초록(국문)
" 본 논문은 Curculio sikkimensis(꿀꿀이바구미)의 비닐, 미세플라스틱의 분해 가능성에 관해 연구하였다.
2016년, 밀웜의 스티로폼 분해에 대한 연구 발표 이후, 플라스틱의 친환경적인 분해에 대한 관심이 높아지고 있다. Curculio sikkimensis가 비닐을 쭈그러들게 한다는 사실은 알려져 있었지만, Curculio sikkimensis의 비닐 분해 여부는 밝혀지지 않았다. 이에 우리는 Curculio sikkimensis가 비닐과 미세플라스틱을 물리적, 화학적으로 분해할 수 있는지의 가능성에 대해 탐구하는 것, Curculio sikkimensis의 비닐 분해에 효소가 관여하는지 탐구하는 것을 목적으로 하였다. 2018 전국과학전람회에 출품된 선행연구에서는 Curculio sikkimensis에 비닐을 녹이는 성분이 존재하는지만 탐구했지만, 본 연구에서는 Curculio sikkimensis와 반응시킨 시료의 물리적, 화학적 분해 여부의 확인, 비닐뿐만 아닌 미세플라스틱과의 반응 여부, Curculio sikkimensis의 비닐 분해에 관여하는 물질이 효소인지 탐구하였다는 점에서 차별성이 있다.
모든 실험에는 가열하지 않은 Curculio sikkimensis, 가열한 Curculio sikkimensis를 증류수와 일정 비율로 혼합한 용액에 PP, OPP, HDPE, PE, 미세플라스틱을 각각 24시간동안 반응시켜 제작한 시료를 실험군으로 사용했다. 대조군으로는 증류수와 PP, OPP, HDPE, PE, 미세플라스틱을 각각 혼합한 시료를 사용했다. 비닐, 미세플라스틱의 물리적 변화 여부를 확인하기 위해 모든 시료를 육안으로 관찰했고 미세플라스틱과 반응시킨 시료는 주사전자현미경(SEM)으로 관찰했다. 비닐, 미세플라스틱의 화학적 변화 여부를 확인하기 위해 모든 시료를 HPLC를 이용해 시료의 성분 물질의 수와 양의 변화를 측정, Microplate reader를 이용해 400nm~700nm의 파장에서의 시료의 흡광도를 측정했다.
시료를 육안 관찰한 결과, 실험군의 PP, PE 시료의 눈에 띄는 표면 변화를 관찰할 수 있었다. 주사전자현미경(SEM)을 이용해 미세플라스틱 시료를 관찰한 결과, 실험군의 크기가 증가한 것을 확인하였다. HPLC를 이용해 그래프의 peak 수를 분석한 결과, 대조군의 PP 시료에는 없었던 물질을 실험군의 PP 시료에서 관찰했다. 또한, 미세플라스틱 시료에서 많은 양을 차지하던 물질의 양이 Curculio sikkimensis와 반응하여 감소했다. Microplate reader를 이용해 400nm~700nm의 파장에서 시료의 흡광도를 관찰한 결과, 모든 시료의 흡광도는 파장이 커질수록 낮아지나 그 폭은 실험군이 대조군보다 크고, 가열한 Curculio sikkimensis 용액을 도포 한 시료의 흡광도가 가열하지 않은 Curculio sikkimensis을 도포 한 시료의 흡광도보다 낮았다.
육안 관찰을 통해 Curculio sikkimensis는 PP, PE 성분의 비닐과 반응하여 물리적 변화를 일으켰다는 것을 알 수 있다. 주사전자현미경(SEM)을 이용한 관찰 결과를 통해, Curculio sikkimensis는 미세플라스틱을 응집시켜 크기를 키운다는 것을 확인했다. 화학적 분해 여부 실험 결과를 통해, PP와 Curculio sikkimensis가 반응해 용액 내 새로운 물질이 생성되어 성분 물질의 수가 증가했다는 결론을 내렸다. 생성된 물질이 Curculio sikkimensis로 인해 분해된 PP의 분해 중간 산물이라고 추측했다.
연구를 통해 Curculio sikkimensis을 이용한 친환경적인 물리적, 화학적 비닐 분해 가능성과 미세플라스틱 응집 가능성을 확인할 수 있었다. 본 연구가 비닐과 미세플라스틱의 생분해 연구의 시작점이 될 것으로 기대된다."