초미세먼지 구성성분 건강 영향·배출원 '질적 관리'도 중요

KEI·서울보건환경硏, '미세먼지 구성성분 건강영향 평가'

2015~17년 초미세먼지 구성성분 농도·사망위험도 분석

초미세먼지 사망위험도<유기탄소·원소탄소 사망위험도

"구성성분 영향·피해 정도·배출원 '질적 관리' 병행해야"

[서울=뉴시스] 박민석 기자 = 서울 초미세먼지 수치가 '나쁨' 수준을 보이고 있는 지난 1월3일 오후 서울 중구 남산 전망대에서 바라본 서울 시내가 뿌옇게 보이고 있다. [email protected]

[서울=뉴시스] 정성원 기자 = 초미세먼지(PM-2.5) 배출량 감소뿐만 아니라 초미세먼지 구성성분별 건강 영향과 피해 정도를 파악한 뒤 해당 성분의 주요 배출원을 함께 관리하는 '질적 관리'가 중요하다는 주장이 나왔다.

한국환경정책평가연구원은 최근 발간한 '인체위해 저감방안 마련을 위한 미세먼지 구성성분별 건강영향 평가' 보고서를 통해 이 같이 밝혔다.

보고서는 KEI와 서울시보건환경연구원이 앞서 지난해 6월 초미세먼지를 구성하는 다양한 화학성분들이 우리 건강에 어떤 영향을 미치는지 공동 연구하기로 업무협약을 맺은 뒤 나온 결과물이다.

양 기관은 서울시보건환경연구원이 운영하는 서울시 도시대기측정소의 지난 2015~2017년 3년간 초미세먼지 구성성분 관측 자료를 분석했다.

[서울=뉴시스] 2015~2017년 서울특별시의 초미세먼지(PM-2.5) 구성성분 비율. (자료=한국환경정책·평가연구원 제공). 2020.07.13. [email protected]

◇초미세먼지 중 유기탄소(OC) 26%…대체로 겨울에 농도 높아

분석에 이용된 초미세먼지 주요 구성성분은 ▲탄소 성분인 유기탄소(Organic Carbon·OC)와 원소탄소(Elemental Carbon·EC) ▲수용성 이온 성분인 질산이온·황산이온·암모늄이온 ▲금속 이온 성분인 칼슘이온·칼륨이온·나트륨이온·마그네슘이온 등이다.

초미세먼지 구성성분 중에선 OC 비율이 평균 26%로 가장 높게 나타났다. 뒤이어 질산이온(20.54%), 황산이온(16.57%) 순으로 나타났다.

탄소 성분 중에선 유기탄소 비율이 80.9%, 원소탄소 비율이 19.1%로 나타났다.

이온 성분 중에선 질산이온(36.3%), 황산이온(29.3%), 암모늄이온(25.0%)이 높은 비중을 차지했다. 계절별 각 구성성분의 농도는 대체로 겨울에 농도가 높게 나타났다.

OC의 경우 겨울 7.89㎍/㎥, 봄 6.36㎍/㎥, 가을 6.62㎍/㎥, 여름 5.13㎍/㎥ 순으로 나왔다. 계절별 질산이온 농도도 겨울에 가장 높고, 여름에 가장 낮았다. 반면 칼슘이온과 마그네슘이온 농도는 봄철에 각각 0.43㎍/㎥, 0.09㎍/㎥로 높았다.

같은 기간 초미세먼지와 높은 상관성(0.5 이상)을 보인 구성성분은 질산이온(0.57), 칼륨이온(0.79), 마그네슘이온(0.65), 나트륨이온(0.67) 등이었다.

OC, EC와 상관성이 높은 구성성분은 각각 암모늄이온(0.60)과 칼슘이온(0.60)으로 꼽혔다.

[서울=뉴시스] 2015~2017년 서울특별시 초미세먼지(PM-2.5)와 유기탄소(OC), 원소탄소(EC)의 사망 위험도 그래프. (자료=한국환경정책·평가연구원 제공). 2020.07.13. [email protected]

◇OC·EC, 초미세먼지보다 사망 위험 높아…고령층 더 위험

2015년부터 2017년까지 서울시에선 초미세먼지 농도가 14.56㎍/㎥ 증가할 때 전체 연령집단의 전체 질병의 사망 위험은 1.85%, 심혈관계 질병에 인한 사망 위험은 1.84% 증가했다.

그러나 초미세먼지와 구성성분의 농도 증가에 따른 사망 영향을 평가한 결과 대부분의 구성성분에 의한 사망 위험은 초미세먼지에 의한 사망 위험보다 더 높았다.

특히 같은 기간 초미세먼지 구성성분인 EC와 OC로 인한 사망 위험이 높았다.

EC로 인한 전체 질병의 사망 위험은 전체 연령집단에선 3.83%로 나타났다. 세부적으로 65세 미만에선 2.03%, 65세 이상에선 3.51% 증가했다.

EC로 발생하는 심혈관계 사망 위험은 전체 연령집단에서 5.53% 늘었다.

OC로 인한 전체 질병의 사망 위험은 전체 연령집단에서 3.21% 증가했지만, 65세 이상에서 5.66%나 증가해 OC가 고령층에 특히 위험한 것으로 나타났다.

마그네슘이온은 특히 심혈관계 질병에 악영향을 끼치는 것으로 나타났다. 전체 연령집단에서 사망 위험도는 3.50% 증가했고, 65세 이상 고령층의 사망 위험도는 4.05% 증가했다.

[서울=뉴시스] 2015~2017년 서울특별시의 초미세먼지(PM-2.5) 구성성분별 사망 위험도. (자료=한국환경정책·평가연구원 제공). 2020.07.13. [email protected]

◇초미세먼지 구성성분 건강 영향 파악하는 '질적 관리' 필요

초미세먼지로 인한 사망 위험보다 구성성분인 EC와 OC에 의한 사망 위험이 더 높게 나타나자, 연구진은 초미세먼지로 인한 건강 피해를 줄이기 위해 '질적 관리'와 '양적 관리'를 병행해야 한다고 강조했다.

질적 관리란 초미세먼지 구성성분의 인체 영향과 피해를 파악한 뒤 해당 성분의 주요 배출원까지 관리하는 방식이다. 현재 국내에선 초미세먼지 배출량 저감 위주의 '양적 관리' 방식이 주로 실시되고 있다.

연구진은 질적 관리를 위해 배출원 배출요인, 배출량, 미세먼지 및 구성성분별 농도 특성을 분석해야 한다고 밝혔다. 이와 함께 미세먼지 및 구성성분에 대한 인구집단의 노출과 건강 영향 평가도 필요하다고 강조했다.

연구진에 따르면 남부 캘리포니아는 도로오염원으로 발생하는 초미세먼지의 구성성분을 분석한 뒤 도로오염원 기여도에 따라 배출량을 줄이기 위해 맞춤형 교통규제 대책을 마련했다.

남부 캘리포니아는 지난 20년간 버스와 트럭의 청정 엔진 및 연료 사용, 노후차량 퇴출, 캘리포니아주의 스모그 점검 프로그램 등을 시행했다. 그 결과 남부 캘리포니아의 미세먼지는 최대 54%까지 감소했다. 대기질 개선에 따라 어린이 폐 기능도 임상적으로 유의미하게 향상된 것으로 나타났다.

다만, 보고서는 우리나라에서 미세먼지 구성성분 측정 지역을 확대할 필요가 있다고 강조했다. 이와 함께 구성성분 농도 측정에 관련 기술 및 장비와 해당 분야 전문인력이 필요한 만큼 막대한 재원 투자도 필요하다고 밝혔다.


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