연구 내용

 미세플라스틱 시료는 자연적으로 부상하므로 실험 1)을 통해 자연적 부상속도를 측정하고 실험 2)를 통해 실제 부상분리의 효과를 확인하고 플라스틱별 부상분리 정도를 비교할 것이다. 플라스틱의 부상은 경과 시간에 영향을 받기 때문에 오차를 줄이기 위해서 혼합 후 기포 공급 시작과 공급 종료 후 측정은 일정한 간격으로 진행한다. 

발포제는 실험용발포정을 사용하여 진행할 것이다. 이는 구연산과 중조로 배합되어 있다.

기포를 제공하는 방법은 압축공기의 공급, 화학적 방법, 전기 분해, 해수 감압 등의 방법이 있으나, 그 중 대규모로 적용 가능한 것은 화학적 방법과 압축공기의 공급이라고 생각하여 채택하였다. Lab scale에서 제거능은 전기분해의 이온성 기포가 부분적으로 더 높을 수 있다.

[Ass.1] 플라스틱 시료 제작

과정 1)

실험 2)

1. 5L 수조에 플라스틱 시료50g를 혼합한다.
2. 기포발생장치를 이용해 5분간 부상분리시킨다.
3. 수면으로부터 10cm깊이와 바닥으로부터 10cm까지 체를 이용해 각각 100mL를 체로 거른다.
4. 각각 걸러진 미세플라스틱 개수와 질량을 측정한다
5. 각 플라스틱 시료마다 5회 반복하여 평균을 계산한다.

[Ass.3] 기포 발생 위젯 제작

[Ass.4] 기포발생제를 이용한 미세플라스틱 시료의 부상분리 가능 검증

실험 1)

1. 5L 수조에 플라스틱 시료50g를 혼합한다.
2. 기포발생제 각각 5, 10, 15, 20g을 투여해 5분간부상분리를 실시한다.
3. 수면으로부터 10cm 깊이와 바닥으로부터 10cm까지 체를 이용해 각각 100mL를 체로 거른다.
4. 각각 걸러진 미세플라스틱 개수와 질량을 측정한다.
5. 각 플라스틱 시료마다 5회 반복하여 평균을 계산한다.

예상 연구 결과

[Ass.1] 플라스틱 시료 제작

제작된 M.P. 시료는 대부분이 flake형태를 가지며, 동일한 성분과 색을 가질 것이다. 큰 Macroplastic에서 분리되며 발생한 절단면은 광분해에서 보이는 절단면과는 다를 것이다.

동기와 방법, 그리고 핀란드의 논문에서 제시된 바와 같이, 미세 플라스틱을 완벽하게 필터링하는 방법으로서의 부상분리는 다른 처리기술에 비해 부진한 면을 보여준다. 이는 부상분리기술 자체가 직접적인 물리적 장벽으로 미세 플라스틱을 격리시키는 것이 아니기 때문이다.

하지만 우리가 제시한 아이디어에 따르면, 기포를 이용한 미세 플라스틱의 부상분리를 실제 해양에서 사용시, 기포발생장치 혹은 기포발생제는 기포를 이용하여 천해면에 분포하고 있던 미세 플라스틱을 수면으로 끌어올릴 것이다. 해수면으로 미세 플라스틱을 '농축'시키는 본 기술이 실현된다면, 학자들은 해수의 미세플라스틱의 분포 측정에서 해풍의 영향을 최소화한 더욱 정확한 미세플라스틱 분포를 측정할 수 있을 것이다. 더 나아가, 천해면에 분포하는 미세 플라스틱을 농축함으로서 미래에 인류이 직접 정화해야 하는 해수의 양을 크게 감소시킬 수 있다.

그러나 아직 여러 문제점이 존재하는 것이 사실이다. 화학적 발포제의 경우, 그 산물이 환경에 끼치는 영향을 파악할 수 없으며, 발생한 이산화탄소와 같은 기체가 해양 생물에 끼치는 영향도 평가해보아야 한다. 기계적 기포 제공법의 경우, 기계로 작동되는 특성상 넓은 범위를 한번에 처리할 수 없다. 또한 양 방법 모두 기포의 발생원은 점원이므로 기포에 에 의한 혼합으로 완벽한 부상분리가 일어나지 않을 수도 있다.

하지만 이러한 문제점은 개선될 여지가 있으며, 문제 해결은 과학 발전의 중요한 목적인 만큼 개선 방안을 탐구한다면 보다 효율적이고 경제적인 방법으로 미세 플라스틱에 의한 해수 오염 문제를 해결할 수 있을 것이다.