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발암물질 : 미세먼지

발암물질 : 미세먼지
- 미세먼지는 조금씩 주는 추세이다
- 미세먼지의 출처, 지역별 미세먼지
- 활동별 미세먼지 흡수량

발암물질
- 미세먼지, 광물질, 석면(Asbestos, Erionite)

미세먼지 인체 유입량 산출해 보니

한국일보 : 2017.05.25 04:40
박서강기자 pindropper@hankookilbo.com
김주영기자 will@hankookilbo.com
그래픽=강준구기자 wldms4619@hankookilbo.com

미세먼지 문제가 심각해지면서 대기 중 미세먼지 농도에 대한 관심이 높다. 그러나 실제 우리가 호흡기를 통해 들이마시는 미세먼지의 양은 미세먼지 농도보다 호흡량에 의해 더 크게 영향을 받는 것으로 확인됐다. 미세먼지 농도가 ‘보통’일 경우에도 운동량에 따라 ‘매우 나쁨’ 수준에 노출될 수 있으므로 주의해야 한다.
미세먼지의 기세가 한 풀 꺾였지만 방심은 금물이다. 대기 중 미세먼지 농도가 ‘보통’ 수준인 50㎍/㎥일 때 빠른 걸음으로 산책만 해도 ‘매우 나쁨’ 수준인 300㎍/㎥하에서 휴식을 취하는 것보다 더 많은 미세먼지를 마시는 것으로 확인됐다. 미세먼지 흡입량이 공기 중 농도보다는 운동강도에 따른 호흡량 변화에 더 큰 영향을 받기 때문이다.

 
 



본보 View&(뷰엔)팀이 국민대 체육학과 이대택 교수의 자문을 받아 미세먼지 흡입량을 산출한 결과 성인 남성이 50㎍/㎥ 농도하에서 시속 5.5km/h(속보)로 1시간 동안 걸으면 120㎍을, 시속 9.5km/h 속도로 달리면 240㎍의 미세먼지를 들이마시는 것으로 나타났다. 이는 동 시간 움직이지 않고 휴식을 취할 경우 경보 발령 수준인 300㎍/㎥ 농도하에서 흡입하는 108㎍보다 많은 양이다. 다만, 체격과 체력, 호흡량, 코와 입에서 걸러지는 정도 등 개인 차에 따라 실제 미세먼지 흡입량은 다를 수 있다.

이교수의 ‘운동강도와 호흡환기량을 이용한 공기 오염물질 섭취량 추정모델 개발(2010년)’ 실험에 따르면 운동강도가 세질수록 호흡량은 가파르게 상승한다. 성인 남성의 안정 시 호흡량은 분당 6ℓ 정도지만 시속9.5km/h 속도로 달리면 약 13배인 80ℓ로 증가한다. 더구나 유해물질의 95%를 걸러내는 코 호흡이 5.5km/h 속도에서 코와 입 호흡으로 바뀌고 속도가 빨라지면 입 호흡의 비중은 더욱 증가하게 된다. 따라서 운동강도가 세질수록 기관지 및 폐로 직행하는 미세먼지 양은 기하급수적으로 늘어날 것으로 추정된다. 입자의 직경이 미세먼지의 4분의 1 정도에 불과한 초미세먼지의 경우 더욱 심각한 위험을 가져올 수 있다.

‘보통’ 수준에서 1시간 속보로 걸으면 120㎍ 흡입
미세먼지 주의보 속 쉴 때의 2배 수준
숨차면 입으로 호흡… 피해 커져

한국환경공단은 미세먼지 농도가 151㎍/㎥ 이상일 때 일반인의 장시간 또는 무리한 실외활동 자제를 권고하고 있다. 그러나 위의 산출 결과로 미루어 볼 때 일반적으로 안심하는 수준인 50㎍/㎥ 에서도 마스크 없이 야외 활동이나 운동을 할 경우 위험 수준에 노출될 수 있는 만큼 각별한 주의가 필요하다.
임종한 인하대학교 직업환경의학과 교수는 “산출된 결과만 봐도 우리 미세먼지 기준을 행정적 측면보다 건강에 초점을 맞춘 WHO 수준으로 낮춰야 할 이유는 분명하다”고 말했다. 우리나라 미세먼지 환경기준은 연간 50㎍/㎥, 하루 평균 100㎍/㎥인 데 비해 WHO는 각각 20㎍/㎥와 50㎍/㎥를 권고하고 있다. 지난해 서울지역 평균 미세먼지 농도는 48㎍/㎥였다.



#같은 하늘 다른 미세먼지 흡입량
위의 산출방식을 기초로 자전거를 타고 출퇴근하는 ‘자출족’과 건설근로자, 지하철 기관사, 도로변 노점상, 운동회에 나간 초등학생의 산출값을 비교해 보니 같은 날 같은 하늘 아래에서 들이마신 미세먼지의 양에서 큰 차이가 났다.

 
미세먼지를 가장 많이 마시는 경우는 자출족으로 시간당 흡입량이 315㎍에 달했다. 도로 위를 평균 25km/h 속도로 이동하는 것을 가정할 때 분당 호흡환기량이 70ℓ로 큰 편인 데다 도로변 미세먼지 농도가 지역 평균보다 1.5배 높기 때문이다.
건설 근로자는 212㎍의 미세먼지를 마시는 것으로 나타나 9.5km/h 속도로 공원길을 달릴 때(240㎍)보다 약간 낮았다. 작업과 대기를 반복하는 업무의 특성상 분당 호흡환기량을 25ℓ로 낮게 추정했으나 건설 현장에서 고정적으로 유지되는 미세먼지 농도가 높았다.
지하철 기관사의 경우 연속되는 지하터널과 선로에서 발생하는 유해물질로 인해 운전실 내 미세먼지 농도는 높았으나 산출된 미세먼지 흡입량은 45㎍으로 낮은 편이었다. 신체 움직임이 적은 까닭에 호흡환기량을 최소 수준으로 적용한 결과다.
비좁은 공간에서 앉은 채로 일을 하는 가로판매대 노점상의 경우도 비슷했다. 지역 평균의 1.5배로 높은 도로변 미세먼지 농도를 반영했으나 호흡환기량이 적어 미세먼지 흡입량은 27㎍에 그쳤다.
같은 날 운동회에 참가한 어린이는 노점상보다 3배 이상 많은 87㎍을 마시는 것으로 나타났다. 체육활동에 따른 호흡환기량은 12세 남아가 6km/h 속도로 이동할 때 수준인 분당29ℓ를 적용했다.

작업 환경이나 연령 차 등으로 인해 발생하는 변수는 학계에 발표된 미세먼지 관련 연구 및 측정치를 근거로 추정한 후 산술 과정에 반영했다. 대기 중 미세먼지 농도 50㎍/㎥, 활동 시간 1시간으로 전체 조건은 동일하다.

※시간당 미세먼지 흡입량 산출식
시간당 미세먼지 흡입량(㎍)=미세먼지농도(㎍/㎥)X호흡환기량(㎥/min)X60(분)

※참고 자료 및 논문
건설현장 내 미세먼지 농도
141㎍/㎥ = 50㎍/㎥(대기 중 농도) + 91㎍/㎥(현장 고정 발생 추정치)
(건설업 옥외작업장 근로자의 미세먼지 노출 실태 조사, 김승원, 2017)

도로변 미세먼지 농도
75㎍/㎥ = 50㎍/㎥ X 1.5(지역평균의 1.5배)
(대기 중 미세먼지농도와 건강자각증상에 관한 연구, 박민석, 2008)

지하철 운전실 내 미세먼지 농도
125.5㎍/㎥ (2016년 서울메트로, 공공운수노조 제공)

자출족의 호흡환기량
70 ℓ/min, 평균 속도 25km/h, 심박수 150 기준
(운동강도와 호흡환기량을 이용한 공기 오염물질 섭취량 추정모델 개발, 이대택, 2010)

12세 남아의 호흡환기량
29 ℓ/min, 시속 6km로 이동하는 속도
(체력급수에 따른 초등학교 남자 아동의 심폐기능의 차, 조흥국, 2009)

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미세먼지, 얼마나 위험한가?

[J플러스] 입력 2017.05.11
이태호

연일 미세먼지가 극성이다. 이젠 일기예보의 단골메뉴가 됐을 정도다. 뭔지 알아본다.

미세먼지는 지름이 10㎛(마이크로미터, 1㎛=1000분의 1㎜) 이하인 것을(PM10), 초미세먼지는 2.5㎛ 이하(PM2,5)의 것을 말한다. 주로 자동차, 공장 등을 통해 배출되며 중국의 황사나 스모그때 날아오는 먼지 등도 일조한다. 총 미세먼지의 30-50%는 중국으로부터 오는 것으로 알려져 있지만 중국은 이를 부정하고 있다.

미세먼지에는 질산염(NO3-), 암모늄염(NH4+), 황산염(SO42-) 등의 이온과 탄소화합물(carbon compounds), 금속(elements)화합물 등이 포한돼 있다. 초미세먼지가 미세먼지보다 나빠 허파꽈리 등 호흡기의 가장 깊은 곳까지 침투하며 혈관으로까지 들어간다. 장기간 노출되면 면역력저하, 감기, 천식, 기관지염 등의 호흡기 질환은 물론 심혈관, 피부, 안구질환 등에 노출될 수 있다. 농도가 높을 경우에는 뇌 인지기능 퇴화, 동맥경화, 암 등을 유발할 수 있다고도 하나 아직 확실한 메카니즘이 확인된 바는 없다.

환경부는 미세먼지 농도를 6단계로 나누어 예보등급에 따른 행동요령을 만들었다. 좋음 0~30㎍/㎥, 보통 31~80㎍/㎥, 약간 나쁨 81~120㎍/㎥(노약자들의 장시간 실외 활동 가급적 자제), 나쁨 121~200㎍/㎥(무리한 실외 활동 자제 요청-특히 호흡기, 심질환자, 노약자), 매우 나쁨 201~300㎍/㎥(실외 활동 제한, 자제), 위험 301㎍/㎥(실내 활동으로 제한). 현재 「환경정책기본법 시행령」에 따른 미세먼지의 대기환경 기준은 24시간 100㎍/㎥, 1년간 평균 50㎍/㎥ 이하, 초미세먼지의 기준은 50㎍/㎥, 1년간 평균 25㎍/㎥ 이하이다.

가정요리에서 발생하는 실내 오염물질이 매년 430만 명이 목숨을 앗아간다는 UN의 조사 결과가 나왔다. 환경 전문 기구인 UNEP(유엔환경계획)는 한 해 1260만 명이 환경오염으로 사망하는데 이 중 700만 명이 대기오염에 의한 것으로 집계됐다. 대기오염 사망자 중 430만 명은 식사를 위한 조리과정에서 배출된 초미세먼지(및 포름알데하이드 등 유해물질)에 의한 사망이라 했다. 초미세먼지와 포름알데하이드 등은 국제암연구소에 의해 1군 발암물질로 지정돼 있다. 나머지 370만 명은 자동차나 공장에서 내뿜는 질소산화물 등 실외 대기오염의 영향으로 사망한 것으로 조사됐다. 가정에서 발생하는 오염물질에 의한 사망수치치고는 믿기 어려울 정도의 높은 통계다.

우리 환경부는 몇 년 전 서울의 연평균 초미세먼지 농도는 25.2㎍/㎥로 뉴욕 13.9㎍/㎥의 배에 가까웠다. 미국 로스앤젤레스(17.9㎍/㎥), 영국 런던(16.0㎍/㎥), 프랑스 파리(15.0㎍/㎥) 등 다른 도시에 비해서도 훨씬 높았다는 보고다. 미국의 '2016 환경성과지수에 따르면 한국의 공기 질은 전 세계 180개국 중 최하권인 173위로 조사됐다하니 한국이 미세먼지 최 위험국가인 셈이다.

유럽 9개국 30만 명의 암환자를 대상으로 분석한 결과는 초미세먼지 농도가 5㎍/㎥ 상승할 때마다 폐암 발생위험은 18%, 일반 미세먼지는 10㎍/㎥ 상승할 때마다 위험은 22% 증가하는 것으로 나타났다. 초미세먼지농도가 5㎍/㎥ 증가할 때마다 조기사망 확률이 7%씩 커졌다.

우리 환경정책평가연구원(KEI)이 2013년초 내놓은 ‘초미세먼지의 건강영향 평가 및 관리정책연구’보고서에는 미세먼지 일평균농도가 10㎍/㎥ 증가하면 사망발생위험이 0.44%, 초미세먼지의 경우는 10㎍/㎥에 0.95% 증가한다고도 밝히고 있다.

얼마 전 난데없이 애먼 고등어가 미세먼지의 주범이 된 적이 있다. 환경부는 환기가 전혀 되지 않는 85㎡ 주택에서 고등어 한 마리를 구웠더니 실내에 초미세 먼지가 대기 중 '매우 나쁨' 수준인 101㎍/㎥의 23배를 초과했다는 실험결과를 발표해 큰 파문을 일어켰다. 고등어 한 마리 2290㎍/㎥, 삼겹살 1360㎍/㎥(13.5배), 계란 프라이(11.2배), 볶음밥(1.8배), 돈가스(1.7배) 순으로 미세먼지가 발생한다는 충격적인 수치였다.

이런 식품의 조리 시에 내 뿜는 초미세먼지는 기관지를 거쳐 폐에 흡착되어 각종 폐질환을 유발할 뿐만 아니라 발암물질인 포름알데하이드라는 휘발성 유기화합물을 배출한다고 했다가 이해당사자의 호된 항의를 받고서는 급기야 이를 수습하기 위해 종전의 자기주장을 부정하는(?) 이율배반적 논리를 펴기도 했다. 그 여파로 고등어 소비가 급감했고, 발표 닷새 만에 경매가격이 80%이하로 급락하기도 했다.

가정요리의 경우 미세먼지가 급증하는 것은 이들 식품에 기름함량이 높기 때문이다. 기름 중에서도 산소와 반응하여 열분해가 쉽게 되는 불포화지방산 함량이 높아서다. 몸에 좋다는 불포화지방산의 2중결합은 반응성이 높아 고열에서는 작은 토막으로 분해되어 휘발성 저분자로 변한다. 이 연기 중에는 인체에 유해한 포름알데하디나 아세트알데하이드 같은 물질이 다량 들어있다. 고등어구이 시 발생하는 2290㎍의 초미세먼지 중에는 발암 물질인 '포름알데하이드'와 '휘발성 유기화합물'이 각각 324㎍, 40㎍ 함유됐다는 발표였다. 삼겹살은 불포화지방산의 함량이 고등어보다 다소 낮아 발생량이 적다한다. 계란의 경우는 계란자체보다 프라이팬에 두른 식물성기름의 불포화지방산 때문이라는 설명이다. 불포화도가 높은 식물성 기름은 끓는점(혹은 발화점)이 낮아 고온에서 인체에 유해한 물질이 생성된다는 이유다. 환경부는 "김치찌개나 볶음밥, 돈가스 등 대부분의 요리 과정에서도 '매우 나쁨' 수준이 넘는 초미세 먼지가 발생한다"고 했다. 비흡연자인 가정주부의 폐암 발생률이 높다는 것은 조리 행위에 의한 영향이 크기 때문인 것으로 풀이된다.

이래놓고 환경부는 친절하게도 환풍기를 틀면 초미세먼지가 3분의 1 수준(741㎍)으로 줄고, 창문을 열어두면 약 7% 수준(176㎍/㎥)까지 줄일 수 있다 했다. 그래서 요리 전후에는 환기하고, 요리인은 마스크를 쓰고, 노약자, 어린이는 문을 닫고 방에 머무르도록 해야 한단다. 요리가 끝난 뒤에는 조리 기구를 바로 정리해야 초미세 먼지에 노출되는 정도를 줄일 수 있다고도 했다. 이게 지속성, 실현 가능성이 있는 조치라고 권고하고 있나라고 정말 물어보고 싶어진다. 이렇게 해서도 미세먼지의 농도는 '나쁨 수준'이라니 고등어구이는 이제 포기하는 것이 상책인 것처럼 들렸다. 오래 살려면 가정에서 구이나, 볶음, 튀김음식을 해서는 안되는 것처럼 인식이 정착하는 듯도 했다.

그런데 세월이 얼마 지나지 않았는데도 우리의 냄비근성이 도져서인지 언제 그랬냐 하는 듯이 벌써 뇌리에서 사라졌다. 이제는 미세먼지의 발생 원인을 찾는데 부산하다. 중국의 황사라 했다가 자동차와 공장의 배기가스로 갔다가 요즈음은 바람에 의한 비산먼지가 그 주범이라는 분석에 까지 왔다. 이런 덕분에 마스크업자와 공기정청기회사가가 한몫 잡는 형국이 됐다. 정도가 더 심각해지면 마스크로 감당할 수 없으니 이제 군에서나 쓰는 방독면이 등장할지도 모르겠다.

미세먼지의 발생원은 또 있다. 시중에 지천인 연기 자욱한 구이집이 문제를 더 심각하게 한다. 생선을 비롯한 모든 고기에는 불포화지방산이 들어있다. 쪄서 먹지않는 이상 미세먼지(가스, 연기)는 나오게 되어있다. 향후 보건당국이 대기중 초미세먼지의15%를 발생시킨다는 음식점, 숯가마(찜질방) 등을 규제하기위해 배출기준을 마련하겠다고 했다.

어찌됐던 우리는 위험한 환경에 살고 있다는 것은 분명하다. 새로 뽑힌 대통령은 미세먼지대책이 시급한 정책 중 하나라야 한다는 언론의 사설과 논평도 있었다. 기대해 보자. 그러나 쉽게 해결될 문제는 아닌 듯 싶다.