펭귄과 PFAS (영구화학물질, 생체축적, 환경오염)

채취한 샘플 55개 중 90% 이상에서 독성 합성 화학물질이 검출되었습니다. 장소는 남미 최남단, 사람 손이 거의 닿지 않는 파타고니아 해안선입니다. 저는 이 수치를 처음 접했을 때 솔직히 예상 밖이었습니다. 오지라면 깨끗할 거라는 막연한 믿음이 있었거든요.

펭귄

펭귄이 직접 바다를 조사하다

과학자들은 마젤란펭귄의 다리에 실리콘 재질의 수동 샘플러(SPS)를 부착했습니다. 여기서 SPS(Passive Sampler)란 물, 공기, 표면에 존재하는 화학물질을 능동적인 펌프나 장치 없이 자연적으로 흡착해 축적하는 비침습적 도구입니다. 쉽게 말해 스펀지처럼 주변 오염물질을 조용히 빨아들이는 장치라고 보면 됩니다.

이 아이디어의 출발점이 꽤 인상적이었습니다. 원래 사람이 손목에 착용해 오염 노출 정도를 측정하던 실리콘 밴드를 펭귄 다리에 맞게 개조한 것입니다. 스테인리스 스틸 와이어를 추가해 개체별 다리 두께에 정확히 맞춰 제작했고, 덕분에 밴드가 빠지거나 동물에게 불편함을 주는 일을 최소화했습니다. 57마리를 대상으로 진행한 연구에서 불편함이 의심되어 밴드를 조기 제거한 개체는 단 한 마리였습니다.

저도 환경 다큐멘터리를 꽤 자주 보는 편인데, 이전까지 봐온 야생동물 연구는 대부분 혈액 채취나 조직 적출 같은 방식이었습니다. 동물 입장에서는 상당한 스트레스일 텐데, 이번 방법은 그 부담을 확연히 줄였다는 점에서 접근 자체가 달랐습니다.

PFAS, 왜 '영구' 화학물질이라 부르는가

이번 연구에서 주된 분석 대상은 PFAS(폴리플루오로알킬 물질)였습니다. 여기서 PFAS란 탄소-불소 결합으로 이루어진 합성 화학물질 군을 뜻하며, 이 결합이 자연계에서 거의 분해되지 않기 때문에 '영구 화학물질(Forever Chemicals)'이라는 별칭이 붙었습니다. 프라이팬 코팅, 방수 재킷, 소방용 거품, 의약품 등 우리가 일상에서 무심코 쓰는 수많은 제품에 들어 있습니다.

저도 이 소식을 접하고 집에서 쓰는 코팅 팬을 떠올렸습니다. 따로 신경 쓴 적이 없었거든요.

연구팀은 이미 금지되거나 생산이 중단된 기존 PFAS 24종과, 현재 규제 밖에 있는 신규 '대체 PFAS'를 동시에 분석했습니다. 문제는 대체 물질도 기존 PFAS만큼 잔류성이 높고 생체축적(Bioaccumulation)이 발생한다는 점이었습니다. 생체축적이란 화학물질이 생명체 내에서 대사 되지 않고 지방 조직 등에 점점 쌓이는 현상을 말합니다. 먹이사슬을 따라 올라갈수록 농도가 높아지는 생물농축(Biomagnification)과 함께 해양 생태계에서 특히 심각한 문제로 지목됩니다.

미국의 비영리 환경단체 EWG(Environmental Working Group)의 분석에 따르면, 현재까지 600종 이상의 생물에서 PFAS가 검출되었습니다(출처: Environmental Working Group). 그 범위가 이미 전 지구적임을 보여주는 수치입니다.

PFAS가 건강에 미치는 영향을 정리하면 다음과 같습니다.

• 생식 및 발달 장애 위험 증가
• 면역 기능 저하
• 갑상선 호르몬 교란
• 간 독성 및 특정 암 발생 위험 상승

펭귄이 '바이오모니터'가 되는 이유

전통적인 해양 오염 모니터링은 선박과 장기 탐사 인력이 필요한 대규모 작업입니다. 비용도 높고 커버할 수 있는 해역도 제한적입니다. 반면 마젤란펭귄은 번식기를 제외하면 넓은 바다를 자유롭게 누비며 먹이를 찾습니다. 즉, 펭귄 자체가 해양 환경 상태를 추적하는 살아있는 모니터링 장치가 됩니다.

연구진이 강조한 것도 이 부분이었습니다. 바다 전체를 무작위로 뒤지는 대신, 펭귄이 실제로 활동하는 구역을 중심으로 데이터를 수집함으로써 효율성을 크게 높일 수 있다는 논리입니다. 저는 이 발상이 꽤 설득력 있다고 봤습니다. 어디에 오염이 있는지 모를 때, 그곳을 가장 잘 아는 존재를 활용하는 방식이니까요.

연구는 세 번의 번식기에 걸쳐 진행되었으며, 수집된 샘플은 버팔로 대학교 연구실에서 질량 분석법(Mass Spectrometry)으로 분석되었습니다. 질량 분석법이란 분자의 질량 대 전하 비율을 측정해 화학물질의 종류와 농도를 극미량 단위까지 파악하는 분석 기법입니다. PFAS처럼 수백만 종의 변종이 존재하는 물질을 구분하는 데 핵심적인 도구입니다.

이번 연구 결과는 학술지 Earth: Environmental Sustainability에 게재되었으며(출처: Earth: Environmental Sustainability), 파타고니아처럼 인구 밀도가 극히 낮은 지역에서도 PFAS 노출이 지속적으로 일어나고 있음을 공식적으로 확인한 사례로 평가받고 있습니다.

이 연구가 가리키는 더 큰 그림

마젤란펭귄은 현재 멸종 위기종은 아닙니다. 하지만 전 세계 18종의 펭귄 가운데 13종은 이미 개체 수가 줄고 있거나 멸종 위협 분류에 올라 있습니다. 나미비아·남아프리카공화국에 서식하는 아프리카펭귄, 호주와 뉴질랜드의 쇠 푸른 펭귄은 도심과 산업 지역 인근에 서식하기 때문에 오염 노출 수준이 훨씬 심각할 수 있습니다.

이 연구가 '개념 증명(Proof of Concept)' 단계임을 연구진도 명확히 밝혔습니다. 개념 증명이란 아직 대규모로 검증되지 않은 아이디어가 실제로 작동 가능하다는 것을 소규모로 확인하는 과정을 뜻합니다. 앞으로는 수심 45미터 이상 잠수하는 가마우지 같은 조류에도 같은 방법을 적용할 계획이며, 펭귄의 이동 경로인 우루과이·브라질 해역까지 모니터링을 확장할 예정입니다.

제가 예전에 해변에서 쓰레기를 줍거나 학교 환경 캠페인에 참여했을 때는, 솔직히 그 영향이 어디까지 닿는지 실감하기 어려웠습니다. 그런데 이번 연구는 그 연결고리를 꽤 구체적으로 보여줬습니다. 우리가 사용하는 조리 기구, 방수 재킷, 소방 장비에 들어간 화학물질이 결국 남미 최남단 외딴 바다의 펭귄 몸에서 검출된다는 사실은, 환경 문제를 '어딘가 먼 곳의 이야기'로 두기 어렵게 만듭니다.

결국 파타고니아 해안의 문제는 거기서 끝나지 않습니다. 화학물질의 생산 방식, 소비재 규제, 폐기물 처리 체계가 바뀌지 않으면 SPS 밴드로 데이터를 아무리 쌓아도 수치가 개선되기는 어렵습니다. 연구 방법론의 혁신만큼이나 그 결과를 정책과 소비 습관으로 연결하는 작업이 필요하다고 봅니다. 환경을 생각하는 소비와 규제를 촉구하는 목소리, 두 가지가 함께 가야 한다는 생각이 이 연구를 보며 더 강해졌습니다.

---

참고: https://edition.cnn.com/science/patagonia-penguin-scientists-pfas-c2e-hnk-spc