기물 관리에 따라 주도될 가능성이 높다. 소비자와 시민이 배출한 플라스틱 폐기물은 종종 혼합 잔여폐기물(mixed residual waste)의 일부 또는 별도의 플라스틱 분류물로서 도시 고형폐기물(MSW)의 일부로 수거된다.

민간기업들은 플라스틱 분류물의 플라스틱 가지 수는 많지 않으면서도 일반 시민이 배출한 폐기물에 비해 기타 폐기물로부터 나온 불순물이 거의 없는 다른 폐기물 분획의 불순물도 시민 폐기물보다 낮기 때문에 재활용에 더 적합한 산업폐기물 관리를 지배할 가능성이 높다.

가치사슬 전체에서는 국가 및 정부기관들뿐 아니라 기타 비정부 기관들이 관련을 맺고 있다. 이들은 다양한 수단을 통해 플라스틱 가치사슬의 모든 영역(예: 생산, 소비 및 수명 종료 등)에 영향을 끼칠 수 있다. 이를테면, 법을 새로 만들고 충족해야 할 목표를 설정하거나 이를 충족하지 못했을 경우 관련행위자에게 압력을 가할 수 있다.

 

 

3. 글로벌 플라스틱 생산 및 소비

  

전 세계 플라스틱 생산량은 1950년에서 2015년까지 매년 약 9%씩 급격히 증가해왔다(그림 2, Geyer 외, 2017). 2015년에는 전 세계적으로 약 3억 2200만톤의 플라스틱이 생산됐다(PlasticsEurope, 2016a). 이 수치는 PP 섬유, PET 섬유, PA 섬유, 엘라스토머 등은 포함하지 않았다.

이 플라스틱 섬유(Credence Research, 2016; Maddah, 2016; plastemart, 2010) 및 엘라스토머(ETRMA, 2017, 2011) 생산량을 포함하면 숫자는 3억 8800만톤으로 늘어난다. 표 1은 다양한 플라스틱 폴리머 종류간의 전 세계 대량생산 및 분포를 보여준다.

플라스틱 제조사슬의 개요도는 그림 3에 나와 있다. 폴리머 생산은 일반적으로 비교적 적은 수의 생산 및 처리 단계로 분류될 수 있다. 그러나 특정 종류의 폴리머 생산에서 정제 및 중합화를 위해 필요한 첨가제 및 공정은 크게 다를 수 있다. 대부분의 플라스틱은 석유기반으로 원유 그리고 천연가스를 원료로 생산되며, 약 0.5%만이 바이오기반 원재료를 사용해 만들어진다. 이에 대해서는 표 1(European Bioplastics, 2017)을 참조하면 된다.

플라스틱 생산 및 소비의 전 세계적 분포는 그림 4에 나와 있다. 대부분의 플라스틱은 북미, 서유럽, 중국에서 생산되며, 플라스틱의 주요 소비지역이기도 하다. 일반적으로 플라스틱의 지역별 생산량과 소비량은 비례하는 경향을 보인다. 플라스틱 소비량에서 북미와 서유럽의 소비량이 많은 것은 주로 1인당 플라스틱 소비량이 많기 때문이다.

하지만 중국의 경우는 인구가 많은 것이 주요 원인이다. 중국 역시 1인당 플라스틱 소비량이 2000년 1인당 약 25kg에서 현재 1인당 약 45kg로 증가했다(Panda 외, 2010; Plastindia Foundation, 2014).

 

 

4. 글로벌 플라스틱 사용량

  

 

플라스틱 응용프로그램의 분포

플라스틱은 다양한 목적과 응용분야에 사용되고 있다. 이번 맵핑작업에서는 이렇게 다양한 용도로 사용된 플라스틱을 표 2에서 보는 것처럼 여러 응용분야별로 나눠 표시했다. 표 2는 분야 내의 플라스틱의 종류별 예를 목록으로도 제시하고 있다. 표 3에서 보는 바와 같이 다양한 응용분야에서의 플라스틱의 사용량 비교는 주로 Geyer 등의 연구를 기반으로 하고 있다(2017년). Geyer (2017)의 연구를 운송용 타이어와 다른 운송수단간의 구별을 위해 확장했다.

 

 

퍼스널케어(개인용품) 제품용 플라스틱은 ‘소비자 및 일상용 제품’ 카테고리와 해양코팅 범주에서 분리했다. 도로 표시 플라스틱도 ‘기타’ 카테고리에서 따로 분리했다. 이 세 가지 응용분야에 사용되는 플라스틱의 양은 총 플라스틱 소비량보다 적지만, 마이크로플라스틱 유실의 주요 원천인 것으로 밝혀졌으며(Boucher와 Friot, 2017), 현재 평가작업에서 명확히 구별해 표시하는 것이 중요하다고 판단했다.

대부분의 플라스틱은 포장에 사용되면서도 상당부분은 건축 및 건설, 운송, 섬유 등에도 사용되며, 소비자 및 일상용 제품에도 들어간다. 넓은 응용분야에 사용되는 다양한 플라스틱 유형의 분포는 다음 부록편에서 다룰 예정이다. 여기 나타난 플라스틱의 종류별 분포는 전 세계 모든 지역에서 동일한 패턴을 지닌다는 가정하에 작성됐다. 이 같은 가정은 플라스틱이 사용되는 국가에서 반드시 그 플라스틱이 생산되지 않는다는 점을 합리적으로 보여주고 있다. 따라서 플라스틱 제품에 사용되는 다양한 플라스틱 종류는 모든 지역에서 동일한 제품에 대해 유사할 가능성이 높다.

  

 

지리적 지역 및 플라스틱 응용분야별로 본 플라스틱 소비량 분포

지리적 지역 및 플라스틱 응용분야별로 본 총 플라스틱 소비량(표 4)은 그림 4(지역별로 구분된 플라스틱 소비량) 및 표 3(응용분야별로 구분된 플라스틱 소비량)을 기반으로 도출했다. 일반적으로 플라스틱 응용제품의 분포는 모든 지리적 지역에서 동일하다고 가정했다.

그러나 특정 지역 분포에 관해서는 예를 들어, 유럽 타이어 및 고무제조업체협회(ETRMA)에서 제공한 차량 및 타이어의 연간 소비량에 대한 자료와 같이 활용 가능한 산업별 데이터를 기반으로 특정 플라스틱 응용제품에 구체적 수치를 작성했다. 전체적인 지리적 플라스틱 소비량 분포와 보조를 맞추기 위해 각 지역 내에서 다른 플라스틱 응용제품들과 비례를 적절하게 조정했다.

 

 

다음호에서 계속...

  

참고자료

(Geyer 외, 2017; Grand View Research, 2017)

(European Bioplastics, 2017; Geyer외, 2017)

(Boucher와 Friot, 2017; Geyer외, 2017; Gouin외, 2015)

  

   

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