대기 오염 입자: 작을수록 더 치명적

Ki-Hyun Kim
2021년 8월 19일
3분 분량

원문 링크 : https://www.theearthandi.org/post/air-pollution-particles-more-deadly-the-smaller-they-get

©스틸_포토그래피/픽사베이

세계 대기 오염은 우리의 가장 심각한 세계적 건강 위협 중 하나입니다. 매년 700만 명이 대기 오염의 영향으로 사망하고, 세계보건기구에 따르면, 세계 인구 10명 중 9명은 안전하지 않은 수준의 오염 물질이 포함된 공기를 마시고 있습니다.

인공적인 대기 오염원은 다양한 입자와 가스로 대기를 가득 채웁니다. 중공업, 운송, 화석 연료 연소 등 인간 활동은 종종 독성 오염 물질을 생태계, 토양, 물, 식품 사슬에 방출합니다.

미세먼지(PM)에 노출되는 것은 대기 오염과 관련된 건강 위험의 주요 원인으로 간주됩니다. 한 연구에 따르면 미국에서 실내와 실외 모두 PM 노출로 인한 사망자는 1년에 230,000명에서 300,000명으로 추산되었습니다 .

오염은 장기간에 걸쳐 먼 거리를 이동할 수 있습니다. 이는 특정 오염원을 식별하고 개별 오염 물질의 인간 건강 영향을 분리하는 것을 어렵게 만듭니다.

PM은 다양한 물질로 구성될 수 있습니다. 배기가스, 아스팔트 입자, 미생물, 알레르기 유발 물질 등 PM은 인공적, 자연적 공급원에서 나옵니다.

©anankkml/envato

브레이크와 타이어와 같은 차량 구성품의 마모와 도로 먼지의 교반 또는 현탁에서 비롯되는 PM의 교통은 주요 소스 입니다 포함되어 있는 반면 브레이크와 타이어의 입자에는 구리, 안티몬, 납, 카드뮴 및 아연과 같은 금속이 포함될 수 있습니다.자동차 부품(예: 브레이크 및 타이어)의 마모와 도로 먼지의 교반 또는 현탁으로 인해 발생하는 PM의 일종입니다. 포장 도로 마모로 생성되는 무기 입자에는 실리콘, 알루미늄, 칼륨, 나트륨 및 칼슘이 포함되어 있는 반면, 브레이크 및 타이어의 입자에는 구리, 안티몬, 납, 카드뮴 및 아연과 같은 금속이 포함될 수 있습니다.

PM 노출 강도는 배출 농도, 날씨( 건조) 등의 여러 요인의 조합에 의해 영향을 받습니다. 하면 먼지가 많아짐), 계절, 지형(계곡은 오염 함정이 될 수 있음) 및 학교 교실과 같은 미세 환경 등 여러 요인의 영향을 받습니다 .먼지가 더 많아진다는 뜻), 계절, 지형(계곡은 오염의 함정이 될 수 있음), 학교 교실과 같은 미세 환경 등의 영향을 받습니다.

거친 입자는 빠르게 가라앉고 기관(목 위쪽)이나 기관지에 머무르는 경향이 있습니다. 흡입하면 거친 PM은 처음에 코나 목에 모이고, 때로는 신체가 반응하여 재채기와 기침을 통해 침입자를 배출합니다.

일반적으로 건강에 가장 큰 영향을 미치는 입자는 직경이 10마이크로미터 미만 (인간 머리카락 폭보다 작음)인 것으로 알려져 있습니다. 5~10마이크로미터 범위의 PM은 기관지 나무에 침전될 가능성이 가장 높고, 크기가 더 작은(1~5마이크로미터) 입자는 가스 교환이 일어나는 호흡 기관지와 폐포에 침전되는 경향이 있습니다.

1마이크로미터보다 작은 입자는 기체 분자와 비슷한 방식으로 작동하며 확산에 의해 힘을 얻어 폐포까지 침투한 후, 그곳에서 더 깊은 세포 조직과 순환계로 이동합니다.

PM2.5 노출과 침투는 어떤 질병을 유발합니까?

PM에 노출되면 폐 기능 저하, 만성 호흡기 및 심혈관 질환 악화 등 다양한 호흡기 증상에 대한 치료가 필요한 건강 문제가 발생할 수 있으며, 이는 모두 조기 사망으로 이어질 수 있습니다. PM 노출과 관련된 가벼운 호흡기 증상과 문제로는 호흡 곤란, 흉부 불편감 및 통증, 기침 및 천명이 있습니다. 미국 전국 역학 연구에서 비만 및 민족성과 같은 다른 위험 요소를 조정한 후 성인 당뇨병과 PM 노출 사이에 강력하고 일관된 상관 관계가 있음을 발견했습니다.

©Wavebreakmedia/envato

PM 노출은 어린이에게 어떤 영향을 미치나요?

과학적 연구 결과에 따르면 높은 수준의 입자에 노출되면 저체중 출산, 조산, 심지어 태아 및 유아 사망률을 포함한 출산 결과가 나쁠 수 있습니다. PM에 노출되면 폐 기능의 가역적 감소, 폐 성장 속도 감소, 장기적 폐 기능 약화를 포함하여 어린이의 폐 발달에 영향을 미치는 것으로 보고되었습니다.

어린이가 24시간 동안 과도한 수준의 PM에 노출되면 호흡기 증상, 천식 약물 사용 및 폐 기능 저하를 경험할 위험이 상당히 높아집니다. 2014년 연구에 따르면 과달루페의 천식 어린이는 사하라 사막 먼지의 PM 오염 물질로 인해 응급실을 방문할 위험이 더 높은 것으로 나타났습니다. 메릴랜드주 이스트 볼티모어의 2~6세 주로 아프리카계 미국인 어린이를 대상으로 한 연구에서 PM 노출과 천식 증상 악화 사이에 연관성이 있는 것으로 나타났습니다.

노인들은 어떤가?

PM 노출이 노인의 심장마비로 인한 입원 위험 증가와 울혈성 심부전 악화와 관련이 있다는 것은 잘 알려진 사실입니다. 한 연구에 따르면 PM 수치 상승과 혈장 점도 증가, 염증 마커, 내피(심장을 덮고 있는 얇은 막) 기능 장애, 심장의 자율신경 조절 변화 사이에 연관성이 있을 수 있다고 합니다. 게다가 PM이 대부분의 심혈관 질환을 유발하는 상태(죽상경화 진행)를 시작하고 촉진하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 관찰 되었습니다.

로스앤젤레스에서 두 임상 시험에 참여한 798명의 참가자의 데이터를 사용한 패널 연구 에서 PM 증가가 경동맥 내벽 두께 증가와 관련이 있는 것으로 나타났으며, 이는 혈전증으로 이어질 수 있는 상태입니다. 보스턴 거주자를 대상으로 한 설문 조사를 기반으로 한 또 다른 연구 에서는 PM 노출로 인해 뇌의 미주신경의 긴장도가 감소하고 심박수 변동성도 감소하는 것으로 나타났습니다.

공기 질의 효과적인 관리가 중요합니다

비교적 낮은 농도에서도 대기 오염의 건강 부담이 상당하다는 대중의 인식이 커지고 있습니다. 따라서 건강 위험을 최소화하기 위해 효과적인 대기 질 관리가 필요합니다.

이 기사는 2020년에 개최된 제26회 국제과학통일대회에서 저자가 발표한 원래 발표 내용을 바탕으로 작성되었습니다.

*Ki-Hyun Kim, Ph.D., is a distinguished professor of the Department of Civil & Environmental Engineering at Hanyang University in Seoul, South Korea. He has published more than 850 articles in leading scientific journals, including Chemical Society Reviews and Progress in Materials Sciences.