무서운 미세먼지, 폐는 물론 뇌도 공격!

[안종주의 '건강 사회'] 미세먼지의 건강학

대기 오염이 건강에 나쁘다는 것은 초등학교만 나와도 다 아는 사실이다. 그렇다면 지금 대한민국에서 대기 오염 물질 가운데 어떤 것이 가장 문제가 될까. 환경보건학도로서 둘을 꼽으라면 오존과 미세먼지를 꼽겠다. 굳이 하나만 고르라면 미세먼지다. 대한민국은 미세먼지 공화국이기 때문이다.

지금 이 순간에도 여러분의 폐 속 깊숙이 미세먼지들이 들어가 당신의 건강을 갉아먹고 있다. 서울을 비롯한 수도권의 미세먼지는 세계 최고 수준이다. 건강하고 싶다면 미세먼지, 특히 초미세먼지를 피하라. 미세먼지에 대한 올바른 지식을 바탕으로 행동하라. 건강백세를 가로막는 걸림돌 가운데 하나이다.

이제부터 잠시 미세먼지에 대해 알아보자. 공부가 재미있는 사람은 별로 없겠지만 그래도 당신의 평생 건강을 위한 것이니 잠시 짬을 내어 뇌의 신경 회로망을 가동해보자.

먼지(Particulate Matter, PM) 또는 분진(粉塵)이란 아황산가스, 질소산화물, 납, 오존, 일산화탄소 등과 함께 수많은 대기 오염 물질 가운데 한 가지다. 자동차, 공장 등에서 발생하여 대기 중 장기간 떠다니는 입경(입자의 지름) 10마이크로미터(㎛, 100만분의 1미터) 이하를 보통먼지(PM 10)라고 말한다.

PM 10 가운데 입자가 2.5마이크로미터 이하인 경우는 '미세먼지(PM 2.5)'라고 부른다. 부유 분진, 입자상 물질, 에어로졸 등은 모두 미세먼지로 보면 된다. 대한민국은 특히 한국뿐만 아니라 중국의 대도시와 공장 지대에서 발생한 미세먼지와 황사가 대륙 간 장거리 이동해 날아오는 것 때문에 이중 오염에 시달리고 있다.

먼지는 입자가 클수록 인체에 끼치는 악영향이 적다. 다시 말해 입자가 작을수록 인체 악영향은 커진다.

미세먼지가 인체에 심각한 악영향을 끼칠 수 있다는 것은 과학적 연구 이전에 역사적으로 이미 증명됐다. 1952년 영국 런던에서는 지속된 스모그로 4000명의 사망자가 발생했다. 사망자 가 이 정도니 호흡 기능 저하 등 각종 건강 피해를 입은 사람은 이보다 훨씬 많았을 것이다.

그 뒤 미세먼지와 대기 오염이 인체에 끼치는 영향에 대한 다양한 역학 조사가 실시되었다. 특히 10마이크로미터 이하의 먼지 입자(PM 10)가 노약자, 심장 질환자, 천식 환자, 기관지염 환자 등 취약 집단의 질병 발생률과 사망률을 높이는 등 인체에 해로운 영향을 끼칠 가능성이 크다는 것이 밝혀졌다.

이러한 연구 결과가 나온 이후 각국 정부는 대기 오염 대책을 마련하기 시작하였다. 미세먼지가 인체와 환경에 끼치는 해로운 영향을 줄이기 위한 대기 오염 기준도 마련하였다. 우리나라는 1970년대와 1980년대 아황산가스와 질소산화물 등에 초점을 맞춘 대기 오염 관리 대책을 세웠다.

1990년대와 2000년대에는 오존, 중금속 등에 초점을 맞췄다. 미세먼지에 관한 관심은 상대적으로 덜 기울였다. 그 결과 아황산가스나 질소산화물 따위의 대기 오염 물질은 환경 기준 이내로 묶어두는데 성공했으나 오존이나 미세먼지 등은 국제 기준은 물론이고 국내 기준도 넘어서는 경우가 많았다. 미세먼지는 더욱 그랬다.

대기 중 미세먼지가 얼마나 있는지 일반인들은 어떻게 알아차릴 수 있나. 이들이 미세먼지 오염 정도를 확실히 알 수 있는 방법은 없다. 맛과 냄새로 구별할 수도 없다. 다만 미세먼지가 공기 중에 많으면 가시거리 또는 시정 거리가 나빠진다. 공기가 아주 깨끗한 날은 30킬로미터 떨어진 곳의 산이나 건물들이 눈에 들어오지만 미세먼지가 많은 날에는 이것이 10킬로미터, 5킬로미터로 확 떨어진다. 특히 황사가 심하거나 스모그 현상이 심한 날에는 몇 십 미터 앞도 잘 보이지 않게 된다. 이런 날이 우리들의 건강을 크게 악화시킬 위험이 높다.

▲ 겨울마다 스케이트장이 설치되었던 서울시청 앞. 초미세먼지를 비롯한 각종 오염 물질이 섞인 안개가 가득하다. ⓒ뉴시스

미세먼지 정의부터 헷갈리는 대한민국

대부분의 먼지는 0.1～10마이크로미터 사이에 분포하게 된다. 특히 0.1～1마이크로미터 범위의 초미세먼지 입자는 땅이나 바닥으로 가라앉거나 다른 입자와 서로 잘 달라붙지 않기 때문에 대기 중에 오래도록 머문다. 이 먼지가 호흡을 통해 인체에 들어오면 인체는 무방비에 가깝다.

미세먼지는 인체가 가지고 있는 방어 시스템 가운데 하나인 기관지 및 세기관지에 가득 나있는 섬모의 손길을 요리조리 잘 피해 호흡 기능의 중추인 폐의 허파꽈리에까지 이른다. 그리고 그곳에서 웅크리고 앉아 호흡, 면역 기능 등을 떨어뜨린다. 이 먼지에 만약 방사성 물질이나 중금속 등 인체에 치명적인 유해 성분이 붙어있다면 그야말로 낭패다. 따라서 미세먼지는 우리 몸에 들어오지 않게 만드는 것이 최선이다. 이를 위해서는 대기 중 미세먼지가 적도록 만드는 환경 정책과 대기 오염관리가 필요하다.

그런 측면에서 보자면 한국은 그동안 미세먼지 관리에 손을 놓다시피 했다. 빵점에 가까웠다. 미국 등 선진국에 견줘 10~20년 뒤떨어져 있다. 선진국은 마라톤 결승점에 이르렀는데 우리는 반환점 근처에도 채 미치지 못했다. 그렇다보니 학계나 선진국에서는 1~2.5마이크로미터 입자 크기를 미세먼지(fine particles)라고 하고 1마이크로미터 이하를 초미세먼지(ultra fine particles)라고 하는데 우리나라에서는 10~2.5마이크로미터 먼지를 미세먼지, 2.5마이크로미터 이하를 초미세먼지라고 부르기도 하면서 미세먼지의 정의부터 헷갈린다. 환경부 보도 자료에는 2.5마이크로미터 이하 먼지가 미세먼지와 초미세먼지로 오락가락한다.

<프레시안>도 환경부, 서울시 등의 발표와 PM 10을 기준으로 한 '미세먼지 경보' 등을 염두에 두고 10마이크로미터 이하의 먼지(PM 10)를 '미세먼지', 2.5마이크로미터 이하의 먼지(PM 2.5)를 '초미세먼지'라고 써 왔습니다. 다만 이 글에서는 필자의 지적을 존중해, 2.5마이크로미터 이하의 먼지부터 '미세먼지'로 칭합니다. <편집자>

우리나라는 1983년 크기와 관계없이 총 먼지 기준으로 대기 환경 기준을 마련해 시행해 오다 1995년에서야 10마이크로미터 이하의 먼지(PM 10)로 대기 환경 기준을 바꿨다. 미국이 1971년 총 먼지 기준으로 대기 오염을 관리하기 시작해 1987년에는 PM 10 먼지 기준으로 바꾼 것과 비교하면 12~18년 뒤늦은 것이다.

이처럼 출발이 늦었으면 열심히 뒤따라 잡아야 하는데 그렇지 못했다. 아예 따라 잡을 생각을 하지 않았는지도 모른다. 그래서 미세먼지(PM 2.5) 관리는 일반 먼지 관리보다 훨씬 굼뜨다. 미국은 1997년에 이미 관리 기준을 정해 미세먼지 대책을 세우기 시작했다. 그런데 우리는 2015년에서야 기준을 적용하려 한다. 무려 18년이나 뒤처진 것이다.

우리나라가 입자의 크기가 4백분의 1밀리미터 이하인 미세먼지(PM 2.5) 관리를 해야겠다고 마음먹은 것은 지난 2011년. 하지만 관리 기준을 정해놓고도 시행은 무려 4년 뒤인 2015년으로 미뤘다. 이유는 시행 준비에 필요한 기간 때문이라고 했다. 실은 우리나라 대기 중 실제 미세먼지 농도가 선진국 기준에 견줘 너무 높았기 때문에 단 시일 안에 그 기준을 만족하기가 어려웠기 때문이다. 그래서 아예 기준 자체도 국제 기준이나 미국 등 선진국보다 훨씬 느슨하게 만들었다. 이는 우리나라 공기의 질이 기준을 만족한다 하더라도 선진국 국민들이 초미세먼지로 인해 입는 건강 피해보다 더 심각할 수 있다는 것을 뜻한다.

우리나라 미세먼지 관리 기준은 1세제곱미터 당 24시간 평균 50마이크로그램, 연평균 25마이크로그램이다. 세계보건기구(WHO) 권고 기준인 24시간 평균 25마이크로그램, 연평균 10마이크로그램에 훨씬 못 미치는 수준이다. 미국과 일본의 24시간 평균 35마이크로그램, 연평균 15마이크로그램에 견주어 보아도 훨씬 느슨하다. 이는 우리나라 미세먼지 오염 상황이 매우 심각하다는 것을 인정하는 것과 다를 바 없다.

그리고 그 실체가 얼마 전 환경부 발표로 드러났다. 상당히 충격적인 것이어서 언론들도 이 내용을 앞 다퉈 다뤘다. 다시 한 번 그 내용을 아주 짧게 간추리면 수동 측정망이 본격 가동된 2012년의 경우 전국 전체 측정소 11개 중 절반이 넘는 6개 측정소에서 미세먼지가 앞으로 적용할 연평균 환경 기준을 초과한 것으로 나타났다는 것이다.

서울의 경우 미세먼지 연평균이 25.2로 우리 기준을 넘어섰고 뉴욕(13.9), 로스앤젤레스(17.9), 런던(16.0), 파리 (15.0) 등 세계 주요 대도시와 비교해볼 때도 최고 2배 가까이 오염된 것으로 드러났다. 광화학 스모그의 대명사로 악명을 떨친 로스앤젤레스보다 40퍼센트 가량 심하게 오염된 것이다.

▲ 세계 주요 도시 미세먼지(PM 2.5) 연평균 농도(단위 : ㎍/㎥). ⓒ환경부

환경부는 국민들이 받을 충격과 비난을 줄이기 위해 미세먼지(PM 2.5) 오염 실태 공개와 함께 2014년부터 PM 2.5 및 오존 등 예보 대상 물질과 지역을 점차 확대하고 PM 2.5를 측정할 수 있는 36개소 수동 측정망을 1년 앞당겨 2014년까지 조기에 구축하겠다고 밝혔다. 또 미세먼지로 언제든지 바뀔 수 있는 질소산화물이나 황산화물 배출 허용 기준을 20~25퍼센트 강화하겠다는 방안도 내놓았다.

미세먼지를 줄이는 것이 발등의 불로 떨어진 것이다. 이는 환경부만의 문제는 아니다. 기업, 시민 모두 관심을 가져야 할 중요한 사안이다. 미세먼지는 다양한 곳에서 다양하게 발생하기 때문이다. 공장 굴뚝이나 자동차에서 내뿜는 배기가스는 대부분의 사람들도 잘 아는 미세먼지 배출원이다. 최근 중국 등에서 날아오는 황사나 대기 오염 물질이 관련 있다는 것도 웬만한 사람에게는 상식으로 통한다.

이뿐만 아니다. 해마다, 특히 봄에 문제가 되는 산불, 대한민국 사람들이 즐겨 먹는 삼겹살 등 고기와 생선을 숯불 따위로 구울 때 나오는 연기, 논·밭두렁을 태우거나 불법 쓰레기 소각을 할 때 나오는 연기 등 일상생활에서 발생하는 양도 전체 발생량의 3분의 1가량을 차지하는 것으로 알려졌다. 굽고 태운 고기는 발암 물질 생성 등으로 직접 우리 건강에 나쁜 영향을 주지만 이처럼 미세먼지를 발생시켜 건강에 간접적으로 악영향을 주는 것이다.

미세먼지가 인체에 끼치는 악영향은 그것이 폐 깊숙이 들어간다는 이유도 있지만 미세먼지에는 타다 남은 연료, 검댕, 황화합물, 미네랄성분, 유기탄소, 미량의 중금속 등이 포함돼 있기 때문이다. 국립환경과학원 연구 결과를 보면, 수도권 미세먼지의 경우 자동차 배기가스에서 만들어지는 황산염과 질산염 그리고 중국에서 날아온 2차 생성물 등이 주요 성분인 것으로 조사됐다. 또 상대 습도가 높아지면 황산염, 질산염 등의 농도가 증가해 가시거리가 악화되는 것으로 나타났다. 추웠던 날씨가 갑자기 따뜻해질 때 상대 습도가 높아지는데 이 때 미세먼지 농도가 높아지므로 야외 활동이나 운동을 삼가야 하는 것이다.

▲ 건강 집단별 PM 2.5 인체 영향 수준. ⓒ국립환경과학원

미세먼지, 폐뿐 아니라 심혈관·뇌 기능에도 악영향

미세먼지가 폐 기능이나 호흡기 질환, 나아가 폐암과도 관련이 있다는 것은 그리 깊이 생각해보지 않아도 알 수 있다. 미세먼지는 여기서 한 걸음 더 나아가 심장과 심혈관에도 악영향을 끼친다. 미세먼지가 모세혈관을 타고 들어가 심장과 심혈관에 심각한 악영향을 준다는 것이다.

<미국의학협회지>에 발표된 연구 결과를 보면 미세먼지 농도가 1세제곱미터당 10마이크로그램 증가할 때마다 전체 사망률의 4퍼센트, 심장·폐 질환 사망률의 6퍼센트, 폐암 사망률의 8퍼센트를 각각 상승시키는 것으로 나타났다. 미국에서는 미세먼지 때문에 지난 2000년 이후 해마다 2만2000명~5만2000명이 숨지는 것으로 추정됐다.

유럽에서도 지난 2005년 미세먼지가 37만 명 이상의 조기 사망에 기여한 것으로 나타났다는 분석 연구가 나왔다. 우리나라에서는 미세먼지를 10∼30퍼센트 줄이면 수도권 지역의 관련 질환 사망자 수가 해마다 40∼120명 줄어들고 심장 및 호흡기 질환도 연간 2800∼8300건 줄일 수 있다고 전망하는 연구가 발표됐다.

한편, 세브란스병원 정보영 교수팀은 쥐를 대상으로 강제적으로 다량의 미세먼지를 혈관 속에 강제 투입한 결과 심장 박동이 불규칙한 부정맥이 발생했다는 연구 결과를 내놓았다. 그는 미세먼지가 세포와 닿으면 세포를 손상시키고 세포 대사 이상을 유발하는 산화 스트레스를 발생시키는데 이는 세포 속에 칼슘이 과도하게 많아지는 등 칼슘 대사 장애가 발생하기 때문이라고 설명했다. 이것이 사람에게도 적용된다면 미세먼지가 많은 날에는 절대로 조깅하거나 마라톤을 하는 등 야외 운동을 해서는 안 되겠다는 생각이 든다. 하지만 우리 주변에는 미세먼지가 높은 날에도 열심히 걷고 뛰는 사람들을 심심찮게 볼 수 있다.

인체는 종족 번식과 생명 유지를 위해 태아와 산모를 연결하는 태반과 혈액이 뇌로 들어가는 길목에 웬만한 유해 물질은 통과하지 못하도록 하는 장벽을 갖췄다. 하지만 미세먼지, 특히 초미세먼지는 이런 인체가 오랜 진화 끝에 갖춘 최후의 장벽마저 무너뜨릴 가능성이 있다는 연구들이 속속 나오고 있다. 국내 한 연구진은 미세먼지 오염이 심한 지역에서 태어나 자란 아기일수록 말하기, 듣기 등 인지 능력과 동작이 떨어진다는 사실을 밝혀내고 미세먼지 속 유해 물질이 태반을 통해 태아의 뇌 성장·발달을 저해했기 때문으로 추정했다.

이뿐만 아니라 최근에는 미세먼지가 뇌에도 영향을 준다는 연구 결과가 보고되고 있다. 국내 한 연구진은 미세먼지가 혈액이 뇌 조직으로 들어갈 때 유해 물질을 걸러내는 뇌 장벽을 뚫고 침투해 염증 반응을 일으켜 혈전(피떡)이 생기게 만듦으로써 뇌졸중을 유발할 수 있다는 연구 결과를 내놓았다. 이 연구는 쥐를 대상을 한 것이어서 아직 사람에게 직접 적용하기에는 무리지만 관심을 가져야 할 부분이다.

또 외국의 한 연구에서는 미세먼지가 치매와 관련이 있을 수 있다는 결과가 나왔다. 미세먼지 농도가 높은 곳에 사는 사람일수록 뇌 인지 기능 퇴화 속도가 빠르게 나타났다는 것이다. 이는 다시 말해 치매에 걸릴 위험성이 그만큼 높아진다는 것이다. 나이가 들수록 공기가 깨끗한 곳에 살아야 된다는 생각을 갖게 만드는 대목이다.

이제 먼지는 단지 성가신 존재가 아니다. 당신의 건강에 비수를 들이대는 무서운 존재다. 미세먼지의 습격으로부터 당신의 건강을 지키기 위해서는 정부의 미세먼지 관리 대책이 하루빨리 강화돼야 한다. 그리고 당분간 올바른 생활습관을 길러 미세먼지 공화국에서 살아남아야 한다.

▲ 전 세계 미세먼지 오염도를 한 눈에 볼 수 있는 그래픽. 중국 쪽에 짙은 갈색이 보인다. 회색은 모래 사막 지대. ⓒwikipedia.org

'미세먼지 공화국'에서 올바로 생활하기

- 일기 예보, 특히 먼지 예보에 관심을 둔다.
- 미세먼지가 많은 날, 황사가 있는 날이나 시정거리가 짧은 날에는 야외 활동과 운동을 삼간다.
- 함부로 비닐이나 나무, 쓰레기 등을 태우지 않는다.
- 산불이 생기지 않도록 흡연을 삼가고 담배꽁초를 함부로 버리지 않는다.
- 식당이나 집에서 고기나 생선을 태우거나 구워 먹는 것을 삼간다.
- 집에서 난로를 피우거나 고기 등을 구워먹을 때 환기를 충분히 한다.
- 자동차보다는 BMW(버스 또는 자전거, 지하철, 걷기)를!
- 자동차는 연비가 높고 친환경 모델을 고른다.
- 공기가 깨끗한 곳에 집을 마련해 생활한다(특히 노약자와 심장 폐 질환이 있는 사람).
- 흡연자는 금연하고 흡연자 주변 사람들은 간접 흡연에 유의한다.