미세플라스틱과 비소의 복합 오염은 환경 과학 분야에서 주목받는 이슈가 되었다. 미세플라스틱 표면에 형성되는 생물막과 이로 인해 생성되는 세포외 고분자(EPS)는 미세플라스틱과 중금속 간의 계면 거동을 크게 변화시킬 수 있다. 본 연구는 해조산(소듐 알지네이트, SA)과 라멜리피드(RLs)를 전형적인 다당류 및 당지질 생물막 모델 물질로 사용하였고, 폴리스티렌(PS)과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 운반체로 하여 비소 형태, 염도 및 부식산이 모델 물질-미세플라스틱 계에서 비소 흡착 거동 조절에 미치는 영향을 탐구하였다. 결과는 비소 형태가 미세플라스틱 흡착 조절의 핵심 요소임을 나타냈다: PS와 PET 모두 오산화 비소에 대해 가장 높은 계면 친화성을 보였으며, 유기 비소 형태에 대해서는 낮은 흡착량을 나타냈다. SA는 PS 및 PET의 삼가 및 오가 비소, 1-메틸 비소 흡착을 억제하지만, PET의 비소 콜린 흡착은 증가시켰다; RLs는 두 미세플라스틱의 비소 베타인 및 비소 콜린 흡착을 촉진하였다. 염도 영향 결과는 SA와 RLs의 억제 작용이 초순수 그룹에서 가장 강했고, 수돗물 및 해수 그룹에서 약화되었으며, 이는 이온 강도 증가로 인한 정전기 차폐 효과 때문이었다. 부식산은 SA와 RLs의 억제 효과를 효과적으로 역전시켜 시스템 내 미세플라스틱의 비소 흡착량이 회복되도록 하였다. 흡착량과 반치사 농도를 기반으로 구축된 독성 분포 지수(TPI)는 PS 시스템에서 무기 비소의 독성 확대 위험이 유기 비소보다 높으며, SA와 RLs의 개입이 무기 비소의 TPI 값을 감소시킬 수 있음을 밝혔다. 본 연구는 당지질 EPS 기능 성분이 미세플라스틱의 비소 흡착에 미치는 차별적 조절 메커니즘을 밝혀 복잡한 수환경 내 미세플라스틱-비소 복합 오염의 정밀한 위해성 평가에 이론적 근거를 제공한다.

미세플라스틱; 세포외 고분자; 비소 형태; 독성 분포 지수