도시 하수처리장에서 배출되는 미세플라스틱의 최종 행방

1. 하수처리 과정과 미세플라스틱의 잔존
도시 하수처리장은 생활하수와 산업폐수를 모아 정화한 뒤 방류하는 중요한 시설이지만, 미세플라스틱을 완전히 걸러내기에는 한계가 존재한다. 일반적인 하수처리 공정은 1차 물리적 침전, 2차 생물학적 처리, 그리고 3차 고도처리 과정으로 구성되어 있다. 이 단계에서 유기물이나 영양염류는 상당 부분 제거되지만, 미세플라스틱은 크기·밀도·형태에 따라 제거 효율이 달라진다. 직경 수백 마이크로미터 이상의 큰 입자는 침전조에서 가라앉거나 슬러지에 포집되지만, 수십 마이크로미터 이하의 미세입자는 물속에 남아 방류수로 배출되는 경우가 많다. 특히 섬유 형태의 미세플라스틱은 가볍고 부유성이 강해 하수처리장 여과망을 쉽게 통과한다. 결국 하수처리 과정은 미세플라스틱의 양을 줄이는 역할은 하지만, 완벽히 제거하지는 못하며 일정량은 방류수나 슬러지를 통해 외부 환경으로 흘러가게 된다.

2. 방류수를 통한 하천 및 해양 유입
하수처리장의 최종 방류수는 대부분 하천이나 바다로 흘러 들어가는데, 이때 포함된 미세플라스틱은 수계 생태계에 직접적인 영향을 미친다. 연구에 따르면 하수처리장에서 배출되는 미세플라스틱은 지역 수계 오염원의 주요 원인 중 하나로 꼽히며, 특히 대도시일수록 그 양이 방대하다. 하천으로 유입된 미세플라스틱은 수류를 따라 이동하며 부유성 입자로 남거나 저질에 퇴적될 수 있다. 해양으로 이어지는 경우 파도와 조류를 타고 광범위하게 확산하며, 해양생물의 먹이망 속으로 빠르게 편입된다. 작은 갑각류, 어류, 조개류 등이 미세플라스틱을 섭취하면 생물농축 현상이 발생해 결국 인간에게까지 전이될 수 있다. 따라서 하수처리장에서 걸러지지 않고 방류된 미세플라스틱은 단순히 하수의 부산물이 아니라, 전 지구적 해양 플라스틱 오염 문제의 중요한 기여 요인으로 작용한다.

3. 슬러지를 통한 토양과 농경지 오염
하수처리 과정에서 발생하는 또 다른 부산물은 슬러지이며, 이는 하수 속 부유물질과 일부 미세플라스틱이 포집된 덩어리다. 많은 국가에서는 하수처리장에서 나온 슬러지를 건조·안정화한 뒤 비료나 토양개량제로 농경지에 활용하고 있다. 그러나 슬러지 속에는 상당한 양의 미세플라스틱이 포함되어 있으며, 이들이 토양 환경에 축적될 수 있다는 점이 큰 문제다. 토양으로 유입된 미세플라스틱은 물리적으로 분해되지 않고 장기간 잔류하며, 토양 구조와 수분 보유력에 영향을 미칠 뿐 아니라 토양 생물인 지렁이나 미생물의 활동에도 교란을 준다. 더 나아가 빗물이나 지하수 이동을 통해 다시 하천이나 농작물로 확산할 수 있다. 즉, 하수처리 슬러지는 미세플라스틱이 토양과 농업 생태계로 전이되는 중요한 경로로 작용하고 있으며, 이는 수계 오염만큼 심각한 문제로 평가된다.

4. 대기 확산을 통한 2차 경로
하수처리장에서 발생한 슬러지가 단순히 토양에만 영향을 미치는 것은 아니다. 건조 과정이나 매립·소각 단계에서 미세플라스틱이 공기 중으로 재비산될 가능성이 제기되고 있다. 특히 슬러지를 야적하거나 건조하는 과정에서 가벼운 합성섬유나 작은 파편들이 바람을 타고 대기 중으로 확산할 수 있다. 이렇게 배출된 미세플라스틱은 대기 오염원의 일부로 작용하며, 인근 지역 주민의 호흡기를 통해 직접 인체로 유입될 수 있다. 또한 공기 중에 떠다니는 미세플라스틱은 빗물과 함께 지표면으로 떨어져 다시 수계나 토양으로 되돌아가 순환 구조를 형성한다. 이는 하수처리장의 부산물이 단순히 수계나 토양에 국한된 오염을 일으키는 것이 아니라, 대기라는 새로운 경로를 통해 광범위하게 확산할 수 있음을 보여준다. 따라서 미세플라스틱의 최종 행방은 단일 매체가 아닌 다차원적인 환경 순환 속에서 이해해야 한다.

5. 관리 전략과 정책적 대응 방향
도시 하수처리장에서 발생하는 미세플라스틱의 최종 행방을 고려할 때, 근본적인 관리 전략이 필요하다. 첫째, 방류수 내 미세플라스틱을 줄이기 위해 고도 여과막 기술, 나노여과, 전기응집 등 신기술을 도입해야 한다. 둘째, 슬러지를 재활용할 때는 미세플라스틱 제거 과정을 거치도록 제도화해 토양 오염을 예방해야 한다. 셋째, 슬러지 건조 및 매립 과정에서의 대기 확산을 줄이기 위한 밀폐형 처리 시설과 집진 시스템이 필요하다. 동시에 플라스틱 배출량을 줄이기 위한 사회적 노력과 법적 규제가 병행되어야 한다. 예컨대 합성섬유 세탁 시 발생하는 미세섬유 저감 장치 의무화, 일회용 플라스틱 감축 정책, 산업 배출 규제 등이 함께 추진되어야 한다. 결국 하수처리장에서 배출되는 미세플라스틱의 최종 행방을 관리하는 문제는 단순히 정수 기술의 개선만이 아니라, 전 사회적인 플라스틱 사용과 배출 구조를 재설계해야 해결될 수 있는 복합적 과제라 할 수 있다.