[시민강좌2] 초미세먼지와 건강 피해 대처법

1966 IERYInstitute for Environmental Research, Yonsei University

여성환경연대 강좌

초미세먼지 어떻게 피해야 할까?

양지연 박사

연세대학교 환경공해연구소

( [email protected])

Institute for Environmental Research, Yonsei University & IERY

강의 순서

초미세먼지란?

초미세먼지는 어디서 생기나?

초미세먼지를 피하고 싶을 땐 이렇게~


v 미세먼지와 초미세먼지의 차이

v 왜 건강에 문제가 생길까?

v 어떤 건강 피해가 있을까?

초미세먼지란?

대기오염이란?

“ 대기 중에 인위적으로 배출된 오염물질이

한가지 또는 그 이상 존재하여

오염물질의 양, 농도 및 지속시간이

어떤 지역의 불특정 다수인에게 불쾌감을 일으키거나

해당 지역에 공중보건상 위해를 끼치고,

인간이나 동·식물의 활동에 해를 주어

생활과 재산을 향유할 정당한 권리를

방해 받는 상태 ”

World Health Organization (WHO)

국내 대기오염 발생 경향

• SOx, CO, Pb 등 후진국형 대기 오염물질은 감소 추세

• 국민들이 느끼는 체감 대기오염도는 증가 추세

• 미세먼지는 1999년 이후 다시 증가 추세

대기 중 먼지의 분류

• 총부유입자 (TSP), 미세입자(PM10), 초미세입자(PM2.5), 극미세입자(PM0.1)

미세먼지 특성(입자 크기)

미세먼지 특성

미세입자 및 초미세입자의 특성

초미세먼지 구성 성분

자료출처 : 초미세먼지의 건강영향평가 및 관리정책연구 I (공성용 외, 2012)Fanning et al., Environ Health Perspect 117:167.174 (2009)

초미세먼지 독성 유발 요인 1

..

10mm 1 mm 0.1mm

기관지 상피세포

0.1mm1.0 mm

섬모 직경 0.25mm

v입자의 크기가 작을수록

§인체 내 침투 용이

§폐나 기도 등의 인체 장기에서 흡수되기가 쉬움

§호흡기의 입자 제거 속도 느려짐

v상피세포와 입자 크기

초미세먼지 독성 유발 요인 2

v입자개수와 표면적

§입자의 크기가 작을수록 표면적의 증가로 인해 유해 물질 흡착 활성이 증가

§입자의 크기가 작을수록 동일 농도에 대한 입자수 농도는 급격히 증가되면서체내 반응성이 증가

v입경별 동일 질량 농도 시 개수 비교

입경

(um)

농도

(ug/m3)

개수농도

(개/ml)

표면적

(um2/ml)

2 10 1.2 24

0.02 10 2.4 x 106 3,016

Source: http://en.wikipedia.org/wiki/Respiratory_system

입자 크기별 체내 침착 부위

흡입으로 인한 나노물질의 체내 이동

소뇌대뇌폐후신경구

자유 라디칼

무기물

먼지표면

유기물

산화성 손상

염증 반응

연소시설

용접 흄

탄소입자

경유차경유차

경유차

초미세먼지의 독성 유발 기전 - 1

15

기도에서의 입자 침착(Particles deposited

in the airways)

신경계통 경로(Neural pathways)

심장계통의전기생리학적 변화

(CardiacElectro-physiologic change)

호흡기계통 기능의 변화(Change in respiratory

function)

기도 세포의 활성화(Activation of airway

cells)

염증 작용(Inflammation)

순환과 기도 외부 조직(Circulation and tissues

outside airways)

백혈구 활성화와 염증(Leukocyte activation

and inflammation)

급성반응 유발,피브리노겐과 혈액의

응집능 증가

혈전증(Thrombosis)

심장계통 증상(Cardiac events)

초미세먼지의 독성 유발 기전 - 2

경화증

플라그 파열과 혈전증

Adapted from Libby P. Circulation. 2001;104:365-372.

관상동맥질환의 발생 기전

염증 세포 내피

심근허혈불안정형 협심증심근경색관상동맥 사망

17

미세먼지 오염과 만성 사망 연구

• 규제만 잘한다면 건강에 큰 위해가 되지 않을 것(Holland 등, 1979)

• 1990 초반부터 이러한 결론에 의의를 제기

• 대기오염수준이 낮은 국가에서도 대기오염과 사망률 또는 유병율증가 사이에 유의한 관련성이 보고(Pope & Dockery, 1999)

• 미세먼지와 만성사망의 역학 (전향성 코호트) 연구 : Havard Six Cities Study(Dockery 등 1993),American Cancer Society(ACS) Study(Pope 등 1995)

: 미세먼지가 높은 지역에 사는 사람의 사망률이 17%~26% 더 높음

• Pope 등(1995), 사망률이 10ug/m3 당 0.5% 증가

• 최근 Pope 등(2002), 전체 사망 0.4%, 심폐 질환 사망 0.6% , 폐암사망 0.8% 증가 보고

• 미세먼지(PM10)보다 초미세먼지(PM2.5)가 더 위해함

18

천식을 포함한호흡기계 질환

폐 손상/ 폐 성장발달 장애

조기 사망

암

만성 안구, 폐, 피부자극

조산율심혈관 질환

(심장 질환 및 뇌졸증)

초미세먼지(PM2.5)

초미세먼지로 인한 인체 영향들

2012년 6월 12일

프랑스 리옹

약 1주일간의 전문가 미팅 후 디젤배기가스의

노출과 폐암과 관련하여 충분한 근거를 토대로

발암등급을 group 2A에서 group 1으로 승급

발표 배경

§ 1988년 IARC에서는 디젤배기가스를 group 2A로 지정

§ 그동안 디젤배기가스 노출 관련 여러 요인에 의한 작업자의 역학 연구 수행

§ 미국 국립암연구소, NIOSH에서 2012년 3월, 지하광부들에게 나타난 배기가스노출과 폐암에 의한 사망률 증가에 대한 연구 결과 발표

평가 및 결과

§ IARC 워킹그룹은 디젤배기가스가 폐암의 원인(충분한 근거)이며, 방광암과 관계(다소제한적 근거)가 있다고 발표

§ IARC 워킹그룹 의장인 Dr. Christopher Portier는 디젤배기가스와 폐암과의관계에 대한 과학적 근거는 명확하며, 워킹그룹의 결론은 만장일치였다고발표하였으며, 더불어 전 세계적으로 디젤배기가스에 의한 복합 화학물질의 노출과건강상 위해 영향을 감소시켜야 한다고 발표

디젤배기가스 발암등급 승급(IARC)

실외 대기오염 발암등급 채택(IARC)

• The most recent data indicate that in 2010, 223,000 deaths from lung cancer worldwide resulted from air pollution

• The experts evaluated many individual chemicals and specific mixtures that occur in outdoor air pollution. These included diesel engine exhaust, solvents, metals, and dusts.

Published October 17, 2013

¤ Air pollution is already known to increase risks for a wide range of diseases, such as respiratory and heart diseases

¤ They also noted a positive association with an increased risk of lung and bladder cancer

¤ IARC announced today that it has classified outdoor air pollution as carcinogenic to humans (Group 1)

발암등급 승급 개요

2013년 10월 17일

프랑스 리옹

전문가 미팅 후 실외 대기오염(미세먼지 및 자동차

관련 오염물질)의 노출은 폐암에 대한 충분한

근거를 토대로 발암등급 group 1으로 채택

발표 배경

§ IARC 전문가들은 실외 대기오염과 관련된 최근 문헌 검토 실시

§ 대기오염으로 인하여 2010년, 223,000명의 폐암 사망자가 발생한 것을 확인

§ 흡입하는 공기는 디젤배기가스, 유기용제, 중금속, 먼지 등 발암 유발물질의복합물로 오염되었으며, 폐암과의 상관성이 높은 것으로 발표

평가 및 결과

§ IARC 워킹그룹은 실외 대기오염이 폐암의 원인(충분한 근거)이며, 방광암과관계(유의한 상관관계)가 있다고 발표

§ IARC 워킹그룹 의장인 Dr. Christopher Wild는 실외 대기오염과 폐암과의관계에 대한 과학적 근거는 명확하며, 더불어 대기오염을 저감시킬 수 있는 기술은있으며, 더 이상 지체없이 전 세계적으로 노출되고 있는 사람들을 보호하기 위한노력이 필요하다고 발표


v 초미세먼지 발생 원인

v 실외 먼지는 어디까지 이동할까?

초미세먼지는 어디서 생기나?

도시 대기 중 초미세먼지 발생원

• 서울 지역의 미세먼지 발생원 추정

자료출처 : 대기환경학회 심포지움 중 김동술(2006)

국외 자동차 배출 대기오염물질

• Vehicle Contribution to PM in UK

The Health effects of Motor Vehicle Emissions (Daniel S. Greenbaum et al., 2001)

UK DETR (1999)

입경이 작을수록 자동차배출물질의 영향 증가

거리별 초미세먼지의 농도 변화

Hitchins et al. (2000) Atmospheric Environment, 34, 51-59

▪ 150 m 떨어진 곳의 농도는 15 m 위치 농도의 50%로 감소함

▪ 풍속이 빠르면 희석에 의해 도로 근처 농도가 낮아짐

자료출처 : 대기환경학회 심포지움 중 배귀남(2006)

교통량과 도로변 입자 수농도 및 NOx 농도

*Traffic volume : 연희 IC (성산로 : 연세대«사천교 양방향)

3/18 3/19 3/20 3/21 3/22 3/23Date

0

2000

4000

6000

8000

10000

Traf

fic v

olum

e (v

ehic

les/

hr)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Par

ticle

num

ber c

once

ntra

tion

(par

ticle

s/cm

3 )

Traffic volumeParticle numberNOx

0

100

200

300

400

500

NO

x con

cent

ratio

n (p

pb)

도로변과 실내의 BC 농도 비교

0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 24:00time (hh:mm)

0

5

10

15

20

Con

cent

ratio

n (m

g/m

3 )roadsideindoor

• Roadside : April~November, 2005• 도로변과 실내를 동시에 측정하지 않았음

주요 생성원 발생 과정 특 징 비고

대기생성(자동차)

- 대기에서 연소 과정에 의해 생성

- 연료, 윤활유 등 다양한 독성 성분이 포함

개수농도 기준으로 대부분100nm 이하

대기생성(광화학스모그)

- 대기에서 생성되는 가스 입자화의

화학 반응에 의해 생성

오존 및 VOC, 광반응에의해 고농도로 생성

실내생성(조리, 담배 등)

- 담배, 조리기기, 토스터기 에서 발생하는 연소생성물로서의 입자오염

연소반응에 의해 생성된탄소기반의 입자

실내생성(소비제품)

- 복사기, 프린터에서 발생되는 나노입자

- 방향제의 테르핀과 같은 VOC 성분과 오존이 반응

물리, 화학반응에 의한

가스 입자화

바이러스 등생물기원나노입자

- 핵산(DNA 또는 RNA)과 소수의 단백질 만으로 구성된작은 바이러스는 20~400nm정도의 크기를 가짐

- 공기 중 바이러스, 미생물 기인 나노입자

사스(SARS)나 신종플루바이러스 등

특수공간(제조 나노입자)

- 나노물질 제조 작업장 등의 특수 실내공간, 연구실- 나노기술이 적용된 나노제품에서 배출되는 나노입자

작업장, 연구실 뿐만 아니라 나노물질에 포함된 제품에서 소비자 노출 가능성

실내 초미세먼지

u 실내 초미세먼지 오염원

출처 : 지준호(2011), 실내공기질 관리정책 선진화 포럼 28

초미세먼지의 실내 발생원

v Use of miniaturized aerosol instruments on indoor airborne particles Dahl A.1, Isaxon C.1, Nordin E.1, Gudmundsson A.1, Wieslander G.2 and Bohgard M.11Ergonomics and Aerosol Technology, Lund University2Occupational and Environmental Medicine, Uppsala University

Ø An example of the measurements in one residence with 12 hours of data is shown in figure 1 to 3.

Ø Data from the IAQ 3016 are displayed as PM2.5 and PM10. During the period, the residents held a party with 30 guests.

Ø According to the logbook the residents started preparing the dinner 12:30 in the oven and at 16:30 the guests arrived.

Ø During the party several candles were lit. As seen in the diagrams the data sets correlate with the logbook.

Ø The emission of particles from the oven is clearly seen in figure 1 and 2 at 13:00.

Ø At the time the guests arrived a steep increase of both PM10 and PM2.5 was measured. This could be caused by the lighting of the candles which yields soot.

Ø The black carbon monitor supports this hypothesis. Throughout the evening the nanoparticle number concentration was kept high because of the candles as seen in figure 1, while the PM10 and PM2.5 decreases (figure 2).

International Aerosol Conference 2010

오븐 요리

사람들 움직임

u 국외 사례

* 출처 : 지준호(2011), 실내공기질 관리정책 선진화 포럼 29


v 외출할 때

v 실내에 있을 때

초미세먼지를 피하고 싶을 땐 이렇게~

미세먼지 예경보 제도

• 24시간 평균 및 시간평균(2시간) 농도 기준 병행

구 분 황사PM10 PM2.5

발령기준 해제기준 발령기준 해제기준

주의보400㎍/㎥

초과

24시간 120㎍/㎥,

시간평균농도

200㎍/㎥ 이상

2시간 지속

24시간 100㎍/㎥,

시간평균농도

150㎍/㎥ 미만

24시간 65㎍/㎥,

시간평균농도

120㎍/㎥ 이상

2시간 지속

24시간 50㎍/㎥,

시간평균농도

100㎍/㎥ 미만

경 보800㎍/㎥

초과

24시간 250㎍/㎥,

시간평균농도

400㎍/㎥ 이상

2시간 지속

24시간

120-250㎍/㎥,

시간평균농도

200-400㎍/㎥

미만

24시간 150㎍/㎥,

시간평균농도

250㎍/㎥ 이상

2시간 지속

24시간

65-150㎍/㎥,

시간평균농도

120-250㎍/㎥

미만

미세먼지 예경보시 행동 지침

개정 구간 좋 음 보 통 약간 나쁨 나 쁨 매우 나쁨예측 농도(㎍/㎥․일)

0~30 31~80 81~120 121~200 201~300 301~

행동요령

노약자

- -장시간 실외활동 가급적자제

무리한 실외활동자제 요청(특히 호흡기, 심질환자,노약자)

실외활동제한

실내생활

일반 - - -장시간 무리한활동자제

실외활동자제

실외활동자제

< 미세먼지 PM10 예보등급 >

▸ 등산, 축구 등 오랜 실외 활동을 자제하고, 특히 어린이, 노약자,

호흡기 및 심폐질환자는 가급적 실외활동 자제

▸ 학교나 유치원은 실내 체육수업으로 대체 권고

▸ 실외 활동시에는 마스크, 보호안경, 모자 등 착용

▸ 창문을 닫고, 빨래는 실내에서 건조

▸ 세면을 자주하고, 흐르는 물에 코를 자주 세척

▸ 가급적 대중교통을 이용하고, 야외 바비큐 등 자제

▸ 차량 이용시 가급적 창문을 열거나 외부 공기 순환 자제

일반 가정 및

노약자/ 임산부

- 창문을 닫고 가급적 실외 공기 차단

- 어린이, 노인, 임산부, 호흡기 질환자 등은 가급적 외출 및 실외 활동 자제

- 차량 이용시 가급적 창문 열기 및 외부 공기 순환 자제

- 실외 활동시 마스크, 보호안경, 모자 등 착용

- 외출 후 깨끗한 물로 세면 및 코 세척

- 예보가 해제된 후 창틀 및 실내에 쌓인 미세먼지 제거

학교 등 교육기관

- 유치원과 초등학교의 실외활동 자제

- 창문을 닫고 가급적 실외공기 차단

- 천식 등 호흡기 및 심폐질환 학생에 특별 고지

- 대기오염예보를 고려해 실내체육으로 대체

- 외부 활동시에는 보호안경, 마스크 착용

- 실외 활동 후 깨끗한 물로 세면, 코 세척 및 입안 헹굼


- (필요시) 상비약 비치

사무실 및 공공기관- 창문을 닫고 가급적 실외 공기 차단


- 이용자가 외부 활동 후 세면 및 코 세척 등을 할 수 있는 장소 및 관련 용품 비치

가정․식당 등

식품취급 장소

- 창문을 닫고 가급적 실외공기 차단

- 노출된 채소, 과일 등 농수산물은 충분히 세척 후 사용

- 식품제조․가동, 조리시 철저한 손 씻기

- 기계․기구류 세척 등 위생관리 2차 오염방지

- 식품 보관장 및 조리장에 쌓인 미세먼지 청소

축산․ 농가 등

- 방목장의 가축은 축사 안으로 대피시켜 노출 최소화

- 비닐하우스, 온실 및 축사의 출입문, 창문 등 닫기

- 야적된 사료용 건초, 볏집 등은 비닐, 천막 등으로 덮기

- 가축 사육장 및 농작물 보관장에 쌓인 미세먼지 청소

초미세먼지 발생원 멀리 하기

• 도로변에 가까울수록 초미세먼지 농도 증가• 도로에서 10m 정도만 떨어져도 약 25% 감소

100m

200m

실외 활동시 마스크 하기

• 기준 규격을 통과한 경우, 먼지 차단 효과는 있음• 차단 효과가 높을 수록 기밀성도 높음• 마스크 착용시 호흡량 증가되지 않도록 가볍게

걷기 이상의 활동 자제• 마스크 미세먼지 차단효과는 정전기 이용함으로

사용하지 않은 제품도 일정 기간 지나면 효과 감소• 세탁 등의 행위는 마스크 정전기를 없애기 때문에

미세먼지 차단 효과를 없앨 수 있음

등급기 준

적용예분진포집효율 안면부흡기저항 누설률

KF8080% 이상

(염화나트륨 시험)6.2mmH2O 이하 25% 이하 황사방지용

KF9494% 이상

(염화나트륨 시험)6.2mmH2O 이하 25% 이하 방역용

KF9999.0% 이상

(염화나트륨 시험)6.2mmH2O 이하 25% 이하 -

국내 식약처 인증 마스크 등급 및 기준

중국 베이징심혈관질환자

(102명)

Langrish et al.,Envion. Health. Pesp.2012 : 120 ; 367-72

• 중국 베이징 대학병원 심혈관 질환자에게 실외 활동시 마스크 착용– 마스크 착용시 개인 자각증상호소율은 유의하게 낮아졌으나, – 임상적 지표의 개선 양상은 보였으나, 유의성은 없었음

심장질환자의 마스크 적용 효율

현명한 차량 운행 방법

• 차량 운행이 밀집된 장소에서는 실외 공기 유입 차단• 터널 등 밀폐도로 이동시에는 반드시 창문 닫기 및 실외공기

유입 차단• 전방에 대형 경유 차량 등 배기 가스 다량 배출이 의심되는

차량 있을 때에는 실외 공기 유입 차단

외부 공기 유입 조건

외부 공기 유입 조건

차량운행시 실내 미세먼지 농도

실내 미세먼지 유발 행위 자제 - 1• 밀폐성이 낮은 진공청소기 사용시 빨아들인 먼지가 내부의 사이클론

충돌에 의해 작게 부서져 초미세먼지 발생 증가 가능• 청소할 때 환기 유지• 청소기 백필터 및 이음새 등에서 먼지 발생 주의하면서 사용

실내 미세먼지 유발 행위 자제 - 2• 기름 미스트, 식품 조리 연기 등 발생• 취사 도구와는 무관하며, 조리 방법에 따라 발생• 부적절하게 관리된 조리용 후드가 2차 발생원으로 작동 가능

현명한 실내 환기 방법

• 적어도 1일 2회 이상 환기는 실내 공기질 관리에 매우 효과적임• 가급적 깨끗한 외부 공기가 들어올 수 있도록 도로 또는 차고가 없는

방향의 창문 등을 이용하여 환기

• 미세먼지 주의보 발생 시에는 가능한 환기 자제

• 자연환기 여건이 안 되는 경우, 공기청정기 등의 활용도 효과적임• 공기청정기 가동시에도 신선한 공기 유입을 위한 환기 필요

올바른 공기청정기 사용법

• 필터가 장착된 형태의 제품은 미세먼지 제거 효과 있으며, 필터는 영구적사용 제품이 아님으로 주기적 교체 관리 필요

• 공기청정기는 적용 면적이 있으므로 사용 공간의 규모에 적정한 제품 설치• 벽과 천장 등 주변 충분한 간격을 두고 흡입구 및 배출구 주위에 장애물이

없는 평평한 장소에 설치• 실내 공기 오염 자동 감시 센서는 면봉 등을 통해 정기적으로 청소• 주기적으로 필터 점검을 통해 세척 및 교체하여 성능 최적 유지

몸 안의 초미세먼지 배출 방법은?

• 의학 및 과학적으로 체내 초미세먼지 제거 또는 배출방법에 대해 알려진 바 없음

• 체내 수분 공급을 충분히 하기

– 미세먼지 등이 쉽게 몸 안으로 유입되지 않도록 호흡기 점막등이 건조하기 않게 함

– 몸 안 노폐물의 쉽게 배설될 수 있음

– 이뇨 작용이 너무 높은 음료보다는 순수한 물 섭취가 효과적

• 개인 위생 관리 철저히 하기

– 외출 후 반드시 얼굴, 손 등 씻기

– 외출 후 양치하거나, 최소한 가글이라도 하기

감사합니다.

The Institute for Environmental Research, Yonsei University

(IERY)