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1.서론
;미세먼지(particulate matter)는 대기오염물질의 하나로, 지름 10 μm이하 입자들인 미세먼지(PM10)와 지름 2.5 μm이하 입자들인 초미세먼지(PM2.5)로 분류됩니다.
;미세먼지는 자연적으로나 인위적으로 생성되는데, 일반적으로 초미세먼지(PM2.5)의 발생에 대한 인위적 원인의 기여도가 PM10(미세먼지)의 발생에 대해서 보다 더 큰 것으로 알려져 있습니다[1].
인위적 발생은 자동차나 공업시설, 쓰레기 소각장 등의 매연이나 공업시설이나 농업시설 등에서 배출된 황산화물이나 질소산화물 등의 전구물질이 결합하여 생긴 2차 연무 등에 인한 것으로 대부분 지각에서 유래한 자연적 발생보다 독성이 크며 이에 따라 건강에 더 나쁜 영향을 줄 수 있기 때문에, 인위적 발생의 기여도가 크고 지름이 작아 호흡기 더 깊이 흡입될 수 있는 초미세먼지(PM2.5)가 같은 정도의 양에 노출되었을 때 미세먼지(PM10)보다 더 큰 건강영향을 나타냅니다[2].
;우리나라에는 2016년 12월말 기준으로 264개의 도시대기측정망이 설치되어 있으며 매시간 측정되고 있습니다. 측정값은 한국환경공단이 운영하는 에어코리아 홈페이지(http://www.airkorea. or.kr)를 통해 실시간으로 제공되고 있으며 여러 포털사이트에서도 제공하고 있습니다.
우리나라는 대기질을 관리하기 위해 대기환경기준을 정하고 있는데,미세먼지(PM10)에 대한 기준은 1995년에 처음 적용되어 현재는 연간 평균 50μg/m3 이하, 24시간 평균 100μg/m3 이하로 정하고 있으며,
초미세먼지(PM2.5)에 대한 기준은 2015년부터 적용되어 현재는 연간 평균 15μg/m3 이하,24시간 평균 35μg/m3이하로 정하고 있습니다[3,4].
2.건강영향
;미세먼지의 건강영향에 대한 기전은 현재 여러가지로 설명되고 있는데, 염증반응,사이토카인(cytokine) 및 케모카인(chemokine)의 분비,백혈구 수 증가, 활성산소의 생성,엔도톡신(endotoxin)에 의한 반응 등이 대표적입니다.
활성산소는 세포의 단백질,지질,세포막,DNA를 손상시키며, 국소적인 영향 뿐만 아니라 전신적인 작용을 일으키기도 합니다.
1)암
;미세먼지는 세계보건기구(WHO) 산하의 국제암연구소(International Agency for Research on Cancer, IARC)에서 1군 발암물질로 지정한 바 있습니다[21]. 미세먼지를 마시면 세포가 손상되면서 유전자 돌연변이가 일어나 암 발생 위험이 커질 수 있습니다.
;유럽 9개국 30만 명의 건강자료와 2095건의 암환자를 대상으로 분석한 덴마크연구 논문을 살펴 보면
초미세먼지(PM2.5) 농도가 5㎍㎥ 상승할 때마다
폐암 발생 위험은 18% 증가했고,
미세먼지(PM10)가 10㎍㎥ 상승할 때마다
폐암 발생 위험은 22%증가하는 것으로 나타났습니다.
우리나라에서 수행된 환자-대조군 연구에서는 10년간의 평균 미세먼지(PM10) 농도가 10 μg/m3 증가할 때 폐암의 위험이 1.16배 높아진다고 보고된 바 있습니다[22].
2) 호흡기계질환
호흡기계는 미세먼지의 영향을 가장 직접적으로 받는 조직으로,미세먼지의 흡입은 상부기도와 하부기도(세기관지)에 염증반응을 일으키고, 특히 활성산소와 산화스트레스를 증가시키는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 작용은 천식, 만성기관지염, 폐기종,
기도폐쇄 등을 일으키거나 악화시킵니다.
미세먼지는 폐 조직에서 박테리아의 불활성화 혹은 제거 작용을 방해함으로써 호흡기계 감염을 일으킬 수도 있습니다.
;일반적인 먼지는 그 크기가 커서 코와 기관지에서 대부분 걸러져 배출이 되므로 인체에 미치는 영향은 상당히 적은 편이지만,
미세먼지,특히 초미세먼지(PM2.5)는
사람의 코와 기관지에서 걸러지지 않고
그대로 폐포에 도달해서 폐포에 염증을 일으키고 파괴하여 인체에 미치는 영향이 심각합니다.
;41개 연구를 메타분석한 논문에서는 초미세먼지(PM2.5)노출 1μg/m3 증가 당 어린이의 천식 발생 위험은 1.03배,PM10노출 2μg/m3 증가 당 1.05배 증가하는 것으로 나타났습니다[23].
우리나라에서 노인들을 대상으로 조사한 결과에서,
미세먼지가 10㎍㎥ 증가하면 1분당 호흡량이 3.56L 줄고, 초미세먼지가 10㎍㎥ 증가하면 4.73L 줄어들어 미세먼지가 증가할수록 폐기능이 저하되었습니다.
3)심장혈관계 질환
;미세먼지, 특히 초미세먼지(PM2.5)는 몸에 더 잘 축적이 되며 폐포를 직접 통과해서 혈액을 통해 전신적인 순환을 할 수 있기 때문에 협심증,심근경색 등과 같은 심장혈관계 질환의 발생과 직접적인 관련이 있습니다.
미세먼지에 의한 심장혈관계 질환의 발생은 주로 산화스트레스 및 염증반응의 증가와 밀접한 관련을 가지고 있지만 자율신경계의 장애와 혈액의 응고능력의 변화와도 관련이 있는 것으로 보고하고 있습니다.
자율신경계 장애의 원인에 대해서는 아직까지 알려져 있지 않습니다.
응고능력의 변화는 미세먼지를 흡입할 경우에 폐 혹은 혈관에서 유리되는 사이토카인이 응고인자와 간에서 항응고효소의 생성에 영향을 미쳤을 것으로 추정하고 있습니다.
;미세먼지에 의한 심장혈관계 건강영향을 분석한 메타분석은 장기적인 PM2.5노출 10μg/m3증가에 따른 심장혈관계질환의 발생의 위험이 1.24배라고 보고하였습니다.
단기적인 미세먼지 노출도 심장혈관계에 영향을 주어 발생이나 사망의 위험을 높이나 장기적인 노출에 비해 영향의 크기는 작아서 단기적인 PM2.5노출 10μg/m3 증가할 때 1.4-2.5%정도 발생률을 높이는 것으로 보고되고 있습니다[26,27].
미세먼지가 혈관을 타고 온몸을 돌아다니다가 세포와 닿으면 활성산소를 다량 만들어냅니다. 이렇게 되면 세포가 손상되고 제 기능을 못 해서 부정맥이 생길 수 있 습니다.
고농도의 미세먼지를 혈액에 주입한 쥐는 세포 속에 칼슘이 과도하게 많아지는 칼슘대사 장애가 생겨서 부정맥이 생겼다는 세브란스병원 연구가 있습니다.
4)뇌혈관계질환
미세먼지가 혈액에 들어가서 뇌동맥벽에 쌓이면
염증과 굳은 핏덩어리가 생겨서 뇌동맥이 좁아지거나 뇌동맥벽이 약해져
뇌졸중(허혈성 또는 출혈성)이 나타날 수 있습니다.
대기오염이 심한 지역에 사는 사람은 오염도가 낮은 지역에 사는 사람보다 목에 있는 동맥이 좁아질 가능성이 24% 높다는 미국 연구가 있습니다.
미세먼지에 의한 심장혈관계 영향을 분석한 메타분석은 장기적인 PM2.5노출 10μg/m3 증가에 따른 뇌혈관계 질환의 발생이 1.35배 증가한다고 보고하였습니다[25].
단기적인 미세먼지 노출도 뇌혈관계에 영향을 주어 발생이나 사망의 위험을 높이나 장기적인 노출에 비해 영향의 크기는 작아서 단기적인 PM2.5노출 10μg/m3증가할 때 1.4-2.5%정도 발생률을 높이는 것으로 보고되고 있습니다[26,27].
우리나라에서는 PM10이 21.7μg/m3 증가할 때 뇌졸중 사망이 1.5%증가하는 것으로 보고된 바 있습니다[28].
5)신경정신계질환
뇌에는 유해물질을 걸러내는 장벽(뇌혈관장벽)이 튼튼하지만 초미세먼지는 이 장벽을 뚫고 뇌로 직접 침투할 수 도 있습니다. 이렇게 되면 뇌의 신경세포가 손상되면서 인지 기능이 떨어질 수 있습니다.
미세먼지 농도가 높은 곳에 사는 사람일수록 뇌 인지기능의 퇴화 속도가 빨랐다는 미국 연구가 있습니다. 인지기능이 떨어지면 치매 위험이 커집니다.
미세먼지 노출은 자살과의 관련성도 관찰되었는데, 한 연구에서는 단기적인 PM10노출 27.59μg/m3증가와 단기적인 PM2.5노출 18.20μg/m3증가가 약 10%의 자살 증가와 관련되어 있음을 보고하였습니다[31].
우리나라에서 수행된 한 연구에서는 단기적인 PM10노출 24μg/m3증가할 때 노인들에게서 설문으로 평가된 우울 증상이 17%증가하는 것으로 나타났습니다[29]. 연평균 장기적인 PM2.5노출 10μg/m3 증가할 때도 우울증의 발생위험이 1.47배 증가하였습니다[30].
6)사망
대기 중 미세먼지 농도 변화에 의한 단기 건강영향에 대해 처음으로 수행된 한 연구의 결과는 1992년에 보고되었는데,
일별 미세먼지(PM10)의 5일 이동 평균농도가 100 μg/m3 증가할 때 일별 사망은 16% 증가하였고, 호흡기계질환으로 인한 사망이 가장 큰 영향을 받았으며, 심혈관계질환 사망이 그 뒤를 이었다고 보고하였습니다[7].
미세먼지와 사망 사이의 관련성을 분석한 첫 연구인 미국에서 수행된 ‘하버드 6개 도시 연구(Harvard Six Cities Study)’에서는
연평균 초미세먼지(PM2.5) 농도가 10μg/m3 높아질 때 사고를 제외한 전체 원인에 의한 사망이 13.9% 증가하며, 심장호흡기계질환에 의한 사망은 19.8% 증가한다고 보고하였습니다[11].
가장 최근에 메디케어 자료를 분석한 연구에서는 연평균 PM2.5 농도 10 μg/m3 증가할 때 사망이 7.3% 증가하였다고 보고하였습니다[12].
최근 보고된 결과에 의하면 우리나라 전체 연간 사망자 중 11,924명(2015년)[13] 또는 17,203명 (1990-2013년)이[14] 초미세먼지(PM2.5)노출로 인해 추가로 사망한 것으로 추산됩니다.
미세먼지에 의한 호흡기계 건강영향을 분석한
메타분석에서 단기적인 PM2.5노출 10 μg/m3 증가할 때 호흡기질환으로 인한 사망이 1.10% 증가한다고 보고하였고,
미세먼지에 의한 심장혈관계 건강영향을 분석한 메타분석에서 장기적인 PM2.5노출 10μg/m3증가에 따른 심장혈관계질환으로 인한 사망의 위험이 1.76배라고 보고하였습니다. 초미세먼지 농도가 5㎍/㎥ 증가할 때마다 조기사망 확률이 7%씩 커졌다는 네덜란드 연구도 있습니다.
우리나라에서 수행된 연구들은 미세먼지(PM10) 농도가 10 μg/m3 높아질 때 일별 사망이 약 0.5% 내외로 증가하는 것으로 보고하고 있습니다[9,10].
서울에서 미세먼지 일평균 농도가 10㎍/㎥ 증가 하면
사망 발생 위험이 0.44% 증가하고,
초미세먼지 농도가 10㎍㎥ 증가하면 사망 발생 위험이 0.95% 증가한다는 한국환경정책·평가연구원 (KEI) 보고가 있습니다.
<결론>
;미세먼지가 건강에 미치는 영향에 대한 연구결과들을 정리하였습니다.
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