대기오염과 건강 - 대기오염의 정의, 대기오염의 건강 영향, 대기오염의 원인 물질

인간은 호흡을 필수로 하기 때문에 공기는 절대적으로 필요한 요소입니다. 따라서 대기오염이 일어날 시 그 속에 살아가는 인간의 건강에는 큰 영향이 미칠 수밖에 없습니다. 오늘은 대기오염의 정의, 대기오염의 건강 영향, 대기오염의 원인 물질에 대하여 정리해보겠습니다. 

 

대기오염의 정의

대기오염은 대기 중에 인위적으로 배출된 오염물질이 다수에게 불쾌감을 일으키거나, 공중보건에 위해를 끼치고, 동식물의 활동에 부정적인 영향을 끼치어, 생활에 방해받는 상태를 의미합니다. 대부분의 대기오염은 인위적인 과정을 통하여 배출되는 오염이지만, 산불이나 지진, 화산 등 자연 활동을 통해서도 대기오염은 일정 수준 이상 존재할 수 있습니다. 

가스상의 오염물질은 화학적 특성이 비교적 안정적이라 오염 수준을 예측 및 평가하는데 용이합니다. 가스상 오염물질에 속하는 물질로는 오존, 이산화질소, 일산화탄소, 휘발성유기물, 아황산가스 등이 있습니다. 

입자상 오염물질은 대기 화학반응 및 화학의 결합이 지속적으로 발생하며, 입자의 화학적 조성도 다양하여 위해성을 평가 및 예측하기 어렵습니다. 입자상 오염물질의 종류로는 미세먼지, 중금속, 탄화수소 등이 있습니다. 

 

대기오염의 건강 영향

대기오염은 사망의 증가, 호흡기계와 심혈관계 질환의 증가, 폐 기능 저하, 저체중아 출산과 영아 사망에 영향을 미치고 있습니다. 또한, 오염물질의 특성에 따라 호흡기에 미치는 영향이 다릅니다. 수용성이 상대적으로 큰 물질은 대부분 상기도에서 흡수됩니다. 또한 입자가 작을수록 하기도와 폐포에 침착될 가능성이 큽니다. 

기관과 기관지는 점막의 염증이 생기고, 점막 구성이 변화될 수 있습니다. 섬모운동이 저하되며 심할 경우 점막의 부종으로 인하여 기관지 수축이 일어날 수 있습니다.

순환기(혈관)의 경우 혈관내막의 염증이 생기며, 혈전이 발생할 수 있습니다. 또한, 자율신경에 교란이 생겨 심박수의 변화, 부정맥이 발생할 수 있습니다. 

또한, 대기오염이 낮은 출생률, 조산, 유아의 선천적 이상과 연관이 있다는 보고도 있습니다. 

 

대기오염의 원인 물질

일산화탄소(Carbon Monoxide, CO)는 무색, 무취의 기체로서 화석 연료가 불완전하게 연소될 때 발생합니다. 공기 중 일산화탄소 농도가 증가하면, 일산화탄소는 헤모글로빈과 결합하여 혈중 산소 이동을 방해하여 저산소증을 유발합니다. 즉, 높은 농도의 일산화탄소에 노출되면 두통, 어지러움, 구토, 의식 소실 등의 증상이 나타날 수 있으며, 고농도의 경우에는 사망에 이르기도 합니다. 일반인의 경우 혈액 내 일산화탄소의 양은 1% 이내로 유지되지만, 흡연자의 경우 3~5%가량 존재한다고 합니다. 
오존(Ozone, O3)은 대기 중에 산소가 자외선(UV)과 반응하여 생성되는 매우 강한 반응성 가스입니다. 오존은 2차 오염물질로, 공기 중의 질소화합물과 탄화수소류 등이 강한 빛에너지로 광화학반응의 결과로 생성됩니다. 따라서 낮 동안 오존 농도가 높아지고, 밤에는 낮아지는 일중변화가 나타나며, 겨울철보다 여름철에 오존 농도가 더 높습니다, 오존에 오랫동안 노출되는 경우 호흡곤란이나, 천식의 악화, 폐 기능 저하가 나타날 수 있습니다. 또한, 오존은 식물의 꽃가루를 파괴하여 작물 생산에도 영향을 줄 수 있습니다.
아황산가스(Sulfur dioxide, SO2)는 무색의 기체로, 황이 포함된 화석연료의 연소나 산화물질 처리 등의 과정에서 생성됩니다. 따라서 화력 발전소, 산업 설비시설 등에서 주로 발생됩니다. 대기 중 아황산가스는 수용성이 높기 때문에 수증기와 반응하여 산성비를 유발할 수 있습니다. 아황산가스는 대부분 상기도에서 흡수되어, 기관지 수축 및 기도의 청소 기능을 약화시킵니다. 아황산가스는 하기도에서 천식 발작을 주로 일으킵니다. 높은 농도의 아황산가스는 심혈관질환자의 사망률에 기여를 한다고 알려져 있습니다. 

산화질소(NO)는 주로 자동차, 공장, 발전소 등에서의 화석 연료의 연소 과정에서 생성됩니다. 이산화질소는 화력발전소 등 고온 발생 시 공기 중 질소 분자와 산소 분자의 결합으로 발생합니다. 이러한 질소산화물은 대기 중에서 광화학 반응을 통해 오존(O3)을 만들어내는 전구물질로 알려져 있습니다. 또한, 질소산화물은 주요한 실내 공기오염물질입니다. 장기간 질소화합물에 노출되는 경우, 호흡기 염증이 쉽게 발생하거나, 천식 증상이 악화되는 것으로 알려져 있습니다. 
암모니아는 주로 농업 활동, 가축 사육, 비료 사용 등에서 발생합니다. 대기 중에서는 산성비 및 입자상 물질을 유발하는 주요 원인 중 하나입니다. 고농도의 암모니아는 대기 중에서 유독합니다. 
입자상 물질(Particulate Matter, PM)은 대기 중에서 분진, 먼지, 연기, 스모그 등의 형태로 존재하는 고체 입자들을 의미합니다. 화재, 화산, 꽃가루 등에 의하여 자연적으로 발생되기도 하며, 화석 연료 연소, 산업 활동, 자동차 배기가스. 담배 연기에 의하여 인위적으로 생성됩니다. 일반적으로 공기 역학적 직경이 10마이크로미터 이하인 입자를 PM10 즉 미세먼지라 지칭합니다. 대기 중에서 PM10은 호흡기 질환, 알레르기 반응, 눈 및 피부 자극 등을 유발할 수 있습니다. 최근에는 공기 역학적 직경이 2.5 마이크로미터 이하인 입자를 PM2.5, 즉 초미세먼지라고 지칭합니다. PM2.5는 호흡기로 흡입되어 폐에 침착될 수 있으며, 심장 질환, 폐암, 전염병 전파 등과 관련된 건강 문제를 유발할 수 있습니다.
즉 호흡기의 구조적 특성상, 입자의 크기가 작을수록 인체 깊숙이 침투할 수 있으며, 입자가 작을수록 유해한 물질이 많이 함유되어 있습니다. 따라서 미세먼지와 초미세 먼지 모두 대다수의 국가에서 규제하고 있습니다. 

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