안녕하세요. 오늘은 플라스틱 재활용에 대해 이야기해보려고 합니다. 플라스틱은 우리의 일상생활에서 빼놓을 수 없는 재료입니다. 음식을 포장하고, 옷을 만들고, 가전제품을 구성하고, 심지어 의료기기에도 사용됩니다. 하지만 플라스틱은 환경에 큰 부담을 주는 재료이기도 합니다. 플라스틱은 분해되기 어렵고, 잘못 처리되면 해양생물에게 치명적인 영향을 줍니다. 그래서 플라스틱 재활용이 중요한 이유입니다.
플라스틱을 재활용하면 자원을 절약하고, 환경오염을 줄이고, 새로운 가치를 창출할 수 있습니다. 하지만 플라스틱 재활용은 생각보다 쉽지 않습니다. 플라스틱의 종류와 상태에 따라 다른 방법으로 처리해야 하고, 재활용 과정에서도 불순물이나 오염물질이 섞일 수 있습니다. 그래서 플라스틱 재활용의 비밀을 알아보려고 합니다. 플라스틱 재활용의 중요성과 현황, 방법과 원리, 사례와 전망에 대해 살펴보겠습니다.
1. 플라스틱 재활용의 중요성과 현황
1.1 플라스틱은 왜 환경오염의 주범인가?
플라스틱은 경제협력개발기구 (OECD)에 따르면 전 세계 플라스틱 생산량은 20년 전보다 2배가 증가해, 매년 4억 6000만t에 이르는 플라스틱이 생산된다고 합니다. 그런데 이 중에서 재활용되는 플라스틱은 단 9%에 불과합니다. 나머지는 대부분 매립, 소각 또는 그대로 환경으로 유출되고 있습니다.
매립된 플라스틱은 수백 년 동안 분해되지 않고 남아있고, 소각된 플라스틱은 온실가스와 유해물질을 배출합니다. 환경으로 유출된 플라스틱은 해양생물에게 치명적인 영향을 줍니다. 조지아대학과 캘리포니아대학 연구에 따르면, 1950년대에 플라스틱 양산이 시작된 이래 2015년까지 83억 톤 이상의 플라스틱 폐기물이 발생했고, 이 중 79%가 환경에 남아있다고 합니다.
플라스틱은 미세플라스틱으로 쪼개져서 해양생물의 몸속에 들어가거나, 먹이사슬을 통해 인간에게까지 돌아옵니다. 플라스틱은 환경과 인체에 알려지지 않은 위험을 가지고 있습니다.
1.2 플라스틱은 어떻게 재활용되고 있는가?
플라스틱은 재활용 가능한 재료입니다. 플라스틱을 재활용하려면 먼저 분리수거를 해야 합니다. 플라스틱은 종류에 따라 다른 성질과 용도를 가지고 있기 때문에, 같은 종류끼리 모아서 수거해야 합니다. 플라스틱에는 PET, HDPE, PVC, LDPE, PP, PS 등의 다양한 종류가 있습니다.
이들은 플라스틱 제품에 표시된 삼각형 안의 숫자로 구분할 수 있습니다. 분리수거된 플라스틱은 재활용 시설로 운송되어 세척, 분쇄, 건조, 압출 등의 과정을 거쳐 재생 플라스틱으로 만들어집니다. 재생 플라스틱은 다시 새로운 플라스틱 제품으로 제조될 수 있습니다. 예를 들어 PET 병은 재생 PET로 만들어져 다시 PET 병이나 옷감 등으로 만들어질 수 있습니다.
1.3 플라스틱 재활용의 문제점과 해결책은 무엇인가?
플라스틱 재활용에는 여러 가지 문제점이 있습니다. 첫째, 분리수거의 어려움입니다. 플라스틱 제품은 종류가 많고, 다른 재료와 혼합되어 있거나 오염되어 있을 수 있습니다. 이런 경우에는 분리수거가 어렵고, 재활용률이 낮아집니다. 둘째, 재활용 과정의 비용과 오염입니다. 플라스틱을 재활용하려면 세척, 분쇄, 건조 등의 과정이 필요합니다. 이 과정에서 물과 에너지를 많이 소모하고, 유해물질을 배출할 수 있습니다. 셋째, 재생 플라스틱의 품질 저하입니다. 플라스틱을 반복적으로 재활용하면 분자 구조가 약해지고, 색상이나 강도가 떨어집니다. 이런 경우에는 새로운 원료를 첨가하거나 저가의 제품으로만 사용할 수 있습니다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해서는 여러 가지 방법이 필요합니다. 첫째, 친환경 포장재의 개발과 확산입니다. 플라스틱 대신 식물성 섬유나 바이오 플라스틱 등의 친환경적인 재료로 포장하는 방법이 있습니다. 이런 포장재는 분해되기 쉽고, 재활용하기 쉽습니다. 둘째, 화학적 재활용의 활용입니다.
플라스틱을 화학물질로 분해하여 원료로 회수하는 방법이 있습니다. 이런 방법은 플라스틱의 종류나 상태에 구애받지 않고, 재생 플라스틱의 품질 저하를 방지할 수 있습니다. 셋째, AI를 활용한 폐기물 처리와 분석입니다. AI 기술을 이용하면 플라스틱을 더 정확하고 빠르게 분류하고, 재활용 과정을 모니터링하고, 재활용 데이터를 수집하고 공유할 수 있습니다. 이런 방법은 플라스틱 재활용의 효율과 투명성을 높일 수 있습니다.
2. 플라스틱 재활용의 방법과 원리
2.1 물질 재활용이란 무엇이고 어떻게 하는가?
물질 재활용이란 플라스틱을 분류, 세척, 분쇄하여 다시 플라스틱 제품으로 만드는 방법입니다. 물질 재활용의 과정은 다음과 같습니다.
2.1.1 분류
분류란 플라스틱 혼합물에 불순물이 섞이지 않도록 분리해주는 과정입니다. 고체 입자의 밀도차와 비중차를 이용해 분리하는 방법이 있습니다. 예를 들어, PET 병과 HDPE 병은 밀도가 다르기 때문에, 물에 넣으면 PET 병은 가라앉고 HDPE 병은 떠오릅니다. 이렇게 해서 PET 병과 HDPE 병을 분리할 수 있습니다.
2.1.2 세척
세척이란 플라스틱에 붙어있는 오염물질을 제거해주는 과정입니다. 오염물질에는 음식물, 라벨, 접착제 등이 있습니다. 세척은 물과 세제를 이용하여 진행됩니다. 세척 후에는 건조 과정을 거칩니다.
2.1.3 분쇄
분쇄란 플라스틱을 작은 조각으로 쪼개주는 과정입니다. 분쇄는 나이프나 해머 등의 기계를 이용하여 진행됩니다. 분쇄된 플라스틱은 압출기에 넣어서 재생 플라스틱으로 만들어집니다.
2.2 화학적 재활용이란 무엇이고 어떻게 하는가?
화학적 재활용이란 플라스틱을 화학물질로 분해하여 원료로 회수하는 방법입니다. 화학적 재활용에는 해중합, 유기용제 기반 정제, 열분해 등의 방식이 있습니다.
2.2.1 해중합
해중합이란 플라스틱을 원래의 단위로 쪼개주는 과정입니다. 예를 들어, PET 병은 에틸렌 글리콜과 테레프탈산으로 구성되어 있습니다. 해중합을 통해 PET 병을 에틸렌 글리콜과 테레프탈산으로 분해할 수 있습니다. 해중합은 열과 압력, 촉매 등을 이용하여 진행됩니다.
2.2.2 유기용제 기반 정제
유기용제 기반 정제란 플라스틱을 용해시켜서 불순물을 제거해주는 과정입니다. 예를 들어, PP와 PE는 유기용제에 잘 용해되지만, PVC는 용해되지 않습니다. 유기용제 기반 정제를 통해 PP와 PE를 용해시켜서 PVC를 분리할 수 있습니다. 유기용제 기반 정제는 용제의 종류와 온도, 시간 등을 조절하여 진행됩니다.
2.2.3 열분해
열분해란 플라스틱을 고온에서 산소가 없는 상태에서 분해시켜서 가스나 액체로 만드는 과정입니다. 예를 들어, PS를 열분해하면 스티렌이라는 가스가 생성됩니다. 스티렌은 다시 PS로 만들 수 있습니다. 열분해는 반응기에서 열과 압력을 조절하여 진행됩니다.
3. 플라스틱 재활용의 사례와 전망
3.1 AI를 활용한 폐기물 처리와 분석
AI를 활용하면 플라스틱 재활용의 효율과 투명성을 높일 수 있습니다. 영국 스타트업 '그레이패럿'은 폐기물 처리 및 재활용 시설에 카메라를 설치하고, AI 소프트웨어를 적용하여 컨베이어 벨트 위를 통과하는 물체를 실시간으로 분석하는 시스템을 개발했습니다.
이 시스템은 플라스틱의 종류와 양을 정확하게 파악하고, 재활용 과정을 모니터링하고, 재활용 데이터를 수집하고 공유할 수 있습니다. 이 정보는 폐기물 처리 시설에서 운영 효율을 높이기 위해 사용할 수도 있고, 더 널리 공유될 수도 있습니다. 예를 들어, 규제 당국이 각 재료가 어떻게 처리되고 있는지, 어떤 재료에 문제가 있는지 훨씬 더 잘 이해할 수 있고, 포장 설계에도 영향을 미칠 수 있습니다.
3.2 친환경 포장재의 개발과 확산
친환경 포장재는 플라스틱 대신 식물성 섬유나 바이오 플라스틱 등의 친환경적인 재료로 포장하는 방법입니다. 이런 포장재는 분해되기 쉽고, 재활용하기 쉽습니다. 미국 회사 '풋프린트'는 슈퍼마켓 및 '질레트'와 협력해 플라스틱 면도기 포장재를 식물성 섬유로 바꿨습니다.
영국 회사 '폴리태그'는 소매업체가 사용한 플라스틱병이 실제로 재활용되고 있는지, 얼마나 많이 재활용되는지 파악하기 위해 육안으로 보이지 않는 자외선 (UV) 태그를 병에 부착합니다. 병이 지정된 재활용 공장에 도착하면 폴리태그 기계가 태그를 판독합니다. 집계된 병의 개수는 실시간으로 클라우드 앱에 업로드되어 폴리태그 고객이 확인할 수 있습니다. 이런 방법은 플라스틱 재활용의 신뢰성과 책임감을 높일 수 있습니다.
3.3 보증금 반환 제도와 전자담배 폐기물 문제
보증금 반환 제도는 사람들이 사용한 플라스틱병과 금속 음료수 캔을 수거하고 재활용하기 위해 보증금을 환급하는 제도입니다. 이 제도는 상점과 기타 공공장소에 "보증금 반환 자판기"를 설치하고, 사람들이 플라스틱병과 캔을 넣으면 품목당 약 20펜스의 보증금을 환급합니다. 이 제도는 플라스틱과 캔의 재활용률을 높이고, 환경오염을 줄이고, 자원을 절약할 수 있습니다. 영국 정부와 웨일스·북아일랜드 행정부는 재활용 용이성과 비율을 높이기 위해 2025년 보증금 반환 제도를 시행할 예정입니다.
전자담배 폐기물은 플라스틱 재활용의 새로운 도전입니다. 전자담배는 플라스틱, 금속, 리튬 배터리 등 다양한 재료로 구성되며 일부 제품에는 LED 조명이나 마이크로프로세서가 탑재되기도 합니다. 이런 제품은 재활용하기 어렵고, 매립하거나 소각하면 환경에 유해합니다. 머티리얼 포커스의 작년 조사에 따르면, 영국에서만 매주 130만 개의 전자담배가 버려진다고 합니다. 이 문제를 해결하기 위해서는 전자담배의 친환경적인 설계와 수거, 재활용 체계의 구축이 필요합니다.
오늘은 플라스틱 재활용에 대해 알아보았습니다. 플라스틱은 우리의 일상생활에서 빼놓을 수 없는 재료지만, 환경에 큰 부담을 주는 재료입니다. 그래서 플라스틱 재활용이 중요합니다. 플라스틱 재활용은 물질 재활용과 화학적 재활용으로 나뉘며, 각각 다른 방법과 원리를 가지고 있습니다.
플라스틱 재활용에는 여러 가지 문제점과 해결책이 있습니다. 친환경 포장재의 개발과 확산, AI를 활용한 폐기물 처리와 분석, 보증금 반환 제도와 전자담배 폐기물 문제 등이 그 예입니다. 플라스틱 재활용의 비밀을 알게 되셨나요? 플라스틱 재활용은 우리 모두의 노력이 필요합니다. 우리는 플라스틱 사용을 줄이고, 분리수거를 잘하고, 재활용에 적극 참여해야 합니다. 그렇게 해야만 플라스틱이 자원으로 활용되고, 환경이 보호될 수 있습니다.