세탁기 한 번 돌릴 때마다 바다로 나가는 실밥 70만 가닥 — 폴리에스터 후리스가 만드는 '1차 미세플라스틱'과 하수처리장이 못 거르는 섬유의 화학

"후리스 후드티를 세탁기에 넣고 돌릴 때마다, 눈에 안 보이는 플라스틱 실밥이 하수구로 수십만 가닥씩 빠져나간다는데… 그러면 제가 입는 폴리에스터 옷이 바다 미세플라스틱의 원료라는 말인가요?"

겨울옷이 옷걸이에서 내려오는 10월 말, 세탁실에서 가장 많이 듣는 종류의 질문입니다. 보풀이 일어나는 후리스, 운동할 때 입는 레깅스, 빨리 마르는 등산 티셔츠. 손으로 만지면 부드러운 섬유지만, 분자 구조로 보면 이 옷들은 길이를 아주 가늘게 뽑은 플라스틱입니다.

지난 [지구의 화학]에서 종이 빨대의 과불화화합물(PFAS)을 다뤘을 때, '플라스틱을 줄이려다 다른 화학물질을 들이는' 역설을 봤습니다. 오늘은 방향을 바꿔, 이미 옷장 안에 들어와 있는 플라스틱이 세탁기 안에서 어떻게 잘리고, 왜 하수처리장이 그 실밥을 다 잡지 못하는지 고분자화학으로 풀어 보겠습니다.

IUCN은 바다로 들어가는 1차 미세플라스틱(처음부터 작은 입자로 배출되는 플라스틱)의 약 35%가 합성 섬유 세탁에서 온다고 추정했습니다. 페트병을 잘게 쪼개는 이야기도 중요하지만, 매일 아침 세탁기 문이 닫히는 소리가 더 큰 샘일 수 있습니다.

1. 폴리에스터 옷은 '천'이 아니라, 가늘게 뽑은 PET 플라스틱이다

천연 면은 식물 셀룰로오스입니다. 분자 표면에 수산기(-OH)가 많아 물을 머금고, 미생물이 천천히 분해할 수 있습니다.

반면 우리가 후리스·레깅스·기능성 티셔츠라고 부르는 소재의 본체는 이렇게 나뉩니다.

• 폴리에스터(Polyester): 페트병과 같은 고분자 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET). 테레프탈산과 에틸렌글리콜이 에스터 결합(-COO-)으로 이어진 사슬입니다.
• 아크릴(Acrylic): 석유에서 온 폴리아크릴로니트릴(PAN) 계열. 보온 가성비가 좋아 싸구려 니트와 담요에 많이 씁니다.
• 나일론(Nylon): 폴리아미드. 스타킹과 스포츠웨어의 탄력을 만듭니다.

이 사슬들은 탄소-탄소, 에스터, 아미드처럼 물과 미생물이 잘 끊지 못하는 결합으로 묶여 있습니다. 바다에 수십 년 동안 남는 이유가 바로 이 결합의 안정성입니다.

실을 뽑을 때 제조사는 이 플라스틱을 직경 10~20 µm 안팎의 가느다란 필라멘트로 뽑습니다. 후리스는 그 필라멘트를 일부러 일으켜 보풀(파일)을 만든 구조라, 마찰에 더 쉽게 끊어집니다. 우리가 '보풀이 일어난다'고 느끼는 그 순간, 고분자 사슬 묶음이 기계적으로 잘려 미세섬유(microfiber)가 됩니다.

미세플라스틱의 정의는 보통 5 mm 미만의 플라스틱 입자입니다. 세탁에서 나오는 합성 섬유는 길이 수 mm, 두께는 머리카락보다 가늘어서 이 정의 안에 정확히 들어갑니다.

2. 세탁기 안은 '섬유를 자르는 작은 공장'이다

옷은 세탁기 드럼 안에서 물, 세제, 다른 옷, 드럼 벽과 수천 번 비빕니다. 고분자 사슬이 화학적으로 녹는 것이 아닙니다. 기계적 마모(mechanical abrasion)로 표면 필라멘트가 뜯겨 나갑니다.

2011년 Browne 연구팀은 세계 18개 해안 퇴적물의 미세플라스틱 조성이 옷에 쓰이는 폴리에스터·아크릴 비율과 닮았다는 점을 보였습니다. 하수 방류 인근에서 특히 많았고, 가정용 세탁기로 합성 의류 한 벌을 빨면 1,900가닥이 넘는 섬유가 나왔습니다.

2016년 플리머스 대학 Napper와 Thompson은 조건을 더 쪼갰습니다. 6 kg 세탁 한 번에 대략

• 폴리에스터-면 혼방 약 13만 8천 가닥
• 폴리에스터 약 49만 6천 가닥
• 아크릴 약 72만 9천 가닥

이 배출되었습니다. 섬유 굵기는 평균 12~18 µm, 길이는 5~8 mm 안팎이었습니다. '후리스를 빨 때마다 70만 가닥'이라는 말이 과장이 아닌 이유가 여기 있습니다.

🔬 합성 섬유가 미세플라스틱이 되는 경로

PET·아크릴 필라멘트 직물 ──▶ 세탁 드럼의 마찰·수류·세제 ──▶ 표면 파일 절단(미세섬유) ──▶ 세탁 오수 ──▶ 하수처리장에서 일부만 슬러지로 포획 ──▶ 나머지 방류수·대기·토양으로 유출

세제가 '섬유를 녹여 플라스틱을 만든다'는 뜻은 아닙니다. 다만 계면활성제가 섬유 표면을 적시고 마찰을 바꿔, 어떤 조건에서는 탈락을 늘리기도 합니다. 온도를 40°C로 올리고 세탁 시간을 길게 잡을수록 마모는 커지는 편입니다. 첫 몇 번의 세탁에서 가장 많이 떨어지고, 이후에는 줄어들지만 멈추지는 않습니다.

3. 하수처리장이 거르지 못하는 실밥, 그리고 집에서 할 수 있는 화학적 타협

도시 하수처리장은 침전·여과·생물 반응으로 오수를 정화합니다. 마이크로미터 두께의 소수성 섬유는 상당수가 슬러지에 붙잡히지만, 전부는 아닙니다. 방류수에 남은 섬유는 강과 바다로 나가고, 슬러지를 농지에 뿌리면 흙으로 갑니다. 건조한 옷에서 일어나는 보풀은 실내 먼지가 되어 우리가 들이마시기도 합니다.

인체 독성을 '가닥 수 = 질병'으로 단정할 단계는 아닙니다. 용량-반응이 아직 분명하지 않고, 섬유의 크기·첨가제·흡착 오염물질이 변수입니다. 다만 화학적으로 분명한 것은 세 가지입니다.

1. 분해되지 않는다. PET의 에스터 결합은 환경 조건에서 가수분해가 극히 느립니다.
2. 표면이 넓다. 가느다란 섬유는 같은 질량의 덩어리보다 표면적이 커서, 주변의 잔류 오염물질을 흡착하기 쉽습니다.
3. 이미 옷장에 있다. 새로 플라스틱 빨대를 끊는 일과 별개로, 매일 세탁이 배출원입니다.

약사가 처방하듯, 완벽히 끊는 해법보다 배출을 줄이는 조건이 있습니다.

• 가득 채우고, 차갑고, 짧게. 빈 드럼은 옷끼리 더 세게 부딪힙니다. 30°C 전후, 짧은 코스가 마모를 줄입니다.
• 액체 세제, 덜 강한 탈수. 가루 세제의 입자가 섬유를 문지르는 효과를 줄이려면 액체가 낫고, 탈수 rpm을 낮추면 기계적 충격이 줄어듭니다.
• 세탁기 배출 필터·미세섬유 세탁 가방. 드럼 앞단에서 섬유를 걸러 쓰레기통으로 보내는 장치가 시중에 있습니다. 만능은 아니지만, 하수관으로 가는 양을 줄입니다.
• 후리스와 아크릴을 매일 빨지 않기. 냄새만 있다면 환기·부분 손세탁이 섬유 배출을 줄입니다. 천연 섬유(면, 울, 마)는 미세플라스틱이 아니지만, 물·염색·농지 발자국은 따로 있습니다. 한 벌을 오래 입는 쪽이 두 발자국을 동시에 줄입니다.

종이 빨대를 바꾸듯 옷을 하루아침에 비울 수는 없습니다. 다만 세탁기 버튼 하나가 플라스틱 공장의 스위치라는 사실만 기억해도, 겨울 후리스를 바라보는 눈이 달라집니다.

💡 똑붕약사의 3줄 핵심 요약!

1. 폴리에스터 후리스와 아크릴 니트는 천이 아니라 가늘게 뽑은 PET·아크릴 플라스틱이며, 세탁 마찰이 그 실을 미세섬유로 잘라 냅니다.
2. 합성 섬유 6 kg를 한 번 빨면 수십만 가닥(아크릴은 약 73만)이 오수로 나가며, 하수처리장은 이를 다 잡지 못합니다.
3. 배출을 줄이려면 가득·저온·짧은 세탁, 배출 필터, 후리스를 덜 빠는 습관이 현실적인 화학적 타협입니다.

📚 [Fact-Check & Scientific References]

1. Browne MA, et al. (2011) *Accumulation of microplastic on shorelines worldwide: sources and sinks.* Environ Sci Technol, 45(21):9175-9179. (전 세계 해안 미세플라스틱의 폴리에스터·아크릴 조성이 의류 섬유와 일치, 의류 1벌당 세탁 시 1,900가닥 이상 배출)
2. Napper IE, Thompson RC (2016) *Release of synthetic microplastic plastic fibres from domestic washing machines: effects of fabric type and washing conditions.* Mar Pollut Bull, 112(1-2):39-45. (6 kg 세탁 기준 폴리에스터 약 49.6만, 아크릴 약 72.9만 가닥 배출)
3. Boucher J, Friot D (2017) *Primary Microplastics in the Oceans: a Global Evaluation of Sources.* IUCN. (해양 1차 미세플라스틱의 약 35%가 합성 섬유 세탁에서 기원한다는 전 지구 배출원 추정)
4. De Falco F, et al. (2019) *The contribution of washing processes of synthetic clothes to microplastic pollution.* Sci Rep, 9:6633. (세탁 조건·세제·섬유 구조에 따른 미세섬유 탈락량 정량)
5. Henry B, Laitala K, Klepp IG (2019) *Microfibres from apparel and home textiles: prospects for including microplastics in environmental sustainability assessment.* Sci Total Environ, 652:483-494. (의류 수명 연장과 세탁 습관이 미세섬유 배출을 줄이는 생애주기 관점 정리)