어린이 놀이터 바닥에서 찾은 5–1000 µm 미세플라스틱 농도와 어린이 노출 경로

환경 연구 동향  | 앨지닥터

고려대학교 환경생태공학부 연구진이 Environment International에 발표한 연구는 한국 도시의 모래·탄성고무 놀이터에서 5–1000 µm 미세플라스틱 오염과 3–6세 어린이의 잠재적 노출량을 조사했습니다. 연구진은 20–1000 µm 입자를 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)으로, 5–20 µm 입자를 열분해 가스크로마토그래피 질량분석법(Py-GC/MS)으로 나누어 분석했습니다. 두 표면 유형의 농도에는 통계적으로 유의한 차이가 없었지만, 모래 놀이터에서는 사용 연수와 미세플라스틱 농도 사이에 유의한 양의 관련성이 나타났습니다. 논문은 이를 두 크기 구간을 함께 다룬 국내 도시 놀이터의 첫 종합 평가로 제시했습니다.

큰 플라스틱이 잘게 부서져 노출로 이어지는 과정

놀이기구·고무바닥·옷처럼 일상에서 쓰이는 큰 플라스틱은 햇빛과 마찰, 풍화를 겪으며 잘게 부서져 미세플라스틱이 될 수 있습니다. 유엔환경계획(UNEP)은 널리 쓰이는 정의에서 미세플라스틱을 1 nm에서 5 mm 사이의 플라스틱 조각으로 설명하고, 대부분은 더 큰 플라스틱 제품이 천천히 붕괴하면서 생긴다고 정리합니다. 이렇게 생긴 입자는 토양·물·공기 사이를 이동할 수 있습니다. [배경 1]

놀이터에서는 아이가 바닥 가까이에서 뛰고 모래를 만지기 때문에 표면의 입자가 손을 거쳐 입으로 들어가거나, 공기 중에 다시 떠올라 흡입될 가능성을 함께 살펴봐야 합니다. 세계보건기구(WHO)는 환경 중 미세·나노플라스틱이 식품·물·공기를 통해 노출될 수 있다는 자료를 검토했지만, 잠재적 건강 영향을 평가하려면 현재의 불확실성을 줄일 연구가 더 필요하다고 설명합니다. [배경 2] 이 때문에 이번 연구는 놀이터 표면의 입자량과 어린이에게 닿을 수 있는 경로를 함께 살폈습니다.

30개 놀이터에서 두 크기 구간을 나눠 측정한 연구 설계

연구진은 건조기에 서울 18곳, 부천 6곳, 대전 6곳의 도시 놀이터 30곳을 조사했습니다. 모래 놀이터에서는 깊이 0–5 cm의 12개 지점에서 모래를 채취해 한 시료로 합쳤고, 탄성고무 놀이터에서는 50 cm × 50 cm 고무 타일 12개에 쌓인 먼지를 모았습니다. 시료는 마지막 비가 내린 뒤 최소 2주가 지난 시점에 채취했습니다.

20–1000 µm 입자는 FTIR로 개수·크기·형태·재질을 확인했고, 개수에서 환산한 질량은 입자 모양과 밀도를 가정한 상한 추정값으로 취급했습니다. 5–20 µm 입자는 Py-GC/MS로 재질별 질량을 측정했습니다. 연구진은 3–6세 어린이의 섭취와 흡입 노출량을 10만 회 몬테카를로 모의로 추정하고, 놀이터 재료·사용 연수·지역 인구밀도와 농도의 관계를 비모수 검정, 스피어만 상관분석, 분절회귀로 분석했습니다.

고무·모래 놀이터 사이의 통계적으로 뚜렷하지 않은 농도 차이

20–1000 µm 미세플라스틱은 고무 놀이터에서 515 ± 401개/g, 모래 놀이터에서 349 ± 245개/g으로 측정됐습니다. 5–20 µm 입자의 질량 농도는 각각 0.12 ± 0.05 mg/g과 0.08 ± 0.04 mg/g이었습니다. 두 크기 구간을 합친 5–1000 µm 상한 질량 농도는 고무 0.93 ± 0.83 mg/g, 모래 1.13 ± 1.10 mg/g이었으며, 어느 크기 구간에서도 두 놀이터 유형 사이의 농도 차이는 통계적으로 유의하지 않았습니다.

놀이터 표면 재료와 크기 구간별 미세플라스틱 농도

PE·PP·PET와 20–100 µm 파편의 우세

폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 두 놀이터 유형을 합쳤을 때 5–20 µm 입자 질량의 약 71%, 20–1000 µm 입자 개수의 약 55%를 차지했습니다. 20–1000 µm 구간에서는 20–100 µm 입자가 두 표면 모두에서 61% 이상으로 가장 많았고, 형태로는 파편이 91% 이상을 차지했습니다. 고무바닥의 구성 물질인 스티렌-부타디엔 고무(SBR)는 고무 놀이터의 5–20 µm 구간에서만 검출됐고 3.9%를 차지했습니다.

섭취와 흡입을 합친 선별 수준 노출량

20–1000 µm 입자의 섭취와 5–20 µm 입자의 섭취·흡입을 합친 5–1000 µm 미세플라스틱 노출량은 고무 놀이터에서 2.0 × 10⁻³ mg/kg·day, 모래 놀이터에서 3.1 × 10⁻³ mg/kg·day으로 추정됐습니다. 노출이 높은 95백분위 집단의 추정값은 각각 7.5 × 10⁻³과 1.1 × 10⁻² mg/kg·day였습니다.

이 값은 실제 어린이에게서 측정한 흡수량이나 건강영향 수치가 아니라, 여러 노출계수를 넣어 계산한 선별 수준의 모형 추정값입니다. 특히 흡입량 계산에는 실외 놀이터 자료가 부족해 실내 먼지의 축적률과 재부유 계수를 적용했습니다. 논문은 이를 안전·위험 판정 기준으로 제시하지 않았습니다.

사용 연수와 모래 놀이터 농도 사이의 양의 관련성

분절회귀는 사용 약 16년을 잠재적 전환점으로 제시했으며, 두 놀이터 유형 모두 16년 이후의 5–1000 µm 평균 농도가 더 높았습니다. 다만 전환점 이후에도 증가 기울기가 커진 것은 모래 놀이터였습니다.

모래 놀이터에서는 사용 연수와 20–1000 µm 상한 질량 농도 사이에 유의한 양의 관련성이 나타났습니다(r_s = 0.73, p = 0.002). 고무 놀이터에서도 사용 연수와 5–20 µm 농도 사이에 양의 관련성이 나타났습니다(r_s = 0.55, p = 0.03). 이는 사용 연수가 농도 변화의 원인임을 증명한 결과가 아니라, 함께 변하는 통계적 관련성을 확인한 결과입니다.

도시 놀이터라는 실외 노출 경로와 남은 측정 한계

연구진은 모래와 고무 놀이터 모두 어린이의 잠재적 실외 미세플라스틱 노출 경로가 될 수 있다고 해석했습니다. 특히 오래된 모래 놀이터에서는 입자가 모래층에 축적됐다가 놀이 활동으로 다시 떠오를 가능성이 있어, 향후 조사와 환경 관리에서 살펴볼 필요가 있다고 제안했습니다. 이번 연구는 FTIR과 Py-GC/MS를 이어 사용해 5–1000 µm 범위를 다루고 섭취와 흡입을 함께 추정했다는 점에서 후속 연구의 출발점을 제시했습니다.