[녹색경제신문 = 박진아 유럽 주재기자] 글로벌 어패럴 및 직물업계는 지구의 지속가능성을 파괴하는 세계 2위의 환경오염 산업이다. 

환경 오염과 기후변화의 원인이 되는 글로벌 이산화탄소 총 배출량의 10%가 직물 및 어패럴 제조업체 측의 원료 공급망에서 생산 공정과 유통 과정에 이르는 과정에서 발생한다. 그나마 생산된 직물의 85%는 매장 선반에 도달하지도 못한 채 쓰레기 처리장에서 매립 또는 소각돼 2차 오염의 원인을 제공한다.

어패럴 및 패션산업이 지구에 미치는 환경 파괴적 영향력은 거기서 끝나지 않는다. 

패션은 소비자의 제품 사용 과정에서도 환경오염에 영향을 미친다. 제품 구매 후 가정용 물세탁 또는 세탁소 드라이클리닝에서 행해지는 세탁 과정에서 막대한 분량의 물을 사용하며 전 세계 연간 총 폐수 배출량의 20%가 피복류의 세탁에서 방출되고 있다(자료: 제네바 환경 네트워크).

의류 및 운동화의 물세탁 과정에서 세탁기에서 배출되는 미세 플라스틱 쓰레기가 하수로를 거쳐 자연의 강, 바다, 지하수로 흘러들어가 육지와 바다 속 생명체와 우리 인간의 건강을 위협한다는 사실이 널리 보도되고 있는 가운데, 최근 독일 본 대학(Universität Bonn)의 한 연구진이 물고기의 아가미 구조에서 영감받은 효율적인 미세 플라스틱 여과 필터를 개발해 화재다.

세계적 저명 과학 학술지 ‚네이처(Nature)’의 자매 출판물인 ‚npj 이머징 컨테미넌츠(npj Emerging Contaminants)‘(2025년 12월 5일 출간)에 발표된 이 연구 보고서에 따르면, 연구진이 개발한 물고기 아가미로부터 착상해 개발한 아치형 필터(fish-inspired filter,  줄여서 FiF)는 성능 실험 결과 세탁기 속 MP 먼지 필터 잔유물 99.6%를 제거하는 동시에 먼지 여과기 고장을 원인이 되는 세탁기 필터 막힘을 방지하는 효과를 보인 것으로 나타났다.

물세탁 시 빨래에서 떨어져 나온 먼지를 거르기 위해 세탁기에 내장돼 있는 마이크로플라스틱(MP) 소재의 먼지 거름망 자체도 세탁 의류 잔여물에 못지않은 미세플라스틱 오염의 주요 원인이다. 4인 기준 가정에서 사용하는 세탁기 폐수에서 세탁물들끼리 마찰돼 발생하는 초미세 플라스틱 양은 연간 500g에 이른다고 한다.

세탁기 MP 먼지 필터와 세탁물이 함께 어우러진 죽상(粥狀) 폐수는 거름 과정 없이 바로 하수도 처리장으로 보내진 후 농경용 비료로 사용되기도 하는데, 이는 초미세 플라스틱이 인간의 식탁으로 올라가 소비자 건강을 직접 위협하는 원인이 된다. 세탁기 제조업계가 세탁기 폐수에 함유된 초미세 플라스틱 제거 방안 모색에 주력하도록 압력받고 있는 이유다.

♢ 물고기의 ‚자가 청정‘ 아가미 필터 원리가 비결

이 연구를 지휘한 알렉산더 블란케(Dr. Alexander Blanke) 박사 연구팀은 탁월한 아가미 여과 시스템을 진화시켜 온 물고기류 — 특히, 고등어, 정어리, 멸치 등 —  이른 바 ‚아치형 아가미 여과 시스템’을 지닌 어류의 아가미 구조를 깊이 관찰하고, 빗살 모양의 아가미 내장궁 작동 원리를 필터 요소로 도입했다는 점이 주목된다.

어류는 입을 벌려 아가미 필터로 물을 통과시킨 후 걸러낸 산소는 혈관으로 보내고 플랑크톤 같은 먹이는 소화기로 보내는 산소・먹이・물 여과 및 분리 메커니즘으로 호흡과 영양 섭취를 한다.

이 같은 원리를 본 딴 깔때기와 빗살 모양의 망구조의 세탁기 필터는 세탁기가 세탁 작업 후 생성된 폐수 속에 죽처럼 엉겨 붙은 초미세 플라스틱 입자와 물을 분리해 배출해 낼 수 있는 방법을 컴퓨터 시뮬레이션 실험을 거쳐 입증해 냈다고 연구진은 주장한다.

현재 이 기술을 개발한 독일 연구진은 캐나다 앨버타 대학에서 FiF 세탁기 필터 메커니즘은 별도로 여과 분리된 미세플라스틱과 섬유 먼지와 미세 플라스틱을 알갱이 형태로 압축시켜 매 10~12회 세탁기 사용 후 간편 분리 폐기할 수 있는 방안을 연구 개발 중이다.

이 FiF 미세 플라스틱 제거 필터 시스템 기술은 독일 본 대학과 프라운호퍼 환경・안전・에너지 테크놀로지 UMSICHT가 독일 내 상업화를 위한 특허 청원을 제출해 놓은 상태이며 조만간 EU 경제권 내 상용화를 위한 특허 출원에 들어갈 계획이어서 곧 소비자 가전에 응용될 것으로 기대된다.