재활용 플라스틱으로 보강된 아스팔트로 포장된 도로 구간에서 도로 먼지 시료를 채취하고 있는 연구진(사진=American Chemical Society)
[뉴스토마토 임삼진 객원기자] 하와이가 섬 곳곳으로 밀려드는 막대한 해양 플라스틱 쓰레기와 포화 상태에 이른 매립지 문제로 골머리를 앓고 있는 가운데, 버려진 폐어망과 생활 플라스틱을 아스팔트 도로로 탈바꿈시키는 혁신적인 실험이 긍정적인 초기 결과를 거둬 학계와 도시 계획 전문가들의 관심을 끌고 있습니다.
미국화학학회(American Chemical Society)는 하와이태평양대학교(HPU) 해양쓰레기연구센터(CMDR) 제러미 엑스워시(Jeremy Axworthy) 연구원팀이 2026년 학술대회에서 이 같은 내용의 연구 결과를 발표했다고 밝혔습니다. 엑스워시 연구원은 "하와이 내에 이미 존재하는 플라스틱 폐기물을 재사용함으로써, 쓰레기를 섬 밖으로 운송하거나 소각, 또는 넘쳐나는 매립지에 버릴 때 발생하는 환경적·경제적 부담을 줄일 수 있다"고 말합니다.
하와이는 왜 '재활용 플라스틱 도로'에 주목했나
하와이는 2020년부터 도로의 강도와 내구성을 높이기 위해 '폴리머 개질 아스팔트(PMA)'를 주로 사용해 왔습니다. 기존 아스팔트보다 유연하고 균열이나 수분 손상에 강해 하와이의 열대 기후에 적합하기 때문입니다. 일반적으로 PMA는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS)이라는 신품 공중합체 펠릿을 석유 기반 아스팔트 바인더에 녹여 만듭니다.
연구진과 하와이 주 교통부(HDOT)는 이 신품 폴리머의 일부를 폐플라스틱으로 대체할 수 있을지에 의문을 품었습니다. 이를 확인하기 위해 제니퍼 린치(Jennifer Lynch) CMDR 센터장이 이끄는 연구팀과 파트너십을 맺고, 재활용 플라스틱 도로의 성능과 미세플라스틱 등 화학물질의 환경 배출 여부를 검증하는 작업에 착수했습니다.
폐어망 수거부터 실제 도로 포장까지
가장 큰 과제는 하와이 해양 쓰레기의 주범인 외국산 폐어망을 실험용 아스팔트 재료로 공급하는 것이었습니다. 린치 센터장은 “어민들에게 포상금을 지급하는 CMDR의 '바운티 프로젝트(Bounty Project)'를 통해 지금까지 태평양에서 84톤에 달하는 대형 폐어망을 수거했다”고 밝혔습니다.
수거된 플라스틱은 미국 내 전문 업체를 거쳐 아스팔트 생산에 적합한 소재로 가공되었고, 이후 오아후(Oahu) 섬의 실제 주택가 도로에 적용됐습니다. 현장 실험은 △표준 SBS가 포함된 아스팔트 △호놀룰루 주거 지역에서 수거한 재활용 폴리에틸렌 포함 아스팔트 △폐어망에서 추출한 폴리에틸렌 포함 아스팔트 등 세 가지 혼합물을 각 구간에 포장하는 방식으로 진행됐습니다.
미세플라스틱 배출 우려, 타이어 마모에 비하면 미미해
포장 후 11개월이 지난 뒤, 연구진은 각 도로 구간에서 먼지를 수집해 미세플라스틱 배출량을 분석했습니다. 첨단 화학 분석 기법인 '열분해 가스 크로마토그래피 질량 분석법(Py-GC-MS)'을 활용해 도로 먼지 속 폴리머의 출처를 추적한 결과, 흥미로운 사실이 밝혀졌습니다.
초기 분석 결과, 재활용 폴리에틸렌이 포함된 포장 도로는 기존의 표준 SBS 도로보다 미세플라스틱(폴리머)을 더 많이 배출하지 않는 것으로 나타났습니다. 도로가 마모되면서 떨어져 나오는 입자들은 플라스틱 단독 형태가 아니라 암석, 아스팔트 바인더, 폴리머가 한데 결합된 형태였기 때문입니다.
무엇보다 연구진을 놀라게 한 것은 차량 타이어에서 발생하는 고무 입자의 양이었습니다. 린치 센터장은 "초기 데이터 분석 결과, 타이어 마모로 인한 입자가 폴리에틸렌 신호를 수십 배 이상 압도할 정도로 거대한 그래프 봉우리를 형성했다"라며 "폴리에틸렌의 흔적을 찾기 위해 크로마토그램의 데이터 수풀을 샅샅이 뒤져야 했을 정도"라고 설명했습니다.
플라스틱 폐기물의 새로운 미래
재활용 플라스틱 도로의 장기적인 내구성을 평가하기 위해서는 추가적인 현장 테스트가 필요하지만, 연구진은 이 기술이 향후 하와이 전역의 매립지 쓰레기와 해양 플라스틱을 획기적으로 줄일 수 있는 실용적인 해법이 될 것으로 기대하고 있습니다.
린치 센터장은 "일각에서는 플라스틱 재활용이 어렵고 효과가 없는 '허상'이라고 비판한다"라면서 "하지만 이번 연구는 사회가 지속가능성을 우선순위에 두고 적극적으로 나설 때, 재활용 기술이 얼마나 실제적인 기술 혁신으로 이어질 수 있는지 보여주는 강력한 증거"라고 그 의미를 강조했습니다.
임삼진 객원기자 isj2020@etomato.com
이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 강영관 산업2부장이 최종 확인·수정했습니다.
ⓒ 맛있는 뉴스토마토, 무단 전재 - 재배포 금지