자계가 인체에 미치는 영향

[연오랑]

인체(人體)에 미치는 영향(影響)

자료출처 [더조아 협동조합]

1) 위험(危險)한 것은 자계(磁界)
송전선이 밀집해 있는 주변에서 거주 중인 소아들의 백혈병 사망률이 다른 곳에서 거주 중인 소아들에 비해 몇배나 높다는 본격적 역학조사 결과가 미국에서 발표되기 시작한 것은 1979년이었다.
전자파가 인체에 미치는 영향을 구체적으로 밝히기는 매우 어려운 것으로 알려진 이유는 개인에 따라 미치는 영향이 서로 다를 수 있고 기타 환경적인 요인도 작용할 수 있기 때문이다.
또 전자파의 영향에 대한 조사대상이 사람인 경우 개별적으로 장기잔 추적해서 연구한다는 것이 매우 어렵다.
그러나 현재 미국, 유럽, 일본 등의 전문학자들은 여러 가지 동물실험 결과 강한 전자파는 매우 위험하다는 데 의견으 일치를 보이고 있다.
지난 1995년 11월 스웨덴과 덴마크의 고동연구팀은 5mG 이상의 자계에 피폭된 어린이들의 백혈병 발병률이 정상적인 어린이들에 비해 5배나 높았았다는 연구 결과를 유럽 암 저널에 발표한 것은 이를 잘 대변해주고 있는 연구 결과 중의 하나다.
연세대 의대 의용공학교실의 김덕원(金德源)교수는 미국 방사선보호위원회도 영국의 과학 전문지인 뉴 사이언티스트에 「아주 낮은 전자파라도 인체의 수면사이클을 조절하고 심장병, 파킨슨씨병 등과 관련된 멜라토닌 호르몬의 분비를 방해할 수 있다」는 연구 결과를 게재했다고 말한다.
또 장기적인 역학(疫學)조사는 주로 전기 분야에서 종사하는 사람들을 대상으로 이루어졌는데 대표적인 것으로 1994년 발표된 캐나다와 프랑스으 전기기술자에 대한 연구 걸과를 예로 들 수가 있다는 것이다.
이 조사에 따르면 22만명의 전기기술자 중 4천 1백 51명의 암환자를 대상으로 조사한 결과 누적 자계노출량이 31mG이상인 사람의 급성골수성 백혈병의 유발률이 정상인보다 3배 이상 높았다고 한다.
또 최대로 자계에 피폭되었던 조사대상자들 중 뇌암과 폐암 환자가 정상인보다 훨씬 증가했다는 것이다.
관계 전문학자들은 전자파 중 전계(電界)는 특별한 경우를 제외하고는 생체에 이상을 일으키지 않는 것 같으나 자계(磁界)는 큰 영향을 미친다는 사실을 부정할 수 없다는 의견이 집약되고 있다고 한다.
전문학자들은 전자파가 생체에 미치는 영향으로 크게 열(熱)작용, 자극작용, 비열(非熱)작용으로 구분한다.
2) 열작용 (熱作用)
전자파는 열작용에의해서 생체 조직세포애의 온도를 상승시킨다. 전자레인지는 지금까지의 전자제품 중 이 현상을 가장 효율좋게 이용한 것이다.
전자파의 열작용에 의한 장애는 파장이 1mm인 마이크로웨이브에서 확실히 나타나고 있다.
파장이 3cm 이하인 마이크로웨이브는 바깥 피부에서 흡수되고 3~10cm의 마이크로웨이브는 피부 속으로 1cm까지 투과하며 파장이 25~1m의 마이크   로웨이브는 피부 속 깊숙이 침투해 장기(臟器)까지 도달하는 것으로 알려져 있다.
피부에 흡수된 마니크로웨이브는 대부분 열로 변환되어 신체조직의 온도를 상승시킨다.
이 같은 열작용에서는 체중 1kg당 1W, 짧은 시간 내에서는 1kg당 4W전력의 전자파를 쬐면 체온이 섭씨 1도 정도 상승하는 것으로 보고되고 있다.
또 1kg당 4~8W 전력의 전자파를 쬐면 동물의 종류를 불문하고 그 열작용에 의해 행동에 변화가 나타난다고 하는 점이다. 이에 대해서는 쥐를 이용한  실험이 있다.
항상 손잡이를 눌러서 먹이가 나오게 하는 훈련을 시킨 쥐에게 어느 강도(强度) 이상의 전자파를 쬐게 하면 이 쥐는 손잡이를 누르는 행동을 하지 못하게 되는데 전자파로부터 벗어나면 그 행동은 얼마 뒤 다시 돌아온다는 것이다.
이 행동변화를 일으키는 것이 체중 1kg당 4~8W의 전력에 해당하는 전자파로 밝혀져 현재 세계 여러 나라가 전자파에 대한 인체보호기준을 정하는 데 기본자료가 되고 있다.
동물실험 결과 자궁온도가 섭씨 39도보다 높아지면 태아에 악영향을 주는 것으로 알려져 있다.
가열에 의한 스트레스 반응은 면역기능에도 영향을 미치게 된다.
생체에서 이러한 열작용의 영향을 가장 많이 받기 쉬운 곳이 혈관분포가 거  의 없는 눈의 수정체나 고환인 것으로 분석되고 있다.
눈은 혈관분포가 극히 적기 때문에 열에 대한 저항능력이 부족하고 평소 여러 가지 불순물이나 노폐물이 많이 축적되어 있어서 열에 매우 민감하고 약하다.
따라서 눈에 대한 전자파 장해 중 가장 심각한 것으로 수정체에 일어나는 백내장을 꼽을 수 있다.
이때의 백내장의 원인은 안구(眼球) 내의 렌즈 부분의 온도가 상승해 불투명한 부분이 생김에 따라 물체가 잘 보이지 않게 되는 증상이다.
예를 들어 계란의 흰자위를 가열하면 최초 투명한 상태에서 점차 불투명한 백색으로 변하듯이 단백질이 변성된다.
백내장은 마이크로파에 의한 장해의 대표적인 것으로 미국에서는 레이더기지의 기술자들에게서 이 증세가 많이 나타났는데 1974년 주부가 전자레인지  에 의해 이러한 증세가 생긴 것으로 밝혀진 일이 있어 큰 화제를 불러일으켰다.
백내장은 주파수, 전력밀도, 노출시간 등에 의해서 크게 좌우되는데 특히1-10GHz의 마이크로웨이브에서 자주 발생하는 것으로 알려져 있다.
동물실험에서는 전자레인지의 전력 범위 주파수에 해당하는 2,450MHz를 토끼의 눈에 10분간 쬐인 결과 백내장 증상이 일어나기 시작했다.
이대의 임계전력 밀도는 1㎠당 150mW라는 것이 판명되어 오늘날 전자파에 대한 인체보호기준을 정하고 있는 나라들은 인체보호기준의 전자계 한계  치를 1㎠당 1mW로 기준을 정하고 있다.
남성생식세포의 집합체인 고환(睾丸)도 체온(약36도)보다 상당히 낮은 데다  가 열에 매우 민감해 온도가 올라가면 감수분열이 진행되는 생식세포에 결정적인 영향을 미치는 것으로 인식되고 있다.
또 하나의 열작용으로서 마이크로파의 펄스를 머리부분에 쬐면 그 사람에게는 클릭음(音)이 들리게 된다고 하는 현상이다.
이것은 마이크로파 펄스에 의해서 두개골 내에 급격한 온도상승과 함께 팽창에 의해 생긴 압력파가 뼈에서 귀로 전달되기 때문에 일어나는 것이다. 다  만 이것은 이체 건강에는 크게 영향을 주지는 않는 것으로 알려져 있다.
요사이 전세계적으로 문제가 되고 있는 휴대폰은 800~900MHz의 마이크로 파를 이용해서 통화하고 있는 시스템으로 이 안테나에 의해 송신되는 전자파가 뇌 속으로 전달되어 세포조직의 온도를 상승시켜 문제를 일으키고 있  다.
더구나 이 휴대폰은 귀에 바짝 붙이고 통화를 해야 하는 까닭에 머리부분에 미치는 영향이 매우 커지는 것이다.
1996년 5월 강북삼성병원에서는 전자파의 열작용을 알아보기 위한 재미있는 실험이 이뤄졌다.
병원 측이 실시한 이 실험에서는 핸드폰에서 나오는 전자파가 인체 머리부 분의 온도를 과연 얼마만큼 변화시키느냐를 측정해 본 것이다.
이 실험은 피실험자가 휴대폰을 사용하기 전의 상태(온도)와 휴대폰을 사용  하기 시작하고부터의 머리부위 전체의 온도를 컴퓨터 적외선 전신체열촬영기(DITI)로 촬영한 것(책 앞쪽의 원색화보사진)이다.
이 컴퓨터 적외선 전신체촬영기에 의해 촬영된 사진 중 적색은 가장 온도가 높은 부분이고 주황색, 노랑, 녹색으로 가면서 온도가 0.5도씩 낮아지는   부위를 나타낸다.
이에 따르면 얼굴 중앙과 이마 부위가 적색으로 나타나 온도가 높은 부위이  며 양쪽 귀 부분은 체온이 낮은 부분이라는 것을 알 수가 있다.
조사팀은 휴대폰을 사용하기 시작해서 시간이 경과함에 따라 휴대폰을 가까이 대고 있었던 오른쪽 뺨 부위의 온도가 상승하기 시작했는데 1분 30초 뒤에는 0.8도나 상승했다고 밝혔다.
사진에서 알 수 있는 바와 같이 이 부위의 온도가 상승함에 따라 색깔이 녹색에서 노랑색으로 변하기 시작한 것은 물론이다.
이 사진을 촬영한 강북삼성병원의 금선미(琴先美)씨는 「이러한 실험만으로 휴대폰에서 나오는 전자파가 머리의 조직세포에 변화를 일으킨다고 단정지  을 수는 없지만 온도 변화를 일으키는 것은 분명해 앞으로 더 연구해야 할 필요가 있다」고 말한다.
3) 자극작용(刺戟作用)
전자파에 의한 자극작용으로서 가장 가벼운 것이 「찌리릿」하고 오는 감전현상으로 전기의 생체효과라고 한다면 우선 이같은 감전효과인 것이다.
우리들의 신체는 전기로 컨트롤되고 있는데 이 메카니즘의 최소단위로서의  신경세포나 근육세포 등의 흥분할 수 있는 세포는 세밀하게 보면, 이 세포막의양쪽 전위차가 변화해서 일정한 수준을 넘으면 흥분신호를 신경계에    전달하거나 근육을 수축시키거나 한다.
그런데 외부로부터 이 신체에 무언가의 전류가 흘러 들어오면 신경의 흥분  전달계나 근육 운동계의 생체전기회로 계통에 이상을 일으켜서 신체에 어떤 변화가 생기게 된다.
이 외부전류가 신경세포를 자극하면 감전감각이 일어나고 근육을 자극하면 근수축(筋收縮),근불수의(筋不隨意) 운동이 일어난다.
또 심근(心筋)을 자극하면 심실(心室)이 가늘게 움직여 심장이 정지하며 호흡근을 자극하면 호흡이 정지한다.
이들의 생체작용을 일으키는 전류에는 어떤 값(생리학에서는 역치(?値)라고 한다.)이 있어서 그 역치보다 작으면 아무일도 일어나지 않지만 그 역치  를 넘으면 갑자기 반응이 일어나는 것이다.
교류인 50~60Hz의 주파수에서는 외부로부터 신체에 전류가 흘렀을 때 느끼는 감전감각은 인종과 개인의 신체조건에 따라 다르지만 대략 성인 남자에서는 1.1mA, 성인 여자는 0.7mA에서부터 일어나 남자보다는 3분의 2쯤 예민한 것으로 알려졌다.
한국 전력에 따르면 우리 나라 사람의 인체 감지전류는 1mA정도다
이 수치보다 전류치가 올라감에 따라서 지속적으로 근육의 수축이 시작되어 점차 통증이 오고 심하면 기절하게 되는 것이다.
이 자극은 심장이나 호흡기 계통의 흥분으로 옮아가고 심장에서는 작은 움직임이 생기며 심근의 지속적인 수축과 함께 마침내 심장이 정지하게 된다.  호흡할 때 작용하는 근육이 이 자극을 받으면 이 근육은 정지한다.
미국의 전문기관에 따르면 5mA의 전류가 인체에 흘렀을때 아주 불쾌하게  느껴 즉각반응을 일으키며 남성은 9mA,여성은 6mA까지는 견딘다고 한다.
그러나 16mA정도에서는 남녀 모두 완전히 감전사고를 일으켜 감전된 부분  을 전원에서 떼지 못하는 상태가 된다.
한국 전력은 우리 나라에서 감전사고로 지난 1990년 2백55명, 1994년에는 1백73명이 사망한 것으로 집계하고 있다.
그런데 인간의 신체에서 전류에 가장 민감한 부분은 안구(眼球)로 20㎂의 전류를 느끼며, 혀는 45㎂의 전류를 느낀다고 한다.
표3-1 인체 피부에 전류(60Hz)가 흐를 경우의 생체반응
4) 비열작용(比熱作用)
앞에서 예로 든 송전선 전자계에 의한  호아백혈병이나 해외에서의 역학조 사 결과가 거의 대부분 이에 속한다.
비열작용에 대해서는 그 영향의 확인이 상당히 어려워서 여러 가지 보고서  에 대한 정확한 해명이 좀처럼 잘 나오지 않고 있다.
병아리, 고양이 등에서 적출한 대뇌피질을 저주파로 변조한 UHF,VHF에 폭  로시키면 칼슘이온이 유출되는 것으로 밝혀졌다.
칼슘이온은 정보의 전달, 면역계통의 기능, 세포의 증식 등에 없어서는 안   되는 요소이다. 칼슘이온의 유출은 일정한 변조주파수 및 전자파 강도에 따라서 생긴다고 하는 특징이 있다.
실험 결과 칼슘이온의 유출은 50~60Hz의 저주파에서도 일어나는 것으로 밝혀졌다는 사실로 미루어 일반 가정용 전력(60Hz)에서도 위험성은 상존하   고 있는 셈이다.
그 밖에 저주파의 전자계는 종양세포에 억제작용을 하는 것으로 알려진 동  물체의 송과체(松果體)의 멜라토닌 분비량을 변화시킨다고 하는 보고가 나오고 있다.
오늘날은 극저주파(ELF)와 초저주파(VLF)의 전자파로 인해 인체에서도 세포막을 이동하는 칼슘뿐만 아니라 칼륨, 나트륨, 염소 등의 이온분포에 변화  를 초래함으로써 호르몬 분비에 영향을 미치는 것이 문제점으로 부각되고 있다.
5) 생체실험(生體實驗)
전자파가 생체에 미치는 영향을 알아보기 위해 생물학적인 실험들이 많이 이루어지고 있는데 그 중에서 대표적인 것에 대해서 알아보기로 한다.
일본수의(日本獸醫)축산대학 스즈끼 교수와 사이토 강사팀은 쥐와 닭의 배    (?)에 여러 가지 강도의 고주파 전자파를 쬐어 기형발생의 메카니즘을 탐색했다.
연구팀은 우선 50개나 되는 닭의 유정란(수정된 계란)에 주파수 428MHz, 최대조사전력밀도 3mW/㎠의 고주파를 부화기간 중 하루종일 쬐이게 하였   다.(원색화보 참조)
이 조사(照射)전력은 고주파의 열작용에 의해 기형이 일어나는 것으로 보고  된 전력의 전자파보다 훨씬 낮은 수치였다.
한편 대조군으로서 전격의 전자파를 조사하지 않은 유정란19개를 준비해 조사군(照射群)과의 부화율 차이를 비교한 결과 전자파를 쬐지 않은 대조군의 부화율이 84.2%였는데 비해 전자파를 쬐인 조사군쪽은 38%에 불과 했  다.
더구나 조사군쪽은 부화시간이 훨씬 오래걸렸을 뿐 아니라 부화한 계란 중  10일 이내에 발육이 정지한 것이 22.5%, 부화 도중 죽은 계란이 77%였다는 것이다.
또 조사군쪽은 설령 부화했더라도 89%의 병아리는 다리에 힘이 없어 제대로 걷지 못했다고 한다.
연구팀은 이 실험 결과 핵단백질의 일부에서 유전자정보를 읽어낼때 중요한 작용을 하는 아연(亞鉛)함유 단백질이 있는데 전자장에서는 이 단백질의   기능에 이상이 생기는 것으로 추정된다고 했다.
또 일본의 전기통신대학 스즈키 교수는 의학용 센서나 가정용 센서로부터   나오는 극히 저주파의 전자파가 생체에 안전한 지의 여부를 알아보기 위해   다음과 같이 물고기에 대한 실험을 실시했다.
스즈키 교수는 수조 속에서 놀고 있는 금붕어에게 광(光)펄스의 자극을 가한 결과 어떤 특정한 주파수에 이르면 금붕어가 배를 위로 하고 숨을 헐떡   거리다가 계속 쬐면 가사(假死)상태에 빠진다는 것을 알았다.
금붕어가 배를 위로 하고 숨을 헐떡거리게 되는 주파스는 6~12Hz의 초저주  파였다(원색화보 참조)
그런데 이 실험을 돕고 있었던 학생들도 금붕어가 배를 위로 드러내는 시기에 기분이 몹시 나빠지는 현상이 생겨 작은 금붕어와 인간이 동일한 주파수에서 공진(共振)현상을 보였다는 것이다.
스즈키 교수는 이에 대해 「특정한 주파수의 전자파에 대해서는 동물의 종류나 체격의 크기에 관계없이 세포레벨에서 공진현상을 일으키는 증거」라  고 풀이하고 있다.
미국에서도 원숭이와 닭을 통해 이와 같은 실험이 이루어졌는데 8~10Hz에  서 공진현상을 일으킨 것으로 보고되고 있다.
전파는 이름 그대로 하나의 파동으로 이 파동에는 공진현상이 꼭 붙어 다니게 된다.
그래서 동물이 전자파를 쬐이게 되었을 때 동물 개체의 성격에 따라 전파가 공진현상을 일으키게 된다.
이때 외부의 전력이 아주 작더라도 공진현상은 그것을 증폭시켜서 체내에  크게 받아들인다는 현상이다.
전파생체효과가 특별한 주파수에 의해서 강조된다고 하는 이 사실은 생체전기학에서는 아주 중요한 사실로 이용되고 있다.
실제로 조사해 보면 작은 동불은 의외로 높은 주파수의 전파에서 공진현상  을 일으킬 수 있다는 사실을 알 수 있는데, 예를 들어 쥐의 공진 주파수는 1GHz부근이다.
인간의 경우는 신장 1백75cm의 표준 인체를 가정했을 때 온 몸에서는 70MHz 부근에서 공진하는 것으로 알려져 있다.
팔뚝만이라면 3백MHz 부근에서 공진하는데 이 전신에서 일어나는 공진현상의 곡선을 그려본 것이 다음 그림3-1이다.
이 곡선을 잘 보면 같은 전계강도에서도 1GHz와 70MHz에서는 인체에서의 전자파 흡수량은 10배 가까이 차이가 난다는 것을 알 수 있다.
이것은 같은 인간이라 해도 아기(유아), 어린이, 그리고 어른, 그 중에서도 남녀가 전파흡수량이 각각 다르게 나오는 것과 마찬가지다.
그런데 실제로 앞에서 말한 금붕어의 실험과 비슷한 현상으로 초저주파 진동공해라고 하는 것이 있다.
이것은 일본에서 보고된 것으로 신칸센이나 고속도로의 주변에 사는 주민중
(그림3-1)흡수전력의 공진특성(1mW/㎠의 평면파 조사(照射)때)
공진주파수에 민감하게 반응해 기분이 좋지 않다치거나 몸의 컨디션이 극히 나빠진다고 하는 현상이다.
그러나 이 공진주파수에 의한 장해는 모든 사람에게 해당되는 것이 아니라 개인에 따라서는 이점도 될 수 있다는 것이 특징이다.
예를 들어 불면증이 있는 사람에게 7.8Hz 정도의 주파수를 쬐인 결과 잠을 아주 잘 자게 되었다고 하는 경우도 있는 것이다.