대기 중 입자상물질 중에서 입경 10마이크로미터(㎛) 이하의 먼지를 PM10(이하 미세먼지), 2.5㎛ 이하의 먼지를 PM2.5(이하 초미세먼지)라고 부른다. ㎛는 100만분의 1미터 단위로, 머리카락의 두께(50~70㎛)와 비교했을 때, 미세먼지는 머리카락의 7분의 1, 초미세먼지는 30분의 1의 미세한 입자다. 선진국과 개발도상국 간의 교통, 산업, 정책구조 등에 따라 차이가 있으나 일반적으로 미세먼지에서 60~70퍼센트는 초미세먼지로 구성된 것으로 알려져 있다.
작을수록 위험한 미세먼지
미세먼지는 입자의 크기가 작을수록, 독성물질을 많이 함유할수록 인체에 미치는 영향이 큰 것으로 알려져 있다. 입자의 크기가 큰 분진은 코의 점막을 통해 걸러지는 반면, 분진보다 입자의 크기가 작은 미세먼지는 코의 점막을 통과해 폐까지 도달할 수 있으며, 폐에 축적되어 염증반응을 일으킬 수 있다. 미세먼지보다 더 작은 초미세먼지는 폐의 기관지까지 침투할 수 있어, 폐포의 가스교환통로까지도 도달 가능해 상대적으로 위해성이 더 크다.
미세먼지는 발생원인에 따라 자연적 원인과 인위적 원인으로 나뉜다. 자연적 원인이란 토양이나 화산재와 같은 자연적인 현상에 의한 발생을 의미한다. 반면, 인위적 원인은 인간의 교통, 산업시설의 연소과정을 통해 배출되는 1차적인 미세입자와 함께, 배출된 가스상 물질이 대기 중에서 2차적인 반응을 일으켜 미세먼지가 되는 것도 포함한다. 지역마다 차이는 있지만 보통 입자가 작은 초미세먼지는 인위적인 활동에서 발생하며 질산염, 황산염, 암모늄 이온, 탄소원소, 유기탄소가 초미세먼지의 70~80퍼센트를 이룬다. 반면 입경 2.5~10㎛의 미세먼지는 상대적으로 자연적으로 발생하는 비율이 크며 질산염, 황산염, 암모늄 이온, 탄소원소, 유기탄소 등 물질이 10~20퍼센트, 알루미늄, 실리콘, 황, 칼륨, 칼슘, 철과 같은 물질이 40~50퍼센트 정도 차지하는 것으로 알려져 있다.
연구결과로 본 미세먼지의 위해성
지난 수십 년간 미세먼지가 인체에 미치는 영향에 대해서 많은 연구들이 진행되어왔다.
그중 쥐를 이용한 동물실험 연구결과를 보면, 미세먼지에 노출된 쥐는 박테리아 감염에 대한 취약성이 증가하고 호흡기 감염에 대한 저항성이 저하되며 폐 손상 등이 나타나는 것으로 관찰되었다. 또한 기니피그를 이용한 동물실험에서는 황산염이 함유된 미세먼지에 노출되었을 때, 기도저항성이 더욱 커지는 것이 관찰되었다. 미세먼지의 크기가 더 작을 때, 특히 미세먼지 크기가 1㎛ 이하일 때 기도저항성이 가장 커, 미세먼지 입자의 크기가 작을수록 더 해로울 수 있다는 사실이 밝혀졌다.
미세먼지는 인체에 독성효과가 있을 것으로 예상되는 물질이기 때문에 현재 인체실험은 할 수 없지만 과거에 진행된 인체실험에서 미세먼지가 인체에 미치는 영향을 볼 수 있다. 1985년 진행된 연구에서 건강한 비흡연자에게 0.5μm 크기의 미세먼지를 노출시킨 결과, 미세먼지가 흉부기도에 침적한 입자를 청소하는 기관지점액섬모에 방해 작용을 하는 것이 관찰되었다. 이 외에도 호흡기계질환을 앓고 있는 환자를 대상으로 하는 실험 등이 진행되었는데, 이들 연구의 주목할 점은 건강한 참가자보다 천식과 같은 질환을 앓고 있는 환자, 특히 청소년기의 천식환자가 더욱 민감하여 정상인보다 폐기능이 더 감소한다는 사실이다.
오랜 시간 동안의 관찰데이터를 통한 연구에서도 미세먼지의 위해성을 보고하고 있다. 미국의 하버드 대학 연구진은 미국 내 6개 도시에 거주하는 8111명을 상대로 17년간 건강 추적조사(Harvard Six Cities Study)를 진행한 적이 있다. 이들 연구 결과에 따르면 도시의 미세먼지 수준이 10㎍/㎥ 증가할 때마다 일일 사망률이 0.8퍼센트 증가하는 것으로 나타났다. 미국의 88개 도시를 대상으로 한 조사(NMMAPS Study)와 유럽의 29개 도시를 대상으로 한 연구도 이와 비슷한 결론을 내렸다. 이 외에도 중국과 대만, 호주, 일본 등 세계 각지에서도 비슷한 결과가 보고되었다.
미세먼지의 장기노출에 의한 건강영향에 대한 연구들도 있다. 하버드 연구진은 미세먼지의 단기노출 뿐만 아니라 장기노출에 의한 건강영향에 대해서도 밝혔는데 미세먼지가 특히 심혈관계질환자의 사망과 관련이 있다고 하였다. 미국 암학회(American Cancer Society)가 진행한 암 예방연구(Cancer Prevention II Study)에서도 미세먼지가 심폐혈관계질환과 폐암으로 인한 사망과 관계가 있다고 보고하고 있다.
최근 유럽에서 진행되고 있는 대기 오염 영향에 대한 유럽 코호트 연구(ESCAPE Study)는 개인의 미세먼지 노출평가에 더 과학적인 방법을 적용한 연구인데, 이 연구에서도 미세먼지와 사망률, 폐암발생률 등이 관련이 있는 것으로 보고되었다. 특히 이 연구에서는 유럽 미세 먼지 기준치 이하에서도 사망률의 증가가 있을 수 있음을 시사하고 있다. 일본에서 진행된 연구도 폐암과 호흡기계질환으로 인한 사망률이 미세먼지 노출과 관련이 있다고 보고했다.
안전한 기준치는 없다
일반적으로 미세먼지의 노출에 의한 건강영향은 사망을 비롯해 심혈관계질환과 호흡기계질환으로 인한 병원입원, 천식악화, 기관지염, 폐 기능 악화 등 다양하다.
특히 임산부나 어린이, 65세 이상의 노인인구에서 더 두드러진다. 미세먼지의 노출은 조산, 영아사망과 관련성이 있으며, 어린이에게 기침과 가래, 흉통 등의 증상을 유발하거나 천식발작을 일으킬 수도 있다. 또한 노인은 미세먼지에 노출되면 심혈관계질환의 증상이 악화될 수 있다.
미세먼지의 노출이 건강문제를 일으킨다는 것은 자명한 사실이다. 그렇다면 어느 정도의 미세먼지 농도가 안전한 것인가. 만약 특정한 농도 이하에서 미세먼지에 의한 건강영향이 나타나지 않는다면, 이 특정한 농도를 기준으로 미세먼지 규제기준을 마련해 건강 영향을 최소화할 수 있을 것이다. 이러한 특정한 농도를 역치라고 부른다.
미세먼지 노출에 의한 건강영향은 역치가 없다는 것이 학계의 지배적인 중론이다. 실제로 우리나라의 미세먼지 기준치인 하루 100㎍/㎥과 연평균 50㎍/㎥보다 낮은 농도를 보이는 지역을 대상으로 한 연구에서도 미세먼지가 건강에 영향을 미치는 것으로 보고되었다. 심지어 미세먼지의 농도가 50㎍/㎥보다 낮은 지역을 대상으로 한 연구에서도 모두 건강에 영향을 미치는 것으로 보고되었다.
결국 미세먼지의 기준을 강화할수록 미세먼지로부터 건강을 지킬 수 있을 것이다. 실례로 미국과 유럽의 유지기준과 WHO의 권고기준은 우리나라의 기준보다 더 엄격하고 기준을 더 강화하려는 분위기다. 그러므로 우리나라에서도 미세먼지에 의한 위해를 줄이고 건강을 최대화하기 위한 노력이 절실하다. 특히, 어린이나 임산부, 노인과 같은 노약자나 심혈관계, 호흡기계 질환자 등의 취약집단에 대한 예방적 차원의 접근 또한 소홀히 해서는 안 될 것이다.
사진// ⓒ함께사는길 이성수
미세먼지에 대처하는 10가지
기상청이나 국립환경과학원의 안내에 주시한다.
❷ 미세먼지(초미세먼지) 경보가 발령된 날에는 가급적 외출을 자제하며 창문을 닫는다.
❸ 외출을 해야 하는 경우에는 미세먼지 농도가 심한 시간대를 피하여 외출을 하는 것이 좋고,
식품의약품안전처에서 인증한 마스크, 모자, 보안경 등을 착용하도록 하며 장시간 외출하지
않도록 한다. 외출 후에는 겉옷과 모자, 마스크를 털고 집에 들어가고 얼굴과 손발을 씻고
양치를 한다.
❹ 교통량이 많은 지역은 가능하면 피하고 되도록 승용차 대신 대중교통을 이용한다.
❺ 코나 기관지의 습도 유지를 위해 물을 충분히 마시도록 한다.
❻ 눈을 보호하기 위해서 콘텍트렌즈 대신 안경을 착용한다.
❼ 물걸레로 집안 먼지를 닦아낸다.
❽ 채소나 과일은 철저하게 세척한다.
❾ 자동차의 필터를 정기적으로 관리하는데, 필터 수명에만 의존하지 말고 대기 오염 상태에
따라서 점검 받는 것이 좋다.
❿ 미세먼지가 작은 물방울에 흡착하면 건강에 더욱 해로우므로 안개가 낄 때에는 더욱 주의한다.
시민들의 의견
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