나노플라스틱은 이미 사람이 직접 섭취할 수 있다는 점에서 우려를 낳고 있지만, 새로운 연구는 또 다른 위험 가능성을 지적한다. 이 작은 플라스틱 입자들이 유해 세균을 통제하기 더 어렵게 만들 수도 있다는 것이다.

《Water Research》에 발표된 연구에서 버지니아 공대 연구원 Jingqiu Liao와 국제 팀은 나노플라스틱이 환경 미생물과 상호작용하여 인간 건강, 특히 식수 시스템을 통해 간접적인 위험을 초래할 수 있음을 발견했다.

"나노플라스틱이 인간 건강에 미치는 악영향을 더 잘 이해하는 것이 매우 중요합니다. 인간뿐만 아니라 환경에서도 말이죠. 환경은 간접적으로 인간 건강에 영향을 미칩니다,"라고 토목 및 환경 공학 조교수 Liao는 말했다. "나노플라스틱은 항균제 내성 병원균이 더 잘 생존하도록 만들어 환경에 해롭고 공중 보건에 영향을 미칠 수 있습니다."

연구진은 나노플라스틱에 노출된 세균이 소독제에 더 내성을 가질 수 있다고 보고했다. 이는 식수를 안전하게 유지하도록 설계된 정수 시설과 배급망에 심각한 문제를 일으킬 수 있다.

"나노플라스틱이 생물막과 그 안의 세균과 상호작용할 때, 생물막을 강화하고 물을 깨끗하게 유지하기 위한 모든 조치에 더 저항하게 만들 수 있습니다,"라고 Fralin 생명과학 연구소 지구 변화 센터의 소속 연구원이기도 한 Liao는 말했다.

나노플라스틱은 미세플라스틱의 더 작은 범주다. 크기는 약 1~1,000나노미터이며 육안으로 볼 수 없다. 이 연구에서 연구진은 이 입자들이 식수 시스템 내 생물막 형성에 어떤 영향을 미치는지 조사했다.

생물막은 표면, 특히 수도관 내벽에 부착하는 세균 집단이다. 미생물은 자신 주변에 보호 물질을 생성하여 군집을 환경 위협으로부터 보호한다.

생물막이 항상 해로운 것은 아니다. 어떤 환경에서는 바람직하지 않은 물질을 제거하는 데 도움이 될 수 있다. 그러나 식수 배급 시스템 내에서는 질병을 일으킬 수 있는 세균을 포함할 수 있어 위험을 초래할 수 있다.

문제는 세균을 감염시키는 바이러스인 박테리오파지에 의해 더욱 복잡해진다. 이 연구 이전까지 과학자들은 나노플라스틱이 생물막, 세균, 그리고 이 바이러스 간의 관계에 어떻게 영향을 미칠지에 대해 상대적으로 거의 알지 못했다.

"우리가 특히 관심을 가졌던 주요 과정은 나노플라스틱이 생물막 전체에 영향을 미칠 때 세균과 박테리오파지가 어떻게 상호작용하는지입니다,"라고 Fralin 생명과학 연구소 신종·인수공통·절지동물 매개 병원체 센터의 소속 연구원이기도 한 Liao는 말했다.

연구진은 대장균과 녹농균으로 구성된 생물막을 연구했다. 생물막이 나노플라스틱에 노출되었을 때, 세균은 여러 방식으로 반응했다: 다른 세균들이 서로 '대화'하고 생물막을 더 두껍고 무겁고 보호적으로 만드는 물질을 방출한다; 프로파지가 활성화되어 세균 세포를 파괴하고 새로운 바이러스 입자를 생성한다; 그리고 세균은 CRISPR를 항바이러스 방어 시스템으로 사용하여 자신을 방어한다.

연구는 나노플라스틱 노출이 생물막의 물리적 강도를 증가시키고 소독제에 더 저항하게 만든다는 것을 발견했다. 저자들은 "생물막의 증가된 기계적 강도와 소독제에 대한 저항성은 정수 및 배급 시스템에 잠재적 도전 과제를 제시합니다. 나노플라스틱이 일부 정수 및 배급 시스템 표면에 박멸하기 어려운 생물막 형성을 증가시킬 수 있기 때문입니다"라고 결론지었다.

Liao는 여러 미생물 종을 포함하는 복잡한 생물막의 반응을 구동하는 분자 과정을 확인하기 위해 추가 연구가 필요하다고 말했다. 그녀는 또한 입자 크기가 중요한 역할을 할 수 있다고 언급했다. 미세플라스틱은 나노플라스틱보다 크며 다음과 같은 영향을 미칠 수 있다.