미세 플라스틱과 하수처리장: 정화 시설의 한계와 기술적 대안

미세 플라스틱과 하수처리장: 정화 시설의 한계와 기술적 대안

1. 하수처리장에서 걸러지지 않는 미세플라스틱의 실태

도시의 하수처리장은 우리의 일상생활에서 발생하는 오염물질을 정화하는 데 중요한 역할을 담당합니다. 그러나 최근 연구에 따르면, 이들 시설이 미세플라스틱을 완벽하게 걸러내지 못한다는 사실이 드러나고 있습니다. 세탁기에서 유출되는 미세 섬유, 플라스틱 세정제, 마이크로비즈가 포함된 화장품 등 다양한 생활하수 속에는 수많은 미세플라스틱 입자가 포함되어 있기 때문입니다. 문제는 하수처리장의 기존 물리·화학적 정화 공정이 이러한 입자를 완전히 제거하지 못한다는 점입니다. 대부분의 미세플라스틱은 직경이 5mm 미만이며, 그중 일부는 수 마이크로미터 이하로 작아 기존의 스크린이나 침전탱크를 통과해 버립니다. 특히 합성섬유 조각처럼 밀도가 낮은 입자들은 처리 과정 중 부유 상태로 남아 있다가 방류수와 함께 하천, 바다로 흘러들게 됩니다. 하수처리장은 미세플라스틱의 '최종 정화 관문'이 되어야 하지만, 현재 기술로는 그 역할을 충분히 수행하기 어려운 실정입니다. 더욱이 정화 후 잔류하는 미세플라스틱은 생태계뿐만 아니라 인간의 건강에도 중대한 위협이 될 수 있다는 점에서, 문제의 심각성은 날로 커지고 있습니다. 일부 연구에서는 처리 후 방류수 1리터당 수십 개 이상의 미세플라스틱이 포함되어 있다는 결과도 보고되고 있습니다. 이는 하루 수천 톤의 하수가 처리되는 대도시 기준으로 보면, 매일 수백만 개 이상의 미세플라스틱이 하천과 해양으로 배출된다는 것을 의미합니다.

 

2. 하수처리 공정의 구조와 미세플라스틱 차단 한계

하수처리장은 일반적으로 1차 처리(물리적 제거), 2차 처리(생물학적 분해), 3차 처리(화학적 정화)로 나뉘며, 일부 지역에서는 4차 고도처리까지 적용하고 있습니다. 하지만 이 모든 단계를 거치더라도 미세플라스틱을 100% 제거하는 것은 쉽지 않습니다. 1차 처리에서는 크고 무거운 부유물질은 비교적 잘 제거되지만, 밀도가 낮고 부유 상태인 마이크로플라스틱은 대부분 통과합니다. 2차 처리에서는 미생물을 이용해 유기물을 분해하지만, 플라스틱은 분해되지 않기 때문에 정화되지 않습니다. 3차 처리 단계에서 필터나 응집제를 활용하는 경우도 있지만, 이 역시 한계가 있습니다. 특히 지름이 100㎛ 이하인 나노플라스틱은 대부분의 필터를 쉽게 통과하고, 처리 후 슬러지로 이동해 다시 농업용 비료나 퇴비로 활용될 가능성도 있습니다. 하수처리 공정 전반은 미세플라스틱 제거를 주목적으로 설계되지 않았기 때문에 구조적으로 문제를 안고 있습니다. 또한 기후 변화로 인해 집중호우나 비정상적 유입량이 증가하면, 하수처리장의 처리 능력이 초과되어 미정화된 오염물이 그대로 방출될 위험도 존재합니다. 더불어 하수 속 화학물질이나 유기물과 결합한 미세플라스틱은 응집력이 낮아 침전되기 어렵고, 오히려 다른 오염물질과 결합해 독성이 강화되는 부작용을 낳기도 합니다. 이처럼 복합적인 요소들이 작용하면서 미세플라스틱은 하수처리장을 무사히 빠져나가 자연계로 재유입되는 구조적 허점을 갖고 있습니다.

3. 미세플라스틱을 줄이기 위한 새로운 정화 기술들

다행히도 이런 한계를 보완하기 위한 새로운 정화 기술들이 계속해서 개발되고 있습니다. 그중에서도 나노필터를 이용한 고도정수처리는 특히 주목받고 있어요. 이 기술은 아주 미세한 구멍을 통해 물을 걸러내기 때문에 기존보다 훨씬 작은 입자까지도 효과적으로 제거할 수 있습니다. 또 전기를 이용해 플라스틱 입자들을 응집시킨 후 제거하는 전기응집법, 고온 플라스마로 오염물질을 분해하는 기술 등도 시험 중입니다. 최근에는 플라스틱을 분해하는 미생물이나 효소를 활용하는 생물학적 처리 기술도 연구되고 있는데, 친환경적이고 장기적으로 비용 효율적인 방식으로 주목받고 있습니다. 일부 국가에서는 이런 고도처리 기술을 시범 도입하고 있으며, 우리나라 역시 수도권 일부 시설에서 관련 연구가 진행 중이에요. 다만 이런 첨단 기술들은 초기 설치 비용과 유지비가 높아 아직은 보편화되기 어려운 상황이에요. 그럼에도 불구하고, 장기적으로는 이런 기술들이 널리 확산되어야만 미세플라스틱 문제를 근본적으로 해결할 수 있다는 점에서 연구와 투자가 지속되어야 합니다.
더 나아가 이와 같은 기술은 하수처리장뿐 아니라 산업 폐수 정화, 정수장 및 빗물 처리 시스템 등에도 적용될 가능성이 높습니다. 특히 다중 오염원이 혼합된 복합 하수의 경우, 단일 공정만으로는 한계가 크기 때문에 복합적인 고도처리 기술의 융합이 중요해지고 있어요. 예를 들어 나노필터와 생물학적 처리를 결합하거나, 전기응집과 고온 분해 기술을 병행하는 방식으로 효율성을 높이려는 시도들이 계속되고 있습니다. 미래에는 인공지능(AI)을 활용한 스마트 정화 시스템이 미세플라스틱의 농도와 특성에 따라 자동으로 처리 방법을 조정하는 기술도 등장할 것으로 기대됩니다. 이러한 기술 혁신은 단지 정화의 문제를 넘어서, 물 순환과 생태계 전반의 안전성을 확보하는 데 중요한 기반이 될 것입니다.

4. 정책적 전환과 시민 실천의 병행 필요성

기술만으로는 모든 문제를 해결할 수 없습니다. 결국 우리 개개인의 인식과 실천이 함께 이뤄져야 진짜 변화를 만들 수 있습니다. 정부와 지자체는 하수처리시설의 고도화는 물론, 방류수의 미세플라스틱 기준을 법적으로 강화하는 것이 필요하고, 동시에 일반 시민들도 생활 속에서 플라스틱 사용을 줄이려는 노력이 필요합니다. 예를 들어 세탁 시 미세플라스틱 필터나 전용 세탁망을 활용하고, 마이크로비즈가 포함되지 않은 화장품이나 세정제를 선택하는 것만으로도 큰 도움이 됩니다. 이런 습관이 널리 퍼진다면, 애초에 미세플라스틱이 하수 속으로 유입되는 양 자체를 줄일 수 있게 될 것입니다.

더불어 하수처리장과 환경 문제에 대한 교육과 공공 캠페인도 중요합니다. 시민들이 시스템의 한계를 알고, 생활 속 실천의 중요성을 체감할 수 있도록 돕는 것이 필요합니다. 특히 학교나 지역 커뮤니티에서 진행되는 환경 교육은 미래 세대가 이 문제에 더 능동적으로 대응할 수 있는 기반이 될 것입니다. 더 나아가 지자체에서는 주민 대상 환경 워크숍이나 체험 프로그램 등을 통해 미세플라스틱 이슈를 보다 쉽게 접할 수 있는 기회를 제공할 수 있습니다.

또한 기업 차원의 변화도 함께 이끌어내야 합니다. 제조사들이 플라스틱 성분을 줄이거나 친환경 소재로 대체하도록 유도하는 정책, 친환경 제품을 우선적으로 구매하는 공공 조달 시스템도 병행되어야 합니다. 결국 문제 해결은 정부, 기업, 시민 모두가 각자의 위치에서 조금씩 노력할 때 가능한 일이에요. 우리 모두의 작은 노력이 모이면, 더 깨끗한 물과 환경을 만드는 큰 변화로 이어질 수 있다는 점을 꼭 기억해 주세요.