KEI 연구보고서 2016-16 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 농도반응함수의국내표준안을중심으로 하종식외
연구진연구책임자하종식 ( 한국환경정책 평가연구원연구위원 ) 참여연구원최영웅 ( 한국환경정책 평가연구원전문연구원 ) 송지윤 ( 한국환경정책 평가연구원연구원 ) 정옥진 ( 한국환경정책 평가연구원연구원 ) 양태경 ( 한국환경정책 평가연구원연구원 ) 산학연정연구자문위원문난경 ( 한국환경정책 평가연구원선임연구위원 ) 신용승 ( 한국환경정책 평가연구원선임연구위원 ) 신호성 ( 원광대학교교수 ) 임호주 ( 환경부환경보건정책과사무관 ) 장임석 ( 국립환경과학원연구관 ) c 2016 한국환경정책 평가연구원발행인박광국발행처한국환경정책 평가연구원 (30147) 세종특별자치시시청대로 370 세종국책연구단지과학 인프라동전화 044-415-7777 팩스 044-415-7799 http://www.kei.re.kr 인쇄 2016 년 12월 26일발행 2016 년 12월 31일등록제17-254호 (1998년 1월 30일 ) ISBN 979-11-5980-072-6 93530 이보고서를인용및활용시아래와같이출처를표시해주십시오. 하종식외 (2016), 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 : 농도반응함수의국내표준안을중심으로, 한국환경정책 평가연구원. 값 9,000 원
서언 국내외로기후및대기위험요인노출로인한건강피해의국민적관심과우려가증가하고있습니다. 이와더불어환경정책은이미건강위해성정도에근거하여수립되고있습니다. 여기에서건강위해성평가는환경위험요인으로인한건강피해를정확히진단하기위한기본적인방법론이라고할수있습니다. 하지만건강위해성평가를위한국내농도반응함수의기준이제시되지않아, 평가결과에대한국민혼란이증가하고, 나아가환경정책의필요성에대한근거까지위협하고있습니다. 이러한상황에서보다명확하고효과적인환경정책을수립 설계하기위해서는표준화된건강위해성평가의활용이요구된다하겠습니다. 본연구의목적은기후 대기노출로인한건강위해성정도를합리적인수준에서산출하는건강위해성평가의농도반응함수국내표준안을마련하고, 이를시범적용해보는것입니다. 표준안마련에있어해외선진국에서의평가방법및국내연구현황을고려하여국내적용활용성을높였으며, 정책적활용시신뢰성있고명확한사용을위해해석등의활용방안을제시하였습니다. 끝으로연구를맡아수행해주신본연구원의하종식박사, 연구진으로참여한송지윤, 최영웅, 정옥진, 양태경연구원의노고에감사를드립니다. 그리고바쁘신가운데도자문과조언을해주신환경부임호주사무관, 국립환경과학원장임석연구관, 원광대학교신호성교수, 그리고본원의문난경박사, 신용승박사께도진심으로감사의말씀을전합니다. 2016 년 12 월 한국환경정책 평가연구원 원장박광국
국문요약 기후변화와대기오염으로인한건강피해를정량화하기위한건강위해성평가는보다효율적이고효과적인정책을수립하는데있어필수적인방법론이다. 이미건강위해성평가는해외선진국들에서기후 대기환경정책수립시에적극활용되고있으며, 국내에서도 2차수도권대기환경관리기본계획 (2015-2024) 등을수립하는데참조되고있다. 하지만건강위해성이기후 대기환경정책수립에있어근거로활용됨에도불구하고, 국내의경우에이를위한평가표준안은부재한실정이다. 특히건강위해성평가에필수요소인농도반응함수의국내평가표준안부재는평가결과에대한국민혼란을가중시킬수있을뿐만아니라관련한기후 대기환경정책필요성에대한근거마저도위협한다. 본연구의목적은기후 대기노출로인한건강위해성정도를합리적인수준에서산출하는건강위해성평가의농도반응함수국내표준안을마련하고, 이를시범적용해보는것이다. 농도반응함수표준안마련은해외선진국에서의평가방법및국내연구현황을고려하여국내활용성개선을소기의목표로하였으며, 이에건강위해성평가개념및기후 대기환경정책적용현황조사, 건강위해성평가방법론분석, 그리고농도반응함수국내표준안개발과시범적용이라는 3가지사항을중심으로연구를추진하였다. 본보고서의장별주요내용은아래와같다. 보고서 2장에서는건강위해성평가의개념과본연구에서의범위, 기후 대기환경정책에서의활용, 그리고이를통한평가방법론에있어활용상의문제점개선사항등시사점을다루었다. 3장에서는건강위해성평가방법론에대한세부적인내용으로서관련통계모형, 모수, 그리고방법론의불확실성을조사하여서술하였다. 특히역학연구에서건강위해성평가의핵심요소중하나로볼수있는건강영향함수및 CR함수를추정하기위한 4가지통계모형들의이론적배경및논리적구조를기술하였으며, 이를기반으로건강영향평가결과물의의미등을정리 서술하였다. 건강위해성평가의불확실성평가에서는방법론차원의불확
실성과과거연구수행상의불확실성을조사 정리하여본연구에서제안할농도반응함수의표준안개발방향에참조하였다. 4장에서는농도반응함수의국내표준안개발을위한체계적문헌고찰과농도반응함수의주요특성을분석하였으며, 연구의주요결과로국내표준안을제시하였다. 문헌조사의총대상기간은 1980년부터 2015년까지로설정하였고, 체계적문헌고찰을통해총 102건의학술논문데이터베이스 (DB) 를구축하였으며, 정형화된논문선택과정에따라최종표준안에활용된 36건의논문을선정하였다. 이과정에서농도반응함수의주요특성을대기오염물질별, 노출특성별, 그리고건강영향별항목으로구분하여 DB를구축하였으며, 가능한범위내에서농도반응함수에대한메타분석을실시하였다. 분석결과를기반으로국내표준안제시를위한국내농도반응함수를통합및선정하였고, 이에대한정책적활용방안을제시함과더불어시범분석을실시하였다. 이번연구는건강위해성평가의국내농도반응함수표준안제안과정책적활용방안사항만으로도그의미가있다. 덧붙여이번연구를수행하면서국내과거건강위해성평가연구보고서를비교 정리하였으며, 국내역학연구를정리하였다. 이를근거로건강위해성평가를기후 대기환경과관련한세부적인정책도구로활용함에있어추가연구및대기오염관련국내역학연구의방향에대해제언하였다. 주제어 : 건강위해성평가, 농도반응함수, 표준안, 기후 대기환경정책
차례 제 1 장서론 1 1. 배경및목적 1 2. 내용및절차 4 제2장건강위해성평가와기후 대기환경정책 6 1. 건강위해성평가정의 6 가. 일반적인개념 6 나. 방법론적구분과본연구에서의개념정의 8 2. 기후 대기환경정책에의활용 13 가. 미국 EPA의 Clean Air Act 비용- 편익분석 13 나. 대기환경관리계획수립 14 다. 향후활용가능정책 16 3. 시사점 20 제3장건강위해성평가방법론분석 21 1. 건강위해성평가방법론 21 가. 건강위해성평가와건강영향함수 21 나. 해외농도반응함수현황 30 2. 건강위해성평가의불확실성 36 가. 방법론차원의불확실성 36 나. 국내건강위해성평가연구에서의불확실성 41 제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 54 1. 표준안개발을위한분석 55
가. 체계적문헌고찰 55 나. 농도반응함수주요특성분석 57 다. 농도반응함수에대한메타분석 71 라. 국내외농도반응함수비교 81 2. 농도반응함수표준안 97 가. 표준안활용 97 나. 농도반응함수표준안가이드라인 101 3. 시범적용 102 가. 계획 102 나. 시범적용을위한 DB 구축 103 다. 시범적용결과 112 라. 과거연구와의비교 116 제 5 장요약및제언 119 참고문헌 123 부록 127 부록 Ⅰ. 대기오염의건강위해성평가-일반원리 (WHO 보고서 ) 129 부록 Ⅱ. 건강위해성평가에활용된해외농도반응함수 154 부록 Ⅲ. 표준안도출시문헌고찰에활용된논문 36개목록 172 부록 Ⅳ. 건강위해성평가의농도반응함수국내표준 176 Abstract 203
표차례 < 표 2-1> 대기오염이건강에미치는영향과관련한역학적연구및독성학적연구의특성 8 < 표 2-2> 독성학연구에기반한건강위해성평가사례 10 < 표 2-3> 건강위해성평가방법별특성 11 < 표 2-4> 2차수도권대기환경관리기본계획 비전및목표 15 < 표 2-5> 2차수도권대기환경관리기본계획 인체피해저감효과 15 < 표 2-6> 건강영향평가내용및방법-정량적평가방법 19 < 표 3-1> 역학연구의통계모형에따른 CR함수추정방식과건강영향함수 22 < 표 3-2> 대기오염으로인한사망영향의형태 29 < 표 3-3> EPA BenMAP에활용된 CR함수현황 31 < 표 3-4> WHO의 HRAPIE에활용된 CR함수현황 32 < 표 3-5> GBD 산출시에활용된 CR함수현황 33 < 표 3-6> EC의 Aphekom 사업에활용된 CR함수현황 34 < 표 3-7> 해외건강위해성평가에서활용된 CR함수현황 34 < 표 3-8> Knol 외 (2009) 의환경성질병부담에대한불확실성평가체계 42 < 표 3-9> 국내건강위해성평가연구의체계적불확실성평가요인 43 < 표 3-10> 국내건강위해성평가연구보고서불확실성평가대상 44 < 표 3-11> 경기개발연구원 (2003) 연구의불확실성평가결과 45 < 표 3-12> 경기개발연구원 (2003) 보고서의건강영향함수및 CR함수 46 < 표 3-13> 환경부 (2007) 연구의불확실성평가결과 47 < 표 3-14> 환경부 (2012) 연구의불확실성평가결과 48 < 표 3-15> 시흥환경기술개발센터 (2012) 연구의불확실성평가결과 49 < 표 3-16> 환경부 (2013) 연구의불확실성평가결과 50 < 표 3-17> 국내건강위해성평가연구의문맥상불확실성평가결과 51 < 표 3-18> 국내건강위해성평가연구의모형구조의불확실성평가결과 52
< 표 3-19> 국내건강위해성평가연구의입력자료의불확실성평가결과 53 < 표 4-1> 문헌검색데이터베이스 55 < 표 4-2> 문헌검색키워드 56 < 표 4-3> 1차적인학술논문 DB 구축결과 57 < 표 4-4> 본연구에서 CR함수정리항목 57 < 표 4-5> CR함수특성분석기준 59 < 표 4-6> 국내대기오염물질별주요건강영향의 CR함수현황 60 < 표 4-7> PM10의단기전체원인사망관련 CR함수 61 < 표 4-8> PM10의단기심혈관계사망관련 CR함수 62 < 표 4-9> PM10의단기호흡기계사망관련 CR함수 63 < 표 4-10> PM10 단기노출의기타건강영향관련 CR함수 64 < 표 4-11> PM10 장기노출의건강영향관련 CR함수 65 < 표 4-12> O 3 의단기전체원인사망관련 CR함수 66 < 표 4-13> O 3 의단기심혈관계사망관련 CR함수 67 < 표 4-14> O 3 의단기호흡기계사망관련 CR함수 67 < 표 4-15> O 3 단기노출의입원건강영향관련 CR함수 68 < 표 4-16> O 3 단기노출의기타 ( 응급실, 상병, 결석 ) 건강영향관련 CR함수 69 < 표 4-17> PM2.5 단기노출의건강영향관련 CR함수 70 < 표 4-18> PM2.5 장기노출의건강영향관련 CR함수 70 < 표 4-19> PM10의단기전체원인사망의 CR함수메타분석대상 73 < 표 4-20> PM10 단기노출로인한사망영향의메타분석결과 77 < 표 4-21> O 3 단기노출로인한사망영향의메타분석결과 79 < 표 4-22> O 3 단기노출로인한기타건강영향의메타분석결과 80 < 표 4-23> PM2.5 단기노출로인한사망영향의메타분석결과 81 < 표 4-24> 국내역학연구를바탕으로선정한 PM10 CR함수 81 < 표 4-25> 국내역학연구를바탕으로선정한 O 3 CR함수 82 < 표 4-26> 국내역학연구를바탕으로선정한 PM2.5 CR함수 83 < 표 4-27> PM10 단기노출로인한사망의 CR함수 87
< 표 4-28> PM10 단기노출로인한입원의 CR함수 88 < 표 4-29> O 3 단기노출로인한사망의 CR함수 89 < 표 4-30> O 3 단기노출로인한입원의 CR함수 90 < 표 4-31> O 3 단기노출로인해입원한노인부문 CR함수목록 90 < 표 4-32> O 3 장기노출로인한사망의 CR함수 91 < 표 4-33> O 3 장기노출로인한사망중호흡기계문제로사망한성인관련 CR함수 92 < 표 4-34> PM2.5 단기노출로인한사망의 CR함수 93 < 표 4-35> PM2.5 단기노출로인한입원의 CR함수 94 < 표 4-36> PM2.5 단기노출로인한입원의심혈관계관련 CR함수 94 < 표 4-37> PM2.5 단기노출로인한입원의호흡기계관련 CR함수 94 < 표 4-38> PM2.5 장기노출로인한사망의 CR함수 95 < 표 4-39> PM2.5 장기노출로인한사망의전체원인관련 CR함수 96 < 표 4-40> PM2.5 장기노출로인한사망의심혈관계관련 CR함수 96 < 표 4-41> CR함수표준안활용등급및정책적활용 97 < 표 4-42> CR함수를활용한산출결과물의해석과활용 99 < 표 4-43> 본연구의 CR함수표준안 100 < 표 4-44> 시범적용을위한 CR함수 102 < 표 4-45> 시범적용을위한 2010~2015 년분석자료현황 104 < 표 4-46> 2010~2015 년수도권분석자료요약 112 < 표 4-47> 수도권연도별 PM10 노출로인한조기사망자및조기사망부담 113 < 표 4-48> 수도권연도별 O 3 노출로인한조기사망자및조기사망부담 114 < 표 4-49> 수도권 PM2.5 노출로인한조기사망자및조기사망부담 115 < 표 4-50> 수도권 PM2.5 노출로인한 30세이상인구의조기사망자및조기사망부담 116 < 표 4-51> 국내대기오염으로인한조기사망자수산출결과비교 118
그림차례 < 그림 1-1> 기후 대기와건강영향과의관계언론보도사례 1 < 그림 1-2> 연구내용및방법 4 < 그림 2-1> 건강위해성평가와위해성관리 8 < 그림 2-2> 역학연구에기반한건강위해성평가의사례 10 < 그림 2-3> WHO 대기오염관련건강위해성평가보고서표지및방법론 12 < 그림 2-4> 대기청정법비용-편익분석절차 14 < 그림 2-5> ExternE의영향경로접근에근거한온실가스저감정책의비용-편익사례 17 < 그림 3-1> 건강영향함수에근거한대기오염노출에따른건강영향정도 22 < 그림 3-2> EPA의 PM2.5에대한 CR함수대체에따른민감도분석결과 39 < 그림 3-3> EPA의오존에대한 CR함수대체에따른민감도분석결과 40 < 그림 4-1> 본연구의 CR함수제안과정 54 < 그림 4-2> 국내역학연구의 CR함수 DB화 58 < 그림 4-3> 문헌고찰시분석논문선택과정 59 < 그림 4-4> PM10 단기노출전체원인사망의전연령연구대상의깔때기그림 74 < 그림 4-5> PM10 단기노출전체원인사망의전연령의 CR함수추정치 75 < 그림 4-6> PM10 단기노출로인한전체원인사망메타분석결과 76 < 그림 4-7> PM10 단기노출로인한심혈관계사망메타분석결과 77 < 그림 4-8> PM10 단기노출로인한호흡기계사망메타분석결과 77 < 그림 4-9> O 3 단기노출로인한사망메타분석결과 78 < 그림 4-10> O 3 단기노출로인한기타건강영향메타분석결과 79 < 그림 4-11> PM2.5 단기노출로인한사망영향메타분석결과 80 < 그림 4-12> 국내역학연구의 CR함수선정과해외사례현황 (PM10 및 O 3 ) 84 < 그림 4-13> 국내역학연구의 CR함수선정과해외사례현황 (PM2.5) 85 < 그림 4-14> 정책적목적의국내외 CR함수선정방향 86
< 그림 4-15> PM10 단기노출로인한사망의 CR함수 87 < 그림 4-16> PM10 단기노출로인한입원의 CR함수 88 < 그림 4-17> O 3 단기노출로인한사망의 CR함수 89 < 그림 4-18> O 3 단기노출로인한입원의 CR함수 91 < 그림 4-19> O 3 장기노출로인한사망의 CR함수 92 < 그림 4-20> PM2.5 단기노출로인한사망의 CR함수 93 < 그림 4-21> PM2.5 단기노출로인한입원의 CR함수 95 < 그림 4-22> PM2.5 장기노출로인한사망의 CR함수 96 < 그림 4-23> 대기오염의건강위해성평가를위한 CR함수표준안목차 101 < 그림 4-24> 본연구에서의지역사회건강위해도산출시범적용절차 102 < 그림 4-25> 미국 EPA BenMAP 103 < 그림 4-26> 2010~2015 년수도권 PM10 농도 105 < 그림 4-27> 2010~2015 년수도권 O 3 농도 106 < 그림 4-28> 2015년수도권 PM2.5 농도 107 < 그림 4-29> 2010~2015 년수도권인구 108 < 그림 4-30> 2015년수도권인구 (30세이상 ) 109 < 그림 4-31> 2010~2015 년수도권전체원인사망률 110 < 그림 4-32> 2015년수도권전체원인사망률 (30세이상 ) 111 < 그림 4-33> 수도권연도별 PM10 노출로인한전체원인조기사망자수 112 < 그림 4-34> 수도권연도별 O 3 노출로인한전체원인조기사망자수 113 < 그림 4-35> 수도권 2015년도 PM2.5 노출로인한전체원인조기사망자수 114 < 그림 4-36> 수도권 2015년도 PM2.5 노출로인한전체원인조기사망자수 (30세이상 ) 115
제 1 장서론 1 제 1 장 서론 1. 배경및목적 환경정책에있어건강위해성 (Health Risk) 은더욱강조되고있다. 환경관련언론보도및계획된정책들은건강위해성에바탕을두고있는데, 이들대부분은환경위험요인이개인건강에있어비자발적인영향요인이므로국민전체의건강위해성에근거한국가차원의대응책이필요하다고주장하고있다. 자료 : 좌측상단부터시계열순, 조선일보 2009.9.11. 12 면, 2015.10.9. 14 면, 2015.10.23. 6 면 < 그림 1-1> 기후 대기와건강영향과의관계언론보도사례
2 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 그림 1-1> 은조선일보보도사례로, 최근환경관련언론보도는봄철미세먼지, 기후변화로인한기상이변발생및피해등국민건강에미치는영향과관련정책의필요성에대한것이주요내용을이룬다. 즉, 환경과관련한국민의관심은수용체중심의 (receptor-oriented) 환경정책으로서, 기존의매체중심이었던오염원관리등의환경정책이지역사회인간의오염원노출과이로인한실질적인건강영향중심으로변화되었다고할수있다. 해외선진국의경우, 건강위해성평가는이미기후 대기환경정책수립시에적극활용되고있다. 미국환경보호청 (Environment Protection Agency: EPA) 은 5년마다국가대기환경기준 (National Ambient Air Quality Standard) 설정과정에서위험 노출평가 (Risk and Exposure Assessment) 를실시하여건강위해성을고려하도록하고있으며, 1) 주 (States) 별기후및에너지프로그램의일환인 대기질, 온실가스및공중보건편익평가 (Assessing Air Quality, Greenhouse Gas, and Public Health Benefits) 를통해건강위해성에근거한온실가스저감정책을수립하고있다. 2) 즉, 건강위해성평가는국가의기후 대기환경정책수립시에이미기준으로활용되고있다고할수있다. 하지만건강위해성이기후 대기환경정책수립에있어근거로활용됨에도불구하고, 국내의경우이를위한평가표준안이부재한실정이다. 국내평가표준안의부재는평가결과에대한국민혼란을가중할뿐만아니라관련한기후 대기환경정책필요성에대한근거마저도위협할수있다. 실제로 2차수도권대기환경관리기본계획 (2015-2024) 수립과관련하여 2010년미세먼지로인한조기사망자수를연간약 1만명으로추정한바있는데, 3) 유사연구에서는그피해규모가 10% 수준인약 1,000 명으로제시되어 4) 국민혼란을야기할소지가있었다. 이와더불어대기오염으로인한건강위해성평가를수행한다수의연구들 5) 은건강위해성평가표준안의필요성을강조하였으며, 이를향후연구과제로제안하고있다. 결국건강 1) EPA(2011a). 2) EPA(2011c). 3) 환경부 (2013a). 4) 하종식외 (2013). 5) 환경부 (2013); 하종식외 (2013); Ha, J.(2015).
제 1 장서론 3 위해성평가의국내표준안개발은기후 대기환경정책수립 이행의시작점이라고해도과언이아닐것이다. 건강위해성평가를협의의개념인건강영향의정량화로할때, 건강영향의정량화에필요한위험요인에의노출수준, 인구집단의건강수준등과비교하여농도반응함수의불확실성이가장높다. 농도반응함수는특정건강결과에대한역학연구에근거하는데, 새로운과학적근거가정립되면새롭게정립될수있다. 그런데이러한농도반응함수는대기오염물질의농도, 화학적조성, 기본적인건강수준등에따라서지역마다다를수있다. 이에국내건강위해성평가에활용하기위해서는농도반응함수에대한국내표준안이필요하다. 본연구의목적은기후 대기노출로인한건강위해성정도를합리적인수준에서산출하는건강위해성평가의농도반응함수국내표준안을마련하고이를시범적용해보는것이다. 여기에서합리적인수준이란과학적근거를바탕으로전문가들이합당하다고판단하는수준으로정의하였으며, 이는절대적인관점에서의표준안마련이불가능하기에정책적활용차원의표준안개발을의도한것이다.
4 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 2. 내용및절차 < 그림 1-2> 는본연구의내용및주요내용을도식화한것이다. 연구의목적은해외선진국에서의평가방법및국내연구현황을고려하여기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가표준안을국내적용활용성이높도록제시하는것이다. 이에건강위해성평가와기후 대기환경정책, 건강위해성평가방법론분석, 그리고농도반응함수국내표준안과시범적용이라는 3가지사항을중심으로연구를추진하였다. 자료 : 저자작성. < 그림 1-2> 연구내용및방법 첫째, 건강위해성평가와기후 대기환경정책부문에서는건강위해성평가의개념과본연구에서의범위, 환경정책에서의활용, 그리고이를통한평가방법론에있어활용상의문제점및개선방향등시사점을다루었다. 이부문에서의시사점은본연구의구체화된연구배경으로서이번연구에서다루는건강위해성평가의국내표준안개발에대한필요성및표준안개발사항과연결된다.
제 1 장서론 5 둘째, 건강위해성평가방법론분석부문에서는건강위해성평가방법론에대한세부적인내용으로서관련역학연구및통계모형등을다루었다. 이에더하여세부방법론에대한불확실성과실제적용사례에서의불확실성을다루었다. 여기서세부방법론및적용사례에대한불확실성은이번연구에서다루는건강위해성평가의국내표준안개발시필요한주요고려사항과연결된다. 셋째, 농도반응함수의국내표준안과시범적용부문에서는농도반응함수의국내표준안개발을위한체계적문헌고찰, 농도반응함수관련주요사항들, 그리고이를활용한국내표준안및시범사례의내용을다루었다. 여기에서농도반응함수는건강위해성평가표준안의핵심내용으로서이번연구에서평가표준안의세부내용으로구체화하여진행하였다. 최종적으로농도반응함수의국내표준안및시범적용내용은이번연구의주요결과물이라할수있다. 본연구의보고서는전체 5개의장 (chapter) 으로구성하였으며, 앞서언급한주요연구내용은차례로각각 2장, 3장, 4장으로구성하였다. 마지막으로 5장에서는이번연구의주요연구결과물을재차요약하였으며, 연구결과물의정책적활용및향후개선방향에대한내용으로구성하였다.
6 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 제 2 장 건강위해성평가와기후 대기환경정책 본장에서는건강위해성평가의개념과본연구에서의범위, 환경정책에서의활용, 그리고이를통한평가방법론에있어활용상의문제점및개선사항등시사점을다루었다. 여기서시사점은본연구의구체화된연구배경으로서이번연구에서다루는건강위해성평가의국내표준안개발에대한필요성및표준안개발사항과연결된다. 1. 건강위해성평가정의 가. 일반적인개념 건강위해성 (Health Risk) 은 특정위험으로정의된상황과노출에서발생할수있는건강영향의가능성또는확률 을의미한다. 6) 건강위해성평가 (Health Risk Assessment) 는이러한건강위해성을정량화하기위한과정이다. 이와관련하여미국 EPA는건강위해성평가를 개인과생태계에노출되어유해 (Harm) 를야기할가능성이있는환경위험에대해정의하기위해자료를분석하는과정 으로정의하였으며, 7) 세계보건기구 (WHO: World Health Organization) 에서는 현재또는미래에오염된환경매체의화학물질에노출되는인간의건강영향의특성과가능성을추정하는것 으로정의하였다. 8) 6) WHO(2013). 7) NRC(1983). 8) WHO(2013).
제 2 장건강위해성평가와기후 대기환경정책 7 건강위해성평가는현대산업사회의부산물로인한오염문제가사회문제로대두되기시작한 1970년대부터주목받기시작하였다. 당시비닐클로라이드 (Vinyl Chloride) 에의집단노출에따른위해성평가가이루어졌고, 9) 발암물질의건강위험및경제적영향을평가하기위한가이드라인이제시되었다. 10) 이후안전한환경을확보하기위한사전주의적차원에의접근 (Principle of Precautionary Approach) 이이루어지면서건강위해성평가는학문적 제도적측면에서대두되었다. 이러한건강위해성평가는질병을예방하고건강한삶을유지하기위해, 위해성의요인을저감하고자하는여러정책에서국민의협조를이끌어내는데활용되고있다. 11) 일반적으로건강위해성평가는미국 EPA에서제시한목적및절차에기반을두어이루어지고있다. EPA는건강위해성평가의목적을다음과같이세가지로제시하고있다. 12) 첫째는인간의건강을보호하고생명과연계된공기, 물, 토지등자연및환경을보호하기위함이며, 둘째는과학, 사회, 경제요인에의해정책결정자, 기술자, 이해관계자사이의많은논쟁을요구하는환경정책 ( 기준, 지침, 규정등 ) 의의사결정을위함이다. 마지막으로과학적근거를기반에두고위험에대한여러특성 ( 위험의특성과크기, 해석, 위험정보의신뢰성, 위험관리결정의지원등 ) 을제공하기위함이다. 이를종합하면건강위해성평가는위험에대비하여인간과생태계의건강보호를위한환경정책, 특히위험관리의의사결정에과학적근거를제공하기위한수단으로볼수있다. 미국 EPA에서제시하고있는건강위해성평가의방법론적단계는총네단계로, 유해성확인 (Hazard Identification), 용량반응평가 (Dose Response Assessment), 노출평가 (Exposure Assessment), 위해도결정 (Risk Characterization) 이다. EPA에서제시한건강위해성평가의네단계를요약 정리하면 < 그림 2-1> 과같다. 13) 9) Kuzmack 외 (1975). 10) Train(1976). 11) 환경부 (2003). 12) NRC(1983). 13) NRC(1983).
8 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 자료 : NRC(1983) 수정작성. < 그림 2-1> 건강위해성평가와위해성관리 나. 방법론적구분과본연구에서의개념정의건강위해성평가는위해성평가에기반을두는연구의형태에따라서구분될수있다. 대기오염관련건강영향연구는크게역학적연구 (Epidemiology Study) 와독성학적연구 (Toxicological Study) 로구분할수있다. 한화진외 (2004) 의대기환경론 14) 에따라역학적연구및독성학적연구의정의, 장단점, 그리고비교한내용을정리하면 < 표 2-1> 과같다. < 표 2-1> 대기오염이건강에미치는영향과관련한역학적연구및독성학적연구의특성 구분역학적연구독성학적연구 정의 장점 - 인구집단의질병분포와발생을바탕으로연구 - 외부로부터발생하는다양한물질에노출되어야기되는인체질병발생이주요관심사 - 노출의증거와그결과로나타나는건강영향에대한직접적인증거제공 - 독성물질의기능적 구조적 생물화학적영향등을판별하기위해동물을대상으로이루어지는연구 - 역학연구에서모호했던많은인자들 ( 나이, 성별등 ) 을조절가능 14) 한화진외 (2005).
제 2 장건강위해성평가와기후 대기환경정책 9 < 표 2-1> 의계속 구분역학적연구독성학적연구 단점 - 노출농도를정량적으로측정하기어려워서정확한농도 - 반응관계를확인할수없음 - 일반적으로저농도노출, 장기노출, 긴잠복기등으로인한우연 (Change), 오차 (Error), 편견 (Bias) 과같은요인들에의해인과관계정의하기가어려움 - 알려지지않은유해인자를직접조절하기가어려움 - 동물대상의연구로서인간대상의결과로활용하기위해서는외삽 (Extrapolation) 필요 비고 - 역학적연구는유해성확인의가장강력한연구결과이지만, 역학적연구에서그관련성이없다고하여유해성이없는것은아님 - 역학적연구와독성학적연구는상호보완적인연구자료로활용 자료 : 한화진외 (2005) 요약작성. 건강영향과관련한연구형태에따라서크게두가지의건강위해성평가사례를찾아볼수있다. 첫째는역학적연구에기반한건강위해성평가 (Epidemiology Based Health Risk Assessment) 로서미국 EPA의국가대기환경기준설정과정을들수있다. 15) 여기에서는현재의대기오염상태와국가대기환경기준이달성된상태의건강위해성을평가하고있다. < 그림 2-2> 는역학연구에기반한건강위해성평가사례로서평가절차를보여준다. 둘째는독성학연구에기반한건강위해성평가 (Toxicology Based Health Risk Assessment) 로서미국유해대기오염물질 (HAPs) 관련 Clean Air Act 112 ( 이하 CAA 112) 의 HAPs 목록작성을들수있다. 16) 여기에서는미국에서유통되는화학물질에대한오염원및노출평가, 위해도산출을수행하고이를통해 HAPs 목록작성에활용하고있다. < 표 2-2> 는독성학연구에기반한건강위해성평가사례로서평가절차를정리한것이다. 15) EPA(2011a). 16) EPA(2011b).
10 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 자료 : 환경부 (2013); EPA(2011a). < 그림 2-2> 역학연구에기반한건강위해성평가의사례 < 표 2-2> 독성학연구에기반한건강위해성평가사례 구분 유해성확인 SAB 검토 오염원및노출평가 위해도산출 대기목록 (Intent to List) 주요내용 - HAPPS(Hazardous Air Pollutant Prioritization System) 에서미국에서유통되는화학물질의순위 ( 호흡노출로인한발암성여부, 대기중오염정도, 대상물질의일반독성자료등 ) - 과학자문위원단 (Science Advisory Board) 의검토과정 - 노출가능한인구집단을대상으로대상지역에존재하는모든오염원으로인한대기중농도확산모델을이용한평가 - 인체노출모델을이용하여대상물질에노출되는인구의크기결정 - 유해성에대한자료, 용량-반응자료, 노출평가자료를조합하여노출인구집단의위해도산출 - 위해도산출 : 개인평생위해도 (Maximun Individual Lifetime Risk), 인구집단위해도 (Aggregate Population Risk), 일일허용용량 (Acceptable Daily Intake), 참고치 (Reference Dose) 등 - 위해성평가에의해대상물질이인체에유해한영향을줄것으로평가된다면대상물질을규제화할의향이있음을공표 - 즉, 인체에유해한영향을미칠수있다고판단된오염물질에대해서는 CAA 112 목록에올리기위한자료를준비함 자료 : 환경부 (2013); EPA(2011b).
제 2 장건강위해성평가와기후 대기환경정책 11 이들건강위해성평가를주요특성별로정리해보면 < 표 2-3> 과같다. 본연구는대단위인구집단, 즉광역시도이상의국가단위에대한대기환경기준등의정책적활용목적과관련되므로개선연구로서표준안제시는역학연구에기반한건강위해성평가를연구범위로한정하였다. < 표 2-3> 건강위해성평가방법별특성 구분역학연구에기반한건강위해성평가독성연구에기반한건강위해성평가 기반연구역학적연구독성학적연구 영향의공간범위 영향의시간범위 정책적활용 광역시도이상 단기및중장기건강영향 사회전반 ( 대단위인구집단 ) 에걸쳐영향을끼칠수있는오염물질에대한정책적활용도구 ( 예 : 국가대기환경기준설정등 ) 오염원근처 ( 반경 2~3km) 단기건강영향 역학연구로서증거를찾기어려운소규모지역에서의오염물질에대한정책적활용도구 ( 예 : 특정유해대기오염물질목록작성등 ) 자료 : 저자작성. 역학연구에기반한건강위해성평가는이미해외기관에서그방법론을정립하고있다. 이에 2016년 WHO의보고서 대기오염으로인한건강위해성평가의일반적인원리 (Health Risk Assessment of Air Pollution-General Principles) 를 17) 번역하여부록1 에정리하였다 ( 그림 2-3 참조 ). 해당보고서는건강위해성평가의개념, 건강위해성평가를위해필요한자료, 건강위해성평가의불확실성, 그리고관련한도구에대해서정리하고있다. 17) WHO(2016).
12 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 자료 : WHO(2016). < 그림 2-3> WHO 대기오염관련건강위해성평가보고서표지및방법론
제 2 장건강위해성평가와기후 대기환경정책 13 2. 기후 대기환경정책에의활용 본절에서는국내외기후 대기환경정책에서건강위해성평가의활용사례를정리하였다. 국내환경정책에의활용사례로서미국 EPA의 Clean Air Act 비용-편익, 환경부의대기환경관리계획수립, 온실가스자발적저감기여방안작성그리고환경영향평가서내위생 공중보건항목작성과관련하여정리하였다. 가. 미국 EPA의 Clean Air Act 비용-편익분석미국 EPA는 Clean Air Act ( 대기청정법 ) 를제정함으로써발생하는건강증진, 복지, 생태적자원가치, 미국경제에주는영향등을포함한사회적편익과비용을분석하였다. EPA가 2011년에발간한 The Benefits and Costs of the Clean Air Act from 1990 to 2020 는이에대한자세한내용을포함하고있다. 이보고서의주요목표는의회와대중에게대기청정법개정의사회적비용및편익과관련한최신의검증되고종합적인정보를제공하는것이다. 또한여기서도출된결과를향후대기오염연구를위한투자의근거자료로활용할목적으로연구가추진되었다. 1990년 대기청정법 개정의 section 812에서는 EPA가대기청정법으로인한건강과환경에대한비용편익을분석하도록요구하고있다. 또한이러한법규가미국의경제성장, 고용, 생산성, 생활비, 경제전체에미치는영향도산정하도록하고있다. EPA 연구에서진행한분석은총 6개의기본절차에따라수행된것으로확인된다. 첫째배출량모델링, 둘째직접비용산정, 셋째대기질모델링, 넷째건강및환경효과산정, 다섯째경제적가치환산, 여섯째결과종합및불확실성정의이다. 세부적으로정리해보면, 첫째 1990년을기준연도로하여대기오염물질배출량인벤토리를구축하고 2000, 2010, 2020년에대기청정법이시행될경우와시행되지않을경우의배출량을모델링한다. 둘째대기오염물질배출량을감소시키는데드는비용을산정한다. 셋째산정한대기오염물질을바탕으로대기질모델링을실시한다. 넷째건강및환경에영향을주는대기오염물질의농도를산정한다. 다섯째대기질을개선함으로써발생하는편익을경제적인가치로환산한다. 여섯째대기오염물질배출량을감소시키는데드는비용과대기질을개선함으로써발생하
14 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 는편익을비교하여결과를종합한후이와관련한불확실성을정의하였다. < 그림 2-4> 는 대기청정법비용 - 편익분석절차를나타낸것이다. 자료 : EPA(2011a) 참고. < 그림 2-4> 대기청정법비용 - 편익분석절차 나. 대기환경관리계획수립 2차수도권대기환경관리기본계획 (2015-2024) 은수도권주민의건강을보호하기위하여대기환경개선을목적으로 2013년에환경부에의해수립되었다. 이는 1차수도권기본계획 (2005-2014) 의한계점을보완하여마련되었으며이해관계자간담회등을통해전문가의견을수렴하여확정되었다. 농도관리에집중했던그간대기정책과는다르게 2차수도권대기환경관리기본계획 은수용체중심의건강위해성을고려하고이를관리하는것을목표로추진하고있다. 즉 2차수도권대기환경관리기본계획 은 PM2.5, 오존등건강위해성이큰물질을대상으로인체위해성관리에중점을둔계획이고대기오염물질의농도뿐아니라조기사망자수와
제 2 장건강위해성평가와기후 대기환경정책 15 기관지염환자의수를산정하여추진목표로제시하였다. < 표 2-4> 는 2 차수도권대기 환경관리기본계획 의비전및목표를나타낸것이다. < 표 2-4> 2 차수도권대기환경관리기본계획 비전및목표 비전 목표 맑은공기로건강한 100 세시대구현 PM10 30 μg / m3, PM2.5 20 μg / m3, NO 2 21ppb, O 3 60ppb 조기사망자 (2 만명 ), 기관지염환자 (80 만명 ) 50% 감소 자료 : 환경부 수도권대기환경청 (2013). 2차수도권대기환경관리기본계획 에서는건강위해성평가연구를활용하여대책시행으로인한대기질개선효과를산정하였고본대책의당위성을뒷받침하였다. 대책을시행함으로써인체피해저감효과가막대하고이에따른사회적피해비용저감효과도크다는결론을얻었다. 대책시행시 2024년미세먼지로인한조기사망자수가 1만 9,958명에서 1만 366명으로약 50% 감소할것이고호흡기질환자수와급성및만성기관지염발생자수도각각 73%, 52% 감소할것으로추정했다. 또한대기대책을시행함으로써나타나는기대효과를인체피해저감효과와사회적피해비용저감효과로정량화하여제시하였다. 즉대책시행시저감하는조기사망자수, 호흡기질환자수, 급성기관지염환자수, 만성기관지염환자수를산정하였고이에따른사회적피해비용저감효과를금액으로산출하여제시하였다. < 표 2-5> 는 2차수도권대기환경관리기본계획 에서산출된인체피해저감효과이다. < 표 2-5> 2 차수도권대기환경관리기본계획 인체피해저감효과 ( 단위 : 명 ) 구분 대책미시행시 (A) 대책시행시 (B) ( 기준년도 : 2024 년 ) 저감률 (A/B) 조기사망자 1만 9,958 1만 366 48% 호흡기질환 4,714~1만 1,447 1,276~3,098 73% 급성기관지염 80만 4,373 38만 7,751 52% 만성기관지염 6,742 1,799 73% 자료 : 환경부 수도권대기환경청 (2013).
16 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 다. 향후활용가능정책 1) 온실가스저감과관련한자발적기여방안작성기후변화저감정책수립시발생하는환경적편익을분석하는연구가지속적으로발표되고있다. 대표적인연구로는 2001 년한화진의 온실가스저감조치의환경적편익분석사업- 부수적환경편익 으로, 이연구는온실가스저감정책에의한대기오염물질및에너지저감량을산정하고이에대한환경편익을편익산정모형을활용하여계량화하였다. 이와같은연구는 2015년 6월에한국이유엔기후변화협약 (UNFCCC: United Nations Framework Convention on Climate Change) 에제출한온실가스저감과관련한자발적기여방안 (INDCs: Intended Nationally Determined Contributions) 등온실가스저감정책수립의근거자료로활용될수있다. 그러나대한민국정부가 UNFCCC 에제출한 INDCs는목표설정의적절성이명확하지않고세부이행계획이수립되지않은채제출되었다는점에서시민사회와산업 경제계에서이에대한논란이지속되고있다. 환경부는 2015 년 6월발표한 Post-2020 온실가스감축목표설정추진계획 에서 2030 년까지온실가스감축과관련하여 4개시나리오를발표하였는데이는 2030년온실가스배출량전망치 (BAU: Business As Usual) 대비 14.7%, 19.2%, 25.7%, 31.3% 감축하겠다는목표치를제시한것이다. 이후추진계획발표 20여일만에 2030년 BAU 대비 37% 감축 이라는최종안을확정하였으나이의적절성에대한근거가충분치않았다. 뿐만아니라 INDCs 제출당시전체온실가스감축목표만설정된채부문별 업종별 연도별감축목표를설정하는세부이행계획이수립되지않아서이에대해각계이해관계자들간에논란이일고있다. 18) 온실가스저감대책에따른부수적인환경편익을산정한 온실가스저감조치의환경적편익분석사업-부수적환경편익 은 INDCs 와같은온실가스배출량저감정책의근거를제시할수있는연구이다. 이연구에서는온실가스저감의부수적편익을추정하는대표적방법인 ExternE의영향경로접근방법 (Impact Pathway Approach) 을소개하였다. 그러나유럽에서연구된이접근방법을직접적으로활용하기에는우리나라자료확보에어려움 18) 최현정 (2015).
제 2 장건강위해성평가와기후 대기환경정책 17 이있어서영향경로접근방법으로도출된유럽의배출량및피해비용추정결과를활용하는 방법으로연구를진행하였다. 영향경로접근방법에근거한온실가스저감정책의비용 - 편익 사례의개념도는 < 그림 2-5> 와같다. 자료 : 한화진 (2001) 수정작성. < 그림 2-5> ExternE 의영향경로접근에근거한온실가스저감정책의비용 - 편익사례 해당연구에서는온실가스저감정책으로인해발생하는부수적환경편익이정책을이행할때나타나는직접적비용과상쇄되기에온실가스저감정책에대한국가별관점이부수적편익의크기에따라다르게나타날수있다고분석한다. 더불어부수적환경편익을화폐화하기위하여이를크게건강영향과생태적영향으로나눈다. 건강영향의종류로는질병과조기사망, 생태적영향에건물의유지 보수에소요되는물질상의피해와농업생산성등을들었는데, 이중건강영향이총부수적환경편익에서 50~90% 를차지한다고보고있다.
18 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 이연구에서는국내외선행과제를검토하여이를바탕으로온실가스저감시나리오를설정하고편익산정모형에필요한통계자료를작성하였다. 그리고편익산정을위해에너지소비저감량과이에따른 NOx, SOx, PM10 의배출저감량을산정하고유럽연구결과에서나온피해액을토대로우리나라의온실가스저감시나리오별환경편익을계산하였다. 계산된환경편익과저감비용을비교하여최종적으로순편익정도를산정하였다. 2) 환경영향평가내위생 공중보건항목작성환경영향평가란환경에영향을미치는사업이계획될때이영향을사전에예측하고평가하여이를최소화하거나감소시킬수있도록하는방안을마련하는것이다. 환경보건법 제13조 건강영향항목의추가 평가등 에제1항에서는환경영향평가대상사업의사업계획수립및시행시건강영향평가를실시하여야한다고명시되어있다. 환경영향평가법 제9조에따른전략환경영향평가또는제22조에따른환경영향평가의대상이되는계획및개발사업중대통령령으로정하는행정계획및개발사업에대하여는검토 평가항목에환경유해인자가국민건강에미치는영향을추가하여환경부장관이나지방환경관서의장에게검토 평가에대한협의를요청하여야한다. 19) 이에환경부는 2011년 환경영향평가서내위생 공중보건항목작성을위한건강영향항목의평가매뉴얼-사업자용 을발간해환경영향평가시건강영향평가를수행하도록지원하고있다. 건강영향평가내용및방법을살펴보면대기질의정량적평가시대기오염물질별농도반응함수를이용하여건강영향을개략적으로검토하도록명시되어있다. < 표 2-6> 은매뉴얼내건강영향평가내용및방법중정량적평가방법을나타낸것이다. 19) 법제처 (2016).
제 2 장건강위해성평가와기후 대기환경정책 19 < 표 2-6> 건강영향평가내용및방법 - 정량적평가방법 부문 대기질 ( 악취 ) 수질 소음 진동 정량적평가방법 - 대기오염물질및악취물질별배출량산정 - 영향예상지역에서의오염물질현황농도측정및가중농도예측 ( 대기확산모델이용 ) - 대기오염물질별 CR( 농도반응 ) 함수를이용하여건강영향을개략적으로검토 - 국내역학조사결과와의비교검토 - 비발암성물질의경우위해도지수산정, 발암성물질의경우발암위해도산정 - 수질오염물질발생량산정 - 상수원보호구역이나취수장원수중건강영향추가평가항목의현황농도확인 - 상수원보호구역이나취수장에서의오염물질현황농도측정및가중농도예측 ( 수질모델링등을이용 ) - 오염물질별로평가기준과비교하여위해도지수를계산 정량적평가자료가부족한경우정성적으로평가 - 사업시행으로인하여발생가능한소음예측 ( 소음예측모델을이용 ) - 산출된예측소음도와소음환경기준을우선비교하여소음으로인한건강영향을분석 정량적평가자료가부족한경우정성적으로평가 자료 : 환경부 (2011). 건강영향평가실시시대기오염물질의건강영향을검토하고이를정량적으로평가할때합리적이고타당한대기정책을수립할수있을것이다. 이를위해매뉴얼에서제시된것과같이농도반응함수를이용하여건강영향을검토할수있는데, 국내에서대기오염관련정책수립시적용한농도반응함수가다양하기때문에활용시혼란및어려움이따르고그결과의적절성도논란의여지가있다. 그러므로합리적인수준의농도반응함수국내표준안개발이시급하고, 표준화된농도반응함수는건강영향평가시그활용도가매우높다고할수있다.
20 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 3. 시사점 해외선진국및국제기구에서는이미건강위해성평가에대한전반적인가이드라인을제시하고있으며, 일정수준그근거를바탕으로분석결과를제시하고있다. 건강위해성평가에서활용되고있는농도반응함수도적절한근거를바탕으로제시하고있다. 특히건강위해성평가는현재국내외정책에상당히많이활용되고있다. 제2차수도권대기환경관리기본계획에서는건강위해성평가를활용해조기사망자및기관지염환자수감소목표및현황을정량적인수치로제시하였다. 미국 EPA의경우 Clean Air Act ( 대기청정법 ) 제정의비용편익분석과정에서건강위해성평가를활용하였다. 향후에는환경영향평가시건강영향평가에서건강위해성평가를활용할수있다. 이처럼건강위해성평가는국내정책에서활용도가매우높고연구필요성이점점증가하고있다. 특히대기오염관리정책수립, 온실가스감축정책수립, 환경영향평가내건강영향평가수행시본연구에서개발될농도반응함수의국내표준안이활용될경우에과학적이고합리적인정책결정을할수있을뿐아니라이에따른국민의정책에대한신뢰도도높일수있을것이다. 이와관련하여농도반응함수는국내자료에기반한재평가없이그대로받아들일수없다는것은많은연구뿐만아니라연구자들에게도알려져있다. 이는동일한대기오염물질에대한영향관계가노출되는인구집단의생물학적특성에따라서다르게나타날수있으며, 동일한노출농도라하더라도대기오염물질의지역적인구성성분에차이가있을수있어건강영향에차이를보일수있기때문이다. 또한동일한구성성분의대기오염물질에생물학적으로유사한인구집단이노출되더라도인구집단의생활양식등사회 경제적차이는건강영향의차이를가져올수있기때문이다. 하지만우리나라는아직건강위해성평가의농도반응함수국내표준안이마련되어있지않아미국, 유럽등선진국에서활용하는건강위해성평가의방법을그대로사용하고있는실정이다. 본연구에서는건강위해성평가의농도반응함수에대해국내자료를활용하여제안하고자하며, 이는합리적이고과학적인기후 대기환경정책수립으로이어질수있을것으로기대한다.
제 3 장건강위해성평가방법론분석 21 제 3 장 건강위해성평가방법론분석 본장에서는건강위해성평가방법론에대한세부적인내용으로서관련통계모형, 모수, 그리고방법론의불확실성에대해서정리하였다. 제2장에서정리한본연구에서의건강위해성평가개념을재차정리해보면, 건강영향함수와이를구성하는농도반응함수가중요하다. 이부문에서는해외에서의건강영향함수및농도반응함수, 이에대한불확실성을정리 분석하여이번연구에서다루는건강위해성평가의농도반응함수국내표준안개발시주요고려사항으로활용하였다. 1. 건강위해성평가방법론 가. 건강위해성평가와건강영향함수 20) 대기오염관련역학연구에기반을둔건강위해성평가는대기오염물질농도의변화에따른인구집단의건강영향정량화로정의할수있다. 즉건강영향함수 (Health Impact Function) 에근거하여대기오염노출에의한건강영향의정도를정량화하는과정이다 ( 그림 3-1 참조 ). 20) EPA(2015).
22 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 자료 : 저자작성. < 그림 3-1> 건강영향함수에근거한대기오염노출에따른건강영향정도 건강영향함수는오염물질의농도 (X) 와대상인구의건강영향 (Y) 의상관관계를나타내는함수인농도반응함수 (CR함수: Concentration-Response Function) 의추정방식에따라서결정된다. 그리고이러한 CR함수추정방식은역학연구에서활용된통계적방법론에따라서달라진다. 예를들어 CR함수를추정하는통계모형은선형회귀모형, 로그선형회귀모형, 로지스틱회귀모형, 그리고 Cox's 비례위험모형이대표적이다 ( 표 3-1 참조 ). < 표 3-1> 역학연구의통계모형에따른 CR 함수추정방식과건강영향함수 역학연구의통계모형선형회귀모형 로그선형회귀모형 로지스틱회귀모형 Cox's 비례위험모형 CR함수추정방식 ln ln ln 건강영향함수 exp exp exp 자료 : EPA(2015) 요약작성. 본절에서오염물질농도변화에따른위험을나타내는데있어가장많이활용되는역학 연구의통계모형별 CR 함수와그에따른건강영향함수의도출과정에대해 EPA 의 2015 년 보고서를바탕으로요약 정리하였다. 21) 21) EPA(2015).
제 3 장건강위해성평가방법론분석 23 1) 선형회귀모형 선형모형은오염물질의농도와건강영향 ( 사망률등 ) 등다양한변수들간의관계가다음 과같은선형관계를나타낸다고가정하는모형이다. 여기서 는회귀상태 ( 예를들어평균값으로분석된 ) 의모든다른독립변수들에각각의해당상수들을곱한값을나타내며, 는오염물질의농도를뜻한다. 오염물질의초기농도를 로, 변화된오염물질의농도를 라하고, 오염물질의초기농도에대한건강영향을, 변화된오염물질농도에대한건강영향을 라하면, 오염물질농도변화에따른건강영향의변화 ( ) 인건강영향함수는다음과같이정리될수있다. 2) 로그선형회귀모형 로그선형회귀모형은오염물질의농도와건강영향 ( ) 등다양한변수들간의관계가다음 과같이로그선형관계를갖는다고가정하는모형이다. 위식에서양변에자연로그를취하면, 아래와같다. ln 여기서변수 B 는오염물질의농도가 0 일때의사망자발생률 ( ) 을, 는오염물질농도 ( ) 의상수값을, ln 는 에대한자연로그값을, 그리고 는 ln 를각각나타낸다.
24 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 한편오염물질외에다른요인으로인한건강영향인공변량 (covariant) 은 에포함되어 있는데, 이는다음의식에서확인할수있다 ( 여기서 는모든공변량이 0 일때의사망률 ( ) 을의미하며,,, 은평균값으로수렴된기타공변량들을나타낸다 ). 오염물질의초기농도를 로, 변화된오염물질의농도를 라하고, 오염물질의초기 농도에대한건강영향을, 변화된오염물질농도에대한건강영향을 라하면, 오염물질 농도변화에따른건강영향의변화 ( ), 건강영향함수는다음과같이정리될수있다. exp 이때사망률변화인 에해당인구값을곱해주면사망발생의변화된정도를알아낼 수있다. 3) 로지스틱회귀모형일부역학연구에서는로지스틱회귀모형을이용하여질병발생 ( 또는사망자발생 ) 확률을계산해낸다. 로지스틱회귀모형은독립변수인오염물질의농도 (X) 의벡터가주어진경우, 사망발생률이다음과같은관계를갖는다고가정하는모형이다. 여기서 는관련된상수들의벡터를나타낸다. Green(1997) 은로지스틱회귀모형과같 이다양한이산형의종속변수들을포함하는모형을제시하였는데, 이는다음과같다.
제 3 장건강위해성평가방법론분석 25 이때사망발생에대한오즈는다음과같으며 양변에자연로그를취하면아래와같다. ln 따라서오염물질의초기농도를 로, 변화된오염물질의농도를 라하고, 오염물질의 초기농도에대한오즈 ( ) 와변화된오염물질농도에대한오즈 ( ) 와의관계는다 음과같다. 다른모든공변량들이변하지않는다고가정하면, 오염물질의초기농도에대한건강영향 을, 변화된오염물질농도에대한건강영향을 라하면, 오염물질농도변화에따른 건강영향의변화 ( ) 인건강영향함수는오즈로부터다음과같이정리될수있다.
26 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 에해당인구값을곱해주면사망발생의변화된정도를알아낼수있다. 4) Cox s 비례위험모형 Cox s 비례위험모형을역학연구에서사용하면로그선형형태의 CR함수를얻게된다. 본모형은일반적으로생존시간을추정하는데사용된다. Cox의비례위험모형은 ( 시간 t까지생존했다는조건하에 ) 한개인이시간 t에사망할확률로정의되는위험함수 (Hazard Function) 에기반을둔다. Cox s 비례위험모형은위험함수 ( ) 는사망위험에대한확률밀
제 3 장건강위해성평가방법론분석 27 도함수를 1 에서누적확률밀도함수를뺀값으로나누어준것으로다음과같은관계를갖는 다고가정하는모형이다. 이와같은비례위험모델은다음의형태로도나타낼수있다. 여기서 는독립변수의벡터를, 는상수들의벡터를, 그리고 는초기위험도 (Baseline Hazard Rate) 를의미한다. 초기위험도란모든공변량 ( ) 이 0의값으로정해졌을때의위험을의미하며, 초기상태의위험을의미하는것은아니다. Cox s 비례위험모형은간혹반모수적 (Eemi-Parametric) 모형의특성을지니기도하는데이는초기위험도를계산할때비모수적 (Non-Parametric) 방법이사용되는동시에, 설명변수들에의한영향이상수로처리되기때문이다. 오염물질의초기농도를 로, 변화된오염물질의농도를 라하고, 오염물질의변화만 이변수라가정하면, 각위험함수의비는다음과같이상대위험도를나타낸다. 오염물질농도변화에따른건강영향의변화 ( ), 건강영향함수는로그선형회귀모형과 동일하다.
28 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 5) 일반적인건강영향함수 대기오염역학연구의대부분은로그선형회귀모형또는 Cox s 비례회귀모형이다. 따라 서그에따른전형적인건강영향함수는아래와같이정의될수있다. exp exp 여기에서 : 초과된건강영향정도. 예 ) 조기사망자수 : 현수준의건강영향발생건수. 예 ) 현사망자수 : CR 함수. 예 ) 0.0124 : 초과된대기오염농도 : 발생률. 예 ) 현사망발생률 : 인구수 6) 건강위해성평가에서의조기사망자수해석 22) 건강위해성평가를활용한조기사망자수의산출은그의미를정확히알고활용하는것이필요하다. 앞절에서건강위해성평가에활용되는건강영향함수는 CR함수를도출하는역학연구의형태에따라서구별됨을정리하였다. 동일한맥락에서역학연구형태별건강영향함수에따른조기사망자수산출값은그의미가달라질수있다. 이와관련하여 Künzli 등 (2001) 은대기오염으로인한사망영향을단기노출과장기노출로구분하여분석방법및의미를정리하고있다. 23) 논문을참조하여노출특성에따른해석상의미를서술하였다. 먼저대기오염의노출특성에따른건강영향관련성평가방법이구분된다. 단기노출로인한건강영향은로그선형회귀모형등을활용하는시계열분석으로평가되며, 장기노출로 22) 건강영향함수에따라초과된건강영향정도는사망자수, 입원자수등다양하게정의될수있으나여기에서는설명용이성을고려하여조기사망자수에한하여정리함. 23) Künzli 외 (2001).
제 3 장건강위해성평가방법론분석 29 인한건강영향은 Cox s 비례위험모형등을활용하는코호트분석으로평가된다. 다른한편으로대기오염으로인한사망영향은혼합되어발생하는것도있지만, 크게급성영향 (Acute Effect) 과만성영향 (Chronic Effect) 으로구분해설명할수있다. 일반적으로급성영향은대기오염노출로인해사망이촉발되는것으로해석할수있으며, 만성영향은대기오염노출로인해사망관련한병약화 (Underlying Frailty) 가야기된것으로해석할수있다. 대기오염으로인한사망범주별영향을구분 정리하면 < 표 3-2> 와같다. < 표 3-2> 대기오염으로인한사망영향의형태 사망자구분 주요사망영향만성영향급성영향 A 포함 포함 B 포함 미포함 C 미포함 포함 예시 - 만성영향으로인한만성기관지염환자가급성영향의만성기관지염으로사망하는경우 - 만성영향으로인한만성기관지염환자가급성영향과관계없는폐렴으로사망하는경우 - 만성영향과관계없는당뇨환자가급성영향으로사망하는경우 D 미포함미포함 - 대기오염과전혀관련이없는사망 자료 : Künzli 외 (2001) 를활용한저자수정. 여기에서대기오염노출특성에따른건강영향관련성평가방법에따라서대기오염으로발생하는영향을파악하는정도가달라진다. 먼저대기오염의단기노출로인한건강영향관련성평가방법인시계열분석은 < 표 3-2> 의사망자구분인 A와 C를설명할수있다. 이와더불어시계열분석에서설명하는사망자는대기오염의단기노출로인해촉발된사망으로서단기간동안 ( 일반적으로하루또는이틀 ) 의앞당겨진사망 ( 즉사망률이동 ) 으로해석될수있어실제대기오염으로인한사망자를과소평가하게될수있다. 반면에대기오염의장기노출로인한건강영향관련성평가방법인코호트연구는 < 표 3-2> 의사망자구분인 A, B, C 모두를설명할수있다. 이는대기오염으로인해장기노출로인한연간기여사망자수가연간조기사망자수 (Premature Death) 로해석될수있음을의미한다. 하지만대기오염의장기노출로인한관련성평가방법인코호트연구는대기오염의급성효과만을별도로
30 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 구분해낼수없다. 대기오염의단기노출로인한건강영향관련성평가방법인시계열연구는이런이유로선호된다. 대기오염노출로인한건강영향관련성평가방법및영향정도의파악정도를정리해보면, 향후건강위해성평가결과의정책적활용목적에따라서 CR함수가적절히활용되어야함을시사한다. 본연구에서는 CR함수를제안함에있어대기오염으로인한건강영향의형태 ( 급성영향과만성영향 ) 보다는 CR함수를도출하는역학연구의형태 ( 일반적으로시계열분석과코호트연구 ) 에따른대기오염노출특성 ( 단기노출과장기노출 ) 별로구분하여제안하고자하였다. 나. 해외농도반응함수현황 앞서정리한건강위해성평가와건강영향함수를살펴보면건강영향함수를구성하는 CR 함수가매우중요함을알수있다. 해외에서는다수의건강위해성평가를수행했으며, 이때마다나름의근거를바탕으로 CR함수를선정 활용하였다. 여기서는미국 EPA, WHO, 그리고최근다양한역학연구로부터미세먼지및오존과관련한 CR함수에대한사항을정리하였다. 정리된해외 CR함수는부록2에별도로정리하였다. 1) 미국 EPA의 BenMAP에활용된농도반응함수 24) 미국 EPA는 BenMAP 25) 을개발하여대기오염으로인한건강위해성평가및관련대기정책수립에활용하고있다. BenMAP 은건강위해성평가를위한도구로서대기오염으로인한건강영향정량화와관련하여미세먼지, 오존, 그리고 NOx 관련건강영향함수및 CR 함수를정리 제공하고있다. CR함수는대기오염물질별, 노출특성별, 그리고건강영향별로정리할수있으며, 그현황은 < 표 3-3> 과같다. 24) EPA(2015) Appendix 요약 정리. 25) BenMAP: Benefits Mapping and Analysis Program의약어.
제 3 장건강위해성평가방법론분석 31 < 표 3-3> EPA BenMAP 에활용된 CR 함수현황 대기오염물질노출특성건강영향 PM2.5 O 3 자료 : EPA(2015). 장기 단기 장기 단기 사망 : 모든원인, 폐암, 허혈성심장질환질환 : 만성기관지염응급실 : 급성기관지염 질환 : 급성심근경색입원 : 천식, 심혈관계질환, 울혈성심부전증, 부정맥, 허혈성심장질환, 만성폐질환, 폐렴, 호흡기질환응급실방문 : 천식, 근무일수감소, 일부활동제한, 하위호흡기증상천식관련증상 : 기침, 호흡곤란, 천명, 상위호흡기증상 사망 : 호흡기관련사망 사망 : 사고제외사망, 모든원인사망, 심폐관련사망입원 : 만성폐질환, 폐렴, 호흡기관련질환응급실방문 : 천식기타 : 학업손실일수, 일부활동제한일수 2) WHO의 HRAPIE에활용된농도반응함수 26) WHO 유럽사무국은유럽연합 (EU) 에서 2013년을대기의해 (Year of Air) 로선포함에따라유럽집행위원회 ( 이하 EC) 및이해당사자들이대기관련정책을수립하고검토하는데활용할수있도록대기오염으로인한대기오염-건강영향국제사업을수행하였다. 유럽내대기오염의건강위협 (HRAPIE: Health Risks of Air Pollution in Europe) 사업의관련보고서는이중하나의사업결과물로서, 세계각국의저명한연구기관의전문가들을초청하여 EC 지침서에서규제대상으로분류하고있는모든오염물질들과기타대기오염물질들의건강영향에대한최신과학연구결과들을분석하고검토하는방식으로작성되었다. 특히해당보고서는건강위해성평가와관련하여 주요오염물질들의 CR함수들중어떠한것들을포함시켜야하는가? 에대한 HRAPIE 프로젝트의주된결과로서, 미세먼지및오존의 CR함수들을정리 제공하고있다. CR함수는대기오염물질별, 노출특성별, 그리고건강영향별로정리할수있으며, 그현황은 < 표 3-4> 와같다. 26) WHO(2013).
32 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 3-4> WHO의 HRAPIE에활용된 CR함수현황 대기오염물질 노출기간 건강영향 장기 사망 : 모든원인 (30세이상 ), GBD 산출시에활용한 CR함수 PM2.5 사망 : 모든원인단기입원 : 심혈관계질환, 호흡기질환 기타 : 활동제한일수, 근무감소일수 사망 : 영유아사망 ( 모든원인 ) 장기 PM10 질환 : 아동기관지염 ( 유병률 ), 만성기관지염 ( 발생률 ) 단기 천식관련증상 : 환자증상발생률 장기 사망 : 호흡기질환 O 3 자료 : WHO(2013). 사망 : 모든원인, 심혈관계질환, 호흡기관련질환단기입원 : 심혈관계질환 (65세이상 ) 기타 : 활동제한일수 3) GBD 산출시에활용된농도반응함수 27) PM2.5에대한현존하는코호트연구들은대부분개발도상국들과비교하여대기오염물질의연평균농도가낮은미국과서유럽등에서실시된것들이다. 또한대기오염물질과건강관련성은선형의관계를가지는것이아니라, 높은수치에이를수록기울기가수평에근접하는양상을보이는것으로확인되는연구결과들도존재한다. 이에그동안선진국들에서실시된연구결과들을사회인구적요인과오염물질성향이다른개발도상국들에그대로적용하는것에대한의문들이제기되어왔다. 이러한문제점들을해결하기위해 Burnett 등은주변대기오염, 가정대기오염, 간접흡연, 흡연등다양한오염물질근원 (source) 들로부터배출된 PM2.5 의건강영향들을모두고려하여전농도범위에걸친건강위해성평가가가능한 CR함수의통합농도반응모형 (Integrated Exposure-Response Model) 을개발하였다. 본연구에서는허혈성심장질환, 폐암, 뇌졸중, 만성폐쇄성폐질환, 영유아급성하기도질환등각각의사망원인들에대하여오염물질근원별상대위협을정리하였으며, 그현황은 < 표 3-5> 와같다. 27) Burnett 외 (2014).
제 3 장건강위해성평가방법론분석 33 < 표 3-5> GBD 산출시에활용된 CR함수현황 대기오염물질 노출기간 건강영향 PM2.5 장기 사망 허혈성심장질환, 뇌혈관질환, 만성폐쇄성폐질환, 폐암 자료 : Burnett 외 (2014). 4) EC의 Aphekom 사업에활용된농도반응함수 28) Aphekom(Improving Knowledge and Communication for Decision Making on Air Pollution and Health in Europe) 사업은유럽내도심대기질개선을통한건강편익을보다정확하게평가하여대중에게전달할수있는건강영향평가도구를개발하고, 관련분야에대한지식을개선하는것을목표로실시되었다. 이사업은 EC의주도하에다양한유럽국가및지방기관들이공동참여한것으로, 총 3년 (2008~2011) 동안 60명의학자들에의해 12개국가, 25개도시 ( 거주인구약 3,900만명 ) 를대상으로진행되었다. 대기오염의건강영향평가를위한도구들은대부분대기질모델링을통해농도및노출추정값을산출하는반면, Aphekom 은특정지역및기간동안실제대기중에서관측된자료 (In situ Monitoring) 를이용하기때문에가상의대기관련정책의영향등을반영하기위한데이터조정등이가능하다. 이도구는전문가활용을위한용도보다는건강영향평가교육등에서활용하는것이더욱용이하며, 홈페이지 (http://www.aphekom.org/publication s) 에서다운로드가능하다. 29) Aphekom 의건강영향평가는오존및미세먼지의장기및단기영향들에관한문헌내 CR함수들과데이터의이용가능성등을고려하여수행되었다. 사업에서활용된 CR함수는대기오염물질별, 노출기간별, 그리고건강영향별로정리할수있으며, 그현황은 < 표 3-6> 과같다. 28) Pascal(2013). 29) WHO(2014).
34 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 3-6> EC의 Aphekom 사업에활용된 CR함수현황 대기오염물질 노출기간 건강영향 PM2.5 장기 사망 : 모든원인사망 : 심혈관계질환 PM10 단기 입원 : 호흡기질환입원 : 심혈관계질환 O 3 단기 입원 : 호흡기질환 (15~64세 ) 입원 : 호흡기질환 (65세이상 ) 장기 사망 : 호흡기질환 자료 : Pascal(2013). 5) 요약앞서정리된대기오염물질별, 노출특성별, 그리고건강영향별 CR함수의해외현황을정리하면 < 표 3-7> 과같다. 여기에서대기오염으로인한건강영향의구분은 WHO의대기오염으로인한건강위해성평가기본원리 30) 에서언급한대기오염의건강피라미드를기준으로하였다. 대기오염의건강피라미드는대기오염으로인한영향인구 (Affected Population) 와중증도 (Severity) 를기반으로건강영향을사망, 입원, 응급실방문, 외래방문그리고기타로구분하여제시하고있다. < 표 3-7> 해외건강위해성평가에서활용된 CR 함수현황 대기오염물질 PM2.5 노출특성 장기 건강영향출처 * 사망 : 모든원인 ( 전체연령, 30 세이상 ), 폐암, 허혈성심장질환, 심혈관계질환, 호흡기질환, 뇌혈관질환, 만성폐쇄성폐질환, 폐암, GBD 산출시에활용한 CR 함수 응급실 : 급성기관지염질환 : 만성기관지염 EPA_BenMAP, WHO_HRAPIE, EHP GBD_Report(2014), EC_Aphekom EPA_BenMAP EPA_BenMAP 30) WHO(2016).
제 3 장건강위해성평가방법론분석 35 < 표 3-7> 의계속 대기오염물질 PM2.5 미세먼지 (PM10) 오존 (O 3 ) 노출특성 단기 장기 단기 장기 단기 건강영향출처 * 사망 : 모든원인입원 : 천식, 심혈관계질환, 울혈성심부전증, 부정맥, 허혈성심장질환, 만성폐질환, 폐렴, 호흡기질환응급실방문 : 천식, 근무일수감소, 일부활동제한, 하위호흡기증상질환 : 급성심근경색천식관련증상 : 기침, 호흡곤란, 천명, 상위호흡기증상기타 : 활동제한일수, 근무감소일수 WHO_HRAPIE EPA_BenMAP, WHO_HRAPIE EPA_BenMAP EPA_BenMAP EPA_BenMAP WHO_HRAPIE 사망 : 영유아사망 ( 모든원인 ) WHO_HRAPIE 질환 : 아동기관지염 ( 유병률 ), 만성기관지염 ( 발생률 ) WHO_HRAPIE 입원 : 호흡기질환, 심혈관계질환 EC_Aphekom 천식관련증상 : 환자증상발생률 WHO_HRAPIE 사망 : 호흡기관련사망 사망 : 사고제외사망, 모든원인사망, 심폐관련사망, 호흡기계관련사망 입원 : 만성폐질환, 폐렴, 호흡기관련질환, 심혈관계질환 (65 세이상 ) 응급실방문 : 천식 기타 : 학업손실일수, 활동제한일수 EPA_BenMAP, WHO_HRAPIE, EC_Aphekom EPA_BenMAP, WHO_HRAPIE EPA_BenMAP, WHO_HRAPIE, EC_Aphekom EPA_BenMAP EPA_BenMAP, WHO_HRAPIE 주 : * 출처는해외 CR 함수현황출처를의미. 자료 : 저자작성.
36 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 2. 건강위해성평가의불확실성 본절은건강위해성평가방법론의일반적인불확실성및현재까지국내건강위해성 평가에서의불확실성을분석하여, 이번연구의목적인건강위해성평가의국내 CR 함수 표준안개발에활용하였다. 가. 방법론차원의불확실성건강위해성평가방법론은이미많은해외기관에서정책적으로활용되고있는데, 이와관련하여불확실성에대해서도언급하고있다. 방법론적차원의일반적인불확실성은 2016 년 WHO 보고서에서언급하는불확실성요인에대한사항과 EPA에서수행한건강위해성평가의 CR함수에대한민감도분석사례를중심으로정리하였다. 1) 건강위해성평가방법론에대한일반적인불확실성 31) 건강위해성평가의불확실성은하나또는그이상의구성요소에대한불확실성과관련된다. 불확실성에대한분석은과학적인분석에서하나의도구로활용되며, 나아가전문적배경지식이없는일반인및정책입안자에게중요한결론을내릴수있도록하는도구가된다. 건강위해성평가에서자주언급되는일반적인불확실성요인은아래 6가지로요약될수있다. 가 ) 혼합되어존재하는대기오염 (Air Pollutants Exist as a Complex Mixture) 건강위해성평가의과학적인발전에도불구하고, 여전히대기오염물질이건강에미치는영향에대해완벽히설명하지못한다. 전세계의수많은역학연구들로부터대기오염물질의건강악영향에대한상당한증거들이도출되었다. 하지만특정대기오염물질로인한건강악영향의정도는다른오염물질과상당히중복되어있을수있다. 31) WHO(2016) 를참고하여작성.
제 3 장건강위해성평가방법론분석 37 나 ) 기저질병부담 (Baseline Disease Burden) 사망및질환자의수는다양한원인에의해불확실성이높아질수있다. 특히건강위해성평가를통해도출될수있는사망및질환자수는시공간적인인구수및기저발생률에의해서도나타날수있다. 다 ) 노출수준 (Pollution Exposure Level) 건강위해성평가에서대기오염에의노출은전지역을대상으로다룰수없기때문에대부분예측모델에의존하여산출한다. 하지만예측모델은새로운정책이나기술의향상으로인해개선될수있다. 일반적으로대기질예측모델은몇가지가정에기초하기때문에특정한지역에서의실제환경농도와예측된농도는일치하기어렵다. 다른측면에서대기질예측모델이전체지역을매우정확히다룬다고할지라도대상지역의인구는평균적으로노출되었다고가정한다. 비록인구집단의노출이잘예측되었다할지라도개인의활동패턴에따라다를뿐만아니라, 다른지역의다른농도에대한노출이이루어질수있기에개인의노출은상당히다양할수있다. 라 ) 농도반응함수 (Concentration-Response Function) CR함수는건강위해성평가의불확실성과매우밀접하다. 대기오염에관한역학적인증거는어떤지역에서는연구가부족하고없는경우도있다. 대부분의역학연구는선진국에서이루어졌고, 대기오염노출수준에관한연구가전세계를대상으로이뤄지지는않았다. 공중보건및정책결정에서대기오염에의한기여사망률 (Attributable Mortality) 은다른사망요인과함께다룰필요가있다. 특히다양한대기오염역학연구로부터도출되는 CR함수들로부터일관된 CR함수를도출할수있는통합노출반응함수 (Integrated Exposure- Response) 개발등을진행할필요가있다. 마 ) 대기오염의목표수준 (Counterfactual Level of Air Pollution) 대기오염의목표수준은건강위해성평가를수행하기위한참고노출 (Reference
38 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 Exposure) 이라고할수있다. 이러한대기오염의목표수준은건강위해성평가를수행할때마다달라진다. 예를들어대기오염의목표수준은국가대기환경기준, WHO의대기질기준, 그리고건강영향에기반한역학연구에서의대기질기준을들수있다. 사실대기오염의목표수준은건강위해성평가에서의불확실성요인은아니다. 하지만건강위해성평가결과로서산출되는사망및질환자수는대기오염의목표수준을어떻게결정하느냐에따라서달라진다. 바 ) 의도적인모델의단순함 (Deliberate Simplifications of the Model) 평가모형을실용적으로활용하기위해서는단순한모델로사용해야하는데, 이는불확실성을높일수있다. 불확실성에대한다양한원인을파악하는것은전체적인불확실성을낮추는데중요하며, 나아가추정치의정확성을높일수있다. 건강위해성평가에서불확실성은대부분 CR함수및노출정도의예측에서발생한다. 게다가이러한불확실성요인이인지되지못하는것자체가주요한불확실성이될수있다. 이러한불확실성에도불구하고건강위해성평가는정책결정자에게있어유효하고유용한결과를제공한다. 불확실성은건강위해성평가결과를활용하는자에게있어인지되고이러한불확실성이최종결과물을어떻게변화시킬수있는지에대해서알려져야한다. 불확실성의다양한요인에대한민감도분석 (Sensitivity Analysis) 은정책결정자가건강위해성평가결과를정책적으로활용할시주요고려사항이무엇인지를파악할수있게한다. 2) 농도반응함수의민감도분석사례 32) 미국의 Clean Air Act Amendment ( 이하 CAAA) 은감소가능한사망자수추정에서가장중요한불확실성요인이대기오염노출로인한사망발생의관련성을추정한 CR함수의형태와기울기라고제안하였다. EPA의 2011년보고서에서는미세먼지와오존에대한역학연구를통해 CR함수에대한불확실성을보다심도있게다루고있는데, 각각에대한민감도분석사항과그결과를정리하였다. 32) EPA(2011d) 를참고하여작성.
제 3 장건강위해성평가방법론분석 39 가 ) 미세먼지의농도반응함수미세먼지와관련하여해당보고서는건강위해성평가의초기예측 (Primary Estimate) 을 CR함수연평균 PM2.5 농도 1μg / m3감소당 1.06% 의연평균사망률감소로활용하였다. 민감도분석은 CR함수를대체하여분석하는것으로수행하였는데, Pope 외 (2002), Laden 외 (2006), 그리고 2006년의 PM2.5 노출과사망률의 CR함수산출에대한전문가판단 연구 33) 를참조하고있다. < 그림 3-2> 는민감도분석결과로서 CR함수를대체함으로써추정되는사망자수및이에대한 90% 신뢰구간을도식화한것이다. 보고서에서는 < 그림 3-2> 에대해 CR함수대체로인한초기예측대비사망자수변화가상당부분상호교차 ( 중복 ) 되고있기때문에각각의결과들은통계적으로그렇게큰차이를보이고있다고보기는어렵다고언급하였다. 자료 : EPA(2011d). < 그림 3-2> EPA 의 PM2.5 에대한 CR 함수대체에따른민감도분석결과 33) Industrial Economics(2006).
40 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 나 ) 오존의농도반응함수오존과관련하여해당보고서는건강위해성평가의초기예측으로단기노출로인한오존 -사망발생의 6개연구결과를통합하여산출한 CR함수로활용하였다. 민감도분석은이들 6개연구결과와관련하여 3개의메타분석을수행한 Ito 외 (2005), Levy 외 (2005), 그리고 Bell 외 (2005) 의 CR함수, 복수의도시를대상으로수행한 Schwartz 외 (2005), Bell 외 (2004), 그리고 Huang 외 (2005) 의 CR함수, 마지막으로코호트분석을통해도출한 Jerrett 외 (2009) 의 CR함수를참조하고있다. < 그림 3-3> 은민감도분석결과로서 CR함수를대체함으로써추정되는사망자수및이에대한 90% 신뢰구간을도식화한것이다. 보고서에서는 < 그림 3-3> 에대해 CR함수대체로인한초기예측대비사망자수변화가상당부분상호교차 ( 중복 ) 되고있기때문에각각의결과들은통계적으로그렇게큰차이를보이고있다고보기는어렵다고언급하였다. 자료 : EPA(2011d). < 그림 3-3> EPA 의오존에대한 CR 함수대체에따른민감도분석결과
제 3 장건강위해성평가방법론분석 41 나. 국내건강위해성평가연구에서의불확실성 본절에서는과거국내건강위해성평가연구에서의불확실성을확인하였다. 우선불확 실성평가방법론에대해서정리하였으며, 이를통해과거국내를대상으로수행된건강 위해성평가연구사례에대해서체계적인불확실성평가를수행하였다. 1) 체계적인불확실성평가방법불확실성 (Uncertainty) 이란일반적인의미로확실하지않은성질또는그런상태를뜻한다. 불확실성은모형에기반을두어실시하고있는다양한평가및분석과정에서발생할수있는데, 주로이러한평가및분석과정에서의가정때문에발생한다. 이러한불확실성에대해체계적으로평가하기위한다수의연구가진행되었다. 특히 Walker 외 (2003) 의보고서 34) 는모형을기반으로하는연구의불확실성에대해세개의차원을바탕으로하는불확실성의분류체계를제안하였다. 해당보고서는세개의차원으로불확실성의위치 (Location), 수준 (Level), 특성 (Nature) 을제시하였다. Walker 외 (2003) 의보고서에서제안한불확실성분류체계를활용하여체계적인불확실성평가를수행한사례는 Knol 외 (2009) 의환경성질병부담 (Environmental Burden of Disease) 산출에대한불확실성평가 35) 를들수있다. 이연구는 Walker 외 (2003) 에서제시한불확실성의 3차원분류체계를보다세분화하여여섯가지로분류하였다 ( 표 3-8 참조 ). 이는 Walker 외 (2003) 가제시한불확실성의위치, 수준, 특성을기반으로불확실성의분류체계를보다발전시킨사례다. 또한하종식외 (2013) 36) 는 Knol 외 (2009) 의불확실성평가체계를기반으로국내위해성평가연구의불확실성을평가하기위한체계적인틀을제안하였다. 이연구는불확실성요인을문맥, 모형구조및입력자료를중심으로한 9개항목으로구분하였으며각항목에대한세부적인설명도제시하였다 ( 표 3-9 참조 ). 34) Walker 외 (2003). 35) Knol 외 (2009). 36) 하종식외 (2013).
42 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 3-8> Knol 외 (2009) 의환경성질병부담에대한불확실성평가체계 불확실성의차원 설명 - 문맥 : 관련된개념들의정의및범위불확실성 위치 : 불확실성이나타나는지점 특성 : 불확실성의원인 범위 : 불확실성의표현 인지된무지 방법론적오류 가치다양성 - 모형구조 : 특정모형구조에따른연구결과의불확실성 ( 모형을달리사용함에따라나타나는결과상이 ) - 모수 : 모형내변수의관계를결정하는여러상수의불확실성 (RR 또는 severity weight) - 입력자료 : 모형내입력자료의불확실성 ( 농도자료, 인구자료, 발생률자료등의자료추정오차등 ) - 지식적불확실성 : 연구자의지식부족으로인해발생 ( 제한된자료, 측정오류, 불완전한지식 ) - 실체적불확실성 : 연구절차에서나타나는변동 (Variability) 으로인해발생 - 자연적변동 (Process Variability): 자연적 환경적요인의변동으로발생 ( 예 : 날씨의변동 ) - 규범적불확실성 (Normative Uncertainty): 사회적 윤리적 규범적상황의다양성존재로인해발생 ( 예 : 복지와질병의심각성에대해개인의관점이다양함 ) - 통계적 : 추정치, 구간추정치등통계학적형태로표현 - 시나리오 : 사건 ( 에피소드 ) 형태로표현 (What-If Statement) - 불확실성의수준으로, 연구대상과관련한불확실성의존재는알고있으나그원인이불명확한경우를뜻함 인지되지못한무지 (Unrecognized Ignorance) 는불확실성존재여부조차불명확한경우로, 불확실성의분류체계에는미포함되나, 연구한계점으로서서술할필요가있음 - 연구방법론의질 (Quality) 적불확실성존재여부 ( 예 : 모델의정밀도추정이불가한경우 ) : 과학적지식의한계에대한연구자의정성적판단 : 연구자이외다른과학자들의판단 ( 연구의이론적 경험적편차, 연구의재현성, 연구방법을받아들일수있는지검토 ) - 연구의가정및절차수립, 자료해석시연구자의주관적관점 ( 개인의가치, 규범적판단등 ) 개입여부 자료 : Knol 외 (2009), pp.2-13 을바탕으로저자수정작성.
43 < 표 3-9> 국내건강위해성평가연구의체계적불확실성평가요인 불확실성위치 ( 또는요인 ) 설명 노출지표정의 - 먼지및오존노출지표에대한선정 ( 예 : PM10, PM2.5 등 ) 에따라건강영향정도가달라질수있음 문맥의불확실성 건강영향정의 - 먼지및오존노출에따른건강영향을특정사망또는질환으로정의함에따라서건강영향정도가달라질수있음 ( 예 : 먼지의건강영향은저체중아출산, 호흡기계질환, 심혈관계질환, 사망등매우다양함 ) 단기노출 vs 장기노출 - 현행대기오염으로인한건강영향은단기노출로인한영향과장기노출로인한영향으로구분되며, 단기노출로인한영향만을고려하면실질적건강영향은과소추정될수있음 민감집단 - 민감집단 ( 영아, 어린이, 노약자 ) 은더큰건강영향을받을수있어건강영향정도가상이할수있음 모형구조의불확실성 CR 함수 곡선형태 기타요인혼란 - 특정대기오염물질의경우에역치수준 (Threshold) 이존재하는데, 역치수준을고려하지않으므로특정농도수준이하에서건강영향이과대추정될수있음 ( 예 : 오존은역치수준이존재하는것으로알려짐 ) - 다른대기오염물질및기상조건 ( 기온등 ) 의영향을어떻게통제하느냐에따라서건강영향정도가달라질수있음 ( 예 : 다른대기오염물질의영향이중복되었을가능성존재 ) 시공간적변이 - 지역적인특성및시간적인특성에따라서건강영향정도가달라질수있음 ( 예 : 서울 2010 vs 부산 2015) 입력자료의불확실성 노출측정자료 건강영향자료 - 대기오염측정은특정지점의주기적모니터링결과를활용하나, 이를행정구역별로산출할경우에통계적모형 ( 내삽 ) 을활용하여노출수준의부정확성이존재할수있음 - 건강영향자료는특정집단에대한역학연구를통해산출된것으로부정확할수있음 ( 예 : 사망자료, 인구자료, 질병발생률자료, 건강보험자료등 ) 자료 : 하종식외 (2013) 를바탕으로작성
44 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 지금까지의내용을정리해보면국내건강위해성평가연구에대한불확실성은건강위해성평가와관련한불확실성위치 ( 요인 ) 별로구분하여상세히정리함으로써이루어질수있다. 더불어향후확인 정리된건강위해성평가의불확실성은앞서정리된불확실성처리방법을바탕으로최소화가가능할것이다. 예들들어모형구조및모수와관련해서는여러가지가정의불확실성을파악하고이와관련하여통계적신뢰구간및민감도분석을통해최소화가가능하다. 2) 국내건강위해성평가에서의불확실성가 ) 평가대상일반적으로정책결정자들은불확실성의범위가낮고하나의명확한숫자로귀결될수있는결과를기반으로의사결정을내리기원한다. 하지만복잡한절차들을설명해주는간단하고도명확한결과를도출해내는것은쉽지않다. 가장좋은방법은다양한여러불확실성중, 어떠한불확실성이해당정책결정과가장연관되는지평가하는방식일것이다. 본연구에서는앞서정리한체계적인불확실성평가방법론및이를근거로국내건강위해성평가의불확실성평가에일부활용한연구논문 37) 을바탕으로불확실성평가기준을선정하였다 ( 표 3-10 참조 ). 더불어본연구에서국내건강위해성평가연구의불확실성평가는 PRISM 38) 을대상으로 2000년이후수행된 5개보고서를대상으로수행하였다. < 표 3-10> 국내건강위해성평가연구보고서불확실성평가대상 출판연도 연구보고서명 출판기관 2003 경기도지역대기오염의사회적비용추정및적정수준달성방안 경기개발연구원 2007 환경오염저감정책의건강편익산정모형확립및적용연구 환경부 2012 기후변화에의한대기오염및건강영향연구 (Ⅱ) 환경부 2012 국민건강위해성을고려한대기질개선효과분석방안도출 시흥환경기술개발센터 2013 대기오염위해성관리를위한정책방향설정연구 환경부 자료 : 저자작성. 37) 하종식외 (2013). 38) PRISM: 행정자치부의정부정책연구에대한검색 DB(http://www.prism.go.kr).
제 3 장건강위해성평가방법론분석 45 나 ) 평가결과 < 표 3-11> 경기개발연구원 (2003) 연구의불확실성평가결과 불확실성위치 ( 또는요인 ) 설명 문맥의불확실성 모형구조의불확실성 입력자료의불확실성 노출지표의정의 PM O 3 건강영향의정의 조기사망 호흡기질환 기관지염기관지염 호흡기질환 단기노출 vs 장기노출장기단기장기단기 CR 함수 CR 함수 건강영향함수 민감집단 곡선형태기타요인혼란 시공간적변이 노출측정자료 건강영향자료 30 세이상 65 세이상전체연령 < 표 3-12> 참조 선형 18 세이하 언급하지않음 65 세이상 천식 18~ 65 세 - 시간 : 2001 년, 기준 1,2 를초과하는오염으로설정 [ 피해건수산정을위한기준 1( 환경부의대기오염측정자료중가장낮은수준의오염도 ), 기준 2( 경기도환경기준조례에포함된대기환경기준오염도 ) 를선정하여기준 1,2 를초과하는오염으로인해발행하는피해산정 ] - 공간 : 서울, 경기, 인천 - 대기오염물질농도 : 2001 년, 국립환경연구원의시 군 구측정자료 ( 측정지점 2 개이상인경우평균값사용, 측정지점없는경우가장가까운지점자료이용 ) 인구자료 : 인구및주택총조사 자료사망자료 : 타연구 ( 조승헌외, 2002) 39) 의연간인구 100 만명당사망자수로언급하고있으나, 타연구상에서확인불가 자료 : 저자작성. 경기개발연구원 (2003) 보고서의경우에 CR 함수는국내대상자료가없어미국 EPA 자 료를활용한것으로밝히고있다 ( 표 3-12 참조 ). 39) 조승헌외 (2002).
46 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 3-12> 경기개발연구원 (2003) 보고서의건강영향함수및 CR 함수 대기오염 건강영향노출수준측도건강영향함수형태 CR 함수 조기사망 PM2.5 cases= ( 참고 : PM2.5 의농도는 PM10 과 PM2.5 의비율사용 ) 0.006408 호흡기질환 같은날 PM10 현재와어제 PM10 cases= 0.00115 ~0.00239 0.00451 PM 월평균 PM10 cases= 0.8047 만성기관지염 연평균 TSP, 0.0012 ( ln =0.006) 급성기관지염 연평균 PM10 cases=, ln 0.0330 ( =0.065) 급성호흡기질환 24 시간평균 ppb cases= 0.002795 ~0.00965 오존 천식 24 시간평균 ppb, 0.0046 ln 자료 : 저자작성.
제 3 장건강위해성평가방법론분석 47 < 표 3-13> 환경부 (2007) 연구의불확실성평가결과 불확실성위치 ( 또는요인 ) 설명 문맥의불확실성 노출지표의정의 건강영향의정의 단기노출 vs 장기노출 PM10 O 3 조기사망천식입원조기사망천식입원 단기노출 CR 함수 ( 서울 ) 0.000451624 ( 인천 ) 0.00103416 ( 서울 ) 0.000421186 ( 인천 ) 0.000566322 ( 서울 ) 0.001218 ( 인천 ) ( 서울 ) 0.000647 ( 인천 ) 0.001687 0.000912 ( 서울 ) 0.000959 ( 서울 ) 0.000804 ( 서울 ) 0.00244 ( 서울 ) 0.000801 건강영향함수 (exp(beta*deltaq)-1)/exp(beta*deltaq)*incidence*population 민감집단 65 세이상 65 세미만 65 세이상 65 세미만 65 세이상 전체연령 65 세이상 65 세미만 모형구조의불확실성 CR 함수 곡선형태 기타요인혼란 시공간적변이 선형 - 황사로인한 PM10 농도증가의보정을위해 PM10 농도분석시, 황사기간제외 (2003~2005 년서울의황사발생일수인 21 일제외 ) 기온, 상대습도, 해면기압보정 - 대기오염물질과건강영향의지연효과로서당일부터지연일 3 일고려 역치 27ppb < 조기사망 > 시간 : 1999~2004 년, 공간 : 서울, 인천 < 천식입원 > 시간 : 2003~2005 년, 공간 : 서울, 인천 선형 - 오존과온도의상호변수의통제및요일변수통제작용영향이고려되지못함 - 선형모형과역치모형의구분이분명하지않은경우, 연구자의재량에의해적합한모형을판단함. 기온, 상대습도, 해면기압보정 - 대기오염물질과건강영향의지연효과로서당일부터지연일 3 일고려 입력자료의불확실성 노출측정자료 건강영향자료 - 시간 : 2014 년 ( 수도권대기질개선특별대책 시행과 BAU) - 공간 : 서울시, 인천시, 경기도 ( 해당지역 ) 의시 군 구 - 대기오염물질 (PM10) 농도 : 2001 년 CAPSS 배출량자료에근거한 2014 년 CMAQ 모델링자료 ( 일평균 )( 격자자료를시 군 구단위로내삽 ) - 인구자료 : 2001 년통계청자료및 PDE 를활용. 구단위로추계한 2015 년자료 - 사망자료 : 우리나라전체기준사망률 자료 : 저자작성.
48 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 3-14> 환경부 (2012) 연구의불확실성평가결과 불확실성위치 ( 또는요인 ) 설명 문맥의불확실성 노출지표의정의 PM10 건강영향의정의사망심혈관계입원 단기노출 vs 장기노출 단기노출 CR 함수 % change 0.21% % change 1.04% % change 0.13% % change 0.58% 모형구조의불확실성 CR 함수 건강영향함수 (exp(beta*deltaq)-1)/exp(beta*deltaq)*incidence*population 민감집단 30 세이상전체연령전체연령 18 세미만 곡선형태 기온역치 26.3 미만 기온역치 26.3 이상 기온역치 26.3 미만 기온역치 26.3 이상 입력자료의불확실성 기타요인혼란 시공간적변이 노출측정자료 건강영향자료 언급하지않음 - 시간 : 2010 년, 2020 년대, 2050 년대여름철 (6~8 월 ) - 공간 : 서울시시 군 구 - 대기오염물질농도 : 2010 년, 여름철, 국립환경과학원의대기오염측정망자료 : 2020 년대, 2050 년대여름철 : 국립환경과학원 CCGIS 의모델링자료 - 인구자료 : 2001 년통계청 인구주택총조사 자료 - 사망자료 : 인구 10 만명당 341 명 - 심혈관계입원유병률자료 : 인구 10 만명당 1,920 건 자료 : 저자작성.
제 3 장건강위해성평가방법론분석 49 < 표 3-15> 시흥환경기술개발센터 (2012) 연구의불확실성평가결과 불확실성위치 ( 또는요인 ) 설명 문맥의불확실성 노출지표의정의 건강영향의정의 사망 (PM2.5) 호흡기질환 (PM10) PM2.5, PM10 만성기관지염 (PM10) 급성기관지염 (PM10) 단기노출 vs 장기노출 장기노출단기노출장기노출단기노출 모형구조의불확실성 CR 함수 CR 함수 건강영향함수 < 표 3-12> 참조 (PM 부분 ) 민감집단 30 세이상 65 세이상전체연령 18 세이하 곡선형태 선형 입력자료의불확실성 기타요인혼란 시공간적변이 노출측정자료 건강영향자료 언급하지않음 - 시간 : WHO 기준대비 2010 년피해, 2024 년추계인구및 2010 년대기오염수준에따른피해, 2024 년추계인구및 2024 년목표농도달성시피해 (PM2.5 의 10, 20ppm, PM10 의 20, 40ppm 피해건수함께추정 - 공간 : 서울, 인천, 경기지역시 군 구 - 대기오염물질농도 : 2010 년, 환경부의대기환경연보의대기오염도측정망측정자료 ( 연평균 ), 2024 년목표 ( 안 ) 의농도자료 ( 연평균 )( 연평균자료일괄사용 ) - 인구자료 : 2001 년통계청자료및 PDE 를활용. 구단위로추계한 2015 년자료 - 사망자료 : 우리나라전체기준사망률 자료 : 저자작성.
50 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 3-16> 환경부 (2013) 연구의불확실성평가결과 불확실성위치 ( 또는요인 ) 설명 문맥의불확실성 노출지표의정의 PM10 O 3 건강영향의정의사망사망 단기노출 vs 장기노출 단기노출 CR 함수 0.0002265 0.0004334 모형구조의불확실성 입력자료의불확실성 CR 함수 건강영향함수 민감집단 곡선형태 기타요인혼란 시공간적변이 노출측정자료 건강영향자료 기여사망자수 =[1-1/exp(β deltaq)] Incidence Polulation - 황사로인한 PM10 농도증가의보정을위해 PM10 농도분석시, 황사기간제외 ( 환경부대기환경연보 ) - 기상청의측정자료 2000~2010 년을사용하여기온및상대습도보정 - 시간 : 2000~2010 년 - 공간 : 서울시 전체연령 선형 - 기상청의측정자료 2000~2010 년을사용하여기온및상대습도보정 - 시간 : 2003~2010 년 - 공간 : 수도권 ( 서울, 경기, 인천 ), 영남권 ( 부산, 울산, 대구, 경남, 경북 ), 전남권 ( 광양, 순천, 여수 - 광주포함 / 비포함으로구분 ) 시 군 구 - 대기오염물질농도 : 2003~2010 년, 국립환경과학원의대기질측정망자료 ( 일평균 )(Voronoi Neiborhood Averaging 사용 ) - 인구자료 : 2003~2010 년, 통계청, 시 도추계인구및인구총조사결과 - 사망자료 : 2003~2010 년, 통계청, 인구동향조사의시 군 구별사망률자료 자료 : 저자작성. 지금까지체계적인불확실성평가요인에근거하여정리된과거 5 개국내연구보고서를 문맥상의불확실성, 모형구조의불확실성, 그리고입력자료의불확실성별로그주요특징 을나누어정리하였다.
제 3 장건강위해성평가방법론분석 51 먼저 < 표 3-17> 은문맥상의불확실성평가결과이다. 분석결과노출지표및건강영향의정의는지식적인불확실성보다는사회 규범적인불확실성을, 그리고통계적인불확실성보다는시나리오적불확실성특성을지니므로건강위해성평가를활용하는이해관계자의목적을고려하여노출지표및건강영향을선택하고이에대한선택과정을상세히서술함으로써이에대한불확실성을최대한줄일수있을것이다. < 표 3-17> 국내건강위해성평가연구의문맥상불확실성평가결과 문맥상의불확실성요인 노출지표정의 주요특징 - PM 노출지표로서 PM10, PM2.5, TSP 활용. 하지만 PM2.5 의자료는현국내측정자료의이용이불가하여 PM10 과의비율적용을통해활용함 최근 PM2.5 의인체유해성이강조되고있는데, 이는입자의크기가작을수록호흡기에서입자의제거속도가느려인체내부로의침투가용이하고, 폐나기도등의인체장기에서흡수되기쉬우며, 세포와의반응성이증가하기때문 (WHO, 2003) - 미세먼지와관련하여노출지표로서 PM10 이아닌 PM2.5 의선택은다른건강위해성평가결과를가져올수있으며, 이러한불확실성은사회 규범적불확실성, 시나리오적불확실성의특성을가짐 - 오존의노출지표는단일의 O 3 를활용함 건강영향정의 - 미세먼지와관련한건강영향은사망 ( 자연사 ), 질환 ( 호흡기질환, 기관지염 ), 입원 ( 심혈관계, 천식 ) 을대상으로하며, 오존과관련한건강영향은사망 ( 자연사 ), 질환 ( 호흡기질환, 천식 ), 입원 ( 천식 ) 을대상으로함 미세먼지및오존노출로인한건강영향은앞서언급된사망, 질환, 입원발생뿐만아니라일상생활에서의활동영향까지도언급되고있음 - 건강위해성평가를통해미세먼지및오존노출로인한건강영향을전부파악하는것은불가능하므로노출지표에대한선택과동일하게특정건강영향의선택은다른수준의건강위해성평가결과를가져올수있으며, 이러한불확실성은사회 규범적불확실성, 시나리오적불확실성특성을가짐 자료 : 저자작성. < 표 3-18> 은모형구조의불확실성평가결과이다. 모형구조는건강영향의인과관계구조 의대부분을설명하므로 CR 함수의도출과관계가깊다. 따라서아래분석결과를보면모형 구조의불확실성은지속적인연구를통해해결해나갈수있는지식적인불확실성, 불확실
52 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 성정도를모수및신뢰구간으로표현할수있는통계적불확실성특성을가진다. 이에건강 위해성평가에서는이와관련된연구들에대해되도록많은수를조사 정리하여활용함으로 써불확실성을최대한줄일수있을것이다. < 표 3-18> 국내건강위해성평가연구의모형구조의불확실성평가결과 모형구조의불확실성요인 단기노출과장기노출 주요특징 - 미세먼지및오존으로인한건강영향은단기및장기노출모두를대상으로함. 하지만국내자료의가용성을고려하여단기노출의건강영향이주로수행됨 코호트를통한대기오염의장기노출건강영향정도가시계열연구를통한단기노출건강영향보다약 5~10 배높게추정되는것으로보고됨 (Kunzli 외, 2001) - 미세먼지및오존으로인한건강영향은단기및장기노출의건강영향을모두고려함으로써더욱참값에도달할수있으며추가적인연구및정보확보를통해줄일수있어이러한불확실성은지식적불확실성, 통계적불확실성의특성을가짐 - 민감집단과관련하여 CR 함수는대부분이전체연령, 성인 (30 세이상 ), 노령자 (65 세이상 ), 청소년 (18 세미만 ) 을대상으로주로수행됨 일반적으로영아, 어린이, 노약자등은동일한대기오염에노출되더라도더큰건강영향을받을수있음 - CR 함수의곡선형태와관련하여미세먼지의경우선형을가정하고, 오존의경우일부역치수준을가지는것으로가정하여수행됨 CR 함수 - 건강위해성평가과정상에있어 CR 함수의혼란요인보정여부및시공간적특성이언급되지않은경우가다수있음 ( 보통이경우는해외 CR 함수를가져와활용 ) 관련사항이언급된경우에혼란요인보정과관련하여미세먼지및오존에대해서일반적으로기상요인 ( 기온및상대습도 ) 을보정하여수행하였으며, 미세먼지에한하여봄철황사기간의영향을제외한효과를활용하여수행됨. 하지만대기오염물질들은상호시너지효과를보일수있고타대기오염물질과중복적영향을가질수있음 관련사항이언급된경우에 CR 함수는서울지역및 2000 년이후를대상으로산출된것을활용하여수행됨. 하지만대기오염의건강영향은노출지역및노출된시간에따라서그정도가달라질수있음 - CR 함수에대한민감집단, 곡선형태, 혼란요인의보정및시공간적인상세화를통해건강위해성평가를더정교하게할수있으며, 이러한것은추가적인연구및정보확보를통해줄일수있어이러한불확실성은지식적불확실성, 통계적불확실성의특성을가짐 자료 : 저자작성.
제 3 장건강위해성평가방법론분석 53 < 표 3-19> 는입력자료의불확실성평가결과이다. 입력자료의불확실성은관련자료의부족및부정확한측정에의해서발생한다. 따라서아래분석결과를보면입력자료의불확실성은노출및건강자료의확대된조사를통해개선될수있는지식적불확실성, 생산된자료에따라서불확실성정도가결정되므로시나리오적불확실성특성을가진다. 이에건강위해성평가에서는개선된방법으로조사된최신의자료를선택하여활용하고이에대한사항을상세히기술함으로써불확실성을줄일수있을것이다. < 표 3-19> 국내건강위해성평가연구의입력자료의불확실성평가결과 입력자료의불확실성요인 주요특징 - 대기오염물질노출과관련하여대기오염측정자료및대기배출량을활용한대기질모델링자료가활용. 특히측정망자료의활용시에는공간적인배분을위한크리깅과같은공간분석툴이활용됨 대기오염역학연구에서노출수준에대한부정확한측정은부득이하며, 이러한노출수준의부정확함은노출로인한건강위해성평가의참값에영향을끼칠수있음 노출측정및건강영향자료 - 인구및사망자료는통계청의시 도추계인구및인구총조사자료, 그리고인구동향조사의시 군 구별사망률자료가활용. 미래시점의인구자료활용시에는 PDE 프로그램을활용하여추계함 건강영향으로서사망이아닌상병의경우에는기타역학조사에서확인된발생률및유병률, 건강보험청구자료를직접활용하여산출함 - 노출및건강영향에대한측정자료는공간적으로상세화되고전수조사를통한조사가이루어지는등지속적으로개선되고있으므로개선된측정자료를활용함으로써더욱참값에도달할수있으며, 이에대한자료선택에있어상세히기술함으로써불확실성을줄일수있어지식적불확실성, 시나리오적불확실성특성을가짐 자료 : 저자작성.
54 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 제 4 장 농도반응함수표준안과시범적용 본장은건강위해성평가를위한국내 CR함수표준안제안및시범적용에대한내용을서술하였다. 이번연구에서정책에활용가능한 CR함수제안은국내문헌고찰을통한국내 CR함수선정, 해외 CR함수및정책적활용가능성등을고려한보완, CR함수의신뢰성및제약사항, 해석적의미를고려한활용방안순서로진행하였다. 본연구에서건강위해성평가에활용하기위한 CR함수제안과정은 < 그림 4-1> 과같다. 자료 : 저자작성. < 그림 4-1> 본연구의 CR 함수제안과정 이에본장은 CR 함수의국내표준안개발을위한체계적문헌고찰, CR 함수주요특성 분석, 그리고이를활용한국내표준안및시범적용의내용으로작성하였다.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 55 1. 표준안개발을위한분석 가. 체계적문헌고찰 CR함수의국내표준안을개발하기위해서국내외에서발표된 CR함수전체학술논문을수집하여 DB를구축하고체계적인고찰을진행하였다. 먼저본연구의목적에맞는검색을수행하기위해검색할 DB, 검색키워드, 검색범위 ( 제목, 초록 ), 논문발표시기를정하였고, 이에따라검색된문헌중중복되는것을제외시켜서 1차적인학술논문 DB를구축했다. 그리고수집된문헌의초록및내용을바탕으로 CR함수를활용할수있는건강위해성평가연구를추려서 2차적인학술논문 DB를구축했다. 관련국내외논문을수집과관련하여 1980년부터 2007년까지의문헌은 2008년 5월에 Health Effects Institute에서발표한 PAPA-SAN(Public Health and Air Pollution in Asia: Science Access on the NET, 1980-2007) 연구에서 40) 대한민국국가 / 도시지역을대상으로대기오염이건강에미치는영향에관한문헌을수집하였으므로이자료를활용하였다. 2008년부터 2015년까지의문헌에대해서만추가적인데이터베이스검색을진행하였다. < 표 4-1> 은본연구에서검색한 DB를정리한것이다. < 표 4-1> 문헌검색데이터베이스 문헌종류데이터베이스검색필드문헌기간 2008 년이전 PAPA-SAN(Health Effects Institute 의 2008 년연구 ) 2008 년이후 PubMed, Ovid Medline 자료 : 저자작성. - 1980~2007 title, abstract 2008~2015 검색키워드는대기오염의건강위해성평가관련문헌을검색하는것이므로최대한적절하고많은키워드를선정하였다. 키워드분야는크게대기오염, 건강영향, 지역으로분류하고 3가지분야를모두검색범위 ( 제목, 초록 ) 에포함하는문헌을수집했다. 분야별키워드는 < 표 4-2> 와같다. 40) HEI(2010).
56 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 4-2> 문헌검색키워드 구분주요키워드비고 대기오염관련키워드 건강영향관련키워드 지역관련키워드 자료 : 저자작성. Air Pollution, PM10, O 3, PM2.5, Ozone, Fine Particles, Particulate Matter Health Impact, Mortality, Death, Hospitalization, Morbidity, Asthma, Cardiovascular, Respiratory Korea, Seoul, Incheon, Daegu, Busan, Ulsan, Gwangju, Daejeon 구분내 OR 검색, 구분간 AND 검색 해외논문을수집하기위해국외검색엔진인 PubMed 41) 와 Ovid Medline 42) 상세검색기능을활용하여 2008년부터 2015년까지제목이나초록에대기오염키워드, 건강영향키워드, 대한민국국가 / 지역키워드를모두포함하는논문을검색하여수집하였다. PubMed 의경우에먼저 2008~2015년까지제목이나초록에대기오염키워드 7개중하나라도포함하는논문을검색하고 ( 검색결과 #1: Air Pollution OR PM10 OR O 3 OR PM2.5 OR ozone OR fine particles OR particulate matter ), 동일한검색조건으로건강영향키워드 8개중하나라도포함하는논문을검색하였으며 ( 검색결과 #2: health impact OR mortality OR death OR hospitalization OR morbidity OR asthma OR cardiovascular OR respiratory ), 동일한검색조건으로지역키워드 8개중하나라도포함하는논문을검색하였다 ( 검색결과 #3: Korea OR Seoul OR Incheon OR Daegu OR Busan OR Ulsan OR Gwangju OR Daejeon ). 그리고 3개키워드분야 ( 대기오염, 건강영향, 지역 ) 를모두포함하는논문을추려내기위해 검색결과 #1 AND 검색결과 #2 AND 검색결과 #3 으로재검색하여총 46개의문헌을수집할수있었다. Ovid Medline 의경우도 PubMed 와동일한방법으로문헌검색을수행하였고이를통해 15개의문헌을수집하였다. 이와같이문헌을검색하여 HEI 논문 51개, 2008 년이후논문 56개를수집하였다. 이는해당저널검색엔진에서얻어진결과를문헌종류별로취합하여중복되는자료를제외한개수이다 ( 표 4-3 참조 ). 41) PubMed, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed, 검색일 : 2016.3.29. 42) Ovid Medline, http://ovidsp.tx.ovid.com, 검색일 : 2016.3.29.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 57 < 표 4-3> 1 차적인학술논문 DB 구축결과 문헌종류 데이터베이스 검색결과 중복제외결과 국내외논문 ( 영문 ) Health Effects Institute의 PAPA-SAN 51 51 2008년이후추가 PubMED 46 검색 ( 영문 ) Ovid Mediline 15 51 전체 102 자료 : 저자작성. 나. 농도반응함수주요특성분석 1) 농도반응함수의정리체계적문헌고찰로수집 정리된문헌을 < 표 4-4> 의항목을중심으로 CR함수를조사 정리하였다. < 표 4-4> 본연구에서 CR 함수정리항목 정리항목 설명 종류 (Ref) 참고문헌의대분류로서 HEI, 국외저널, 국내영문, 국내국문등 저자 (Author) 문헌을작성한저자의성명 참고문헌 (Ref) 아래의정보를얻게되는문헌서지정보 연구디자인 (Design) 역학연구형태 ( 시계열, 단면연구등 ) 분석방법 (Statistic) 통계모형 ( 로그선형회귀모형등 ) 연구데이터 (Data) 문헌에서사용한사망자료또는건강영향자료의출처 노출특성 (Short vs Long) 단기노출, 장기노출 연구기간 (Period) 분석대상기간 ( 년 ) 연구계절 (Season) 분석대상기간 ( 계절 : 봄, 여름, 가을, 겨울등구분 ) 연구지역 (Location) 분석대상지역 ( 서울, 인천등의지역 ) 인구집단 (Population) 분석대상인구집단의연령또는성별구분 모델분류 (Model) 단일모델, 다른오염물질을보정한모델 주요대기오염물질 (Pollutant) 오염물질의종류 (PM10,PM2.5,Ozone 등 ) 건강영향 (Health Outcomes) 오염물질로인한건강영향 농도-반응함수 (CR) 대기오염물질의농도증가로인한건강영향의관련성 신뢰구간 (CI) 95% 신뢰구간의 Lower CI 및 Upper CI 표준오차 (SE) 대기오염 CR함수의표준오차의값 위해도 (Risk) 문헌에서사용한위해도함수 (RR% Increase, RR, HR, OR 등 ) 단위 (Unit) 건강영향을추정한오염물질의농도 ( 또는농도증가량 ) 혼란변수 (Confounding) 주요대기오염물질의건강영향을평가함에있어통제한변수들 임계값 (Threshold) 건강영향이나타나기시작하는대기오염물질농도의수준 지연일 (Lag) 오염물질의영향이건강영향으로나타나는데걸리는시간 ( 지연효과 ) 기타 (etc) 관련한기타사항들 자료 : 저자작성.
58 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 앞서정리한 CR 함수정리항목을바탕으로 102 개연구에대해서 CR 함수들을정리한 DB 는 < 그림 4-2> 와같이전체 930 개의 CR 함수를정리하였다. 자료 : 저자작성. < 그림 4-2> 국내역학연구의 CR 함수 DB 화 추가적으로분석에사용되는논문의선택을위해초록및본문내용을바탕으로본분석에서가장중요한결과값인건강영향에관한정보, CR함수를적용하기위해필요한각각의산술적인수치, 역학연구형태와통계모형의유무, 구체적인연구기간과지역, 분석대상인구집단의특징, 개별적인대기오염물질의종류등이명확하지않거나연구목적에맞지않는경우를기준으로삼아 102개의논문을분류및선택하였다. 이러한기준으로최종국내 CR함수표준안을개발하는데사용된논문은 36개로, 선택과정은 < 그림 4-3> 과같다. 그결과최종적으로연구논문으로삼은논문은 HEI의국내외논문 51개중 22개의논문, 2008년이후 51개논문중 14개로총 36개의논문을선정했다. 해당 36개논문에대한리스트는부록3에정리하였다.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 59 자료 : 저자작성. < 그림 4-3> 문헌고찰시분석논문선택과정 최종선택된 36 개논문에대해 CR 함수의불확실성요인및 WHO(2016) 의대기오염으 로인한건강영향형태를고려한세가지기준을적용하여 CR 함수의특성을분석하였다. 기준의주요특성및선정기준은 < 표 4-5> 와같다. < 표 4-5> CR 함수특성분석기준 구분및분석기준 기준 1: 대기오염물질, 노출특성, 건강영향단위로 CR 함수구분 기준 2: 분석지역 (Place), 분석기간 (Period), 인구집단 (Person) 특성을통한 CR 함수 2 차구분 기준 3: 지연일 (Lag Day), 혼란변수특성 주요특성및선정기준 대기오염물질 : PM10, O 3, PM2.5 노출특성 : 단기 (Day, Week), 장기 (Month, Year) 건강영향 : 사망, 입원, 응급실, 상병, 기타 ( 각건강영향세부 : 전체원인, 심혈관계, 호흡기계, 기타 ) 분석지역 : 7개광역시, 전국 분석기간 : 1990년대, 1990~2000년대, 2000년이후 인구집단 : 전체연령, 노인 (65세이상 ), 소아 (2~20세), 신생아 (0~2세), 성인 (30~65세) 지연일 : 효과가가장크게나타나는지연일 혼란변수 : 기상변수를제외한타대기오염물질의통제하지않은효과 자료 : 저자작성.
60 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 메타분석대상및대표 CR함수선정을위해첫번째기준인대기오염물질, 노출특성, 건강영향단위를통해 1차적으로구분한후, 분석지역, 분석기간, 인구집단특성의두번째기준을이용하여 113개의 CR함수를선정하였다. 선정된 113개의 CR함수에대해지연일, 혼란변수특성을고려하여메타분석대상이나대표 CR함수로선택하였다. 최종선택된 113개 CR함수의대기오염물질별, 노출특성별및건강영향별로구분한 CR함수현황은 < 표 4-6> 과같다. < 표 4-6> 국내대기오염물질별주요건강영향의 CR 함수현황 대기오염물질 노출특성 건강영향 CR함수개수 전체원인 17 사망 심혈관계 10 호흡기계 8 단기 심혈관계 3 입원천식 4 PM10 호흡기계 1 응급실 천식 1 기타 - 1 전체원인 1 사망장기호흡기계 1 기타 - 1 전체원인 23 사망 심혈관계 7 호흡기계 5 심혈관계 2 O 3 단기 입원 천식 6 호흡기계 3 기타 2 응급실 천식 2 상병 호흡기계 1 기타 - 1 전체원인 3 사망심혈관계 4 단기호흡기계 3 PM2.5 상병심혈관계 1 장기 사망 전체원인 1 호흡기계 1 전체 113
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 61 2) 농도반응함수구분별특성분석 CR함수는대기오염물질별, 노출특성별, 그리고건강영향별로구분하여현황분석을실시하였다. 주요분석특성은지역 (Place), 인구집단 (Person), 그리고분석기간 (Period), 통계모형에서의지연일 (Lag Days) 및통제변수들 (Control Variables) 에대한사항을검토하였으며, 이를바탕으로통합을위한메타분석대상또는대표 CR함수를선정하였다. 가 ) PM10의단기노출로인한사망영향농도반응함수해당 CR함수는총 35개로확인되었다. 세부건강영향별로는전체원인사망이 17건, 호흡기계관련사망 8건, 심혈관계관련사망 10건이확인되었다. 각각의세부건강영향별 CR함수에대해서인구집단 ( 연령대 ), 지역, 참고문헌, 그리고주요특성을정리하였다. 전체원인사망 17건전체 17건의연구결과에대해서전체연령의경우에인천지역을대상으로수행한연구 2건, 노인의경우에논문오타 43) 인연구 2건을제외하고전체연령 8건, 노인 3건, 신생아 2건을통합을위한메타분석대상으로선정하였다 ( 표 4-7 참조 ). < 표 4-7> PM10의단기전체원인사망관련 CR함수 연령 참고문헌 지역 Beta SE 비고 Son et al.(2013) 서울 0.000090 0.000046 - Kim et al.(2015) 서울 0.000190 0.000071 - Lee et al.(2007) 서울 0.000240 0.000098 - Cho et al.(2008) 서울 0.000263 0.000004 - 전연령 Kwon et al.(2001) 서울 0.000330 0.000096 - Bae and Park(2009) 서울 0.000373 0.000075 - Kim(2004) 서울 0.000508 0.000153 - Kim et al.(2003) 서울 0.000640 0.000104 - Hong et al.(1999a) 인천 0.000700 0.000300 인천이므로제외 Hong et al.(1999b) 인천 0.001193 0.001091 인천이므로제외 43) Beta 추정치가 Beta 추정치의 95% 신뢰구간하한과동일또는작은값을가지는것으로작성됨.
62 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 4-7> 의계속 연령 참고문헌 지역 Beta SE 비고 Kim et al.(2005) 서울 0.000240 0.007350 논문오타이므로제외 Cho et al.(2008) 서울 0.000263 0.000004 - 노인 Park et al.(2010) 서울 0.000270 0.000102 - Bae and Park(2009) 서울 0.000452 0.000095 - Ha et al.(2002) 서울 0.000530 0.000000 논문오타이므로제외 신생아 Son et al.(2008) 서울 0.001000 0.000510 - Ha et al.(2002) 서울 0.003095 0.000489 - 자료 : 저자작성. 심혈관계사망 10건전체 10건의연구결과에대해서전체연령의경우에인천지역을대상으로수행한연구 2건및논문오타인연구 1건을제외하고, 전체연령 5건, 노인 2건을통합을위한메타분석대상으로선정하였다 ( 표 4-8 참조 ). < 표 4-8> PM10의단기심혈관계사망관련 CR함수 연령 참고문헌 지역 Beta SE 비고 Son et al.(2013) 서울 0.000160 0.000076 - Hong et al.(2002) 서울 0.000355 0.000024 - Kim et al.(2015) 서울 0.000439 0.000132 - 전연령 Cho et al.(2008) 서울 0.000458 0.000006 - Hong et al.(1999b) 인천 0.000700 0.000700 인천이므로제외 Kim et al.(2003) 서울 0.000753 0.000313 - Hong et al.(1999a) 인천 0.001390 0.001595 인천이므로제외 Kim et al.(2005) 서울 0.015170 0.011140 논문오타이므로제외 노인 Hong et al.(2002) 서울 0.000496 0.000326 - Cho et al.(2008) 서울 0.000929 0.000006 - 자료 : 저자작성.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 63 호흡기계사망 8건전체 8건의연구결과에대해서전체연령의경우에논문오타인연구 1건, 인천지역 1건을제외하고, 전체연령 4건, 노인 2건을통합을위한메타분석대상으로선정하였다 ( 표 4-9 참조 ). < 표 4-9> PM10의단기호흡기계사망관련 CR함수 연령 참고문헌 지역 Beta SE 비고 Son et al.(2013) 서울 0.000160 0.000158 - Cho et al.(2008) 서울 0.000625 0.000012 - 전연령 Kim et al.(2015) 서울 0.000767 0.000279 - Hong et al.(1999) 인천 0.001500 0.001100 인천이므로제외 Kim et al.(2003) 서울 0.001849 0.000445 - Kim et al.(2005) 서울 0.024370 0.030680 논문오타이므로제외 노인 Cho et al.(2008) 서울 0.001239 0.000013 - Ha et al.(2002) 서울 0.001424 0.000090 - 자료 : 저자작성.
64 나 ) PM10 의단기노출로인한기타건강영향농도반응함수 PM10 단기노출과관련한사망건강영향이외의기타건강영향으로는총 10 개의 CR 함수를확인하였다. 세부건강영향별로는 입원이전체 10 건중에서 8 건으로확인되었고, 천식관련응급실방문및결석관련연구가각각 1 건으로확인되었다. 각각의 세부건강영향별 CR 함수에대해서세세부건강영향, 인구집단 ( 연령대 ), 지역, 참고문헌, 그리고주요특성은 < 표 4-10> 과같다. PM10 단기노출의기타건강영향 CR 함수와관련해서는별도의통합을위한메타분석을수행하지않았다. 세세부건강영향, 연령, 그리고지역등을바탕으로각각을대표 CR 함수로선정하였다. < 표 4-10> PM10 단기노출의기타건강영향관련 CR 함수 건강영향 ( 대 ) 건강영향 ( 중 ) 연령참고문헌지역 Beta SE 비고 전연령심혈관계 Lee JT et.(2003) 서울 -0.000249 0.000389 음의값으로제외 Son et al.(2013) 7 개도시와제주도 0.000227 0.000116 대푯값으로선정 노인 Lee JT et al.(2003) 서울 0.001208 0.000491 대푯값으로선정 입원천식 전연령 Son et al.(2013) 7 개도시와제주도 0.000900 0.000244 대푯값으로선정 노인 Park et al.(2013) 7 개도시 0.002100 0.000400 대푯값으로선정 Park et al.(2013) 7 개도시 -0.000700 0.000600 음의값으로제외소아 (15 세미만 ) Lee JT et al.(2002) 전국 0.001675 0.000359 대푯값으로선정 호흡기계전연령 Son et al.(2013) 7 개도시와제주도 0.000549 0.000131 대푯값으로선정 응급실천식관련전연령 Ju YS et al.(2001) 서울 0.000580 0.000660 대푯값으로선정 기타기타 ( 결석 ) 소아 (15 세미만 ) Park et al.(2002) 서울 0.001384 0.000231 ` 대푯값으로선정 자료 : 저자작성.
65 다 ) PM10 의장기노출로인한건강영향농도반응함수 PM10 장기노출과관련한건강영향은사망영향 2 건및상병영향 1 건을확인하였다 ( 표 4-11 참조 ). 관련한연구현황이매우 부족하여현재수준에서는관련한연구들의 CR 함수들을대표 CR 함수로선정하였다. < 표 4-11> PM10 장기노출의건강영향관련 CR 함수 건강영향 ( 대 ) 건강영향 ( 중 ) 연령참고문헌지역 Beta SE 비고 사망 전체원인신생아 Son et al.(2011) 서울 0.072262 0.024683 대푯값으로선정 호흡기계관련신생아 Son et al.(2011) 서울 0.263283 0.104477 대푯값으로선정 상병 기타 ( 유행성출혈열 ) 전연령 Han et al.(2013) 서울 0.012916 0.002525 대푯값으로선정 자료 : 저자작성.
66 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 라 ) O 3 의단기노출로인한사망영향농도반응함수해당 CR함수는총 35개로확인되었다. 세부건강영향별로는전체원인사망이 23건, 호흡기계관련사망 5건, 심혈관계관련사망 7건이확인되었다. 각각의세부건강영향별 CR함수의인구집단 ( 연령 ), 지역, 참고문헌, 그리고주요특성에대해정리하였다. 전체원인사망 23건전체 23건의연구결과에대해서전체연령의경우에추정값이음의값인것또는서울지역을제외한연구 6건, 노인의경우논문오타 1건을제외한연구 3건을메타분석대상으로선정하였다. 신생아의경우에추정값이음인관계로대표 CR함수로선정하지않았다 ( 표 4-12 참조 ). < 표 4-12> O 3 의단기전체원인사망관련 CR 함수 연령 참고문헌 지역 Beta SE 비고 Hong et al.(1999) 인천 -0.005869 0.001589 음의값으로제외 Bae et al.(2015) 인천 -0.000650 0.000418 음의값으로제외 Bae et al.(2015) 대전 -0.000300 0.000575 음의값으로제외 Lee et al.(2000) 전국 -0.000262 0.000167 음의값으로제외 Bae et al.(2015) 서울 -0.000240 0.000247 음의값으로제외 Hong et al.(1999) 인천 0.000200 0.006000 인천지역으로제외 Lee et al.(2007) 서울 0.000237 0.000243 - Lee et al.(1999) 서울 0.000298 0.000247 - 전연령 Bae et al.(2015) 대구 0.000360 0.000421 대구지역으로제외 Lee et al.(1999) 울산 0.000396 0.001597 울산지역으로제외 Kwon et al.(2001) 서울 0.000485 0.000198 - Kwon and Cho(1999) 서울 0.000583 0.000196 - Bae and Park(2009) 서울 0.000804 0.000230 - Bae et al.(2015) 광주 0.000940 0.000618 광주지역으로제외 Bae et al.(2015) 부산 0.000950 0.000330 부산지역으로제외 Bae et al.(2015) 울산 0.001010 0.000708 울산지역으로제외 Kim et al.(2004) 서울 0.001180 0.000214 - 신생아 Son et al.(2008) 서울 -0.016129 0.004165 음의값으로제외 Ha et al.(2002) 서울 -0.007099 0.001790 음의값으로제외 Kwon and Cho(1999) 서울 0.000770 0.000242 - 노인 Bae and Park(2009) 서울 0.000959 0.000253 - Ha et al.(2002) 서울 0.001291 0.000062 - Kim et al.(2005) 서울 0.006730 0.095900 논문오타제외 자료 : 저자작성.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 67 심혈관계사망 7건전체 7건의연구결과가모두전체연령대상이었으며, 이중서울지역대상은 5건이었다. 하지만논문오타인것 1건을제외한 4건에대해서메타분석의대상으로선정하였다 ( 표 4-13 참조 ). < 표 4-13> O 3 의단기심혈관계사망관련 CR함수 연령 참고문헌 지역 Beta SE 비고 Hong et al.(1999) 인천 -0.007472 0.004361 음의값으로제외 Sung et al.(2001) 서울 0.000059 0.000180 - Hong et al.(2002) 서울 0.001063 0.000485 - 전연령 Kwon and Cho(1999) 서울 0.001133 0.000329 - Hong et al.(2002) 서울 0.003364 0.001133 - Hong et al.(1999) 인천 0.004200 0.011000 인천지역으로제외 Kim et al.(2005) 서울 0.014790 0.014180 논문오타제외 자료 : 저자작성. 호흡기계사망 5건전체 5건의연구결과중에서전체연령은 3건, 노인은 2건으로확인되었다. 전체연령연구는인천지역대상연구 1건및논문오타 1건을제외하고나머지 1건을대표 CR함수로선정하였다. 노인과관련하여 2건을메타분석대상연구으로선정하였다 ( 표 4-14 참조 ). < 표 4-14> O 3 의단기호흡기계사망관련 CR함수 연령 참고문헌 지역 Beta SE 비고 Hong et al.(1999) 인천 0.000100 0.009300 인천지역으로제외 전연령 Kwon and Cho(1999) 서울 0.001133 0.000734 대푯값으로선정 Kim et al.(2005) 서울 0.086660 0.031440 논문오타제외 노인 Park et al.(2010) 서울 0.001990 0.001209 - Ha et al.(2002) 서울 0.002257 0.000338 - 자료 : 저자작성.
68 마 ) O3 의단기노출로인한기타건강영향농도반응함수 O3 단기노출로인한사망영향을제외한기타건강영향에대한 CR 함수는 17 건확인하였다. 이중입원이 13 건이었으며 응급실방문 2 건, 상병 1 건, 기타 ( 아토피 ) 1 건으로확인되었다. 입원의건강영향과관련하여호흡기계전체연령에대한연구는 지역별로대푯값이존재하여이를서울지역의대푯값으로사용하고자메타분석의대상으로선정하였다 ( 표 4-15 참조 ). 심혈관계 의노인및전연령의경우에해당연구의 CR 함수를대표 CR 함수로선정하였으며천식소아입원에대해음의값및울산지역 대상의결과물을제외한 3 건을메타분석대상연구로선정하였다. < 표 4-15> O3 단기노출의입원건강영향관련 CR 함수 건강영향 ( 대 ) 건강영향 ( 중 ) 연령 참고문헌 지역 Beta SE 비고 Cho et al.(2000) 대전 0.000100 0.000366 - 심혈관계입원천식 호흡기계 전연령 Cho et al.(2000) 수원 0.000392 0.000462 - Cho et al.(2000) 울산 0.000583 0.000723 - 노인 Lee et al.(2003) 서울 0.004392 0.001094 대푯값으로선정 전연령 Lee et al.(2003) 서울 0.001807 0.000688 대푯값으로선정 노인 Park et al.(2013) 7 개도시 -0.000100 0.001300 음의값으로제외 Park et al.(2013) 7 개도시 -0.001100 0.001600 음의값으로제외 Lee et al.(2010) 서울 0.002626 0.001616 - 소아 (15 세미만 ) Son et al.(2006) 서울 0.005105 0.001769 - Lee et al.(2002) 전국 0.005223 0.001074 - Lee et al.(2010) 울산 0.012451 0.003176 울산지역으로제외 Lee et al.(2010) 서울 0.013286 0.005702 대푯값으로선정기타 ( 아토피 ) 소아 (15 세미만 ) Lee et al.(2010) 울산 0.021037 0.018170 울산지역으로제외 자료 : 저자작성.
69 O3 단기노출로인한천식관련응급실방문은전연령및소아대상의연구로서각각을대표 CR 함수로선정하였다. 더불어 호흡기계관련상병및결석건강영향도각각을대표 CR 함수로선정하였다 ( 표 4-16 참조 ). < 표 4-16> O3 단기노출의기타 ( 응급실, 상병, 결석 ) 건강영향관련 CR 함수 건강영향 ( 대 ) 건강영향 ( 중 ) 연령참고문헌지역 Beta SE 비고 응급실천식관련 전연령 Ju et al.(2001) 서울 0.002620 0.000790 대푯값으로선정 소아 (15 세미만 ) Ju et al.(2001) 서울 0.009440 0.003450 대푯값으로선정 상병호흡기계관련전연령 Leem et al.(1998) 서울 0.007696 0.004439 대푯값으로선정 기타 ( 결석 ) 기타소아 (15 세미만 ) Park et al.(2002) 서울 0.004828 0.000598 대푯값으로선정 자료 : 저자작성. 바 ) PM2.5 의단기노출로인한건강영향농도반응함수 PM2.5 단기노출로인한건강영향 CR 함수는총 11 개로확인되었다. 건강영향별로는사망영향이 10 건, 상병영향이 1 건으로 확인되었다. 사망영향은전체원인사망이 3 건, 심혈관계사망이 4 건, 호흡기계사망이 3 건으로확인되었다. PM2.5 의단기노출로 인한사망영향에서전체연령대상의전체원인사망 2 건, 심혈관계사망 3 건, 호흡기계사망 2 건을메타분석의통합대상연구로 선정하였다. 노인의경우에해당값을대표 CR 함수로각각선정하였다. 심혈관계상병발생과관련하여전체연령대상의해당 연구 CR 함수를대푯값으로선정하였다 ( 표 4-17 참조 ).
70 < 표 4-17> PM2.5 단기노출의건강영향관련 CR 함수 건강영향 ( 대 ) 건강영향 ( 중 ) 연령참고문헌지역 Beta SE 비고 전체원인사망심혈관계관련호흡기계관련 전연령 Kim et al.(2015) 서울 0.000230 0.000122 - Cho et al.(2008) 서울 0.000302 0.000009 - 노인 Cho et al.(2008) 서울 0.000511 0.000012 대푯값으로선택 Cho et al.(2008) 서울 0.000655 0.000019 - 전연령 Kim et al.(2015) 서울 0.000688 0.000229 - Heo et al.(2014) 서울 0.000950 0.000449 - 노인 Cho et al.(2008) 서울 0.001415 0.000022 대푯값으로선택 전연령 Kim et al.(2015) 서울 0.001331 0.000481 - Cho et al.(2008) 서울 0.002174 0.000034 - 노인 Cho et al.(2008) 서울 0.002666 0.000039 대푯값으로선택 상병심혈관계관련전연령 Kang et al.(2015) 서울 0.001124 0.000492 대푯값으로선택 자료 : 저자작성. 사 ) PM2.5 의장기노출로인한건강영향농도반응함수 PM2.5 장기노출로인한건강영향 CR 함수는총 2 개로확인되었다. 모두신생아를대상으로수행된연구였으며, 하나는전체원 인사망, 다른하나는호흡기계관련사망으로서각각을대표 CR 함수로선정하였다 ( 표 4-18 참조 ). < 표 4-18> PM2.5 장기노출의건강영향관련 CR 함수 건강영향 ( 대 ) 건강영향 ( 중 ) 연령 참고문헌 지역 Beta SE 비고 전체원인 신생아 Son et al.(2011) 서울 0.135006 0.036673 대푯값으로선정 사망 호흡기계관련 신생아 Son et al.(2011) 서울 0.364255 0.148411 대푯값으로선정 자료 : 저자작성.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 71 다. 농도반응함수에대한메타분석 1) 일반적인메타분석방법론 Glass(1976) 는메타분석 (Meta-Analysis) 을기존연구에서발견된사항들의통합을목적으로일련의개별연구들로부터수립된다양한연구결과를통계적으로분석하는방법으로정의하고있으며 44), Hattie 외 (1982) 및황정규 (1988) 에의하면연구결과들을통합할목적으로많은수의개별적연구결과를통계적으로분석하는이론및방법으로정의하고있다. 45) 즉, 메타분석이란두개이상의개별적인연구들의결과를종합하여요약하는통계적인방법을말한다. 메타분석은여러연구들의결과를합리적이고체계적으로결합하므로각연구가가진제약조건 ( 제한된표본수, 한정된대상자의범위등 ) 을극복할수있으며, 통계적검정력이높아지므로단일연구보다연구결과의일반화측면에서유리하다. 반면에통합된연구자료의질과이질성문제, 수량적인연구만을수집하여종합하므로질적연구에대한고려미흡, 우수한연구및미흡한연구의차이구별불가등의단점을가지고있다. 본연구에서는각논문에서도출된효과들의동질성검정과관련하여처리효과의일관성을평가하는 Q-Test 를수행하였으며, 이후각위해도를병합 (pooling) 하는방법에는고정효과 (Fixed Effect) 및랜덤효과 (Random Effect) 로가정하여병합하고그결과를비교하였다. 다음은 Q-Test의검정통계량을작성한것이다. 46) 여기서, 는각연구결과에서의효과크기의가중평균치 는 번째연구의효과크기의추정량 44) Glass(1976). 45) Hattie 외 (1982); 황정규 (1988). 46) 환경부 (2013).
72 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 는 번째연구의효과크기의역분산추정량 는자유도 에서의카이제곱분포를의미한다. 또한동질성검정에서 및 는각연구결과들을위해도병합방법인고정효과또는랜덤효과가정에따라서변화할수있다. 및 에대한정의는고정효과및랜덤효과에대한설명에서추가로서술하였다. 각연구결과의위해도병합방법은고정효과와랜덤효과로가정하여수행하였다. 먼저고정효과가정은각연구결과에서도출된위해도가고정된것으로이분석에서활용되는위해도만병합하는것을의미한다. 다음은고정효과를가정한상태에서의각효과가중치, 효과가중평균치, 효과가중평균치의표준오차, 그리고효과가중평균치의 95% 신뢰구간을정리한공식이다. 효과가중치 : 효과가중평균치 : 효과가중평균치의표준오차 : 최종효과가중평균치의 95% 신뢰구간 : ± 다른한편으로랜덤효과로의가정은각연구결과에서도출된위해도는임의로선택된연구결과들에서도출된것으로해당분석에서활용되는위해도뿐만아니라다른연구결과들의위해도도존재할수있음을의미한다. 본연구에서는 DerSimonian and Laird(1986) 이제안한 을이용하여분석하였다. 47) 단여기에서 을의미하며, 랜덤효과로가정한상태의각효과가중평균치, 효과가중평균치의표준오차, 그리고효과가중평균치의 95% 신뢰구간은고정효과에서와동일하게계산한다. 먼저 를계산하게되 47) DerSimonian and Laird(1986).
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 73 며공식은다음과같다. max 2) 메타분석사례본연구에서는메타분석상세사례분석으로서 PM10 단기노출의전체원인사망에대해서수행하였다. 특히앞에서서술된전체원인사망 17건중에서전체연령대상의서울지역에대한 CR함수 8건만을대상으로하였다. PM10 단기노출로인한전체원인사망의전체연령에대한 CR함수메타분석에사용된 CR함수는 < 표 4-19> 와같다. < 표 4-19> PM10의단기전체원인사망의 CR함수메타분석대상 참고문헌 Beta SE 분석기간 ( 년 ) 기타 Son et al.(2013) 0.000090 0.000046 1999~2009 Lag 0 선정 Kim et al.(2015) 0.000190 0.000071 2001~2011 Max Effect를보인 Lag 선정 Lee et al.(2007) 0.000240 0.000098 2000~2004 Moving Average 3 선정 Cho et al.(2008) 0.000263 0.000004 2004 Max Effect를보인 Lag 선정 Kwon et al.(2001) 0.000330 0.000096 1994~1998 Lag 0 선정 Bae and Park(2009) 0.000373 0.000075 1999~2004 Max Effect를보인 Lag 선정 Kim(2004) 0.000508 0.000153 1997~2001 Max Effect를보인 Lag 선정 Kim et al.(2003) 0.000640 0.000104 1995~1999 Lag 1 선정 자료 : 저자작성. 상세사례분석에앞서서본연구에서는 Funnel Plot( 깔때기그림 ) 을통해메타분석대상연구의출판편향 (publication bias) 을확인하였다. 출판편향은일반적으로각연구자들은통계적으로유의미한연구를좀더선호하기때문에영향이높은연구결과가메타분석에사용이많이되어결과가왜곡되게하는편향을의미한다. 깔때기그림은 x축에는각연구에서추정된베타를, y축에는추정된베타의표준오차를사용해산점도를그린것으로, 메타분석에사용되는연구결과가많아질수록추정이정밀하게된다는점을반영해생긴이름이다.
74 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 깔때기그림의해석과관련하여메타분석결과에출판편향이개입되지않았다고하면, 소규모연구들은연구의정밀성이낮기때문에베타추정치사이에변동폭이심하게나타나깔때기그림에서아랫부분에좌우로넓게퍼지게될것이다. 대규모의연구들은서로비슷한크기의베타추정치를제공하여깔때기그림상단에모여서결과적으로점들이대칭적이면서뒤집어진깔때기형태로표현된다. 그러나출판편향이존재하는경우에는깔때기그림의점들이어느한쪽으로치우쳐비대칭적으로나타나고, 주로산점도의좌측하단부분에빈공간이생기게된다. 이는정밀성이낮으면서처리효과의크기도작은연구들이위치하는부분인데이러한연구결과는확인하기가어렵기때문이다. 본상세분석에서의깔때기그림은 < 그림 4-4> 와같으며, 이그림에서는전반적으로 CR 함수추정치들이대칭적으로분포하고있음을확인할수있다. 자료 : 저자작성. < 그림 4-4> PM10 단기노출전체원인사망의전연령연구대상의깔때기그림
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 75 고정효과와랜덤효과를모두가정한최종결과물은아래 < 그림 4-5> 와같다. 자료 : 저자작성. < 그림 4-5> PM10 단기노출전체원인사망의전연령의 CR 함수추정치 먼저고정효과로가정하여통합 CR함수의추정치를산출하였으며, 이에대한이질성검정을수행하였다. 고정효과가정의 CR함수추정치는 0.000263( 표준오차 : 0.000004) 으로산출되었다. 그리고이에대한이질성의유의확률은 0.000으로유의수준 0.05에서연구대상들이동질하다는귀무가설을기각하는것으로나타났다. 더불어랜덤효과를가정하기위해 값을산출하였는데, 양의값을가지는것으로확인되었다. 랜덤효과가정의 CR함수추정치는 0.000297( 표준오차 : 0.000047) 로산출되었다. 그리고이에대한이질성의유의확률은 0.131로유의수준 0.05에서연구대상들이동질하다는귀무가설을기각하지못하는것으로나타났다. 본연구에서는가능하다면랜덤효과를가정한통합 CR함수추정치를대표 CR함수로선정하였다. 이후의분석에서도 값을이용하여랜덤효과가정이가능한것은랜덤효과를선택하는것으로진행하였다.
76 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 3) 농도반응함수에대한메타분석결과본분석에서는고정효과및랜덤효과를가정하여각각의 CR함수를통합하였다. 각각의경우에대해서 CR함수추정결과를도식화하였으며, 이질성및효과가정에대한 값을추정하여정리하였다. 가 ) PM10 단기노출로인한사망영향 PM10 단기노출로인한사망영향에서는전체 7 건에대한메타분석을수행하였다. 각각의 결과물은 < 그림 4-6>, < 그림 4-7>, < 그림 4-8> 및 < 표 4-20> 과같다. - 자료 : 저자작성. < 그림 4-6> PM10 단기노출로인한전체원인사망메타분석결과
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 77 자료 : 저자작성. < 그림 4-7> PM10 단기노출로인한심혈관계사망메타분석결과 자료 : 저자작성. < 그림 4-8> PM10 단기노출로인한호흡기계사망메타분석결과 < 표 4-20> PM10 단기노출로인한사망영향의메타분석결과 구분연령모형효과 CR 함수 (Beta) 표준오차 전체원인사망 전연령 노인 신생아 이질성검정 p-value 고정효과 0.000263 0.000004 0.000 랜덤효과 0.000297 0.000047 0.131 고정효과 0.000263 0.000004 0.138 랜덤효과 0.000304 0.000054 0.364 고정효과 0.002092 0.000353 0.003 랜덤효과 0.002053 0.000921 0.255 값 0 0 0
78 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 4-20> 의계속 구분연령모형효과 CR 함수 (Beta) 표준오차 심혈관계사망 호흡기계사망 전연령 노인 전연령 노인 이질성검정 p-value 고정효과 0.000450 0.000006 0.000 랜덤효과 0.000371 0.000051 0.194 고정효과 0.000929 0.000006 0.184 랜덤효과 0.000835 0.000178 0.317 고정효과 0.000623 0.000012 0.001 랜덤효과 0.000669 0.000192 0.077 고정효과 0.001243 0.000013 0.042 랜덤효과 0.001290 0.000059 0.164 값 0 0 0 0 자료 : 저자작성. 나 ) O 3 단기노출로인한사망영향 O 3 단기노출로인한사망영향에서는전체 4 건에대한메타분석을수행하였다. 각각의 결과물은 < 그림 4-9> 및 < 표 4-21> 과같다. 자료 : 저자작성. < 그림 4-9> O 3 단기노출로인한사망메타분석결과
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 79 < 표 4-21> O 3 단기노출로인한사망영향의메타분석결과 구분연령모형효과 CR 함수 (Beta) 표준오차 이질성검정 p-value 값 전체원인사망 전연령노인 고정효과 0.000616 0.000089 0.033 랜덤효과 0.000608 0.000128 0.296 고정효과 0.001243 0.000058 0.058 랜덤효과 0.001112 0.000136 0.271 0 0 심혈관계사망 전연령 고정효과 0.000430 0.000149 0.001 랜덤효과 0.000995 0.000449 0.208 0 호흡기계사망 노인 고정효과 0.002238 0.000326 0.832 랜덤효과 0.002238 0.000326 0.832 0 자료 : 저자작성. 다 ) O 3 단기노출로인한기타건강영향 O 3 단기노출로인한기타건강영향에서는전체 2 건에대한메타분석을수행하였다. 각각 의결과물은 < 그림 4-10> 및 < 표 4-22> 과같다. 자료 : 저자작성. < 그림 4-10> O 3 단기노출로인한기타건강영향메타분석결과
80 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 4-22> O 3 단기노출로인한기타건강영향의메타분석결과 구분연령모형효과 CR 함수 (Beta) 표준오차 입원 호흡기 ( 전연령 ) 천식 ( 소아 ) 이질성검정 p-value 고정효과 0.000263 0.000267 0.790 랜덤효과 0.000263 0.000267 0.790 고정효과 0.004565 0.000798 0.385 랜덤효과 0.004565 0.000798 0.385 값 0 0 자료 : 저자작성. 라 ) PM2.5 단기노출로인한사망영향 PM2.5 단기노출로인한사망영향에서는전체 3 건에대한메타분석을수행하였다. 각각 의결과물은 < 그림 4-11> 및 < 표 4-23> 과같다. - 자료 : 저자작성. < 그림 4-11> PM2.5 단기노출로인한사망영향메타분석결과
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 81 < 표 4-23> PM2.5 단기노출로인한사망영향의메타분석결과 구분연령모형효과 CR 함수 (Beta) 표준오차 사망 전체원인심혈관계호흡기계 이질성검정 p-value 고정효과 0.000302 0.000009 0.556 랜덤효과 0.000302 0.000009 0.556 고정효과 0.000656 0.000019 0.798 랜덤효과 0.000656 0.000019 0.798 고정효과 0.002170 0.000034 0.080 랜덤효과 0.002148 0.000086 0.089 값 0 0 0 자료 : 저자작성. 라. 국내외농도반응함수비교 1) 국내농도반응함수통합및선정결과본연구에서국내역학연구를바탕으로 PM10 노출로인한건강영향의 CR함수를선정한대푯값들은 < 표 4-24> 와같다. 건강영향이사망에대해서통합을위한메타분석이시도되었으며, 다른건강영향에대해서는개별연구에서대푯값으로선정한것을확인할수있다. < 표 4-24> 국내역학연구를바탕으로선정한 PM10 CR 함수 노출 단기 건강영향 ( 대 ) 사망 입원 건강영향 ( 소 ) 전체원인 심혈관계 호흡기계 심혈관계 인구집단 CR 함수 (Beta) 표준오차 출처 문헌개수 전연령 0.000297 0.000047 Meta Analysis 8 노인 0.000304 0.000054 Meta Analysis 3 신생아 0.002053 0.000921 Meta Analysis 2 전연령 0.000371 0.000051 Meta Analysis 5 노인 0.000835 0.000178 Meta Analysis 2 전연령 0.000669 0.000192 Meta Analysis 5 노인 0.001290 0.000059 Meta Analysis 2 전연령 0.000227 0.000116 Son et al.(2013) 1 노인 0.001208 0.000491 Lee JT et al.(2003) 1 전연령 0.000900 0.000244 Son et al.(2013) 1 천식 노인 0.002100 0.000400 Park et al.(2013) 1 소아 0.001675 0.000359 Lee JT et al.(2002) 1 호흡기계 전연령 0.000549 0.000131 Son et al.(2013) 1
82 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 4-24> 의계속 노출 단기 장기 건강영향 ( 대 ) 건강영향 ( 소 ) 인구집단 CR 함수 (Beta) 표준오차 응급실 천식 전연령 0.000580 0.000660 Ju YS et al.(2001) 1 기타 결석 소아 0.001384 0.000231 Park et al.(2002) 1 전체원인신생아 0.072262 0.024683 Son et al.(2011) 1 사망호흡기계신생아 0.263283 0.104477 Son et al.(2011) 1 상병기타전연령 0.012916 0.002525 Han et al.(2013) 1 ( 유행성출혈열 ) 출처 문헌개수 자료 : 저자작성. 본연구에서국내역학연구를바탕으로 O 3 노출로인한건강영향의 CR함수를선정한대푯값들은 < 표 4-25> 와같다. 먼저국내 O 3 CR함수는전부단기노출과관련된것을확인할수있다. 건강영향이사망인경우와입원 ( 천식, 호흡기계 ) 인경우에통합을위한메타분석이시도된것으로확인되었으며, 다른건강영향에대해서는개별연구에서대푯값으로선정한것을확인할수있다. < 표 4-25> 국내역학연구를바탕으로선정한 O 3 CR 함수 노출 단기 건강영향 ( 대 ) 사망 입원 응급실 건강영향 ( 소 ) 인구집단 CR 함수 (Beta) 표준오차 출처 전연령 0.000608 0.000128 Meta Analysis 6 전체원인노인 0.001112 0.000136 Meta Analysis 3 심혈관계전연령 0.000995 0.000449 Meta Analysis 4 호흡기계 문헌개수 전연령 0.001133 0.000734 Kwon and Cho(1999) 1 노인 0.002238 0.000326 Meta Analysis 2 호흡기계전연령 0.000263 0.000267 Meta Analysis 3 심혈관계 전연령 0.001807 0.000688 Lee et al.(2003) 1 노인 0.004392 0.001094 Lee et al.(2003) 1 천식 소아 0.004565 0.000798 Meta Analysis 3 기타 ( 아토피 ) 소아 0.013286 0.005702 Lee et al.(2010) 1 천식 전연령 0.002620 0.000790 Ju et al.(2001) 1 소아 0.009440 0.003450 Ju et al.(2001) 1
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 83 < 표 4-25> 의계속 노출 단기 건강영향 ( 대 ) 건강영향 ( 소 ) 인구집단 CR 함수 (Beta) 표준오차 상병 호흡기계 전연령 0.007696 0.004439 Leem et al.(1998) 1 기타 결석 소아 0.004828 0.000598 Park et al.(2002) 1 출처 문헌개수 자료 : 저자작성. 본연구에서국내역학연구를바탕으로 PM2.5 노출로인한건강영향의 CR함수를선정한대푯값들은 < 표 4-26> 과같다. 먼저국내 PM2.5 의 CR함수와관련된연구논문은매우극소수임을알수있다. 더불어최근에수행된연구로확인되었다. PM2.5와관련해서는단기노출로인한전체원인사망의전체연령및호흡기계사망의전체연령에대해서메타분석이수행되었다. 나머지다른건강영향에대해서는개별연구에서대푯값으로선정한것을확인할수있다. < 표 4-26> 국내역학연구를바탕으로선정한 PM2.5 CR 함수 노출 단기 장기 건강영향 ( 대 ) 사망 건강영향 ( 소 ) 전체원인 심혈관계 인구집단 CR 함수 (Beta) 표준오차 출처 문헌개수 전연령 0.000302 0.000009 Meta Analysis 2 노인 0.000511 0.000012 Cho et al.(2008) 1 전연령 0.000656 0.000019 Meta Analysis 3 노인 0.001415 0.000022 Cho et al.(2008) 1 전연령 0.002148 0.000086 Meta Analysis 2 호흡기계노인 0.002666 0.000039 Cho et al.(2008) 1 상병심혈관계전연령 0.001124 0.000492 Kang et al.(2015) 1 사망 전체원인 신생아 0.135006 0.036673 Son et al.(2011) 1 호흡기계 신생아 0.364255 0.148411 Son et al.(2011) 1 자료 : 저자작성.
84 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 2) 국내외농도반응함수의비교국내역학연구를바탕으로선정된 CR함수와해외사례조사를통해조사된 CR함수들을정리해보면 < 그림 4-12>, < 그림 4-13> 과같다. 해외 CR함수는국내 CR함수와비교가능한건강영향함수및노출변수의특성등을고려하여선정된 84개를대상으로하였다. 이들해외 CR함수는 EPA의 BenMAP, WHO의 HRAPIE, 48) EC의 APHEKOM, 49) GBD paper 를참고하였다. 자료 : 저자작성. < 그림 4-12> 국내역학연구의 CR 함수선정과해외사례현황 (PM10 및 O 3 ) 48) HRAPIE: Health Risks of Air Pollution in Europe의약어. 49) APHENA: Air Pollution and Health: A European and North American Approach 의약어로서 HEI에지원되어 2009년수행완료.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 85 자료 : 저자작성. < 그림 4-13> 국내역학연구의 CR 함수선정과해외사례현황 (PM2.5) 건강위해성평가의정책적활용목적을고려하여국내및국외 CR함수를제한하여선정하고자하였다. 본연구에서건강위해성평가에실제적용가능한 CR함수선별은크게다음의 3가지기준으로진행하였다. 첫째오염물질및노출형태에따른건강영향특성을고려한 CR함수를선정하였다. 본연구에서는연구목적에맞게오염물질 PM10, O 3, PM2.5의단기및장기노출로인한건강영향특성을고려하였다. 둘째건강위해성평가에국내자료가용성을고려하여 CR함수를선정하였다. 즉건강위해성평가시에요구되는인구, 발생률등과관련하여국내자료접근성을고려하여 CR함수를선정하였다. 특히비교적활용접근성이높은사망자료및건강보험청구자료를고려하여사망및입원영향을고려하였다. 인구및발생률적용과관련하여세부적인건강원인은전체원인을대상으로하되심혈관계및호흡기계를추가로고려하여선정하고, 세부적인연령은전체연령을대상으로하되노인을추가로고려하였다. 다만전체연령이없는경우에한하여성인을대상으로선정하였다. 셋째국내대상의연구
86 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 결과를우선하되, 건강영향의일관성을고려한해외연구를추가하여 CR함수를선정하였다. 즉, 국내연구에서도출된 CR함수를우선적으로활용하되, 국내연구가없을경우에한하여해외 CR함수를활용하였다. 일반적인건강영향크기의일관성을고려하였는데, 이는전체원인보다는심혈관계및호흡기계의건강영향이크고, 전연령보다는노인의건강영향이크다는사실을고려한것이다. 본연구에서위의 3가지기준을적용한실제적용가능한 CR함수선정은 < 그림 4-14> 에대해서진행하였으며, 오염물질별, 노출특성별, 건강영향별로개별적인 CR함수를분석 선정하였다. 자료 : 저자작성. < 그림 4-14> 정책적목적의국내외 CR 함수선정방향
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 87 PM10 단기노출로인한사망의경우에국내 CR함수를활용하였다. 건강영향별로호흡기계, 심혈관계, 전체원인의순서로, 전체연령보다는노인에서건강영향정도가큰것으로나타났다. 세부건강영향및연령대별 CR함수값은 < 표 4-27> 과 < 그림 4-15> 와같다. < 표 4-27> PM10 단기노출로인한사망의 CR 함수 세부건강영향 전체원인 심혈관계 호흡기계 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1 μg / m3 ) 표준오차 출처 전연령 0.000297 0.000047 본연구 노인 0.000304 0.000054 본연구 전연령 0.000371 0.000051 본연구 노인 0.000835 0.000178 본연구 전연령 0.000669 0.000192 본연구 노인 0.001290 0.000059 본연구 자료 : 저자작성. 자료 : 저자작성. < 그림 4-15> PM10 단기노출로인한사망의 CR 함수
88 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 PM10 단기노출로인한입원의경우에국내 CR함수를활용하였다. 단건강영향형태가입원이기때문에전체원인과관련한 CR함수는도출되지않았으며, 호흡기계에대해서는전체연령에한하여 CR함수를선정할수있었다. 건강영향별로호흡기계가심혈관계원인의입원보다더큰건강영향정도를보였으며전체연령보다는노인의건강영향정도가더큰것으로나타났다. 세부건강영향및연령대별 CR함수값은 < 표 4-28> 과 < 그림 4-16> 과같다. < 표 4-28> PM10 단기노출로인한입원의 CR 함수 세부건강영향 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1 μg / m3 ) 표준오차 전연령 0.000227 0.000116 본연구심혈관계노인 0.001208 0.000491 본연구호흡기계전연령 0.000549 0.000131 본연구 자료 : 저자작성. 출처 자료 : 저자작성. < 그림 4-16> PM10 단기노출로인한입원의 CR 함수
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 89 O 3 단기노출로인한사망의경우에국내 CR 함수를활용하였다. 건강영향별로호흡기계, 심혈관계, 전체원인의순서로, 전체연령보다는노인에서건강영향정도가큰것으로나타났 다. 세부건강영향및연령대별 CR 함수값은 < 표 4-29> 와 < 그림 4-17> 과같다. < 표 4-29> O 3 단기노출로인한사망의 CR 함수 세부건강영향 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1ppb) 표준오차 전연령 0.000608 0.000128 본연구전체원인노인 0.001112 0.000136 본연구심혈관계전연령 0.000995 0.000449 본연구 호흡기계 자료 : 저자작성. 출처 전연령 0.001133 0.000734 본연구 노인 0.002238 0.000326 본연구 자료 : 저자작성. < 그림 4-17> O 3 단기노출로인한사망의 CR 함수
90 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 O 3 단기노출로인한입원의경우는국내 CR함수및해외 CR함수를활용하여선정하였다. 호흡기계에영향을받는노인부문에는최근 WHO에서발표된 HRAPIE 를참조하여 CR함수를추가하였다. WHO의 HRAPIE 이외에도 EPA BenMAP과 EC의 APHEKOM에서호흡기계에영향을받는노인부문에활용할 CR함수를제시하고있지만본연구에서는가장최근의 WHO 연구에서제시한 CR함수를활용하였다. 역시호흡기계관련입원이심혈관계입원보다더큰영향을보였으며, 노인이전체연령보다더큰영향을보였다. 세부건강영향에따른 CR함수내용은 < 표 4-30> 과 < 그림 4-18> 과같고 O 3 에단기노출호흡기계로인해입원을한노인부문 CR함수목록은 < 표 4-31> 과같다. < 표 4-30> O 3 단기노출로인한입원의 CR 함수 세부건강영향 심혈관계 호흡기계 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1ppb) 표준오차 출처 전연령 0.001807 0.000688 본연구 노인 0.004392 0.001094 본연구 전연령 0.000263 0.000267 본연구 노인 0.000439 0.000188 WHO HRAPIE 자료 : 저자작성. < 표 4-31> O 3 단기노출로인해입원한노인부문 CR 함수목록 연령대 노인 CR 함수 (Beta) (per 1ppb) 표준오차출처원출처 0.001777 0.000936 EPA BenMAP Schwartz(1995) 0.004931 0.001770 EPA BenMAP Schwartz(1996) 0.000439 0.000188 WHO HRAPIE APHENA 50) 0.000499 0.000357 EC APHEKOM 51) Anderson et al.(2004) 자료 : 저자작성. 50) APHENA: Air Pollution and Health: A European and North American Approach 의약어로서 HEI에지원되어 2009년수행완료. 51) EC_APHEKOM 의경우에 Beta의단위는 1μg / m3임 ( 오존분자량 48 및단위환산μg / m3 =(ppm* 분자량 ) /24.45*1000 적용 ).
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 91 자료 : 저자작성. < 그림 4-18> O 3 단기노출로인한입원의 CR 함수 O 3 장기노출로인한사망의경우에는호흡기계로사망한성인과관련된해외 CR함수를 EPA BenMAP, WHO HRAPIE, EC APHEKOM에서참고하여선정하였다. 특히해외문헌에서제공하는 O 3 장기노출로인한사망영향은모두동일한것으로확인되었다. 세부건강영향에따른 CR함수내용은 < 표 4-32> 와 < 그림 4-19> 와같다. O 3 장기노출로인해호흡기계에문제가있어사망한성인과관련된해외 CR함수는 < 표 4-33> 과같다. < 표 4-32> O 3 장기노출로인한사망의 CR 함수 세부건강영향 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1ppb) 표준오차 출처 호흡기계성인 0.003922 0.001325 EPA BenMAP; WHO HRAPIE; EC APHEKOM 자료 : 저자작성.
92 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 4-33> O 3 장기노출로인한사망중호흡기계문제로사망한성인관련 CR 함수 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1ppb) 표준오차출처원출처 0.003922 0.001325 EPA BenMAP Jerrett et al.(2009) 성인 0.003922 0.001325 WHO HRAPIE Jerrett et al.(2009) 0.002274 52) 0.000855 EC APHEKOM Jerrett et al.(2009) 자료 : 저자작성. 자료 : 저자작성. < 그림 4-19> O 3 장기노출로인한사망의 CR 함수 52) EC_APHEKOM 의경우에 Beta 의단위는 1 μg / m3임 ( 오존분자량 48 및단위환산μg / m3 =(ppm* 분자량 )/ 24.45*1000 적용 ).
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 93 PM2.5 단기노출로인한사망의경우에국내 CR 함수를활용하였다. 건강영향별로호흡 기계, 심혈관계, 전체원인의순서로, 전체연령보다는노인에서건강영향정도가큰것으로 나타났다. 세부건강영향및연령대별 CR 함수값은 < 표 4-34> 및 < 그림 4-20> 과같다. < 표 4-34> PM2.5 단기노출로인한사망의 CR 함수 세부건강영향 전체원인 심혈관계 호흡기계 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1 μg / m3 ) 표준오차 출처 전연령 0.000302 0.000009 본연구 노인 0.000511 0.000012 본연구 전연령 0.000656 0.000019 본연구 노인 0.001415 0.000022 본연구 전연령 0.002148 0.000086 본연구 노인 0.002666 0.000039 본연구 자료 : 저자작성. 자료 : 저자작성. < 그림 4-20> PM2.5 단기노출로인한사망의 CR 함수
94 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 PM2.5 단기노출로인한입원의경우는심혈관계및호흡기계관련건강영향일관성등을고려한해외 CR함수를활용하여선정하였다. 세부건강영향에따른 CR함수내용은 < 표 4-35> 와 < 그림 4-21> 과같다. 심혈관계관련해외 CR함수의목록은 < 표 4-36> 과같고호흡기계관련해외 CR함수의목록은 < 표 4-37> 과같다. < 표 4-35> PM2.5 단기노출로인한입원의 CR 함수 세부건강영향 심혈관계 호흡기계 자료 : 저자작성. 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1 μg / m3 ) 표준오차 출처 전연령 0.000906 0.000376 WHO HRAPIE 노인 0.001580 0.000344 EPA BenMAP 전연령 0.001882 0.001052 WHO HRAPIE 노인 0.002100 0.000400 EPA BenMAP < 표 4-36> PM2.5 단기노출로인한입원의심혈관계관련 CR 함수 연령대 CR함수 (Beta) (per 1μg / m3 ) 표준오차 출처 원출처 전연령 0.000906 0.000376 WHO HRAPIE APED Meta Analysis 노인 자료 : 저자작성. 0.001580 0.000344 EPA BenMAP Moolgavkar(2003) 0.000800 0.000100 EPA BenMAP Bell et al.(2008) 0.000700 0.000100 EPA BenMAP Peng et al.(2008) 0.000700 0.000200 EPA BenMAP Peng et al.(2009) 0.000190 0.000300 EPA BenMAP Zanobetti et al.(2009) < 표 4-37> PM2.5 단기노출로인한입원의호흡기계관련 CR 함수 연령대 CR함수 (Beta) (per 1μg / m3 ) 표준오차 출처 원출처 전연령 0.001882 0.001052 WHO HRAPIE APED 53) Meta Analysis 노인 0.002100 0.000400 EPA BenMAP Zanobetti et al.(2009) 자료 : 저자작성. 53) APED: Air Pollution Epidemiology Database
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 95 자료 : 저자작성. < 그림 4-21> PM2.5 단기노출로인한입원의 CR 함수 PM2.5 장기노출로인한사망의경우는전체원인및심혈관과관련한최근의해외 CR함수를활용하여선정하였다. 세부건강영향에따른 CR함수내용은 < 표 4-38> 과 < 그림 4-22> 와같다. 전체원인과관련한해외 CR함수의목록은 < 표 4-39> 와같고심혈관계관련해외 CR함수는 < 표 4-40> 과같다. < 표 4-38> PM2.5 장기노출로인한사망의 CR 함수 세부건강영향 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1 μg / m3 ) 표준오차 출처 전체원인성인 0.006015 0.001068 WHO HRAPIE 호흡기계성인 0.011333 0.001855 EC APHEKOM 자료 : 저자작성.
96 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 4-39> PM2.5 장기노출로인한사망의전체원인관련 CR 함수 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1 μg / m3 ) 표준오차출처원출처 0.005827 0.001963 EPA BenMAP Pope et al.(2002) 0.005827 0.001963 EC APHEKOM Pope et al.(2002) 성인 0.014842 0.004170 EPA BenMAP Laden et al.(2006) 0.005827 0.000963 EPA BenMAP Krewski et al.(2009) 0.006015 0.001068 WHO HRAPIE Hoek et al.(2013) 자료 : 저자작성. < 표 4-40> PM2.5 장기노출로인한사망의심혈관계관련 CR 함수 연령대 CR 함수 (Beta) (per 1 μg / m3 ) 표준오차출처원출처 성인 0.011333 0.001855 EC APHEKOM Pope et al.(2002) 자료 : 저자작성. 자료 : 저자작성. < 그림 4-22> PM2.5 장기노출로인한사망의 CR 함수
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 97 2. 농도반응함수표준안 가. 표준안활용앞절까지제안된 CR함수는국내외 CR함수관련연구현황을바탕으로제안한것이다. 일부 CR함수에대해서는국내연구가풍부한반면에그렇지못한것도있다. 또한국내 CR함수가없어해외 CR함수를그대로선정한것도있다. 특히제안된 CR함수를활용함에있어매우신중할필요가있다. 여기에서는본연구에서제안된 CR함수의신뢰성을고려한활용, 제약사항을고려한활용, 산출결과물을고려한활용에대해서정리 제시하였다. 54) 1) 농도반응함수신뢰성을고려한활용본연구에서는제안된 CR함수의신뢰성정도에따라서 4개의신뢰성등급 (A~D군) 을부여하였다. 신뢰성기준으로는국내연구현황 ( 논문수, 최신성 ), 자료에의접근성및자료가공의용이성, CR함수의일관성, 해외 CR함수활용여부이다. 신뢰성기준및등급별특성은 < 표 4-41> 과같다. < 표 4-41> CR 함수표준안활용등급및정책적활용 구분 A 군 B 군 국내연구현황 ( 논문수및최신성 ) 최소논문 2 건이상 보통관련논문 1 건이하 신뢰성기준 자료활용가능성 접근성및자료가공용이 ( 통계청홈페이지 ) 접근성및자료가공어려움 ( 국민건강보험공단협조 ) C 군없음경우에따라다름 CR 함수일관성 대체적으로일관성을보임 일관성이없는경우가있음 경우에따라다름 D 군없음 - - 해외 CR 함수활용여부 비사용 비사용 활용 해외 CR 함수없음 정책적용 국내정책수립시활용 다양한건강영향결과도출을위해활용 해외비교시활용 활용어려움 자료 : 저자작성. 54) CR 함수표준안활용과관련한별도의전문가의견을수렴 (2016.10.7) 하여보완 정리.
98 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 2) 농도반응함수제약사항을고려한활용국내표준안으로제안된건강위해성평가의 CR함수는활용과관련하여 CR함수도출과관련한근본적인제약사항들을고려할필요가있다. 특히제안된 CR함수의신뢰성등급 A군및 B군은국내역학연구로도출되었기때문에이에대한연구특성을고려하여야한다. CR함수제약사항은제3장제2절및제4장제1절의내용을바탕으로정리될수있다. 첫째건강영향및인구집단별제안된 CR함수는 1990년부터 2010년전후까지의서울지역에대한분석결과이다. 일반적으로대기오염노출로인한사망및입원발생에대한건강영향관련성은노출된집단 (Person), 지역 (Place), 시간 (Time) 에따라달라진다. 이에제안된 CR함수는서울이외의지역에대한건강위해성평가시에한계가있음을인지하여야한다. 또한국내역학연구가계속적으로발표되면제안된 CR함수는이를고려하여계속적으로보완되어야한다. 하지만이러한활용상의한계에도불구하고국내지역단위의사회 경제적환경이유사하고일정기간변함없이유지된다고가정한다면본연구에서제안한 CR함수는활용상에큰문제가없을것이다. 둘째건강영향및인구집단별로제안된 CR함수는 55) 통계모형분석시에기상변수를제외한단일오염물질 (One Pollutant) 에대한효과 56) 이며관련성이가장크게추정된지연효과 (Lag Effect) 를선정한것이다. 일반적으로단기노출로인한건강영향관련성역학연구는특정오염물질에대한효과평가시에타오염물질의영향을보정한효과및다양한지연일별효과를제시한다. 이러한다양한관련성평가결과에도불구하고본연구에서제안된 CR함수는타역학연구에서제안된 CR함수와의비교등을고려하여가능하면간단한모형에서의결과로선정되었다. 셋째건강영향및인구집단별로제안된 CR함수는대기오염노출로인한선형 (Linear) 의건강영향을가정하였다. 일부역학연구에서오존은건강영향에역치 (Threshold) 를가지는것으로보고하고있으나, 국내의과거역학연구결과들을고려하여선형모형에서도출된 CR함수가선정되었다. 55) 신뢰도등급 A군및 B군은모두단기노출로인한 CR함수. 56) PM10 및 PM2.5의 CR함수는황사기간의영향을제외한효과.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 99 3) 산출결과물을고려한해석및활용 CR함수를활용한건강위해성평가산출결과물은해석시에다음 3가지를고려할필요가있다. 첫째특정오염물질로인한기여사망자수및입원자수통합사용, 둘째노출특성으로인한기여사망자수및입원자수사용, 셋째오염물질로인한기여사망자수해석및사용이다. 고려사항별세부내용과활용방안은 < 표 4-42> 와같다. < 표 4-42> CR 함수를활용한산출결과물의해석과활용 주요고려사항사례와해석해석을고려한활용 특정오염물질로인한기여사망자수및입원자수통합사용 노출특성으로인한기여사망자수또는입원자수사용 오염물질로인한기여사망자수해석및사용 자료 : 저자작성. 예 ) 서울 2015 년, PM10 단기노출로인한기여사망자수및입원자수는통합하여해석이가능한가? 오염물질별, 건강영향별가중치를적용한단일지표 ( 화폐단위등 ) 로의통합및해석 예 ) 서울 2015 년, PM2.5 단기노출기여사망자수와장기노출기여사망자수중에서뭘사용해야하나? 산출결과물이포함하는건강영향의정도를고려한해석및활용 예 ) 서울 2015 년, PM10 으로인한기여사망자수와 PM2.5 로인한기여사망자수는어떻게비교할것인가? 예 ) 서울 2015 년, O3 으로인한기여사망자수와 PM2.5 로인한기여사망자수는어떻게비교할것인가? 산출된결과물은상호배타적이지않으므로직접적으로비교하여해석하기어려움 - 특정오염물질로인한건강영향의규모파악 특정오염물질로인한다양한건강영향을고려함으로써타오염물질로인한규모와비교 - 특정오염물질정책효과파악 단기노출로인한기여사망자수는단기적정책 (Warning System 등 ), 장기노출로인한기여사망자수는단기적정책을포함한장기적정책 ( 에너지정책, 교통정책등 ) 과관련한정책효과를평가하는데근거자료로활용 - 오염물질관련특정오염원관리또는대책의효과파악 오염물질에따른기여사망자수는오염물질관련특정오염원관리또는관련특정대책의효과를평가하는데근거자료로활용 본연구를통해제한하는 CR 함수표준안은 < 표 4-43> 과같다.
100 < 표 4-43> 본연구의 CR 함수표준안 대기오염노출특성건강영향 ( 대 ) PM10 O3 PM2.5 단기 장기 단기 장기 단기 장기 자료 : 저자작성. 사망 입원 건강영향 ( 중 ) 전체원인 심혈관계 호흡기계 인구집단 ( 연령기준 ) CR 함수 ( 단위 : 1unit) 표준오차보고서원출처 전연령 0.000297 0.000047 본연구 Meta Analysis A - 노인 0.000304 0.000054 본연구 Meta Analysis A 65 세이상 전연령 0.000371 0.000051 본연구 Meta Analysis A - 노인 0.000835 0.000178 본연구 Meta Analysis A 65 세이상 전연령 0.000669 0.000192 본연구 Meta Analysis A - 노인 0.001290 0.000059 본연구 Meta Analysis A 65 세이상 전연령 0.000227 0.000116 본연구 Son et al.(2013) B - 심혈관계노인 0.001208 0.000491 본연구 Lee JT et al.(2003) B 65 세이상호흡기계전연령 0.000549 0.000131 본연구 Son et al.(2013) B - 사망 - - - - - - D - 입원 - - - - - - D - 사망 입원 전체원인 전연령 0.000608 0.000128 본연구 Meta Analysis A - 노인 0.001112 0.000136 본연구 Meta Analysis A 65 세이상 심혈관계 전연령 0.000995 0.000449 본연구 Meta analysis A - 호흡기계 심혈관계 호흡기계 전연령 0.001133 0.000734 본연구 Kwon and Cho(1999) B - 노인 0.002238 0.000326 본연구 Meta Analysis A 65 세이상 전연령 0.001807 0.000688 본연구 Lee et al.(2003) B - 노인 0.004392 0.001094 본연구 Lee et al.(2003) B 65 세이상 전연령 0.000263 0.000267 본연구 Meta Analysis B - 노인 0.000439 0.000188 WHO HRAPIE APHENA* C 65 세이상 사망호흡기계성인 0.003922 0.001325 EPA BenMAP; WHO HRAPIE 등 Jerrett et al.(2009) C 30 세이상입원 - - - - - - D - 사망 입원 사망 전체원인 전연령 0.000302 0.000009 본연구 Meta Analysis A - 노인 0.000511 0.000012 본연구 Cho et al.(2008) B 65 세이상 전연령 0.000656 0.000019 본연구 Meta Analysis A - 심혈관계노인 0.001415 0.000022 본연구 Cho et al.(2008) B 65 세이상전연령 0.002148 0.000086 본연구 Meta Analysis A - 호흡기계노인 0.002666 0.000039 본연구 Cho et al.(2008) B 65 세이상심혈관계전연령 0.000906 0.000376 WHO HRAPIE APED** Meta Analysis C - 노인 0.001580 0.000344 EPA BenMAP Moolgavkar(2003) C 65 세이상호흡기계전연령 0.001882 0.001052 WHO HRAPIE APED** Meta Analysis C - 노인 0.002100 0.000400 EPA BenMAP Zanobetti et al.(2009) C 65 세이상 전체원인 성인 0.006015 0.001068 WHO HRAPIE Hoek et al.(2013) C 30 세이상 심혈관계 성인 0.011333 0.001855 EC APHEKOM Pope et al.(2002) C 30 세이상 입원 - - - - - - D - 활용등급 비고
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 101 나. 농도반응함수표준안가이드라인지금까지연구내용을바탕으로대기오염의건강위해성평가를위한 CR함수표준안의대한가이드라인을작성하고자하였다. 가이드라인의목차는 < 그림 4-23> 과같으며, 가이드라인내용은부록4에별도로정리하였다. 자료 : 저자작성. < 그림 4-23> 대기오염의건강위해성평가를위한 CR 함수표준안목차
102 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 3. 시범적용 가. 계획본연구에서는대기오염 (PM10, PM2.5, O 3 ) 으로인한지역사회건강위해도산출을시범적용목표로하였다. 나아가지역사회건강위해도산출결과물에대한과거연구와의비교분석등을진행하였다. < 그림 4-24> 는본연구에서의시범적용을위한분석절차를도식화한것이며, < 표 4-44> 는시범적용에활용된 CR함수이다. 자료 : 저자작성. < 그림 4-24> 본연구에서의지역사회건강위해도산출시범적용절차 < 표 4-44> 시범적용을위한 CR 함수 대기오염노출특성건강영향 ( 대 ) 건강영향 ( 중 ) 인구집단 CR 함수표준오차활용등급비고 PM10 단기사망전체원인전연령 0.000297 0.000047 A - O 3 단기사망전체원인전연령 0.000608 0.000128 A - PM2.5 자료 : 저자작성. 단기사망전체원인전연령 0.000302 0.000009 A - 장기사망전체원인성인 0.006015 0.001068 C 30 세이상
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 103 나. 시범적용을위한 DB 구축시범적용을위해본연구에서는미국 EPA에서대기질변화에따른건강의편익 ( 부담 ) 분석을수행하기위한프로그램인 BenMAP(Benefits Mapping and Analysis Program) 을활용하였다 ( 그림 4-25 참조 ). BenMAP 은분석의신속성과편리성뿐만아니라세분화된행정구역별로건강편익을추정할수있다. 자료 : EPA(2015). < 그림 4-25> 미국 EPA BenMAP BenMAP 프로그램내에서조기사망자수및사망부담추정을위한공식은아래와같다. Pr exp Pr 여기에서 Premature death: 조기사망자수 : 농도-반응함수 ( 본연구의 CR함수표준안 ) : 대기질농도 ( 과학원모니터링자료 ) Incidence : 사망률 ( 통계청사망자수및인구수를활용한시 군 구사망률 ) Population : 인구수 ( 통계청 2005년인구센서스및시 도단위추계인구자료 )
104 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가표준안시범적용은 EPA에서제공하는대기오염관련사망및질병의경제적가치계산프로그램 BenMAP 을활용하였으며, 2010~2015 년수도권 ( 서울, 경기, 인천 ) 을대상으로대기질자료, 사망발생자료, 인구자료, 그리고지도자료등이활용되었다. 각자료의현황은아래와같다 ( 표 4-45 참조 ). < 표 4-45> 시범적용을위한 2010~2015 년분석자료현황 DB 구축항목 구분 세부항목 자료출처자료기간자료지역기타 ( 가공방법론 ) 대기오염 PM10, O 3 PM2.5 에어코리아 ( 국립환경과학원 ) 에어코리아 ( 국립환경과학원 ) 2010~2015 2015 수도권 ( 서울, 경기, 인천 ) 수도권 ( 서울, 경기, 인천 ) - - 인구노출 인구수 국가통계포털 ( 통계청 ) 2010~2015 수도권 ( 서울, 경기, 인천 ) 전체연령 (2010~2015) 30 세이상 (2015) 사망률 수도권사망률 국가통계포털 ( 통계청 ) 2010~2015 수도권 ( 서울, 경기, 인천 ) 전체연령 (2010~2015) 30 세이상 (2015) 지리정보행정경계통계지리정보서비스 ( 통계청 ) 2014.12.31 ( 기준시점 ) 수도권 ( 서울, 경기, 인천 ) UTM-K (GRS80 타원체 ) 자료 : 저자작성. 대기질자료는환경부에서운영하고있는에어코리아 (http://www.airkorea.or.kr /index) 의측정망 항목별최종확정자료를활용하였다. 해당자료는국립환경과학원의측정소및오염물질별최종확정자료 (1시간단위로측정, 1일 24회 ) 를산술평균하여일평균농도로계산한자료로 PM2.5, PM10, O 3, NO 2, CO, SO 2 등의오염물질농도를제공하고있다.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 105 범례 ( 단위 : μg / m3 ) ~50 50~55 55~60 60~65 65~70 70~ 2010 년 2011 년 2012 년 자료 : 저자작성. 2013 년 2014 년 2015 년 < 그림 4-26> 2010~2015 년수도권 PM10 농도 < 그림 4-26> 은 PM10 농도를측정망별로산술평균하여연평균 PM10 농도로산출한후 Voronoi Neighborhood Averaging( 구역별중심점에서인접한측정망지점까지의거리의역 (Inverse) 값의가중치를주어계산하는방법 ) 을적용하여수도권시 군 구농도로크리깅 (Kriging) 하여도식화한것이다. 2010년부터 2015년까지 6년동안수도권 PM10 농도는감소하는경향을보이고있다.(2010년 55.72μg / m3 2015년 48.25μg / m3 ) 해당기간동안최저및최고 PM10 농도는 2010년수원시장안구가 33.65 μg / m3으로가장낮았고, 2012년옹진군이 74.73μg / m3으로가장높았던것으로확인되었다.
106 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 범례 ( 단위 : ppb) ~40 40~45 45~50 50~55 55~60 60~ 2010 년 2011 년 2012 년 자료 : 저자작성. 2013 년 2014 년 2015 년 < 그림 4-27> 2010~2015 년수도권 O 3 농도 < 그림 4-27> 은일별 8시간 ( 오전 9시 ~ 오후 4시 ) 최고 O 3 농도를산술평균하여각측정망의연평균 O 3 농도로산출한후 PM10과동일한방법으로크리깅 (Kriging) 하여도식화한것이다. 2010년부터 2015년까지 6년동안수도권 O 3 농도는 2010년부터 2015년까지 6년동안수도권 O 3 농도는다소증가하는경향을나타내었다.(2010년 39.34ppb 2015 년 44.60ppb) 해당기간동안최저및최고 O 3 농도는 2010년서울시서초구가 17.42ppb 로가장낮았고, 2014년옹진군이 69.84ppb 로가장높았던것으로확인되었다.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 107 범례 ( 단위 : μg / m3 ) ~20 20~25 25~30 30~35 35~40 40~ 2015 년 자료 : 저자작성. < 그림 4-28> 2015 년수도권 PM2.5 농도 < 그림 4-28> 은 PM2.5 농도를측정망별로산술평균하여연평균 PM2.5 농도로산출한후 PM10과동일한방법으로도식화한것이다. 2015년수도권 PM2.5 농도는북동부지역이상대적으로높은것으로나타났다. 해당기간 PM2.5 농도는서대문구가 19.84 μg / m3으로가장낮았고, 의정부시가 46.24μg / m3으로가장높았던것으로확인되었다. 건강영향자료로서사망발생자료는통계청국가통계포털 (KOSIS) 의 2010~2015년인구동향조사시 군 구 / 성 / 연령 (5세) 별사망자수, 사망률자료를활용하였다. 해당자료는대한민국국민 ( 개인 ) 을대상으로전수조사를통해작성된다. 시 군 구별인구수자료는통계청국가통계포털 (KOSIS) 의 2010~2015년시 군 구 / 성 / 연령 (5세) 별주민등록연앙인구자료를활용하였다. 해당자료는매월말일기준주민등록말소자를제외한주민등록지에신고된대한민국국민 ( 개인 ) 을대상으로전국시 군 구주민등록시스템과실시간연계된주민등록전산정보센터에서취합하여추출된다.
108 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 범례 ( 단위 : 만명 ) ~15 15~25 25~35 35~45 45~55 55~ 2010 년 2011 년 2012 년 자료 : 저자작성. 2013 년 2014 년 2015 년 < 그림 4-29> 2010~2015 년수도권인구 < 그림 4-29> 는연도별수도권주민등록연앙인구자료를도식화한것이다. 2010년부터 2015년까지수도권전체연령인구수는전체적으로증가하는경향을보였다. (2010년 2,446만명 2015년 2,513만명 ) 전체연령최소인구수는 2010년옹진군이 1만 8,430 명, 최대인구수는 2012년수원시장안구가 109만명으로확인되었다.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 109 범례 ( 단위 : 만명 ) ~15 15~25 25~35 35~45 45~55 55~ 자료 : 저자작성. 2015 년 < 그림 4-30> 2015 년수도권인구 (30 세이상 ) < 그림 4-30> 은연도별수도권시 군 구 / 성 / 연령 (5세) 별주민등록연앙인구자료를 30세이상인구로가공하여도식화한것이다. 2015 년수도권 30세이상인구수는 1,965 만명으로, 30세이상최소인구수는옹진군이 1만 6,266명, 최대인구수는여주시가 74만 7,937 명으로확인되었다.
110 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 범례 ( 단위 : 10 만명당 ) ~200 200~400 400~600 600~800 800~1000 1000~ 2010 년 2011 년 2012 년 자료 : 저자작성. 2013 년 2014 년 2015 년 < 그림 4-31> 2010~2015 년수도권전체원인사망률 < 그림 4-31> 은연도별수도권사망률자료를도식화한것이다. 2010 년부터 2015 년까지수도권 2010년부터 2015년까지수도권전체연령사망률은증가하는경향을보이고있다.(2010년 408명 /10만 2015년 435명 /10만) 전체연령의 10만명당최저사망률은 2015년수원시영통구 243명, 최고사망률은 2012년강화군 1,109명으로확인되었다.
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 111 범례 ( 단위 : 10 만명당 ) ~200 200~400 400~600 600~800 800~1000 1000~ 자료 : 저자작성. 2015 년 < 그림 4-32> 2015 년수도권전체원인사망률 (30 세이상 ) < 그림 4-32> 는인구동향조사시 군 구 / 성 / 연령 (5세) 별사망자수, 사망률자료를 30세이상인구에대한사망률자료로가공하여도식화한것이다. 2015년수도권 30세이상의 10만명당사망률은 551.0명으로, 최저및최고사망률은가평군 (113명) 과평택시 (3,188 명 ) 로확인되었다. 마지막으로대한민국행정구역경계 ( 시 군 구 ) 지도자료는통계청통계지리정보서비스 (SGIS) 에서제공하는통계지역경계의 2014년센서스용행정구역경계 ( 시 군 구 ) 자료를활용하였으며, 해당자료는 2014년 12월 31일을기준시점으로 UTM-K(GRS80타원체 ) 지리정보좌표계를적용하여작성되었다. 시범적용에사용된 2010년부터 2015년까지수도권분석자료의연도별결과값은 < 표 4-46> 과같다.
112 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 4-46> 2010~2015 년수도권분석자료요약 구분 2010 년 2011 년 2012 년 2013 년 2014 년 2015 년 PM2.5( μg / m3 ) - - - - - 26.29 대기질 PM10( μg / m3 ) 56.06 54.54 47.74 51.80 52.13 47.16 O 3 (ppb) 38.87 39.65 41.81 43.13 44.70 43.94 인구수 ( 천명 ) 사망률 (10 만명당 ) 전체연령 24,464 24,621 29,137 24,907 25,031 25,131 30세이상 - - - - - - 전체연령 408.4 411.1 361.1 425.8 427.4 435.8 30세이상 - - - - - - 자료 : 저자작성. 다. 시범적용결과 범례 ( 단위 : 명 ) ~10 10~15 15~20 20~25 25~30 30~ 2010 년 2011 년 2012 년 2013년 2014년 2015년 자료 : 저자작성. < 그림 4-33> 수도권연도별 PM10 노출로인한전체원인조기사망자수
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 113 < 표 4-47> 수도권연도별 PM10 노출로인한조기사망자및조기사망부담 연도 연중농도 ( μg / m3 ) 인구수 ( 명 ) 사망률 (10 만명당 ) 조기사망자수 ( 명 ) (95% CI) 조기사망부담 (10 만명당 ) (95% CI) 2010 55.72 24,463,572 408.4 1,625(1,123~2,124) 6.64(4.59~8.68) 2011 54.28 24,621,200 411.1 1,604(1,109~2,097) 6.52(4.50~8.52) 2012 47.47 29,136,802 361.1 1,790(1,237~2,341) 6.14(4.25~8.03) 2013 51.65 24,907,135 425.8 1,605(1,110~2,099) 6.45(4.46~8.43) 2014 52.01 25,030,851 427.4 1,626(1,124~2,126) 6.50(4.49~8.49) 2015 48.25 25,131,186 435.8 1,544(1,067~2,019) 6.14(4.25~8.03) 자료 : 저자작성. 위의 < 표 4-47> 에서전체원인사망의경우조기사망자수의증감은크게나타나지않으나조기사망부담은 2010년인구 10만명당 6.64명에서 2015년인구 10만명당 6.14명으로다소감소하는경향을보이고있다. 인구수및사망률이다소증가하는경향이있음에도조기사망부담이감소한것은연중 PM10 농도감소가원인인것으로판단된다. 범례 ( 단위 : 명 ) ~10 10~15 15~20 20~25 25~30 30~ 2010 년 2011 년 2012 년 2013년 2014년 2015년 자료 : 저자작성. < 그림 4-34> 수도권연도별 O 3 노출로인한전체원인조기사망자수
114 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 4-48> 수도권연도별 O 3 노출로인한조기사망자및조기사망부담 연도 연중농도 (ppb) 인구수 ( 명 ) 사망률 (10 만명당 ) 조기사망자수 ( 명 ) (95% CI) 조기사망부담 (10 만명당 ) (95% CI) 2010 39.34 24,463,572 408.4 2,342(1,381~3,293) 9.57(5.65~13.46) 2011 40.27 24,621,200 411.1 2,417(1,426~3,400) 9.82(5.79~13.81) 2012 42.63 29,136,802 361.1 3,210(1,894~4,512) 11.02(6.50~15.49) 2013 43.46 24,907,135 425.8 2,740(1,618~3,853) 11.00(6.49~15.47) 2014 45.50 25,030,851 427.4 2,869(1,694~4,033) 11.46(6.77~16.11) 2015 44.60 25,131,186 435.8 2,910(1,718~4,091) 11.58(6.84~16.28) 자료 : 저자작성. 위의 < 표 4-48> 에서오존단기노출로인한조기사망자수는증감의경향을보이지않으나, 조기사망부담은증가의경향을보인다.(2010년 9.57명 /10만 2015년 11.58명 /10만) 조기사망부담이증가하는경향을보이는것은인구수및사망률증가그리고연중오존농도의증가에기인한것으로판단된다. 범례 ( 단위 : 명 ) ~5 5~10 10~15 15~20 20~25 25~ 자료 : 저자작성. < 그림 4-35> 수도권 2015 년도 PM2.5 노출로인한전체원인조기사망자수
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 115 < 표 4-49> 수도권 PM2.5 노출로인한조기사망자및조기사망부담 연도 연중농도 ( μg / m3 ) 인구수 ( 명 ) 사망률 (10 만명당 ) 조기사망자수 ( 명 ) (95% CI) 조기사망부담 (10 만명당 ) (95% CI) 2015 26.29 25,131,186 435.8 862(812~912) 3.43(3.23~3.63) 자료 : 저자작성 위의 < 표 4-49> 에서 2015 년수도권의 PM2.5 단기노출로인한전체연령조기사망자 수는 862 명으로인구 10 만명당 3.43 명으로추정되었으며, 최소조기사망자수는옹진군 이 1.26 명, 최대사망자수는남양주시가 25.92 명으로나타났다. 범례 ( 단위 : 명 ) ~100 100~150 150~200 200~250 250~300 300~ 자료 : 저자작성. < 그림 4-36> 수도권 2015 년도 PM2.5 노출로인한전체원인조기사망자수 (30 세이상 )
116 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 < 표 4-50> 수도권 PM2.5 노출로인한 30 세이상인구의조기사망자및조기사망부담 연도 연중농도 ( μg / m3 ) 인구수 ( 명 ) 사망률 (10 만명당 ) 조기사망자수 ( 명 ) (95% CI) 조기사망부담 (10 만명당 ) (95% CI) 2015 26.29 19,658,802 551.0 자료 : 저자작성. 15,715 (10,545~20,669) 79.94 (53.64~105.14) 위의 < 표 4-50> 에서 2015 년수도권에서 PM2.5 장기노출로인한 30 세이상의조기사망 자수는 1 만 5,715 명으로인구 10 만명당 79.94 명으로추정되었고, 최소및최대는단기노 출과동일하게웅진군 (22.92 명 ) 과남양주시 (461.16 명 ) 로나타났다. 라. 과거연구와의비교시범적용의결과와과거연구중비교가능한부분은 PM10, O 3 의단기노출과 PM2.5의장기노출부분이다. PM10 및 O 3 의단기노출의경우환경부 (2013) 와비교가가능하며, PM2.5의장기노출의경우시흥환경기술센터 (2012) 와비교해볼수있다 ( 표 4-51 참조 ). PM10 및 O 3 단기노출의경우에환경부 (2013) 와비교할수있다. 본시범적용의 CR함수는 PM10이 0.000297, O 3 가 0.000608 로메타분석을통해산출되었고기여사망자수는각각 1,544(95% 신뢰구간 : 1,067~2,019) 명및 2,910(95% 신뢰구간 : 1,718~4,091) 명으로산출되었다. 환경부 (2013) 의 CR함수도메타분석방법을활용하여도출하였으며, 값은 PM10이 0.000227, O 3 가 0.000433으로산출되었다. 환경부 (2013) 의산출된기여사망자수는 1,248(95% 신뢰구간 : 302~2,374) 명으로산출되었다. O 3 단기노출에대한 CR함수가다소차이를보이고있으나, 기여사망자수의 95% 신뢰구간이서로겹치는부분이있어과거연구와큰차이를보이지는않았다. PM2.5 장기노출의경우에시흥환경기술센터 (2012) 와비교해볼수있다. 본시범적용의 CR함수는 0.006015 로 Hoek(2013) 의연구결과를활용하였으며, 기여사망자수는 1만 5,715(95% 신뢰구간 : 1만 545~2만 669) 명으로산출되었다. 시흥환경기술센터 (2012) 의
제 4 장농도반응함수표준안과시범적용 117 CR함수는 0.006408 로 Pope(1995) 연구결과를활용하였으며, 기여사망자수는 1만 1,919명으로산출되었다. PM2.5 장기노출에대한 CR함수값이다소차이를보이고있으나기여사망자수의경우에본시범적용의 95% 신뢰구간에시흥환경기술센터 (2012) 의결과가포함되고, 2015년과 2010년의인구특성등을고려할때과거의연구결과와큰차이를보이지는않는것으로판단된다.
118 < 표 4-51> 국내대기오염으로인한조기사망자수산출결과비교 분석구분분석기간분석지역 CR 함수 (Beta per 1 unit) 산출결과 ( 기여사망자수 ) 비고 본시범적용 경기개발연구원 (2003) 2010 년 ~ 2015 년 1990~ 2001 년 수도권 PM10( 단기 ): 0.000297( 메타분석 ) PM2.5( 단기 ): 0.000302( 메타분석 ) PM2.5( 장기 ): 0.006015(Hoek et al., 2013) O3( 단기 ): 0.000608( 메타분석 ) 수도권 PM10( 장기 ): 0.006408(Pope et al., 1995) 기여사망자수산출 PM10( 단기 ): 1,544(95%CI: 1,067~ 2,019) PM2.5( 단기 ): 862(95% CI: 812~912) PM2.5( 장기 ): 15,715(95% CI: 10,545~ 20,669) O3( 단기 ): 2,910 (95% CI: 1,718~ 4,091) 기여사망자수산출 PM10( 장기 ): 11,127-2015 년기준 - 전체연령 ( 단, PM2.5 장기의경우 30 세이상 ) -BaselineⅠ 대비 BaselineⅡ 의기여사망 BaselineⅠ: 환경부의대기오염측정자료중가장낮은수준오염도 BaselineⅡ: 경기도 환경기준조례 에포함된권역별대기환경기준오염도 환경부 (2007) 1999~ 2004 년 수도권 - 서울 ( 단기 ) PM10(65 세미만 ): 0.000421(GAM 분석 ) PM10(65 세이상 ): 0.000452(GAM 분석 ) O3(65 세이상 ): 0.000959(GAM 분석 ) O3( 전체 ): 0.000804(GAM 분석 ) - 인천 ( 단기 ) PM10(65 세미만 ): 0.000566(GAM 분석 ) PM10(65 세이상 ): 0.001034(GAM 분석 ) - 전체 ( 장기 ) PM10(30 세이상 ): 0.004526(Krewski et al., 2000) 기여사망자수감소산출 PM10( 단기, 65 세이상 ): 425(95% CI: 164~820) PM10( 단기, 65 세미만 ): 2,228(95% CI: 404~4,767) O3( 단기, 65 세이상 ): 66(95% CI: 31~102) O3( 단기, 전체 ): 417(95% CI: 180~ 661) PM10( 장기 ): 8,618(95% CI: 4,386~ 12,633) -2014 년기준 ( 수도권대기환경개선에관한특별법 으로인해감소되는기여사망자수 ) 시흥환경기술센터 (2012) 환경부 (2013) 1995~ 2010 년 2003~ 2010 년 수도권 PM2.5( 장기 ): 0.006408(Pope et al., 1995) 전국시 군 구 PM10( 단기 ): 0.000227( 메타분석 ) O3( 단기 ): 0.000433( 메타분석 ) 기여사망자수산출 PM2.5( 장기 ): 11,919 기여사망자수산출 PM10( 단기 ): 1,248(95% CI: 302~ 2,374) O3( 단기 ): 1,338(95% CI: 481~2,014) -2010 년기준 -30 세이상 -2010 년기준 - 전체연령 - 수도권 자료 : 저자작성.
제 5 장요약및제언 119 제 5 장 요약및제언 본연구의목적은기후 대기노출로인한건강위해성정도를합리적인수준에서산출하는건강위해성평가의농도반응함수국내표준안을마련하고, 이를시범적용해보는것이다. 농도반응함수표준안마련은해외선진국에서의평가방법및국내역학연구현황을고려하여국내적용활용성을높이도록하는것을목표로하였는데, 이에건강위해성평가와기후 대기환경정책, 건강위해성평가방법론분석, 그리고 CR함수국내표준안과시범적용이라는 3가지에대한사항을중심으로연구를추진하였다. 2장에서는건강위해성평가의개념과본연구에서의범위, 환경정책에서의활용, 그리고이를통한평가방법론에있어활용상의문제점및개선사항등의시사점을다루었다. 건강위해성평가의개념및방법론에대해서는환경부와미국 EPA, WHO 및기타학술문헌들을기반으로조사 정리하여작성하였으며, 본연구에서는역학연구에기반한건강위해성평가에한정하여개념화하였다. 국내외기후 대기환경정책에의활용사례로는미국 EPA Clean Air Act 비용-편익분석사례, 환경부 대기환경관리계획 수립, 기후변화저감정책수립사례, 환경영향평가서내위생 공중보건항목작성사례등을조사 정리하였다. 2장의시사점은본연구의구체화된연구배경으로서이번연구에서다루는건강위해성평가의국내표준안개발에대한필요성및표준안개발사항과연결된다. 3장에서는건강위해성평가방법론에대한세부적인내용으로서관련통계모형, 모수, 그리고방법론의불확실성에대하여서술하였다. 또한역학연구에서건강위해성평가의핵심요소중하나로볼수있는건강영향함수및 CR함수를추정하기위한 4가지통계모형의이론적배경및논리적구조를기술하였으며, 이를기반으로국내현황을고려하여활용
120 기후 대기환경정책에활용하기위한건강위해성평가개선연구 가능한일반적인건강영향함수를선정하였다. 또한 EPA의 BenMAP에활용된 CR함수와 WHO의 HRAPIE 사업에활용된 CR함수, GBD 산출시에활용된 CR함수, EC의 Aphekom 사업에활용된 CR함수등해외건강위해성평가에서실제로활용된 CR함수들을조사 정리하였고, 방법론의불확실성에대해서도논의하였다. 특히방법론의불확실성과관련하여서는불확실성요소및발생원인에대해서정리하였다. 여기에서의내용은본연구에서목적으로하는 CR함수의표준안을제시하는주요고려사항으로활용하였다. 4장에서는 CR함수의국내표준안개발을위한체계적문헌고찰, CR함수의주요특성분석, 그리고이번연구의주요결과물로서, 위의자료들을활용한국내표준안및시범사례에관한내용을다루었다. 본연구에서는문헌조사의총대상기간을 1980년부터 2015년까지로설정하였고, 체계적문헌고찰을통해총 102건의학술논문 DB를구축하였으며, 정형화된논문선택과정에따라최종표준안에활용된 36건의논문을선정하였다. 이과정에서 CR함수의주요특성을대기오염물질별, 노출특성별, 그리고건강영향별항목으로구분하여 DB를구축하였으며, 가능한범위내에서 CR함수에대한메타분석을실시하였다. 이러한과정을통해도출된분석결과를기반으로국내표준안제시를위한국내 CR함수를통합및선정하였고, 이에대한정책적활용방안을제시함과더불어시범적분석을수행하였다. 특히제안된 CR함수를실제로활용함에있어신중을기하고자제안된 CR함수에대해신뢰성을고려한활용, 제약사항을고려한활용, 산출결과물을고려한활용에대해서정리 제시하였다. 마지막으로본연구를통해서개발된건강위해성평가와관련한 CR함수표준안및활용가이드라인은부록4에별도로정리 제시하였다. 본연구는이론및모형개발, 조사통계및해외동향자료수집등의이론적 학술적유형의연구이다. 따라서본연구에서제안한건강위해성평가의 CR함수표준안과정책적활용방안에대한사항만으로도그의미가높다고할수있다. 덧붙여본연구를수행하면서다양한건강위해성평가연구보고서를조사 비교하였으며, 국내 CR함수와관련한역학연구를정리하였다. 이과정에서향후건강위해성평가와관련한정책연구와 CR함수관련한역학연구의방향을제안해볼수있다. 첫째건강위해성평가는다양한환경정책에활용될수있음을보였다. 하지만건강위해
제 5 장요약및제언 121 성평가방법론은일반적인것으로서세부적인정책도구로활용하기위해서는목적및적용가능성에대해서면밀히검토하여야한다. 예들들어건강위해성평가가환경영향평가내위생공중보건항목의작성에활용될수있지만, 어떤수준의개발계획등에적용될수있는가, 건강위해성평가의어떤 CR함수를적용할수있는가등은추가적인연구가이루어져야할것이다. 이와함께정책도구로활용시산출결과물에대한비교 분석을위한체계화된불확실성평가가동시에이루어져야한다. 둘째본연구에서제시한 CR함수표준안자체를보완 개선하기위한연구가필요하다. 특히제안된 CR함수중신뢰도를고려한활용 B등급은국내대상의추가연구를통해서 CR함수의안정화를도모할필요가있다. 더불어활용 C 및 D 등급은우선적으로국내장기노출관련연구기반을마련하는것이필요하다.
참고문헌 123 참고문헌 [ 국내문헌 ] 시흥환경기술개발센터 (2012), 국민건강위해성을고려한대기질개선효과분석방안도출. 조승헌등 (2002), 기후변화영향분석모델Ⅲ: 환경편익을고려한온실가스저감에따른경제성분석, 한국환경정책 평가연구원. 최현정 (2015), Post-2020 온실가스감축목표의문제점 : 한국 INDC의평가, 아산정책연구원이슈브리프. 하종식외 (2013), 수도권대기중입자상물질로인한건강부담추정과불확실성, 한국대기환경학회지, 29(3), 한국환경정책 평가연구원, pp.275-286. 한화진등 (2001), 온실가스저감조치의환경적편익분석사업-부수적환경편익-, 한국환경정책 평가연구원. 한화진외 (2005), 대기환경론. 환경부 (2007), 환경오염저감정책의건강편익산정모형확립및적용연구. 환경부 (2011), 환경영향평가서내위생 공중보건항목작성을위한건강영향항목의평가매뉴얼-사업자용, pp1-2. 환경부 (2012), 기후변화에의한대기오염및건강영향연구 (Ⅱ). 환경부 (2013), 대기오염위해성관리를위한정책방향설정연구. 환경부 수도권대기환경청 (2013), 2차수도권대기환경관리기본계획 (2015-2024). 황정규 (1988), Meta-Analysis 의이론과방법론 : 경험과학적연구결과의종합을위하여, pp.1-55. [ 국외문헌 ] Burnett, R. T. et al.(2014), An Integrated Risk Function for Estimating the Global Burden of Disease Attributable to Ambient Fine Particulate Matter Exposure, Environmental Health Perspectives, 122(4), pp.397-403.
DerSimonian, R. and N. Laird(1986), Meta-Analysis in Clinical Trials, Control Clin Trials, 7, pp.177-187. EPA(2011a), The Benefits and Costs of the Clean Air Act from 1990 to 2020. EPA(2011b), An Overview of Methods for EPA s National-Scale Air Toxics Assessment. EPA(2011c), Assessing the Multiple Benefits of Clean Energy. EPA(2011d), Uncertainty Analyses to Support the Second Section 812 Benefit-Cost Analysis of the Clean Air Act. EPA(2015), BenMAP: User s Manual, Appendices, pp.60-133. Glass, Gene V.(1976), Primary, Secondary, and Meta-Analysis of Research Educational Researcher, 5(10), pp.3-8. Ha, J.(2015), Applying Policy and Health Effects of Air Pollution in South Korea: Focus on Ambient Air Quality Standards, Environmental Health and Toxicology, 29, e2014011. Hattie, J. A. and B. C. Hansford(1982), Self Measures and Achievement: Comparing a Traditional Review of Literature with Meta-Analysis Australian Journal of Education, 26(1), pp.71-75. HEI(2010), Outdoor Air Pollution and Health in the Developing Countries of Asia: A Comprehensive Review, Special Report, 18, Boston: Health Effects Institute, http://pubs.healtheffects.org/getfile.php?u=602. Huang, Y. et al.(2005), Bayesian Hierarchical Distributed Lag Models for Summer Ozone Exposure and Cardio-Respiratory Mortality, Environmetrics, Vol. 16, pp.547 562. Industrial Economics, Inc.(2006), Expanded Expert Judgment Study of the Concentration-Response Relationship Between PM2.5 Exposure and Mortality, Office of Air Quality Planning and Standards, U.S. Environmental Protection Agency.
참고문헌 125 Knol, A. B. et al.(2009), Dealing with Uncertainties in Environmental Burden of Disease Assessment, Environmental Health, 8(1), pp.21-34. Künzli, N. et al.(2001), Assessment of Deaths Attributable to Air Pollution: Should We Use Risk Estimates Based on Time Series or on Cohort Studies?, American Journal of Epidemiology, 153(11), pp.1050-1055. Kuzmack and McGaughy(1975), Quantitative Risk Assessment for Community Exposure to Vinyl Chloride. NRC(1983), Risk Assessment in the Federal Government: Managing the Process. Pascal, M.(2013), Assessing the Public Health Impacts of Urban Air Pollution in 25 European Cities: Results of the Aphekom Project, Science of the Total Environment, 449, pp.390 400. Train(1976), Interim Procedures and Guidelines for Health Risk and Economic Impact Assessment of Suspected Carcinogens. Walker, W. E. et al.(2003), Defining Uncertainty: A Conceptual Basis for Uncertainty Management in Model-Based Decision Support, Integrated Assessment, Vol. 4, pp.5-17. WHO(2013), Health Risks of Air Pollution in Europe: HRAPIE Project, Regional Office for Europe. WHO(2014), WHO Expert Meeting: Methods and Tools for Assessing the Health Risks of Air Pollution at Local, National and International Level, Regional Office for Europe. WHO(2016), Health Risk Assessment of Air Pollution: General Principles, Copenhagen, Regional Office for Europe. [ 온라인자료 ] 국가법령정보센터, 환경보건법제 13 조건강영향항목의추가 평가등, http://law.go.kr, 검색일 : 2016.6.15.
PubMed, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed, 검색일 : 2016.3.29. Ovid Medline, http://ovidsp.tx.ovid.com, 검색일 : 2016.3.29.
부록 127 부록 부록 Ⅰ. 대기오염의건강위해성평가-일반원리 (WHO 보고서 ) 부록 Ⅱ. 건강위해성평가에활용된해외농도반응함수부록 Ⅲ. 표준안도출시문헌고찰에활용된논문 36개목록부록 Ⅳ. 건강위해성평가의농도반응함수국내표준
부록 Ⅰ 129 부록 Ⅰ. 대기오염의건강위해성평가 - 일반원리 (WHO 보고서 ) 57) 1. 개요 1.1 범주및목적이보고서는대기오염에의한건강위해성평가 (AP-HRA: Air Pollution Health Risk Assessment) 및건강위해성예측에관한일반적인개념을소개하고, 다양한정책시나리오들을대상으로 AP-HRA 를시행하는데필요한기본원칙을정리하였다. 또한관련된다양한사례를정리하여소개하고있다. 이보고서는장거리월경성대기오염에관한유엔유럽경제위원회 (UNECE) 협약의일환으로작성되었기때문에, 주로유럽및북미지역의도구와문헌들을인용하고있다. 추가정보가필요한경우 AP-HRA 에관한 WHO 전문가회의보고서 및기타배경문헌들을온라인에서확인할수있다. 마지막으로이보고서의주요독자층은지역, 국가및국제단위의정책입안자들과연구및활동기관의건강위해성평가사용자들이다. 1.2 배경대기오염은건강에매우중요한결정요인이다. 대기오염이일반대중의건강에해로운영향을미친다는사실은이미수많은역학연구들로입증되어왔으며, 이러한피해는 < 부록그림 1-1> 과같이미세한건강피해에서부터조기사망까지매우광범위하고다양한형태로나타난다. 57) WHO 의 Health Risk Assessment of Air Pollution: General Principle 을번역함.
Samet & Krewski(2007): WHO(2016) 에서재인용. < 부록그림 1-1> 대기오염건강피라미드 노인, 어린이, 임신부, 환자등과같은일부계층들은상대적으로더높은위험에노출되며, 이들은대기오염노출에의한건강피해가더심각하게나타날수있다. 또한혼잡한대로변근방에거주하고있거나특정직업군에종사하는일부계층들은상대적으로더높은농도의실외대기오염에노출될수있다. 대기오염물질은일반적으로복잡한혼합체 (Complex Mixture) 로구성되어있기때문에역학연구에서특정물질에의한건강영향으로관측되는피해들이실제로는다른원인 ( 물질 ) 에서기인하는것일수도있다. 하지만역학연구에서주로연구대상이되는오염물질 (PM, BC, O 3, NO 2, NO x, SO 2, CO, 중금속, 흑연등 ) 은대기오염혼합물에대해대표성을가진다. 이중대기중미세먼지 (Particulate Matter: PM) 노출에의한건강영향과상당부문연관되어있다. 미세먼지는일반적으로초기배출 ( 연소에의한검댕등 ) 과 2차입자가대기중에서형성되는과정을통해생성된다. 미세먼지의성질은 2.5μm (PM2.5) 또는 10μm (PM10) 이하의크기를지닌입자들의질량농도와입자의개수, 그리고화학적성분 (BC, 유기화합물, 중금속등 ) 으로설명될수있다. 역학및독성학연구결과들에의하면미세먼지입자들 (PM2.5, PM10) 은다양한형태및수준의건강영향을나타내는상이한물질들로구성되어있다. 대기오염물질의입자크기와성분또는성질은특정배출원과연관시킬수있기때문에건강영향을판단하는데있어상황에따라어느한대기오염물질이다른대기오염물질보다더욱적절한지표로고려될수있다. 일례로도로분진의재부유에의한건강영향을고려할때는 PM10이적절한지표로오염물질을대변할수있으며, 차량배기관을
부록 Ⅰ 131 통한배출물질의영향에있어서는 BC가더민감한지표로사용된다. 이러한이유로 AP-HRA 수행시에는대상인구집단의노출과연관된오염원에적절한오염물질을선정하는것이매우중요하다. PM2.5에의한건강영향은수많은역학연구들을통해상세히조사되었으며, 다양한오염원과환경으로부터기인하는미세먼지 (PM) 노출의위협을비교적잘나타내는지표로언급된다. < 부록그림 1-2> 는모발과모래와비교한미세먼지의상대적크기를보여준다. EPA(2008): WHO(2016) 에서재인용. < 부록그림 1-2> 미세먼지 (PM10 및 PM2.5) 의상대적크기개념도 전세계적으로대기질과이에따른인간건강을개선하기위한노력들은상당부분진전되었다. 하지만현재의대기오염수준및과거의비교적낮은대기오염수준에서도건강피해가발생할수있다는연구결과들이존재한다. 또한대기질통제규제의부재및개발도상국들에서는심각한사회문제로부상하고있다. 실제로특히도심지역에집중된몇몇대기질악화현상으로나타나고있다. 이에대기오염에의한건강영향의정량적예측값들은정책입안자및기타관계자들이보다효율적인지역 국가 국제단위의대기오염관련정책들을고안하고이행하는데있어상당히중요한부분으로부각되고있다. AP-HRA 는각각의정책안건에대한답변을제시해줌으로써이러한절차를지원해준다. 실제로이미많은국가들에서는대기질에직 간접으로영향을미칠수있는새로운사업이나프로그램, 규제및정책등을도입하기에앞서의사결정의일환으로 AP-HRA 를수행하는것이의무화되어있다. 일부국가들에서법적요구사항이아님에도불구하고평가혹은연구사업의일환으로수행되기도한다.
1.3 건강위해성평가 (Health Risk Assessment) 란무엇인가? 건강유해 (Health Hazard) 란인간의건강이나안녕 (Well-Being) 에위협을가하는원인 (Source) 으로정의될수있다. 건강위해성평가는특정건강위험에대한노출이야기할수있는잠재적건강피해들을과학적으로진단하는평가방법이다. 이보고서는인간건강에유해를가하는다양한형태의원인들중에서대기오염이라는건강유해를다룬다. AP-HRA 는대기오염노출에의한과거, 현재그리고미래의위협들을예측하는것과, 이러한위협들이새로운정책의도입이나기타대기질변화를야기할수있는상황에따라어떻게변할것인지예측하는것을목표로한다. AP-HRA 는양적및질적으로수행될수있으며, 일반적으로다음사항들을대상으로평가한다 : (ⅰ) 현재의대기오염정도 (Amount), 오염물질농도등 ; (ⅱ) 대상인구에대한오염물질접촉도 ( 노출 ); (ⅲ) 오염물질농도의인체위해도, 노출인구에대한건강위협결과. AP-HRA 를통해도출되는예측값들은정책개발자또는기타이해관계자들이의사결정을내리는데있어참고가능한정보로이용된다. AP-HRA 실시에필요한입력자료 ( 대기오염, 초기건강통계, 대기오염물질의농도반응함수등 ) 들은항상존재하는것이아니다. 많은건강위해성평가들은일부입력자료또는특성에대한예측값이나판단결과등을토대로수행된다. 이에 HRA 결과들은일반적으로불확실성을지니게되며, 이러한불확실성들은최대한근사치로특성화되어야한다. 또한 AP-HRA 는일반적으로다양한건강영향들중에서도정량화가가능한부분만을포함하며, 농도반응함수가존재하지않는다른건강영향들은다루지않는다는점을명시해야한다. 공공보건을보호하는데있어가장이상적인방법은 AP-HRA 에가능한한많은영향요인을포함시키는것이지만, 대부분의 HRA 결과들은실제위해성보다낮은수치로나타난다. AP-HRA 는환경에영향을미치는정책, 프로그램및사업등에의한건강영향을통합적으로평가하는건강영향평가 (HIA: Health Impact Assessment) 의일부로사용될수있다. AP-HRA 와 HIA는용어적으로간혹혼용해사용되기도하지만이둘은서로다른개념들이다. WHO 유럽지역사무소에서는 HIA를다음과같이정의하고있다 : 정책, 프로그램, 또는사업이인구에미칠수있는잠재적건강영향들과이러한영향들이인구내에서어떻게
부록 Ⅰ 133 분포될것인지를판단하기위한절차, 방법및도구의조합. HIA는이러한건강영향들을관리하기위해어떠한행동 (Action) 을취해야하는지도식별해준다. AP-HRA 가특정한위험과이에대한건강영향을살피는경향을보인다면, HIA는상대적으로더넓은관점에서접근한다. 예를들어도심내부또는근교에신공업단지건축계획이있다는가정을했을때, HIA는대기오염과같이특정한위험의잠재적위협만을진단하는것이아니라소음, 토양, 물등의오염과같은문제들을고려하는것은물론, 건설노동자들의유입, 도심거주자들의취업기회증진, 지역내기존위험들에더한추가적위험부담축적등다양한경로를통한잠재적건강영향들도살펴본다. 두가지평가방법들을앞서언급한정의들을기반에두고고려하였을때, 본보고서의의도는 AP-HRA 에관한내용에집중하는데초점이맞춰진다. < 부록그림 1-3> 은 AP-HRA 시행과정을단계별로보여주고있다. EPA(2012): WHO(2016) 에서재인용. < 부록그림 1-3> AP-HRA 시행절차개념도
2. 정책안건 (Policy Question) 정의 앞서언급했듯이 AP-HRA 의궁극적목적은계획된정책의도입이나기타대기질변화의 건강영향에관련된정책문제들을해소하는것이다. AP-HRA 는주로다음과같은정책 문제들을답하기위해이용된다. 1. 현대기오염수준에의한공공보건부담은얼마나되는가? 2. 대기질정책을바꾸거나더강력한대기오염규제를도입함으로인해얻을수있는건강편익에는어떠한것들이있는가? 3. 특정배출원또는특정경제부문에서배출되는오염물질에의한건강영향은얼마나되며, 이에관련된정책들의편익은얼마나되는가? 4. 현정책이나이행되고있는대책 (Action) 들의건강영향은어떻게되는가? 5. 평가의불확실성에의한정책적의미는무엇인가? AP-HRA 결과는정책변화에따른건강편익의경제적가치를예측하는데사용될수있다. AP-HRA 의도구중일부에는이러한작업을수행하기위한단계가포함되어있다. 결과적으로 AP-HRA 를시행하여얻을수있는지식은대기질규제의강화등과같이정책개선에이용될수있다.
부록 Ⅰ 135 3. AP-HRA 수행하는데어떤정보들이필요한가? 3.1 건강위해성평가계획 < 부록그림 1-4> 는정책의제규명, 이용가능한자료및자원결정, 적합한방법및도구선정등을포함하고있는 AP-HRA 절차의의사결정관계도다. 입력자료는다음과같은사항들을필요로한다 : (1) 대기오염수준, (2) 노출인구, (3) 건강영향 ( 농도반응함수 ). 방법의선정은사용가능한자료가무엇인지에따라달라질수있다. 반대로선정하는방법에따라필요한입력자료들이달라질수있다. 또한도구에따라부과되는업무량과소요되는전문가수준등이달라질수있다. 다양한도구들에대한상세한설명은이보고서 5장에서소개한다. 자료 : WHO(2016). < 부록그림 1-4> AP-HRA 의순차적선택및피드백연결고리를나타내는의사결정관계도 AP-HRA 를통해답하고자하는문제에대해입력자료및자료의이용가능성을식별하기 위해서는다음의요소들을고려해야한다.
1) 아래에대한자료필요성은정책사안과상황, 조건등에의해결정된다. 누가영향을받는가? 예를들어대상인구중특정연령층 ( 어린이, 노인 ) 이나특정질병취약계층, 특정직업군, 특정사회경제군등과같이특정한인구집단을고려할필요가있는가? 사람들은대기오염에어떻게영향을받는가? AP-HRA 에서어떠한건강결과들 ( 사망률, 입원율, 특정질병발병률, 활동제한일수등 ) 을평가할것인가? 특정한상황에서특정인구집단의건강위해성을예측하고노출을설명하는데있어주요오염물질지표들중무엇을고려할것인가? 이는정책적으로다루고자하는의제가무엇인지 ( 특정오염원으로부터의대기오염물질배출에관한것인지, 특정규제도입에의한효과인지, 아니면대기질전반에관한것인지등 ) 에따라달라질수있다. 측정된대기질자료를이용하고자할경우어떤측정자료 ( 도심배경농도, 교통배출량, 정주산업배출량등 ) 가필요한가? AP-HRA를통해평가하고자하는문제혹은사안의공간해상도는어떻게되는가?: 단일도시, 도시내특정구역, 복수도시, 지역, 국가, 다수국가등 AP-HRA를통해평가하고자하는문제혹은사안의시간해상도는어떻게되는가?: 특정시기를대상으로 10년, 연간, 계절별, 일별 ; 특정사건발생전 중 후기간 ; 과거자료와미래예측자료비교등 2) 아래에대한자료필요성은선정된도구에의해결정된다. 대기오염과인구자료에대하여어떠한공간해상도가필요한가? 도시에대한인구자료가필요한가아니면도시내특정구역, 지역또는국가전체에대한인구자료가필요한가? 대기오염자료에대하여어떠한시간해상도가필요한가?: 시간별, 일별, 연평균 건강자료에대하여어떠한시간해상도가필요한가?: 예를들어일일별발병또는입원수치가필요한지, 일일또는연간사망률이필요한지등. AP-HRA 에필요한자료들이존재하는가? 배경공공보건및인구자료등과같이
부록 Ⅰ 137 자료필요성 (Data Needs) 을충족시켜주는데이터베이스가존재하는가? 대기오염측정자료나모델링자료가존재하는가? 인구에대한노출을설명하기에적절한노출자료를시공간적해상도에서모델링할수있는도구가있는가? 자료는적절한품질의자료인가? 적절한모니터링프로토콜이적용되고품질보증또는검사절차를거친자료인가? 관심건강결과에대한농도반응함수를설명하기위해과거에실시된연구결과가존재하는가? 대상인구집단중몇명이대기오염에의한특정건강영향을받았는가? 건강결과의배경통계수치는어떻게되는가? 관측된건강피해, 또는특정건강결과의변화중얼마가대기오염또는대기질변화로부터기인하는가? 비교분석에사용할수있는통제구역또는통제인구집단에관한자료가있는가? 3) 어떠한자료들이필요한지모두식별하였다면, 이자료들의이용가능성 (Availability) 을평가해보아야한다. 필요한모든자료들이이용가능한경우다음단계로넘어갈수있다. 그렇지않은경우에는더많은자료를수집하거나, 다른도구를이용하거나, 다른정책적질문을제시해야한다. 4) 수집된대기오염, 건강및인구관련자료들은특정정책질문과연계하여대기오염노출에의한건강영향을평가하는데이용된다. 이는다음의단계로시행된다. a. 평가인구에대한노출도예측 b. 노출예측값과배경건강결과비율을농도반응함수의입력자료로사용. 이는대상인구에대해예측된노출값에의한건강위해성을평가할수있게해준다. c. 건강영향의비용또는편익을정량화하기위한경제성평가를실시할수있다. 일부 AP-HRA 도구들에는이단계가포함되어있다.
3.2 대기오염물질에대한인구노출도예측일반적으로대기오염물질에대한인구노출도자료는지자체또는국가기관에서관측한것을이용한다. 측정된대기오염자료를기반으로하는인구노출도예측값은주로한정된시공간적범위로제한적인성향을가진다. 또한모니터링은기관마다각각의절차및기술을이용하여측정되기때문에여러장소에서오는다양한자료들을조합하는것이어려울수도있다. 심지어하나의지점에서측정된자료조차시간에따라측정방법이다를수있다. 근래에는위성원격탐사기술, 화학물질거동모형, 토지이용회귀분석모형, 고해상도분산모델등을기존의지상관측방식과병행하는기술이많이발달되었기때문에자료가많이존재하지않거나심각하게오염된지역들에대해서도주요대기오염지표물질들에관한정보수집이비교적수월하다. 오염물질의배출량또는농도가변화한다는가정하에인구노출이어떻게변할것인지를예측하는데있어이와같은실측자료들은배경농도로이용될수있다. 하지만정책및기술혁신에의한미래농도의변화율을예측하기위해서는대기질모델링이필요하다. 3.3 건강위해성예측대기오염건강위해성은일반적으로역학연구를통해산출되는상대위험비 (Relative Risk: RR) 예측값에기반을둔농도반응함수로표현된다. RR 예측값은낮은노출도를보이는인구와비교하여상대적으로더높은농도의대기오염물질에노출된인구에서건강피해 ( 조기사망, 심장병, 천식, 응급실이송, 입원등 ) 가더많이발생할가능성 (Likelihood) 을나타낸다. 일반적으로 RR 값은오염물질의농도가주어진μg / m3또는 ppb씩증가할때, 평가되는건강피해가비율적으로얼마나증가하는지를보여주는값이다. 이와같이 RR 값은개인의위해도가아닌규정된인구집단내에서의위해도를설명하는것이며, 특정인물에대한 RR 값을산출하는것은불가능하다. 특정정책의제에대해유의미한결과를제시하기위해 AP-HRA 는특정한건강결과나특정인구내몇몇건강결과들을대상으로평가한다. 더불어평가는모든범위의인구단위
부록 Ⅰ 139 내에서의모든잠재적건강피해를분석하는것은아니다. AP-HRA 에서이용되는농도반응함수들은일반적으로특정건강결과에대해존재하는역학적근거들을기반으로한다. 일부의경우, 사람또는동물에의도적으로오염물질을노출하여산출된실험적근거를기반으로두기도한다. 이러한이유로농도반응함수의정의는새로운과학적근거가정립될수록새로이재정립될여지가있다. 일부특정한건강결과또는대기오염물질의경우에이용가능한자료가제한적이거나오래되어농도반응관계를나타내기에적절하지못할수있다. 예를들어 PM1.0 노출에의한잠재적건강위해성에대한부분은현재로서는다루고있지않는데이는이에대하여신뢰가능한농도반응함수가존재하지않기때문이다. 또한농도반응함수가존재하기는하지만매우높거나매우낮은농도에한하여사용이적절하지않은경우도있다. 마지막으로대부분의연구는유럽과북미의오염물질농도, 화학조성, 보건의료시스템등을토대로실시되었으며이를통해산출된농도반응함수들은다른지역에서의농도반응함수와는다를수있다는점을유의해야한다. 위의사항들은모두대기오염노출의건강위해성에대한직접적인역학근거의부재가평가에서중요한한계점으로작용할수있다는사실을의미한다. 세계에서가장오염된지역들중몇몇지역에대해서는이러한직접적인역학적근거가터무니없이부족한게현실이다. 이와같이높은오염농도를나타내는지역에서나타나는오염물질의단위농도변화에따른건강반응은상대적으로오염수준이낮은지역에서의반응과는다를수있기때문에이러한지역들을대상으로하는연구가시급하다. 역학적근거가제한적이거나존재하지않는지역들에서는다른국가들에서시행된연구정보들을참고하여 AP-HRA 를실시할수있다. 하지만이렇게외삽등을통한추정된정보는평가지역에특수적인농도반응관계를정확하게진단하지못하며이는결과의불확실성을초래한다 (4.1 참고 ). 일부도구들은이용자가특정평가를시행하는데있어어떠한농도반응함수를사용할지선택할수있게해주며다른경우에는권고되는농도반응함수들이도구내직접내장되어있다. 특정건강결과에대한 AP-HRA 결과를생성및전달하는데있어장기노출에의한영향이단기노출에의한영향보다훨씬크다는점을인지해야한다.
3.4 건강영향의정량화 AP-HRA 의결과는일반적으로대기오염에대한전체노출 (Total Exposure) 이나노출변화로부터기인하는기여사망률, 질병발병률, 손실수명연수, 장애보정수명또는기대수명의변화등의수치로보고된다. 이러한계산법들은다양한형태의건강영향들을하나의결과로통합할수있게해주며, 인구내보건현황에대한다양한이면을조명하는데사용할수있다. 하지만이는전체인구에대한예측값만을제시하는것이며대기오염이인구내개인에미치는영향을보여주지는못한다. 기여사망자또는질병발병수 이값은배경농도에서발생하는사망자또는질병발병의수와특정기간측정된노출 수준에서의값을뺀것이다. 손실수명연수 (YLL: Years of Life Lost) 손실수명연수는조기사망에의해감소되는수명연수를측정한값이다. 간략히설명하면, 대기오염노출변화에따른사망자수에다사망시점 ( 연령 ) 에서의평균기대수명을곱하면된다. 간혹사회가치비중 (Social Value Weight) 이고려되기도한다. 사회가치비중에는장애비중 ( 아래의장애손실연수계산시적용 ) 과시간할인비중, 그리고연령에따라변하는사회역할및기여도를나타내는연령비중등이포함된다. 시간할인이란건강한삶 1년에대한현재가치가미래가치보다높다는점을반영한것이며, 연령비중은특정연령에서손실된연수의가치가다른연령에서의가치와다를수있다는점을반영한다. 사회가치비중을적용한연구사례로는세계질병부담연구 (GBD: Global Burden of Disease Study) 가있다. 장애손실연수 (YLD: Years Lost Due to Disability) 장애손실연수는장애로인해손실된연수를측정한값이다. 이는주어진기간내에서 발생하는특정건강피해의수치 ( 건 ) 를완치또는사망까지의평균시간과 0( 완쾌 ) 에서 1( 사
부록 Ⅰ 141 망 ) 사이의단위로질병정도를나타내는장애비중요인을곱하여계산한다. GBD 2010 연구는최신기대수명기준을이용하여 YLL을계산하였으며 YLD의경우발병률대신유병률 (Prevalence) 을기반으로계산하였다. 유병률을기반으로한 YLD는유병건수에장애비중요인을곱하여산출하였다. 장애보정수명 (DALY: Disability Adjusted Life Years) 1년의장애보정수명은 1년의건강한삶의상실을의미한다. 인구내 DALY의합 ( 질병부담 ) 이란실제의보건현황과모든인구가질병및장애없이살아가는이상적상황간의간극을측정하는것으로이해할수있다. 인구내특정질병또는건강상황에대한총 DALY는 YLL과 YDL의합으로계산한다. 이와같은건강영향에대한다양한예측값들은추후건강편익분석을위한경제적비용편익계산에서사용될수있다. 경제적가치평가는일부 AP-HRA 도구에서하나의단계로포함되기도하며, 평가실시후에별도로진행되기도한다. 건강편익분석은건강영향의변화에경제적가치를부여하는것이다. 여기서양의변화는편익으로, 음의변화는비용으로각각고려될수있다. 특히여기서말하는경제적가치평가에서는정책의이행비용에관한부분은포함시키지않는다. 4. AP-HRA 의불확실성 평가의불확실성은평가의한가지또는여러가지요소들에대한지식의부족으로발생한다. 불확실성에대한분석은모든과학적분석의필요요인이며, 일반적으로불확실하다고식별된요인들로그대상을한정한다 ( 인지된불확실성 ). 정보와도구의복잡성, 그리고해당분야에기술적배경또는전문성을보유하지않은정책개발자및기타이해관계자들이이해가능한합리적인결과도출의필요성, 이두요인간의균형을맞추는작업은결코쉽지않지만동시에매우중요한작업이다. AP-HRA 에서
불확실성이발생하는주요원인은아래나열한바와같다. 4.1 대기오염물질의복합혼합체특성 AP-HRA 를둘러싼과학적배경지식은상당히진보하였지만아직까지도대기오염의명확하고완벽한건강영향을이해하는것은불가능하다. 현재까지대기오염의건강영향의근거로사용가능한세계각지에서실시된역학연구는상당히많이축적되어있다. 하지만특정대기오염물질에서기인하는것으로관측되는건강영향들이실제 ( 또는부분적으로 ) 는혼합되어있는다른오염물질에의한것일가능성을배제해서는안된다. 이로부터발생하는 AP-HRA 결과의불확실성은 인지된불확실성 으로판단할수있으며본문에서는이러한부분에관한내용은다루지않는다. 4.2. 배경질병부담사망자수나질병발생수등은다양한이유로인해불확실성을내포하며, 특히여러국가들로부터자료를통합할경우더욱그렇다. 또한미래의인구규모나사망자수등을예측할경우이러한불확실성은더욱커진다. 4.3. 대기오염노출수준전지역범위를대상으로하는지상관측망은존재하지않기때문에 AP-HRA 는노출수준을예측하는데있어모델링에일정부분의존한다. 더불어모델링은새로운정책의도입이나기술의혁신등으로인해영향을받을것으로예측되는대기오염의미래노출정도를예측하는데사용되기도한다. 대기질모델들은다양한가정들을포함하기때문에이를통해예측된노출값이특정지역에서의실제대기오염농도와정확히일치하는것은불가능하다. 심지어전 ( 지역 ) 범위에대한지상관측이가능하다할지라도모든 AP-HRA 는특정지역에서의평균오염물질노출수준이실측에의한것이든모델에의한예측값이든모두
부록 Ⅰ 143 표적집단에대한노출을대표한다고가정한다. 인구노출이적절히예측되었다하더라도오염물질농도의지역적편차및개인생활양식의차이등으로인해개인노출은매우다양하게나타난다. 개인수준의위해성을평가하기위해서는개인관측 (Personal Monitoring) 을실시해야만한다. 4.4. 농도반응함수농도반응함수는역학연구로부터산출되며이러한과정에서불가피한여러가정들로인해결과에불확실성을포함하게된다. 또한일부국가들에서는대기오염에대한역학적근거자체가존재하지않거나미미한경우가많다. 대부분의역학연구들은선진국에서실시된것들이며, 연구된노출범위들은세계전지역에서일률적으로적용가능하다고볼수는없다. 다양한공공보건및정책결정에서대기오염에의한사망률은다른요인들에의한사망률과같은맥락에서고민되어야한다. 비교위해성평가 (CRA: Comparative Risk Assessment) 는 AP-HRA 의한종류로서다양한위협요인들에대하여비교가능한예측값을제시해주는데, 이를위해서다양한위해성들을측정하는데있어동일한방법으로접근해야만한다. 보건측정및평가기관 (IHME: Institute for Health Metrics and Evaluation) 에서담당한 GBD 2010 사업에서는대기오염을포함한다양한위협요인들의질병부담을비교하기위해 CRA를실시했다. 이후이사업에서는전범위노출에대한대기오염의건강위협을예측하기위해대기오염과간접흡연, 가정대기오염및흡연으로부터기인하는대기오염의건강영향근거들을통합하는통합노출반응 (IER: Integrated Exposure- Response) 함수를개발하였다. 4.5. 반사실적 (Counterfactual) 대기오염수준반사실적대기오염수준은배경또는참고를위한노출로서대기오염의건강영향을계산하는데사용된다. 이는답하고자하는정책적의제가무엇인지에따라각각의 AP-HRA 에서서로다르게정의될수있다. 예를들면, 국가대기질기준, WHO 대기질가이드라인
(AQG: Air Quality Guideline) 수준, 자연수준 ( 인위적영향을배제한수준 ), 또는역학연구에서관측된최하수준등이있다. 반사실적대기오염수준의불확실성은일부의과거정책이나이론적최소오염수준등에대한완벽하지않은지식등에서야기되는것으로볼수있다. 적절한반사실적대기오염수준을선정하는데있어나타나는불확실성은앞서언급했던불확실성의개념과는약간상이하다. AP-HRA 의결과들은이선택에매우민감한편이지만이로인해그자체적으로불확실성을생성하지는않는다. 4.6. 의도적인모형간소화실용성을고려하여간소화된모형은불확실성의감소를도모할수있다. 이처럼불확실성의다양한근원을가능한한최대범위내에서인지하고설명하기위한노력은예측결과를더욱정교히하는데있어매우중요하다. 불확실성은농도반응함수에대한현재의이해와노출예측값으로부터발생할수있다. 또한인지하지못하고있는요소들에서발생하는불확실성도분명있을수있다. 하지만이러한불확실성들에도불구하고 AP-HRA 는유용하고유의미한결과를제공한다. 그렇기때문에불확실성에관하여소통하는것도물론중요하지만, 의사결정자들이 AP-HRA 의결과를진지하게검토하고고려할수있도록메시지의균형을맞추는것이매우중요하다. 불확실성의다양한근원들은 GBD 2010 연구에서볼수있듯이몬테카를로시뮬레이션이나확률시뮬레이션등을통해정량화가가능하다. 4.7. AP-HRA 예측값의신뢰도불확실성분석의결과는일반적으로평균을중심으로하는신뢰구간의범위로표현한다. 통상적으로결과의정교함을예측하기위해서는 95% 의신뢰구간을적용한다. 이구간에서는실제의값이발견될확률이 95% 임을의미한다.
부록 Ⅰ 145 5. 활용가능한도구 근래에 AP-HRA 의절차들을자동화해주는컴퓨터기반의도구들이존재한다. 이러한도구들은실제로도구를활용하는인력 (Practitioner) 이나최종사용자 (End-User) 들에게간편성 ( 평가수행의진입장벽을낮춰줌 ), 지속성, 평가간비교가능성, 품질보증성등의다양한편의를제공한다. 대부분의도구는서로유사한접근방법을이용하는데, 대부분역학연구로부터산출된농도반응함수및인구단위의노출예측값을이용하여대기질변화에의한특정건강영향들의추가발생비율을측정하는방식이다. 자동화된도구들에는일반적으로건강및인구자료, 농도반응함수등이기본적으로사전입력되어있으며, 일부의경우에이용자가직접특정입력자료의입력이가능하다. 하지만각각의도구는다양한방면에서서로다른특징을보유하므로, 분석을수행하는담당자들은평가의목적과맥락에가장적절히들어맞는도구를선정해야한다. 2014년 5월개최예정인 WHO 전문가회의에대비하여 12개의대기오염건강위해성평가도구들을대상으로조사를실시하였으며, 각도구들의기술및기능적특성은 < 부록표 1-1> 에정리하였다. 도구특성에대한세부적인추가자료는다른보고서 (WHO 유럽지역사무소, 2014) 에서찾아볼수있다. 이중대부분의도구는무료로이용가능하다.
< 부록표 1-1> AP-HRA 도구 도구개발기관공간범위건강결과 AirCounts AirQ2.2 ( 업데이트개발중 ) Aphekom 대기오염경제가치평가 (EVA) Abt Associates WHO 프랑스공공보건감시기관 Aarhus 대학교 글로벌 (42 개도시, 추가 3,000 개개발중 ) 특정규모, 사망률및이환율이설정된모든인구집단 글로벌 ( 현버전은유럽에중점 ) 북반구, 대륙 ( 예 : 유럽 ). 국가, 도시 EcoSense Stuttgart 대학교유럽 BenMAP-CE EBD 평가도구 - 대기오염 미국 EPA WHO 미본토및중국초기설정 ; 기타지역의경우사용자임의로정의 글로벌 GMAPS2 World Bank 글로벌 IOMLIFET 산업의료연구원 (IOM) - Rapid Co-Benefits Calculator 미국 EPA, 스톡홀름환경연구원 글로벌대상으로개발중 사망률 사망률및이환율 사망률및이환율 사망률및이환율 사망률및이환율 사망률및이환율 사망률및이환율 사망률및이환율 사망률및이환율 사망률 SIM-Air Urban Emissions 아시아, 아프리카, 중남미사망률 사망률및 TM5-FASST EC 합동연구센터글로벌 (56개국자료 ) 이환율 1. 유병률에는심혈관질환, 호흡기질환, 병원입원, 응급실입원, 근무일수감소, 활동일수감소등이포함될수있음. 모든도구들에서유병률을반영하지는않음. 2. 해당모형은더이상관리되고있지않으며더이상다운받을수없다. 자료 : WHO(2016). 일반적으로가장먼저고려되어야하는사항은도구의공간범위이다. 공간범위는도구의입상도를나타내는공간해상도와는다른개념이다. 예를들어전지구범위를지닌도구는국가단위, 도시단위, 또는그리드단위의해상도를보유할수있다. 마찬가지로정책문제에해답을제시하는데있어평가의맥락과가장잘들어맞는적절한도구를선정하기위해서는도구의특성들도고려해야한다. 도구들의주요기술적요소들은아래정리된바와같다.
부록 Ⅰ 147 대상오염물질대부분의도구들은 PM(PM2.5 및 PM10) 과오존의영향을평가하도록초기화되어있다. 일부의경우 NOx, SOx, CO, 중금속, 또는블랙카본등이포함되어있다. 정량화된건강결과모든도구는조기사망률에대한영향을초과또는회피사망자수로고려하여평가한다. 또한대부분의경우손실수명연수, 장애보정수명, 질병발병수 ( 만성폐쇄성폐질환등 ) 등의정량화가가능하다. 해상도일부도구들은대기질수치를 ( 공간범위를격자로구분하는 ) 그리드 (Grid) 에배정하며 ( 그리드모양은통일또는상이할수있음 ) 인구노출및건강영향을각각의그리드에대하여정량화한다. 다른도구들은대기질자료를행정적경계, 즉국가나시 도등의지역단위로구분하여배정한다. 이상적으로도구의공간해상도는평가의공간해상도와일치해야한다 ( 예를들어도시단위, 또는그이상의해상도를평가하는도구는도시내대기오염영향을평가하는데이용되어야한다 ). 노출특성구분일부의경우실제대기질관측결과들을이용하여노출을예측하기도하지만대부분의도구들은노출을예측하는데있어대기질모형에의존한다. 이중일부는전체대기질모형 (Full Air Quality Model) 을이용한다. 이는대기오염물질에상당한영향을미치는복잡한대기의화학조성및거동을고려하는동시에오염물질배출량규제가대기오염수준에미치는영향도함께고려한다. 대기질모형을보유하고있지않은경우에축소형태의도구를이용하여상대적으로폭넓은대기오염영향의예측값을생성할수도있다. 여기서도마찬가지로연구목적과이용하는대기질모형, 건강영향함수의역학입력자료등의공간해상도가통일되도록유의해야한다. 자료출처건강영향평가에서일반적으로사용되는정보에는인구규모및특성 ( 연령분포
등 ), 배경사망률및질병발병률 ( 주로국가통계수치이용 ), 농도반응함수 ( 주로역학연구를통해산출 ) 등이있다. 일부도구들은이용자가편의에따라원하는종류의입력자료를입력할수있게해준다. 다른경우에는특정한출처로부터도입된자료들이도구에사전입력되어있으며이용자는기존에입력된데이터세트가본인의평가목적에적합한지를고려하여사용여부를결정할수있다. 이용가능한도구들은다양한운영특성을보이며, 각각의능력및한계들을잘고려해야 한다. 도구들의주요운영요소들은아래정리된바와같다. 형식일부도구들은사용자기준의소프트웨어프로그램으로, 사용자가다운로드및설치해야한다. 이러한도구들에는건강영향함수, 인구, 건강자료등에대한방대한분량의데이터세트가포함되어있으며모두수정가능한형태로존재한다. 이와같은도구들은일반적으로복잡한편이며사용자들은초기에시간및자원을투자하여이용방법을습득해야한다. 다른도구들은일반적으로많이사용되는외부소프트웨어 ( 마이크로소프트엑셀등 ) 에의존하여접근성이높지만대부분의경우유료로구매해야한다. 대부분의분석가들은마이크로소프트엑셀과친숙하기때문에추가적인교육은필요하지않다. 일부도구들은웹기반의도구로서이용자들이대기오염의건강영향을예측하기위해프로그램을다운로드하거나설치해야하는번거로움을해소해준다. 웹기반도구들은주로비기술자들이이용하는데있어비교적진입장벽이낮은편이며, 특히광범위하고세부적이며정교한건강영향평가를시행하기에자원이부족한국가들에서이용하기에수월하다. 일부도구들의경우온라인튜토리얼및교육워크숍등을제공하기도한다 ( 예 ; BenMAP-CE, IOMLIFET, SIM-Air). 복잡성본문에서소개하고있는도구들은기술적복잡성과접근성에있어매우다양하다. 도구이용자들은정책적맥락에서소요되는세밀함이나기술적복잡성과이를
부록 Ⅰ 149 감당하기위한본인의능력사이에서적절한타협점을찾아야한다. 동료평가강도및정책적활용도분석가들은도구가동료평가를받은것인지, 정책적제언에활용된사례가있는지, 오픈소스인지또는소유권이있는도구인지등을고려해야한다. 몇몇도구들은외부적동료평가를통과한것으로국가대기질규제수립등에있어실질적으로사용된바있기도하다 ( 예 ; 미국 EPA 국가대기질규제 ). 오픈소스도구의주요장점은도구가완전히투명성을확보하고있다는것이며, 이로인해건강영향을계산하기위해도구에서사용된알고리즘과데이터세트등을분석가들이평가할수있다는점이다. 유지관리수준분석가들은사용되는도구가시간에따라데이터세트또는방법론을업데이트하는등의유동적도구로서관리되고있는지고려해야한다. 대기오염건강영향평가에필요한입력자료들은과학의변화를반영하여시간에따라업데이트되어야한다. < 부록표 1-2> 에서는 AP-HRA 수행에있어통상적으로가장많이고려되는두가지사항에준거하여조사된도구들을분류하고있다 : (1) 노출을정의하기위해필요한사용자입력요소 ( 오염물질배출또는농도수준등 ), (2) 공간해상도 ( 예 ; 지역 (2개국가이상 ), 국가, 또는도시단위 ). 일반적으로세번째주요고려사항은도구에서평가대상으로하는오염물질의종류가된다. < 부록표 1-2> 에서는위세가지요인을기준으로평가의맥락에서어느도구의사용이더욱적절한지를나타내준다. 분석가들은이를토대로활용가능한도구들을일차적으로선정한뒤각도구의기타기술및운영요소들을고려하여평가목적에가장적합한도구를최종적으로선정할수있다. < 부록표 1-2> 를가장효과적으로사용하기위한방법은몇가지예시상황들을가정하여살펴볼수있으며이는다음과같다.
< 부록표 1-2> 평가대상의노출, 공간해상도및오염물질성질에따른사용자입력자료를기준으로한상용가능건강영향평가도구의분류 노출성향구분을위한사용자입력자료 배출 농도 공간해상도 지역 국가 도시 모든해상도 오염물질 AirCounts PM2.5 SIM-Air 오존 - 기타 SIM-Air(PM10) PM2.5 오존 기타 PM2.5 오존 기타 모든오염물질 Cobenefits Calculator TM5-FASST EcoSense Cobenefits Calculator TM5-FASST EcoSense TM5-FASST(NOx, SOx) EcoSense(NOx, SOx. CO, Heavy Metals, Dioxins, Radionucleotides) AirCountsTM SIM-Air Aphekom EcoSense Aphekom EcoSense SIM-Air(PM10) EcoSense(NOx, SOx, CO, Heavy Metals, Dioxins, Radionucleotides) BenMAP-CE, AirQ2.2, IOMLIFET, EVA,EBD(No Ozone) 1. 유병률에는심혈관질환, 호흡기질환, 병원입원, 응급실입원, 근무일수감소, 활동일수감소등이포함될수있음. 모든도구들에서유병률을반영하지는않음. 2. 해당모형은더이상관리되고있지않으며더이상다운받을수없다. 자료 : WHO(2016). 1. 한국제개발기구에서도시들의대중교통시스템개선을통한 PM2.5 농도감소의건강편익을예측하고자한다. 이기구는정책도입을통한배출량감소의예측결과를보유하고있지만, 이로인한 PM2.5의농도변화를예측 (Simulate) 해낼수있는자원은보유하지못한상태이다. < 부록표 1-2> 에의하면 (a) 배출량
부록 Ⅰ 151 예측값을인식하고, (b) 도시단위의해상도를보유하고있으며, (c)pm2.5 의건강영향을정량화할수있는도구들은다음과같다 : AirCounts, SIM-Air, Aphekom, EcoSense. 2. 선진국의환경부에서근무하는한분석가가 PM2.5 와오존농도둘다감소시킬것으로예상되는전력발전소배출규제의도입이국가건강편익에미치는영향을평가하고자한다. 분석가는배출량과이에따른오염물질의농도변화를산출할수있는자원을보유하고있는상태이다. < 부록표 1-2> 에의하면분석가는오존에대한평가가불가능한 EBD를제외하고는농도부문에분류되어있는모든도구를이용할수있으며, 이는다음과같다 : BenMAP-CE, AirQ2.2, IOMLIFET, EVA. 3. 개발도상국의환경부에서근무하는한분석가가새로운디젤차량배출규제도입의국가적 PM2.5 관련건강편익을예측하고자한다. 하지만분석가는대기질모형을가동할만한자원을보유하고있지않은상태이다. 이러한경우, 분석가는배출부문에분류되어있으며국가단위해상도로가동되고 PM2.5 의건강영향을정량화하는도구들을이용할수있으며, 이는다음과같다 : Co-Benefits Calculator, TM5-FASST, EcoSense. 앞서살펴보았듯이 AP-HRA 도구는매우다양하기때문에분석가들이일관적이고신뢰가능한방식으로다양한종류의평가를수행할수있게해주며, 폭넓은정치적의제들에대한대응을가능하게해준다. 분석가들은평가를수행하는데있어기술적으로가장적합한방법 ( 예 ; 대기질모형을이용하여특정배출량감소로인한오염물질의농도변화구현 ) 을이용하도록노력해야하지만, 도구의기술적완성도는일반적으로낮은접근성과동반 ( 대기질모형은기술적으로어려우며많은자원을필요로함 ) 되는경우가많다. 어떠한경우에는건강영향을예측하는데있어배출자료를이용하는축소형태의도구를사용하는것만으로도충분할수있다. 축소된형태의도구들의경우모수화기능이내재되어있기때문에비싸고자원소모적인화학물질거동모형을사용할필요가없다. 예를들어축소형태의도구는지역대기질모형을이용할수없는국가에서다양한배출량감축정책들에의한
건강편익을예측하기에적절하다. 양질의자료가존재하는경우에도축소형태도구들을이용한일차적분석을통해어떠한정책시나리오들을대상으로더욱세밀한분석을실시할것인지에대한판단을할수있다. 일반적으로분석가들은가용가능한자원내에서최대의기술적엄격성을요구하는 AP-HRA 도구를사용해야한다. 6. 결론 대기오염에의한건강위해성을평가하는일은효과적인위해성관리정책및전략들을수립하는데있어필수다. AP-HRA를이용하면대기오염에의한건강영향을정량화할수있으며, 다양한사회경제적, 환경적, 또는정책적상황에따라발생할수있는대기오염의변화에의한건강영향도예측할수있다. 실제로많은국가들에서이미대기질에영향을미칠수있는새로운프로그램, 사업, 규제, 정책등에관하여 AP-HRA 를공식의사결정절차의일부로포함시키고있다. 그렇기때문에정책결정자들이 AP-HRA 가왜필요하고, 이를수행하기위해서는어떠한자원및도구들이필요하며, 이러한평가의한계는무엇인지를이해는것이매우중요하다. AP-HRA 를수행하는인원들은현재사용가능한데이터가무엇인지, 이를어디서찾을수있는지, 그리고평가의결과를어떻게전달할것인지이해할수있어야한다. 오늘날에는매우다양한 AP-HRA 도구들이존재한다. 평가에있어가장적합한도구를선정하기위해서는대답하고자하는정책적의제가무엇인지를명확히정의해야하며, 평가결과를전달받게될대상이누구인지를잘고려해야한다. 또한대상오염물질및공간규모등과같은평가의기술적필요요인 (Technical Needs) 들을식별해내는것이적합한도구선정에있어매우중요하다. 각각의평가를위해새로운모형을개발하는것보다는기존에존재하는자동화도구를이용하는것이더욱편리하며, 평가결과의일관성, 비교가능성, 신뢰성등의측면에있어서도후자를이용하는것이더욱합리적이다. 이용가능한도구들은각각다양한기술적특징들 ( 공간범위, 공간해상도, 대상오염물질, 노출구분방법등 ) 과운영상특징들 ( 도구형식, 복잡성, 동료심사수준 ) 을보유한다. 도구이용자들은평가의맥락을고려하여가장적합한도구를
부록 Ⅰ 153 선정할수있도록노력해야하며, 일반적으로이용가능한자원내에서최대수준의기술적엄격성을부과하는도구를이용해야한다. AP-HRA 결과에는입력모수들로부터기인할수있는다양한오류가능성을나타내는신뢰구간이함께제시되어야한다. 평가의결과와불확실성을의사결정자들에게효과적으로전달하는일은어려울수있으며, 이러한문제를해소하는데있어소통전문가 (Communication Experts) 의역할이필요할수있다.
154 부록 Ⅱ. 건강위해성평가에활용된해외농도반응함수 가. 미국 EPA 의 BenMAP 에활용된농도반응함수 58) < 부록표 2-1> EPA 의 PM2.5 로인한장기노출사망영향건강영향함수및농도반응함수 건강영향저자 출판연도 지역 인구집단연령 주요통제변수 노출지표 농도반응함수 (beta) 농도반응함수의표준오차 건강영향함수 비고 사망, 모든원인 Laden et al. 2006 6 개도시 25~99 - 연간 0.014842 0.004170 로그선형 - 사망, 모든원인 Pope et al. 2002 51 개도시 30~99 - 연간 0.005827 0.002157 로그선형 - 사망, 모든원인 Woodruff et al. 1997 86 개도시영유아 - 연간 0.003922 0.001221 로지스틱 - 사망, 모든원인 Woodruff et al. 2006 204 개국가영유아 - 연간 0.006766 0.007339 로지스틱 - 사망, 모든원인 Krewski et al. 2009 미국 116 개도시 30~99 - 연간 0.005827 0.000963 로그선형 - 사망, 폐암 Krewski et al. 2009 미국 116 개도시 30~99 - 연간 0.013103 0.003795 로그선형 - 사망, 허혈성심장질환 Krewski et al. 2009 미국 116 개도시 30~99 - 연간 0.021511 0.002058 로그선형 - 자료 : EPA(2015). 58) EPA(2015) Appendix E 및 Appendix F 요약 정리.
155 < 부록표 2-2> EPA 의 PM2.5 로인한만성및중증질환의건강영향함수및농도반응함수 건강영향저자 출판연도 지역 인구집단연령 주요통제변수 노출지표 농도반응함수 (beta) 농도반응함수의표준오차 만성기관지염 Abbey et al. 1995 SF, SD, South Coast Air Basin 27~99 - 연간 0.013185 0.006796 급성심근경색증, 치명적이지않음 Peters et al. 2001 Boston, MA 18~99-24 시간평균 0.024121 0.009285 급성심근경색증, 치명적이지않음 Pope et al. 2006 Greater Salt Lake City, UT 0~99-24 시간평균 0.004800 0.001900 급성심근경색증, 치명적이지않음 Sullivan et al. 2005 King County, WA 0~99-24 시간평균 0.001900 0.002200 급성심근경색증, 치명적이지않음 Zanobetti and Schwartz 2006 Greater Boston, MA 0~99-24 시간평균 0.005300 0.002200 급성심근경색증, 치명적이지않음 Zanobetti et al. 2009 미국 26 개 지역사회 0~99-24 시간평균 0.002200 0.000600 자료 : EPA(2015). 건강영향함수 로지스틱 로지스틱 로지스틱 로지스틱 로지스틱 로그선형 비고 - - Index MI and Unstable Angina - Age Range Adjusted Admissions through ER Visits Only Age Range Adjusted. All Seasons
156 < 부록표 2-3> EPA 의 PM2.5 로인한입원발생의건강영향함수및농도반응함수 건강영향저자 출판연도 지역 인구집단연령 주요통제변수 노출지표 농도반응함수 (beta) 농도반응함수의표준오차 천식 Babin et al. 2007 Washington DC 0~17-24 시간평균 0.002000 0.004300 모든심혈관계질환 ( 일부심근경색 ) Bell et al. 2008 미 202 개군 (County) 65~99-24 시간평균 0.000800 0.000100 울혈성심부전증 Ito 2003 Detroit, MI 65~99-24 시간평균 0.003074 0.001292 부정맥 Ito 2003 Detroit, MI 65~99-24 시간평균 0.001249 0.002033 허혈성심질환 ( 일부심근경색 ) Ito 2003 Detroit, MI 65~99-24 시간평균 0.001435 0.001156 만성폐질환 Ito 2003 Detroit, MI 65~99-24 시간평균 0.001169 0.002064 폐렴 Ito 2003 Detroit, MI 65~99-24 시간평균 0.003979 0.001659 모든심혈관계질환 ( 일부심근경색 ) Moolgavkar 2000 Los Angeles, CA 18~64-24 시간평균 0.001400 0.000341 만성폐질환 ( 일부천식 ) Moolgavkar 2000 Los Angeles, CA 18~64-24 시간평균 0.002200 0.000733 모든심혈관계질환 ( 일부심근경색 ) Moolgavkar 2003 Los Angeles, CA 65~99-24 시간평균 0.001580 0.000344 건강영향함수 로그선형 로그선형 로그선형 로그선형 로그선형 로그선형 로그선형 로그선형 로그선형 로그선형 비고 연령조정. 응급실기록만고려 응급실기록만고려. 연간전국예측수치 - - - - - - - -
157 < 부록표 2-3> 의계속 건강영향저자 출판연도 만성폐질환 Moolgavkar 2003 모든심혈관계질환 ( 일부심근경색 ) 모든심혈관계질환 ( 일부심근경색 ) Peng et al. 2008 Peng et al. 2009 지역 Los Angeles, CA 미 108 개군 (County) 미 119 개군 (County) 인구집단연령 주요통제변수 65~99-65~99-65~99 - 천식 Sheppard 2003 Seattle, WA 0~64 - 모든심혈관계질환 ( 일부심근경색 ) 모든호흡기질환 Zanobetti et al. Zanobetti et al. 2009 2009 미 26 개지역사회 미 26 개지역사회 65~99-65~99 - 자료 : EPA(2015). 노출지표 24 시간평균 24 시간평균 24 시간평균 24 시간평균 24 시간평균 24 시간평균 농도반응함수 (beta) 농도반응함수의표준오차 0.001850 0.000524 0.000700 0.000100 0.000700 0.000200 0.003324 0.001045 0.000190 0.000300 0.002100 0.000400 건강영향함수 로그선형 로그선형 로그선형 로그선형 로그선형 로그선형 비고 - 비상의료요원 응급 / 비상의료요원 - 모든계절 모든계절
158 < 부록표 2-4> EPA 의 PM2.5 로인한응급실방문및사소한영향건강영향함수및농도반응함수 건강영향저자 출판연도 지역 인구집단연령 주요통제변수 노출지표 농도반응함수 (beta) 농도반응함수의표준오차 건강영향함수 비고 응급실방문 ( 천식 ) Mar et al. 2010 Greater Tacoma, WA 0~99-24 시간평균 0.005600 0.002100 로그선형 - 응급실방문 ( 천식 ) Norris et al. 1999 Seattle, WA 0~17 NO2, SO2 24 시간평균 0.016527 0.004139 로그선형 - 응급실방문 ( 천식 ) Slaughter et al. 2005 Spokane, WA 0~99-24 시간평균 0.002900 0.002700 로그선형 - 급성기관지염 Dockery et al. 1996 미 26 개지역사회 8~12 - 연간 0.027212 0.017096 로지스틱 - 근무일수감소량 Ostro 1987 전국 18~64-24 시간평균 0.004600 0.000360 로그선형 - 일부활동제한 Ostro and Rothschild 1989 전국 18~64 Ozone 24 시간평균 0.007410 0.000700 로그선형 - 하위호흡기증상 Schwartz and Neas 2000 미 6 개도시 7~14-24 시간평균 0.019012 0.006005 로지스틱 - 자료 : EPA(2015).
159 < 부록표 2-5> EPA 의 PM2.5 로인한천식관련영향증가의건강영향함수및농도반응함수 건강영향저자 출판연도 지역 인구집단연령 주요통제변수 농도반응함수노출지표 (beta) 농도반응함수의표준오차 건강영향함수 비고 기침 Mar et al. 2004 Spokane, WA 6~18-24 시간평균 0.019100 0.009800 로지스틱 Ostro et al.(2001) 발생률이용. 연령범위조정 호흡곤란 Mar et al. 2004 Spokane, WA 6~18-24 시간평균 0.012200 0.013800 로지스틱 Ostro et al.(2001) 발생률이용. 연령범위조정 기침 Ostro et al. 2001 Los Angeles 6~18-24 시간평균 0.000985 0.000747 로지스틱 - 호흡곤란 Ostro et al. 2001 Los Angeles 6~18-24 시간평균 0.002565 0.001335 로지스틱 - 천명 Ostro et al. 2001 Los Angeles 6~18-24 시간평균 0.001942 0.000803 로지스틱 - 상위호흡기증상 Pope et al. 1991 Utah Valley 9~11-24 시간평균 0.003600 0.001500 로지스틱 - 자료 : EPA(2015).
160 < 부록표 2-6> EPA 의오존으로인한단기노출사망영향건강영향함수및농도반응함수 건강영향저자 출판연도 지역 인구집단연령 주요통제변수 농도반응함수노출지표 (beta) 농도반응함수의표준오차 건강영향함수 비고 사고제외사망 Bell et al. 2004 미 95 개도시 0~99-24 시간평균 0.000390 0.000133 로그선형따뜻한계절 사고제외사망 Bell et al. 2004 미 95 개도시 0~99-24 시간평균 0.000520 0.000128 로그선형 1 년내내 사고제외사망 Bell et al. 2004 미 95 개도시 0~99-8 시간평균 0.000261 0.000089 로그선형 따뜻한계절, 24 시간평균에서 8 시간최대 모든사유 Bell et al. 2005 미국및해외 0~99-24 시간평균 0.001500 0.000401 로그선형따뜻한계절 모든사유 Bell et al. 2005 미국및해외 0~99-8 시간평균 0.000795 0.000212 로그선형 따뜻한계절, 24 시간평균에서최대 8 시간 심폐관련사망 Huang et al. 2005 미 19 개도시 0~99-24 시간평균 0.001250 0.000398 로그선형따뜻한계절 심폐관련사망 Huang et al. 2005 미 19 개도시 0~99-8 시간평균 0.000813 0.000259 로그선형 따뜻한계절, 24 시간평균에서 8 시간최대 사고제외사망 Ito and Thurston 1996 시카고주, 일리노이 18~99 PM10 최대 1 시간 0.000634 0.000251 로그선형 - 사고제외사망 Ito et al. 2005-0~99 - 최대 1 시간 0.000400 0.000066 로그선형최대 1 시간 사고제외사망 Ito et al. 2005-0~99-24 시간평균 0.001750 0.000357 로그선형따뜻한계절, 24 시간평균
161 < 부록표 2-6> 의계속 건강영향저자 출판연도 지역 인구집단연령 주요통제변수 사고제외사망 Ito et al. 2005-0~99 - 사고제외사망 Ito et al. 2005-0~99 - 모든사유 Levy et al. 2005 미국및해외 0~99 - 모든사유 Levy et al. 2005 미국및해외 0~99 - 사고제외사망 Moolgavkar et al. 1995 필라델피아 0~99 - 사고제외사망 Moolgavkar et al. 1995 필라델피아 0~99 TSP, SO2 사고제외사망 Moolgavkar et al. 1995 필라델피아 18~99 TSP, SO2 사고제외사망 Samet et al. 1997 필라델피아 18~99 CO, NO2, SO2, TSP 사고제외사망 Schwartz 2005 미 14 개도시 0~99 - 사고제외사망 Schwartz 2005 미 14 개도시 0~99 - 자료 : EPA(2015). 농도반응함수노출지표 (beta) 농도반응함수의표준오차 건강영향함수 비고 최대 8 시간 0.001173 0.000239 로그선형 따뜻한계절, 24 시간평균에서 8 시간최대 최대 8 시간 0.000532 0.000088 로그선형최대 1 시간에서 8 시간 최대 1 시간 0.000841 0.000134 로그선형따뜻한계절 최대 8 시간 0.001119 0.000179 로그선형 따뜻한계절, 1 시간최대에서 8 시간최대 24 시간평균 0.001398 0.000266 로그선형따뜻한계절 24 시간평균 0.001389 0.000373 로그선형따뜻한계절 24 시간평균 0.000611 0.000216 로그선형 - 24 시간평균 0.000936 0.000312 로그선형 - 최대 1 시간 0.000370 0.000130 로지스틱따뜻한계절 최대 8 시간 0.000426 0.000150 로지스틱 따뜻한계절, 1 시간최대에서 8 시간최대
162 < 부록표 2-7> EPA 의오존으로인한장기노출사망영향건강영향함수및농도반응함수 건강영향저자 출판연도 지역 인구집단연령 주요통제변수노출지표 농도반응함수 (beta) 농도반응함수의표준오차 건강영향함수 비고 호흡기사망률 Jerrett et al. 2009 도심 86 개지역 30~99 PM2.5 연간 0.003922 0.001325 로그선형 - 호흡기사망률 Jerrett et al. 2009 북동 30~99 - 연간 -0.001005 0.003853 로그선형 - 호흡기사망률 Jerrett et al. 2009 중서공업지역 30~99 - 연간 0.000000 0.004604 로그선형 - 호흡기사망률 Jerrett et al. 2009 남동 30~99 - 연간 0.011333 0.003193 로그선형 - 호흡기사망률 Jerrett et al. 2009 북중서 30~99 - 연간 0.013103 0.026212 로그선형 - 호흡기사망률 Jerrett et al. 2009 북서지방 30~99 - 연간 0.005827 0.003118 로그선형 - 호흡기사망률 Jerrett et al. 2009 남서지방 30~99 - 연간 0.019062 0.007583 로그선형 - 호흡기사망률 Jerrett et al. 2009 남캘리포니아 30~99 - 연간 0.000995 0.002767 로그선형 - 호흡기사망률 Jerrett et al. 2009 도심 86 개지역 30~99 - 연간 0.004471 0.001510 로그선형 - 자료 : EPA(2015).
163 < 부록표 2-8> EPA 의오존으로인한병원입원건강영향함수및농도반응함수 건강영향저자 호흡기관련 호흡기관련 만성폐질환 만성폐질환 Burnett et al. Burnett et al. Moolgavkar et al. Moolgavkar et al. 폐렴 Moolgavkar et al 폐렴 Moolgavkar et al. 출판연도 2001 2001 지역 토론토, 캐나다 토론토, 캐나다 인구집단연령 주요통제변수 0~1 PM2.5 0~1 PM2.5 1997 미니애폴리스 65~99 PM10, CO 1997 미니애폴리스 65~99 PM10, CO 1997 미니애폴리스 65~99 1997 미니애폴리스 65~99 PM10, SO2, NO2 PM10, SO2, NO2 농도반응함수노출지표 (Beta) 24 시간평균 최대 8 시간 24 시간평균 최대 8 시간 24 시간평균 최대 8 시간 만성폐질환 Schwartz 1994 디트로이트 65~99 PM10 24 시간평균 만성폐질환 Schwartz 1994 디트로이트 65~99 PM10 최대 8 시간 폐렴 Schwartz 1994 디트로이트 65~99 PM10 폐렴 Schwartz 1994 미니애폴리스 65~99 PM10 폐렴 Schwartz 1994 디트로이트 65~99 PM10 폐렴 Schwartz 1994 미니애폴리스 65~99 PM10 24 시간평균 24 시간평균 최대 8 시간 최대 8 시간 농도반응함수의표준오차 건강영향함수 비고 0.007301 0.002122 로그선형따뜻한계절 0.008177 0.002377 로그선형 따뜻한계절, 1 시간최대에서 8 시간최대 0.002800 0.001769 로그선형 - 0.001960 0.001238 로그선형 따뜻한계절, 24 시간평균에서 8 시간최대 0.003800 0.001088 로그선형 - 0.002660 0.000762 로그선형 따뜻한계절, 24 시간평균에서 8 시간최대 0.005523 0.002085 로그선형 1 년내내 0.003424 0.001293 로그선형 따뜻한계절, 24 시간평균에서 8 시간최대 0.005210 0.001300 로그선형 1 년내내 0.003977 0.001865 로그선형 1 년내내 0.003230 0.000806 로그선형 0.002784 0.001305 로그선형 따뜻한계절, 24 시간평균에서 8 시간최대 따뜻한계절, 24 시간평균에서 8 시간최대
164 < 부록표 2-8> 의계속 건강영향저자 호흡기관련 호흡기관련 호흡기관련 호흡기관련 출판연도 지역 인구집단연령 주요통제변수 Schwartz 1995 뉴헤븐 65~99 PM10 Schwartz 1995 터코마 65~99 PM10 Schwartz 1995 뉴헤븐 65~99 PM10 Schwartz 1995 터코마 65~99 PM10 천식 Peel et al. 2005 애틀랜타 0~99 - 천식 천식 Wilson et al. Wilson et al. 2005 포틀랜드 0~99-2005 맨체스터 0~99 - 자료 : EPA(2015). 농도반응함수노출지표 (beta) 24 시간평균 24 시간평균 최대 8 시간 최대 8 시간 최대 8 시간 최대 8 시간 최대 8 시간 농도반응함수의표준오차 건강영향함수 비고 0.002652 0.001398 로그선형따뜻한계절 0.007147 0.002565 로그선형따뜻한계절 0.001777 0.000936 로그선형 0.004931 0.001770 로그선형 따뜻한계절, 24 시간평균에서 8 시간최대 따뜻한계절, 24 시간평균에서 8 시간최대 0.000870 0.000529 로그선형 - 0.003000 0.001000 로그선형 - -0.001000 0.002000 로그선형 -
165 < 부록표 2-9> EPA 의오존으로인한사소한효과들의건강영향함수및농도반응함수 건강영향저자 출판연도 지역 인구집단연령 주요통제변수 농도반응함수노출지표 (beta) 농도반응함수의표준오차 건강영향함수 비고 학업손실일수, 모든사유 Chen et al. 2000 와슈, 네바다 5~17 PM10, CO 일일최대 1 시간 0.013247 0.004985 선형 - 학업손실일수, 모든사유 Chen et al. 2000 와슈, 네바다 5~17 PM10, CO 일일최대 8 시간 0.015763 0.004985 선형 1 년내내, 1 시간최대에서 8 시간최대 학업손실일수, 모든사유 Gilliland et al. 2001 남캘리포니아 5~17 - 일일최대 8 시간 0.007824 0.004445 로그선형 1 년내내, 8 시간평균에서 8 시간최대 학업손실일수, 모든사유 Gilliland et al. 2001 사우스캐롤라이나 5~17 - 일일 8 시간평균 0.008150 0.004630 로그선형 - 일부활동제한일수 Ostro and Rothschild 1989 전국 18~64 PM2.5 일일최대 1 시간 0.002200 0.000658 로그선형 - 일부활동제한일수 Ostro and Rothschild 1989 전국 18~64 PM2.5 일일최대 8 시간 0.002596 0.000776 로그선형 1 년내내, 1 시간최대에서 8 시간최대 자료 : EPA(2015).
166 나. WHO 의 HRAPIE 에활용된농도반응함수 59) < 부록표 2-10> WHO 의미세먼지장기노출과관련한건강영향의농도반응함수 오염물질노출지표 PM2.5, 연평균 PM2.5, 연평균 PM10, 연평균 PM10, 연평균 PM10, 연평균 건강영향및인구집단 사망, 모든원인, 30 세이상 (30 세이상 ) 사망, 뇌혈관질환 ( 뇌졸중포함 ), 허혈성심질환, 만성폐쇄성폐질환, 기도, 기관지및폐암 (30 세이상 ) 영유아 ( 연령 1-12 개월 ) 사망률, 모든사유 아동기관지염유병률, 연령 6-12 세 ( 또는 6-18 세 ) 성인만성기관지염발병률 (incidence), 연령 18 세이상 RR(95% CI) per 10μg/m³ 1.062 (1.040~1.083) 2010 세계질병부담연구 (IHME, 2013) 1.04 (1.02~1.07) 1.08 (0.98~1.19) 1.117 (1.040~1.189) 농도범위 All All All All All 건강자료출처농도반응함수출처비고 유럽사망률 DB(WHO, 2013c), WHO 가입유럽국가 (53 개 ) 최신자료활용 유럽세부사망률 DB(WHO, 2013d) 유럽건강전체 DB(WHO, 2013e) 및 UN 전망수치 오염물질과영유아건강영향연구 (PATY) 결과의평균유병률 : 18.6% ( 범위 6~41%) 대기오염과성인폐질환관련스위스연구결과 (SAPALDIA): 성인 1,000 명당연간발병률 3.9 명 13 개코호트조사메타분석 / 결과 : Hoek et al.(2013) 2010 세계질병부담연구의농도반응함수사용 Woodruff, Grillo, and Schoendorf(1997), 미국 400 만신생아대상연구 PATY 연구 (Hoek et al., 2012) 9 개국 4 만영유아데이터분석 Loma Linda University Adventist Health and Smog(AHSMOG) 종단연구결과및 SAPALDIA 결과 - 모든사유사망률대체, 연령별및전체연령에서의예측을모두계산하여잠재적연령별영향평가 최신분석 (Woodruff, Darrow, and Parker, 2008) 의호흡기관련영유아사망률의 RR 값은 1.18(1.06, 1.31) 연구들간의불균일성 (p 0.10) 두연구간오즈비 /RR 값상이 ; 증상보고자료에의거한비용편익분석은임상진단만성폐쇄성폐질환발병률을정확히나타내지않음 자료 : WHO(2013). 59) WHO(2013) 요약 정리.
167 < 부록표 2-11> WHO 의미세먼지단기노출과관련한건강영향의농도반응함수 오염물질노출지표 건강영향및인구집단 RR(95% CI) per 10 μg/m 3 농도범위 건강자료출처농도반응함수출처비고 PM2.5, 일평균 PM2.5, 일평균 PM2.5, 일평균 2 주간평균 PM2.5, 연평균으로전환 2 주간평균 PM2.5, 연평균으로전환 PM10, 일평균 사망, 모든사유, 전연령 병원입원수, 심혈관계질환 ( 뇌졸중포함 ), 전연령 병원입원수, 호흡기질환, 전연령 활동제한일수, 전연령 근무감소일수, 연령 20~65 세 천식아동환자천식증상발생률, 연령 5~19 세 1.0123 (1.0045~ 1.0201) 1.0091 (1.0017~ 1.0166) 1.0190 (0.9982~ 1.0402) 1.047 (1.042~ 1.053) 1.046 (1.039~ 1.053) 1.028 (1.006~ 1.051) All 사망률 DB(WHO, 2013c) All All All 유럽병원사망률 DB(WHO, 2013f), ICD, ninth revision (ICD-9) codes 390-459; ICD-10 codes I00 I99 유럽병원사망률 DB(WHO, 2013f), ICD-9 codes 460-519; ICD-10 codes J00 J99 연간 1 인당활동감소일수 : 19 일, Ostro and Rothschild(1989) 연구의초기비율 (Baseline Rate) 사용 All 유럽전체건강 DB(WHO, 2013e) All 국제유년기천식및알레르기연구 (ISAAC) 의 중증천식 을기준으로아동천식유병률조사 (Lai et al., 2009) 서유럽 : 4.9%; 북유럽및동유럽 : 3.5%. 개체내일일증상발생률 : 17% ( 다수패널조사내삽 ) 12 개단일도시및 1 개복수도시조사를대상으로 APED 메타분석 4 개단일도시및 1 개복수도시조사를대상으로 APED 메타분석 PM2.5 장기노출대체를위한참고정보로만사용, 단기 PM2.5 농도변화에의한조기사망수는이미장기노출영향예측시고려됨 3 개단일도시조사를대상으로 APED 메타분석 - 미 49 개도심지역 1 만 2,000 명의성인을대상으로 6 년간조사 (Ostro, 1987) 미 49 개도심지역 1 만 2,000 명의성인을대상으로 6 년간조사 (Ostro, 1987) 51 개인구개체 ( 유럽 36 개포함 ) 의천식아동을대상으로실시한패널조사메타분석 (Weinmayr et al. 2010) - 1987 년미국연구사례 1 건 ; 유럽은배경비율자료無 유럽의병가보고수에따른배경비율이매우다양함, 국가간차이점반영 표적인구의일일증상발생의정의가다양함 자료 : WHO(2013).
168 < 부록표 2-12> WHO 의오존장기노출과관련한건강영향의농도반응함수 오염물질노출지표 오존, 여름철 (4~9 월 ), 일일최대 8 시간평균 /35ppb 건강영향및인구집단 사망률, 호흡기질환, 연령 30 세이상 RR(95% CI) per 10 μg/m³ 1.014 (1.005~1.024) 농도범위건강자료출처농도반응함수출처비고 35ppb ( 70μg/m³) 사망률 DB(WHO, 2013c), ICD-10 codes J00~J99 미국암학회 (ACS) 자료분석의단일오염물질모형 (Jerrett et al., 2009a) 전체사망률에대한오존단기노출영향대체 (Alternative) 자료 : WHO(2013).
169 < 부록표 2-13> WHO 의오존단기노출과관련한건강영향의농도반응함수 오염물질노출지표 건강영향및인구집단 RR(95% CI) per 10 μg/m³ 농도범위건강자료출처농도반응함수출처비고 오존, 일일최대 8 시간평균 사망률, 모든사유 ( 자연사포함 ), 전체연령 1.0029 (1.0014~1.0043) 35 ppb ( 70μg/m³) 사망률 DB(WHO, 2013c), ICD-10 chapters I XVIII, codes A R APHENA *, 유럽 32 개도시자료기반 ; 2 가지 - 오염물질모델의 PM10 상수조정 APHENA * 연구, 35 ppb 를포함하는관측오존농도전범위대상 ; 즉 O3 35ppb 에서의효과는무시 오존, 일일최대 8 시간평균 오존, 일일최대 8 시간평균 오존, 일일최대 8 시간평균 사망률, 심혈관및호흡기질환, 전체연령 병원입원율, 심혈관 ( 뇌졸중미포함 ) 및호흡기질환, 연령 65 세이상 활동제한일수, 전체연령 심혈관계 : 1.0049(1.0013~ 1.0085) ; 호흡기 : 1.0029 (0.9989~1.0070) 심혈관계 : 1.0089 (1.0050~1.0127) ; 호흡기 : 1.0044 (1.0007~1.0083) 1.0154 (1.0060~1.0249) 35 ppb ( 70μg/m³) 35 ppb ( 70μg/m³) 35 ppb ( 70μg/m³) 사망률 DB(WHO, 2013c), ICD-10 codes CVD: I00 I99; 호흡기 : J00 J99 유럽병원사망률 DB(WHO, 2013f), ICD-9 codes CVD: 390 429; 호흡기 : 460 519 (ICD-10 codes I00 I52; J00 J99) 연간 7.8 일, Ostro and Rothschild(1989) APHENA * 연구, 유럽 32 개도시자료기반 ; 2 가지 - 오염물질모델의 PM10 상수조정 APHENA * 연구, 유럽 8 개도시자료기반 ; 2 가지 - 오염물질모델의 PM10 상수조정 미국가보건인터뷰조사자료 ( 매년, 1976~1981) 에대한 6 개개별분석 (Ostro and Rothschild, 1989) 모든사유사망률분석대체 APHENA * 연구, 35 ppb 를포함하는관측오존농도전범위대상 ; 즉 O3 35ppb 에서의효과는무시 1989 년미국연구결과 (1 건 ) 의 RR 및배경비율사용 *APHENA: Air Pollution and Health: A European and North American Approach 의약어로서 HEI(Health Effects Institute) 에지원되어 2009 년에완료되어보고됨. 자료 : WHO(2013).
다. 전세계질병부담산출시활용된농도반응함수 60) 허혈성심장질환, 뇌졸중, 만성폐쇄성폐질환, 및폐암사망률에대한통합농도반응모형예측값및 95% 신뢰구간 ( 점선 ) 은 < 부록그림 2-1> 과같다. 만일노출된연간 PM2.5의농도가 30μg/m³ 이라면전체연령에대한허혈성심장질환, 뇌졸중, 만성폐쇄성폐질환, 그리고폐암사망률각각에대한상대위험비 (PM2.5 10μg/m³ 증가당 ) 는 1.27(95% CI : 1.18~1.45), 1.42(1.11~1.79), 1.15(1.05~1.25), 그리고 1.19(1.04~1.33) 로추정되었다. 61) 자료 : 저자작성. < 부록그림 2-1> 통합노출반응모형을통한 PM2.5 농도수준별상대위험비추정곡선 60) Burnett 외 (2014). 61) 해당자료는 http://ghdx.healthdata.org 에서다운로드가능 (2016.10.3).
부록 Ⅱ 171 라. APHEKOM 프로젝트에활용된농도반응함수 62) < 부록표 2-14> APHEKOM 프로젝트의대기오염물질로인한사망영향의농도반응함수 구분건강영향 ICD 코드연령 오존단기영향 PM10 단기영향 오존장기영향 PM2.5 장기영향 호흡기관련입원 호흡기관련입원 호흡기관련입원 심장관련입원 ICD9 460-519 IDC10 J00-J99 ICD9 460-519 IDC10 J00-J99 ICD9 460-519 IDC10 J00-J199 ICD9 390-429 ICD10 I00-I52 호흡기관련사망 ICD9 460-519 IDC10 J00-J99 전체사망률 심혈관계관련사망률 ICD9 000-999 ICD10 A00-Y98 ICD9 390-429 ICD10 I00-I99 15~64 65 전체 전체 >30 >30 >30 RR per 10 μg / m3 1.001 [0.991~1.012] 1.005 [0.998~1.012] 1.011 [1.006~1.017] 1.006 [1.003~1.009] 1.023 [1.006~1.038] 1.06 [1.02~1.11] 1.12 [1.08~1.15] 참고문헌 Anderson et al. (2004) Anderson et al. (2004) Medina et al. (2005) Medina et al. (2005) Jerrett et al. (2009) Pope et al. (2002) Pope et al. (2002) 주 : 오존의경우에오존분자량 48g/mol 및아래의단위환산공식을적용함. 분자량 자료 : Pasca 등 (2015). 62) Pascal 등 (2015).
부록 Ⅲ. 표준안도출시문헌고찰에활용된논문 36 개목록 [HEI 논문 22개 ] Cho, B et al.(2000), Air Pollution and Hospital Admissions for Respiratory Disease in Certain Areas of Korea, J Occup Health, 42, pp.185 191. Ha, EH et al.(2003), Infant Susceptibility of Mortality to Air Pollution in Seoul, South Korea, Pediatrics, 111, pp.284 290. Hong, YC et al.(1999), Air Pollution and Daily Mortality in Inchon, Korea, J Korean Med Sci, 14, pp.239 244. Hong, YC et al.(1999), PM10 Exposure, Gaseous Pollutants, and Daily Mortality in Inchon, South Korea. Environ Health Perspect, 107, pp.873 878. Hong, YC et al.(2002), Air Pollution: A New Risk Factor in Ischemic Stroke Mortality, Stroke, 33, pp.2165 2169. Hong, YC et al.(2002), Effects of Air Pollutants on Acute Stroke Mortality, Environ Health Perspect, 110, pp.187 191. Ju, YS and SH Cho(2001), Effect of Air Pollution on Emergency Room Visits for Asthma: A Time Series Analysis [in Korean], Korean J Prev Med, 34, pp.61 72. Kim, H et al.(2003), The Lag-Effect Pattern in the Relationship of Particulate Air Pollution to Daily Mortality in Seoul, Korea, Int J Biometeorol, 48, pp.25 30. Kim, H et al.(2004), Evaluating the Effect of Daily PM 10 Variation on Mortality, Inhal Toxicol, 16(Suppl. 1), pp.55 58. Kim, J and HE Yang(2005), Generalized Additive Model of Air Pollution to Daily Mortality, Key Eng Mater, pp.277 279, pp.487 491. Kim, SY et al.(2004), Determining the Threshold Effect of Ozone on Daily Mortality: An Analysis of Ozone and Mortality in Seoul, Korea, 1995 1999, Environ Res, 94, pp.113 119. Kwon, HJ et al.(2001), Effects of Ambient Air Pollution on Daily Mortality in a
부록 Ⅲ 173 Cohort of Patients with Congestive Heart Failure, Epidemiology, 12, pp.413 419. Kwon, HJ and SH Cho(1999), Air Pollution and Daily Mortality in Seoul [in Korean], Korean J Prev Med, 32, pp.191 199. Lee, JT(1999), Air Pollution and Daily Mortality in Seoul and Ulsan, Korea, Environ Health Perspect, 107, pp.149 154. Lee, JT et al.(2000), Air Pollution and Daily Mortality in Seven Major Cities of Korea, 1991 1997, Environ Res, 84, pp.247 254. Lee, JT et al.(2002). Air Pollution and Asthma Among Children in Seoul, Korea, Epidemiology, 13, pp.481 484. Lee, JT et al.(2003), Air Pollution and Hospital Admissions for Ischemic Heart Diseases among Individuals 64+ Years of Age Residing in Seoul, Korea, Arch Environ Health, 58, pp.617 623. Lee, JT et al.(2007), A Comparison of Mortality Related to Urban Air Particles between Periods with Asian Dust Days and without Asian Dust Days in Seoul, Korea, 2000 2004, Environ Res, 105, pp.409 413. Leem, JH et al.(1998), Short-Term Effect of Air Pollution in Hospital Visits for Respiratory Disease in Seoul [in Korean], Korean J Prev Med, 10, pp.333 342. Park, H et al.(2002), Association of Air Pollution with School Absenteeism Due to Illness, Arch Pediatr Adolesc Med, 156, pp.1235 1239. Son, JY et al.(2006), Relationship between the Exposure to Ozone in Seoul and the Childhood Asthma-Related Hospital Admissions According to the Socioeconomic Status [in Korean], J Prev Med Pub Health, 39, pp.81 86. Sung, J et al.(2001), Summertime Heat Waves and Ozone: An Interaction on Cardiopulmonary Mortality? Based on the 1994 Heat Wave in Korea, Korean J Prev Med, 34, pp.316 322.
[ 추가검색논문 14개 ] Bae and Park(2009), Health Benefits of Improving Air Quality in the Rapidly Aging Korean Society, Sci Total Environ, 407(23), pp.5971-5977. Bae et al.(2015), Non-Linear Concentration-Response Relationships between Ambient Ozone and Daily Mortality. PLoS One, 10(6), e0129423. Cho et al.(2008), Relationship between Particulate Matter Measured by Optical Particle Counter and Mortality in Seoul, Korea, During 2001, J Environ Health, 71(2), pp.37-43. Han et al.(2013), Air Pollution and Hemorrhagic Fever with Renal Syndrome in South Korea: an Ecological Correlation Study, BMC Public Health, 13, p.347. Heo et al.(2014), Fine Particle Air Pollution and Mortality: Importance of Specific Sources and Chemical Species[Miscellaneous Article], Epidemiology, 25(3), pp.379-388. Kang et al.(2015), Ambient Air Pollution and Out-of-Hospital Cardiac Arrest, Int J Cardiol, 203, pp.1086-1092. Kim et al.(2015), Effects of Ambient Air Particles on Mortality in Seoul: Have the Effects Changed Over Time?[Article], Environmental Research, 140 Supplement C, pp.684-690. Lee et al.(2010), Relationship between Ambient Ozone Concentrations and Daily Hospital Admissions for Childhood Asthma/Atopic Dermatitis in Two Cities of Korea During 2004-2005, Int J Environ Health Res, 20(1), pp.1-11. Park et al.(2011), Effect of Changes in Season and Temperature on Mortality Associated with Air Pollution in Seoul, Korea, Journal of Epidemiology & Community Health, 65(4), pp.368-375. Park et al.(2013), Effects of Air Pollution on Asthma Hospitalization Rates in Different Age Groups in Metropolitan Cities of Korea, Air Qual Atmos Health, 6(3).
부록 Ⅲ 175 Son et al.(2008), Effects of Air Pollution on Postneonatal Infant Mortality among Firstborn Infants in Seoul, Korea: Case-Crossover and Time-Series Analyses, Arch Environ Occup Health, 63(3), pp.108-113. Son et al.(2011), Survival Analysis of Long-Term Exposure to Different Sizes of Airborne Particulate Matter and Risk of Infant Mortality Using a Birth Cohort in Seoul, Korea, Environ Health Perspect, 119(5), pp.725-730. Son et al.(2013), Short-Term Effects of Air Pollution on Hospital Admissions in Korea[Miscellaneous Article], Epidemiology, 24(4), pp.545-554. Son et al.(2013), The Relationships between Short-Term Exposure to Particulate Matter and Mortality in Korea: Impact of Particulate Matter Exposure Metrics for Sub-Daily Exposures. Environ Res Lett, 8(1), 014015.
부록 Ⅳ. 건강위해성평가의농도반응함수국내표준 건강위해성평가의국내농도반응함수 - PM10, PM2.5, O 3 을중심으로 - 2016. 12