지구와사람

3월 20일에 열린 2017년 지구법강좌 제1강에서 최근 우리사회에서 가장 빠르게 확산되고 있는 생태 관련 이슈인 미세먼지의 개념과 특성 등을 역학을 바탕으로 설명하는 시간을 가졌다. 고려대 환경보건학과 이종태 교수는 미세먼지의 위험성에 대해 알아보기 위해 역학 등 과학적 방법론에 대해 소개한 후, 국내 연구를 기반으로 한 미세먼지의 건강위해도(Risks)에 관해 차근차근 설명해 나갔다.

역학(epidemiology)이란?

epidemiology는 역학이라고 번역되지만 중국에서는 유행병학이라고 말한다. 개인적으로 유행병학이 좀 더 정확하고 이해하기 쉬운 용어라고 생각한다.

epi + demos + logos 즉, population 수준, 한 개인이 아닌 인구집단 수준에서 질병이 공통적으로 나타나는 분포특성과 원인을 규명하는 학문이 역학이다. 

역학자들은 크게 세 가지를 고민한다. 그 세 가지 변수는 인구특성, 시기(정책 도입 여부, 시대, 패턴), 지역(도농 간, 지역특성_공단지역, 원전주변지역)인데, 이 특성에 변화가 있어도 질병발생에 있어 차이가 없어야 한다는 것이 역학의 기본 입장이다. 그렇기 때문에 만약 변수의 차이로 인한 질병발생 수준에 차이가 난다면, 차이가 실제로 존재하는지, 그 이유가 무엇인지 살펴봐야 하는데, 그러한 이유를 찾아가는 과정이 바로 역학이다. 여기에 더불어 2차적으로 역학적 연구결과를 활용하여 질병을 예방하고, 건강증진에 활용하도록 하는 것까지가 역학의 영역이다.  

인과관계 추정 

흔히 과학적 방법이란 실험연구와 관찰연구 이 두 가지를 의미한다.

1. 실험연구 – 연구자가 특성(연구대상자)을 임의로 설계할 수 있는 방법

2. 관찰연구 – 실험과 다름, 연구대상자를 특성에 따라 배치하는 것(assigning, 대조군으로 설정하기 위하여 실험조건을 설정하는 것)이 윤리적으로 타당하지 않다면, 연구대상자에게 조금이라도 해를 끼칠 가능성이 있다면, 과학자가 임의로 배치(assigning)를 할 수 없다(연구윤리). 관찰연구에 있어 연구자는 대상자에게 질문하고, 그 대답에 따라 관찰대상을 분류(배치, assigning)하고 관찰할 수 있을 뿐이다. 

양자의 차이는 연구자가 그룹을 나눌 때 풀 파워를 가지고 임의로 배치(assigning)할 수 있는지 여부다. 즉, 역학은 비교과학이다. 질병의 발생 확률이나, 인과관계 추정에 있어 비교를 사용한다. 인구집단 특성(시간, 지역, 개인)에 따라 질병방샐 수준(risks, 위해도)을 비교하는 것이다. 역학적으로는 ‘위해도’라는 표현을 쓴다.  

질병에 걸리는 확률처럼 해석하는데, 그러한 확률을 확정하는 것이 아닌 단지 추정하는 것(확률의 의미를 파악하는 것)이 역학이라 할 수 있다. 그렇다면 한 개인이 아닌 특정한 지역사회에 있어 건강수준을 어떻게 평가할 것인가?

예를 들어 우리나라의 총 사망률(평균사망률)은 520명이다. 10만 명당 520명이 기준이다. 기간은 분모가 1년이다. 즉, 1년 동안 우리나라 사람 10만 명을 관찰하면 520명 사망자를 확인할 수 있다는 의미다(520명/10만 명/1년). 따라서 어떤 특정 지역의 사망률이 평균사망률보다 높다면, 그때부터 그 지역의 수치는 경고(alarming)해야 할 지점이 되는 것이다. 사망률의 차이가 랜덤으로 나타나는 것이 아니라면 그 차이를 규명해야 한다. 

역학은 바로 비교대상 집단의 다른 특성이 모두 같고 한 가지 특성이 차이가 난다면 그 특성이 위해도 차이의 원인이라고 추정할 수 있다는 것이다. 그렇다면 흡연과 폐암과의 인과관계를 한번 살펴보자.

흡연 그룹이 백그라운드 그룹(비 흡연 그룹)보다 초과 위해도의 차이가 난다면(상대위험도 계산의 문제도 있으나 일단 절대 값에서 증가가 나타난다면) 그 노출 특성이 차이의 원인일 가능성이 있다고 추정할 수 있다. 흡연의 경우와는 반대로 위험이 감소하는 경우도 있는데 이는 운동하는 집단과 비운동집단의 차이로, 운동하는 집단이 위해도가 더 낮게 나타난다. 그러나 사실, 비교대상이 노출 특성 외에 다른 특성은 모두 같다고 상정해야 하는데, 실제로관찰연구에서 이를 상정하는 일은 쉽지 않다. 따라서 역학에서는 노출특성에 대한 위해도 차이 외에도 결과 값에 대한 해석 여지가 생기며, 이 부분이 바로 역학자의 몫이다.

질병(건강) 모형 

집합체로서의 원인(충분조건, 공중보건에서 원인이라 하면 한 가지 원인만 말할 수도 집합체로서 원인을 한꺼번에 이야기할 수도 있다. 질병 발생에 있어 원인은 하나 이상일 가능성이 실제로 더 높다.) a, b, c가 있으면 질병이 발생하고 / a, d가 있으면 질병이 발생한다고 하자. 즉, 이는 a가 없으면 질병이 발생하지 않는다는 의미이고, a를 필수적인 원인이라 추정할 수 있다(하지만 실제로는 a가 필수적일 수도 있고, a가 필수적이지 않을 수도 있다).

결핵의 경우 〉〉

‘박테리아(미생물종) 감염 + 민감도/취약성 = 결핵 감염’, 즉 양자가 결핵 감염의 충분조건이라 할 때, 예방 의학적 관점에서는 양 원인 중 하나만 택하여 관리하는 방법(박테리아의 감염을 막거나, 개인의 신체적 취약성을 높이거나)을 고민하여도 결핵 예방이 가능한 것이다. 

Yellow Shank in chickens 사례 〉〉

실제로 닭의 다리 색은 굉장히 다양하다. 흰색, 노랑, 파랑, 검정, 회색 등. 그런데 ‘유전적 특성(genetics trait) + 노란색 옥수수(yellow corn) = 노란색인 닭다리’라면, 사실 사람의 경험에 따라 원인을 추정하는 방식이 달라지기도 한다. 예를 들어, 평소 노란 옥수수 사료를 먹이는 사람이 새로운 종의 닭을 사와 함께 키웠으나 닭의 다리색이 다른 경우 그는 닭의 다리색을 결정하는 것은 종(유전자)이라고 생각할 것이고, 평소 같은 종의 닭을 키우던 사람이 새로운 사료로 바꾸자 닭의 다리 색이 노랗게 변한 경우 사료(환경)가 그 원인이라고 생각할 것이다. 관찰자의 시점에 따라 질병발생의 전체 원인을 발견할 수도 있고, 일부 원인만 추정할 수도 있는 것이다. 따라서 우리가 역학적 사실을 제대로 밝혀낸다면, 유전적인 소양이 있는 사람이라도 환경적 원인을 관리하여 질병이 발생(triggering)하지 않게 할 수 있는 것이다.

DPSEEA model (딥씨 모형) 〉〉

driving force – pressure – state – esposure – effect 

   (동인)         (압력)      (지역)    (노출)      (효과)

Risk = Harard * Exposure 

(위해도 = 위험요인 * 노출 정도)

예를 들어 딥씨 모형을 통해 미세먼지 정책에 대해 고민해보자. 

우리나라는 산업화, 도시화로 인해(동인) -〉 인구가 밀집된 지역에서 산업 발전 시설을 가동하고, 자동차를 이용한다(압력) -〉 이러한 영향은 도시지역에 나타난다(지역) -〉 이에 발생하는 미세먼지에 노출되는 정도(노출)에 따라 인체에 영향을 미치는 것이다.

그런데, 미세먼지가 건강에 나쁜 이유는 우리 몸속에 들어오면 산화적 손상을 일으키기 때문이다. 따라서 항산화제를 먹으면 미세먼지로 인한 영향을 줄일 수 있다. 이에 노출과 효과사이 단계에 액션을 취해, 대중들에게 항산화제를 나눠주는 정책을 펼치는 것은 어떠할까? 누구라도 그 효과에 의문을 품을 것이다. 차라리 더 앞쪽의 단계에서 액션을 취하는 방식으로 마스크를 착용하여 노출 정도를 낮추는 것이 좀 더 효과적이다. 하지만 이 단계에서도 비용(마스크 사용)은 발생하게 된다. 

그렇다면 압력을 낮추는 것은 어떨까? 경유차 타는 것을 막고, 대중교통 이용하도록 유도하는 것이다. 아니면 아예 동인을 조절하여 도시화를 방지할 수도 있을 것이다. 

이렇듯 딥씨 모형은 다른 어느 모형보다 결과발생에 관한 세부적인 정보를 제공한다. 이를 요약하면 다음과 같다. 

위해성(위해수준) = 노출(농도, 강도, 기간) * 위험요인(미세먼지 독성의 크기)

보통 언론은 위험요인(hazard)에 관한 것만 보도하는 경우가 많다. 예를 들면 다이옥신 사례가 있다. 목동 근처 쓰레기소각장에서 다이옥신이 배출되는데, 다이옥신은 청산가리의 20배 강한 독성이 있고, 성호르몬에 영향을 주어 불임 가능성을 높인다는 보도 때문에 한참 이슈가 됐었다. 이는 다이옥신의 위험요인에 관한 기사다. 이에 당시 주민들의 체내 축적된 다이옥신을 분석하여, 건강위해도를 평가하기로 하였다. 분석 기술이 없어 샘플을 미국까지 보내서 분석하도록 하였고, 시간도 꽤 오래 걸렸다. 그런데 막상 결과를 봤더니 다이옥신의 노출 수준이 굉장히 미미했다. 왜냐하면 다이옥신의 경우 체내 축적은 대부분 흡입이 아니라 식품섭취를 통해 일어나기 때문이다(먹이사슬의 최종소비자가 더 위험한 개념).

만약에 내가 호랑이나 사자를 키운다고 가정해보자. 맹수를 30일 동안 굶기면 위험요인은 매우 높아진다. 하지만 우리에 가둬놓는다면 어떨까? 이 경우 노출이 0이 되므로 위험하지 않다. 따라서 정책이란 항상 위험의 원인과 함께 노출정도에 대한 정보도 고려해야 하는 것이다. 

그렇다면 미세먼지의 위해도(risks)를 낮출 방법은 무엇일까? 미세먼지에 관한 위험요인은 변하지 않는다. 오존과 같은 화학물질이기 때문이다. 따라서 이때는 노출 수준을 줄이는 것이 정책의 목표가 되어야 한다. 

물론 위험요인에 변화가 생길 수도 있다. 최근 위험요인의 속성이 변하는 경우가 관찰된 사례가 있다. 예를 들어 인구 고령화로 인해 미세먼지에 대한 대응력이 취약해질 수 있다. 오히려 노출 특성에는 큰 차이가 없음에도 20년 전 인구특성과 현재 인구특성이 달라짐으로 인해 위해도에 차이가 발생하기도 한다. 

참고로 미세먼지의 경우 위험요인과 관련하여 관심을 둘 부분이 더 있다. 좀 이따 살펴보겠지만 미세먼지에 관한 규제는 미세먼지를 크기로만 규정했지, 그 성분에 대하여는 규제가 없다. 하지만 성분이라는 위험요인에 따라 위해도가 달라지기 때문에 성분의 독성에 대하여 관심 가질 필요가 있다. 결론은 위해도는 이와 같이 위험요인이 변하는 경우도 발생할 수 있기 때문에, 이에 관한 고려도 필요하다 정도가 되겠다. 

미세먼지 

미세먼지는 가스, 입자형태로도 존재할 수 있지만, 오늘 강의는 대기 중의 입자에 대한 것이다. 미세먼지를 밝히는 방법은 대기를 여과지 등으로 걸러서 추출되는 입자물질들을 관찰하는 것인데, 그렇게 걸러진 미세먼지는 크게 다음과 같이 나눌 수 있다. 

TSP – Total Suspended Particles - 총 부유분진  

PM10 – Respirable Particlse – 10마이크로그램 이내의 모든 입자물질을 총칭, 일명 호흡성먼지 

PM2.5 - Fine particles – 초미세먼지/미세먼지 - WTO가 2016. 1급 발암물질로 규정

PM1.0 – Ultra Fine Particles – 국내 용어 정의가 문제됨

미세먼지는 구 모양이 아니다. 모양(직경)이 모두 제각각이다. 따라서 물체의 모양과 관계없이 공기 중에 떨어뜨렸을 때 완전한 구형과 같은 속도로 떨어지는 것끼리는 중량(크기)가 같은 것으로 보며 이를 공기역학이라 한다.

그런데, 미세먼지에 대한 개념 정의는 굉장히 중요한 문제다. 외국에선 PM10을 미세먼지라고 부르지 않는다. 따라서 예를 들어 PM10을 걸러주는 기능을 가진 공기청정기를 외국에 수출하면서 ‘미세먼지’를 걸러준다고 하는 경우 문제가 제기 될 수도 있는 것이다. 특히 전문가의 경우, 미세먼지라고 하면 자동적으로 PM2.5를 연상하는 것이 보통이다.  

미세먼지의 입자 크기와 노출 

그렇다면 미세먼지의 크기 기준으로, 왜 10마이크로그램을 정한 것일까? 이는 입자의 크기가 해부학적으로 신체에 미치는 영향을 고려한 것이다.

대기는 우리 몸에서 기관지 – 세기관지 – 폐포(호흡영역_산소·이산화탄소가 교환되는 곳)를 통과한다. 기관지는 섬모가 운동을 하여 외부입자 물질을 점액질에 달라붙게 하여 기침, 가래 등으로 외부에 거르는 시스템을 갖고 있다. 우리가 호흡을 하는 경우 공기는 비강에서 90도로 꺾여 기관지를 통해 폐포까지 도달한다. 

상기도와 하기도의 경우 공기의 이동속도가 더 빠른 곳은 어디일까? 바로 상기도다. 하기도는 파이프에 비유하면, 파이프의 수가 많아 단면으로 보았을 때 파이프의 총 면적이 더 넓다. - 예를 들어 파이프 안 공기의 흐름을 빠르게 하는 방법은 무엇일까? 파이프 안에 압력을 증가시키거나 직경을 작게 하는 것이다. 직경이 작아지면 공기는 단위면적당 일정한 양을 유지하기 위해 속도를 조정한다. - 그 이유는 산소와 이산화탄소를 교환할 때 산소가 오래 머물게 하기 위한 것이다. 즉, 체내 공기의 흐름은 빨랐다가 점점 느려진다. 

따라서 어떤 물질이 폐포까지 들어간 경우 상기도와 같은 시스템이 없고, 공기가 천천히 이동하고 오래 머물기 때문에 우리 몸은 이를 제거할 수 있는 기능이 없다. 따라서 그 물질은 폐포에 흡착하여 염증을 일으키고, 폐포가 염증으로 인해 제 기능 못하고 폐기능이 저하되게 된다. 그래서 초미세먼지를 흡입하면 심혈관질환이 증가하는 것이다. 기관지에서 걸러지지 않고 체내에 흡수되기 때문이다.

큰 입자들은 대체로 관성에 의해 비강에서 걸러지고, 2차로 중력에 의해 작은 입자는 세기관지에서 걸러져 가래 등으로 배출된다. 그러나 미세먼지는 입자가 몹시 작아(10마이크로그램 – 머리카락 1/8 굵기, 2.5마이크로그램 – 1/32 굵기), 중력 등에 거의 영향을 받지 않고 자유운동을 통해 폐포까지 도달할 가능성이 높다.  

이렇게 살펴본 바와 같이 우리 몸에 영향을 주기 위해서 그 물질은 폐포까지 도달해야 한다. 그런데 크기가 PM10보다 큰 것들은 거의 100% 비강, 상기도에서 걸러진다. 그리고 10마이크로그램 정도 되는 것들은 30%정도가 폐포까지 도달한다. 즉, 10정도 크기에서 우리에게 유의미한 특성이 갈리는 것이다(폐포 도달여부). 과거에는 PM15를 정하기도 했으나(하버드 최초 연구), 이러한 특징 때문에 PM10이라는 기준이 굳어졌다.

미세먼지의 화학적 조성

과학자들이 PM10이내의 입자물질 크기별 분포 특성을 살펴봤더니 쌍곡선을 그리는 것으로 나타났다. 이는 입자들의 특성이 두 가지로 나눠진다는 의미다. 2.5를 기준으로 0~2.5/ 2.5~10 이렇게 두 가지로 분류할 수 있다.

0~2.5 크기의 작은 먼지는 발생원이 해염, 오일 스모크, 연소 핵종, 흡연, 오존 2차 오염물질, 카본 블랙, 2.5~10 크기의 큰 먼지는 자연적인 상태에서 만들어지는 경향이 있다. 예를 들어 꽃가루, 흙먼지, 즉, 발생 특성이 서로 구분되는 것이다. 사실 미세먼지는 크기의 개념이지 화학 성분 개념이 아니다. 그런데도 큰 먼지(조대먼지, coarse particle: pm 2.5-10)는 상대적으로 독성이 적은 물질이고, 작은 먼지는 유해한 화학물질일 가능성이 높은 것이다. 

즉, 미세먼지에 관하여 기존에는 PM10을 기준으로 삼아 연구했더니, 연구가 축적되면서 2.5의 특성이 밝혀지게 되었고, 인체에 미치는 유해성을 제대로 구분하기 위해 PM2.5를 새로 규정하게 된 것이다. 따라서 PM10이 인체에 영향을 미친다는 것은 PM2.5를 포함하고 있기 때문이고, PM10을 규제하면 PM2.5도 영향이 있다. 

이를 정리하면 아래와 같다.

1. 미세먼지의 화학적 조성 : 입자 크기가 작을수록 위해물질을 상대적으로 많이 함유 

2. 폐포까지 갈 확률이 높음 

따라서 미세먼지와 관련한 국내의 용어를 다음과 같이 정리해야 한다고 본다. 

-총부유분진 TSP

-호흡성먼지 PM10

-조대먼지 PM2.5-PM10 : 호흡성 먼지 중 상대적으로 큰 먼지

-미세먼지 PM2.5 

-초미세먼지 PM1.0 

대기정책국에서 용어를 바꾸려고는 하는데, 아마 PM2.5를 미세먼지로 하는 데는 동의가 좀 형성되고 있는 것 같다. 하지만 PM10을 ‘부유먼지’로 규정하려고 한다. 

* 수강자 1차 질의 응답 〉〉

1. PM2.5는 통계적 기준인가, 물리화학의 기준인가?

물리화학 기준이다. 미세먼지에 대한 분석기술이 발전하여 물리적으로 발견한 것이다. 2.5에 따라 특성이 달라지고, 화학 성분이 달라진다. 요즘은 발생원을 추적할 수 있는 기술이 있는데, 작은 먼지는 산업 활동으로 발생하는 경향이 있다고 밝혀졌다.  

2. PM2.5에 나이트리트(Nitrate)아 설페이트(Sulfate)는 가스가 아닌지?

가스 상태는 맞지만, 도시에서 발생하는 입자 물질은 보통 핵(석탄, 카본)이고, 위와 같은 것들은 이러한 핵종에 붙어 있다. 게다가 입자물질들은 다이나믹하게 바뀐다. 보통 대기 중에 3일정도 머무른다고 보는데 그 안에서 서로 언제든 새로 결합할 수 있다. 이러한 물질은 물이나 수증기에도 결합하여 안개를 산성화시키기도 한다. 

3. 가스는 미세먼지와 관련이 없나?

미세먼지는 생성 메커니즘에 따라 각각 1차, 2차 오염 물질로 나눌 수 있다. 배출원에서 직접 배출되는 1차 오염 물질은 대기 상에서 광화학 반응을 일으켜 2차 오염 물질이 된다. 예를 들어, 중국에서 오는 먼지는 대기 중 미세먼지를 형성하는 데 필요한 전구물질 상태로 한반도에 도달(가스 상태)하고, 한반도에서 조건이 맞으면 미세먼지화되기도 한다.

4. 예보의 PM10/PM2.5에서 PM10은 2.5를 제외한 수치인가?

PM10에는 2.5도 포함된다. 따라서 PM10에서 PM2.5의 수치를 빼면 조대먼지 농도 추정 가능하다. 

5. 석면은 미세먼지에 비하여 어느 정도 크기인가?

석면은 미세먼지 크기 수준으로 작아질 때 문제가 된다. 석면이나 미세먼지나 물리적 특성은 같다. 아주 작게 부서지지 않으면 폐까지 못 간다. 석면은 파이버 형태를 시멘트로 압축시킨 것이므로 깨지면서 작은 형태가 될 가능성이 높다. 

미세먼지를 연구하게 된 계기

대학원을 다니던 1996년 쯤, 논문을 쓰기 위해서는 연구주제를 정해야 하는데, 당시 선배들이 괜찮은 연구 자료를 주지 않았다. 따라서 본인은 자료는 있는데 남들이 연구를 위해 쓰지 않는 자료를 찾아야 했고 그러다 보니 대기오염을 전공하게 되었다. 대기오염에 관하여는 당시 이미 통계청이나 환경부에서 발간하는 자료가 있었다. 

그러나 막상 연구를 시작하면서도 의문이 들었다. ‘대기오염이 정말 유해한 것일까? 대기오염 물질은 어떤 것이고, 왜 중요할까? 어떤 사람에게 중요한가? 어떻게 예방해야할까?’와 같은 것들이었다.

연구의 결과

당시 외국은 이미 대기오염에 관한 연구가 진행되었는데, 본인이 수행한 연구 결과의 의의는, 국내연구결과도 외국과 결론이 동일하다는 것이었다. 

본인은 1991~1995년도 자료를 토대로 서울과 울산 지역의 총부유분진(TSP), 아황산가스(SO2), 오존(O3)(당시는 미세먼지에 관한 자료는 없었다)의 측정 결과를 분석하여 대기오염에 대한 방대한 양의 자료와 사망률간의 관계를 살피는 연구를 진행했다.

그런데 여기서 한 가지, 개인과 달리 지역사회의 건강정도를 어떻게 측정할 수 있을까? 개인의 경우 사실 매일 측정하는 혈압도 약간의 차이는 있지만, 오래 동안 측정한 결과의 평균치를 낼 수 있고, 이를 통해 건강을 측정한다. 바로 지역사회도 마찬가지다. 

당시 서울의 사망률(사고사 제외)을 10만 명당 100명 정도였는데, 본인의 연구 결과 TSP가 100마이크로그램 = 1.051, 즉, 5% 증가하면 사망률도 5명 증가하였다.  

그런데 아황산가스(So2)는 왜 분석한 것일까? 사실 아황산가스는 인체에 위험한 물질은 아니다. 하지만 런던스모그 사건으로 밝혀진 것처럼, 아황산가스는 석탄을 때면 나오는 물질이어서 그 자체로 위험하진 않지만, 위험 물질의 대표물질로 기능한다는 것이다. 따라서 아황산가 스(로 대표되는 미세먼지)를 50ppb줄이면 6,800명의 사망을 예방할 수 있다는 결과가 도출되었다. 앞서도 말했듯이, 이는 이미 외국에서도 주장되는 사실이었고, 본인 논문의 의미는 외국 논문이 아니라 우리나라 자료에 의해도 동일한 결과가 도출되었다는 것이다. 연구 방법을 달리해도 같은 결과가 도출되었다. 

다음 의미 있는 연구를 소개하겠다. 본인은 구로공단 근처 시흥의 양로시설에서 매일 pm10, pm2.5에 따른 노인들의 폐기능(최대순간호기율(pefr)을 통해 측정, 얼마나 공기를 원활하게 내뱉을 수 있는지의 개념, 평균 성인 500L, 남성 600L, 고령자 240L)을 측정하였다. 

당시는 미세먼지에 관한 예보를 발령하기 전이었다. 그런데도 미세먼지가 증가하면 폐 기능이 통계적으로 유의미하게 감소한다는 결과를 얻었다. 임상적으로는 PM10(-0.54)보다는 PM2.5(-0.39)에서 영향이 더 큰 것으로 나타났다. 천식환자, 영아, 임신부(유아사망률 영향), 노인, 사회경제학적 수준이 낮은 사람일수록 미세먼지에 대한 민감성은 더 높게 나타난다.  

천식 병원 입원률이 미세먼지와 관련 있다는 결과를 도출한 연구도 진행하였다. 또한 본인이 수행한 연구에 따르면 미세먼지와 건강 위해도는, 전체 연령에서는 통계적 유의성이 없지만, 노인들, 허혈성 심혈관질환자와는 통계적 유의성이 있었다(입원률 관계 있음). 또 한 연구에서는 서울을 소득수준에 따라 3권역으로 나눠 소아 천식 입원률 조사(외래 방문과 달리 입원은 급성 천식을 의미)하였는데, 경제수준이 낮은 지역의 아이들일수록 입원률이 높아졌다. 즉, 환경 불평등의 문제가 있는 것이다. 이는 경제수준이 낮은 지역의 경우 배출특성에서 미세먼지를 발생시키는 요인들이 더 낮을 것으로 추정할 수 있음에도(차량 등) 민감도는 높아진다는 사실을 의미한다.  

미세먼지, 어떻게 대처할까?

2002년 부산 아시안게임 당시 차량 2부제를 시행하였다. 이는 좋은 관찰연구가 가능한 사회적 조건이 갖춰진 것이기 때문에 당연히 이에 관한 연구를 진행했다. 연구는 다음과 같이 이뤄졌다. 차량2부제는 모든 차량이 아닌 승용차만 시행했고, 차량 운행이 평소보다 30% 감소하였다. 미세먼지의 특성상(배출 후 상당기간 대기 중 정체) 아시안게임 후 15일까지 측정하였다. 그 결과 2002년에만 대기오염이 줄어든 것으로 나타났다. 보통 미세먼지는 겨울에 증가하기 때문에 겨울에 천식환자의 입원률이 증가하는데, 2002년에는 입원률이 줄어든 것이다. 2002년 부산 대기질 개선은 승용차의 운행량 조절로 인한 것이었고, 대기오염 개선되면 건강편익이 있다는 것을 실증적인 자료로 확인한 연구였다. 

황사와 미세먼지의 관계에 대한 연구도 있다. 황사를 제외한 시기의 오염과 황사를 포함한 시기의 오염 정도를 비교했다. 그 결과 가스는 영향이 없었으나 PM은 영향이 있었다. 황사를 포함한 시기의 건강위해도가 더 낮게 나타났고, 황사시기를 제외한 위해도 평가결과 미세먼지와 사망의 관련성이 증가했다. 이는 황사의 경우 자연적 흙먼지여서 인체에 영향이 별로 없기 때문이라고 추측할 수 있다. 따라서 도시에서의 미세먼지는 황사시기를 제외하고 측정해야 한다. 황사는 상대적으로 조대먼지가 많이 함유되어 있기 때문에 PM10의 수치는 높아도 건강위해도에는 영향이 적다.

PM2.5는 2003년부터 농도가 감도추세임에도, 건강위해도(RR값)는 증가했다. 이는 인구의 고령화, 미세먼지의 화학적 성분 변화라는 해저드의 차이가 발생한 것으로 볼 수 있을 것이다.  

미세먼지 건강위해도의 가변성 확인 

보통 동일한 어떤 요소가 건강위해도에 미치는 영향력은 대체로 시간이 경과하면서 줄어드는 경향이 있다. 이는 시간이 지나면서 그 원인에 대해 대비하기 때문이다. 그런데 미세먼지(PM)는 예외였다. 시간이 지나도 영향력이 줄어들지 않았다. PM10내에서 PM2.5가 차지하는 비율은 점점 커지고 있다(60%). 

동경과 서울의 대기오염 소송 사례

동경도 23개구와 일부 외각간선도로 인근에 거주하는 호흡기질환자 500여 명이 일본 정부, 동경도 정부, 고속도로공단, 7개 자동차 회사 등을 상대로 ‘이산화질소 및 미세먼지의 환경기준 초과 배출금지 및 원고들에 대한 손해배상’을 구하는 소송을 제기한 적이 있었다. 이에 피고 일본 정부, 동경도, 고속도로공단이 원고 500명 중 7명에 대하여 일부 손해배상금(330만 엔~2,750만 엔)을 지급하도록 결론이 내려졌다. 이는 치바대학의 역학조사를 기초로 도로에서 50m 이내 거주자에 대한 자동차 배출가스와 호흡기 질환 간의 한정적인 일반적 인과관계를 인정했기 때문이었다. 다만 자동차 회사에 대한 손해배상청구나 대기오염물질 배출 금지 청구는 기각되었다. 

그러나 비슷한 내용으로 진행된 서울의 대기오염소송은 최근 청구가 모두 기각되었다. 아마 동경의 사례처럼 직접 관련자들을 대상으로 한 역학조사 없이 일반적이고 간접적인 역학적 연구 결과만 존재했기 때문이라고 추측하고 있다. 

미세먼지 관리 법제도 

미세먼지에 대한 기준에는 연평균(장기)과 일평균(단기)이 있다. 오존은 단기노출만 문제되므로 연평균에 대한 기준이 없다. 2012년 기준 한국은 PM10이 연 50마이크로그램, 일 100마이크로그램이고, PM2.5는 50마이크로그램, 25마이크로그램이다. 그러나 이는 WHO 기준의 거의 2배에 해당한다(50/20, 25/10).

미세먼지는 발암물질이고, 발암물질에는 역치가 없기 때문에 미세먼지에 관한 기준은 무조건 낮을수록 인체에는 유익하다고 할 수 있다.  

미세먼지 관리 정책 현황 

2012년 배출원별 미세먼지 배출량을 봤을 때 PM10, 2.5 모두 제조업이 50% 이상 차지하는 것으로 나타났다. 고농도 미세먼지 발생일의 발생원인별 기여도의 경우 비도로이동, 도로이동 오염원의 영향이 큰 것으로 측정됐다. 따라서 고농도 미세먼지 발생이 예상되는 경우 차량 2부제를 시행하는 것이 효과적일 것이다.  

미세먼지 어떻게 할 것인가? 

정책의지 측면에서 보면, 기존대책과 차별화를 위해 측정망을 확충하고, 경유 버스를 교체해야 한다. 실효성을 높이려면 화력발전소를 관리해야 한다. 정부는 노후화력발전소를 폐쇄하고, 미세먼지 저감장치 기술 등을 도입한 신규화력발전소를 건설한다고는 하나, 화력발전소 자체가 가진 한계가 있을 것이다. 

* 수강자 2차 질의 응답 〉〉

1. 배출원별 자료를 보면 제조업 연소의 비중이 크고, 에너지 사업 연소는 적은 것으로 나타났다. 체감은 사실 그 반대일 것 같은데, 이유가 무엇인가? 측정이 잘못된 것은 아닌가?

이유는 1차 배출원만 대상으로 하기 때문으로 추정할 수 있다. 에너지 산업의 비율을 정확하게 측정하였는지까지는 아직 확인하지 못했다.

2. 자료에 의하면 2012년까지 PM2.5 농도가 약간 감소하는 것처럼 보이는데, 2012년 이후 최근에도 감소세인가? 체감으로는 2, 3년 안에 증가한 것 같다.

최근도 수치상 감소추세는 맞다. 그러나 그것이 정말로 미세먼지 입자 개수를 그대로 반영하는 것인지는 생각해 볼 문제다. 가을 시정일수 1km가 안 되는 날이 90일 중 60일이었다. 과거는 30일이었는데. 시정이 나빠진 것은 맞는데도, 중량을 기준으로 한 미세먼지는 줄어들었다는 수치가 측정된 것이다. 초미세먼지와 같은 작은 입자의 경우 중량만으로는 제대로 파악할 수 없기 때문이다. 중량뿐 아니라, 개수에 대한 조절도 필요하다고 본다. 물론 지역별 특성도 고려할 필요가 있다.