미세먼지가건강에미치는영향과 우리나라정부 R&D 동향 이명선 한국보건산업진흥원 R&D 조사분석팀 경제협력개발기구 (OECD) 가 2016년발간한보고서1에따르면대기오염으로인해전세계조기사망자수가 2060년 600만 ~900만명으로증가할것으로예상하고있다. 우리나라의경우특히대기오염에대해추가대응을하지않으면조기사망자수가 2010년 359 명수준에서 2060년 1,109명으로급증할것으로예상하고있는데이는일본 (779명), 미국 (307명), EU 주요 4개국 (340명) 등에비해유독높은수치이다. 본고에서는대기오염물질중최근가장심각히건강을위협하는물질로인식되고있는미세먼지에 대하여건강에미치는주요영향과최근수년간의우리나라정부연구개발투자현황을살펴보고자한다. 미세먼지란? 먼지는입자의크기에따라총먼지 (TSP:Total suspended particles), 지름이 10μm이하로눈에보이지않을정도로가늘고작은입자를 미세먼지 (PM10: Particulate Matter), 미세먼지보다 1/4 크기로지름이머리카락보다 1/20~1/30로작은 2.5μm이하인초미 그림 1. 미세먼지 (Particulate Matter) 및오존노출에의한조기사망자수 [1]. ( 백만명당연간실외대기오염에의한추정사망자수 ) 430 NICE, 제 35 권제 4 호, 2017
표 1. 대기오염물질 정의 1 차오염물질 2 차오염물질 오염원에서직접대기로방출되는오염물질 1 차오염물질이대기중에서물리 화학적으로변환되어생성되는오염물질 종류 SO 2, Pb, CO, 일부미세먼지성분 ( 토양, 금속성분등 ) O 3, NO x, 일부미세먼지성분 ( 황산염, 질산염등 ) ( 출처 : 인천광역시보건환경연구원홈페이지자료재가공 ) 그림 2. 미세먼지의크기비교 ( 미 EPA, 환경부홈페이지재인용 ). 세먼지 (PM2.5) 로구분하고있다. 미세먼지가인체에미치는영향미세먼지관련질환은세균으로인한질병과달라인체면역력으로퇴치할수없고, 일단미세먼지가우리몸에침투하면강제로배출할방법도사실상없어언제어떤문제가발생할지정확히알지못 한채평생살아가야한다는데큰문제가있다 [2]. 또한초미세먼지는체내섬모에서여과되지않은채신체각기관에직접도달할수있고폐포를통과해혈관에침투하기도한다. 이렇게신체각기관에도달한미세먼지가혈전을만들거나염증반응을일으키면심장질환과호흡기질병을발생시키는등건강상각종문제가발생한다. 이런위험때문에 2013년세계보건기구 (WHO) 산하국제암연구소 (IARC) 는대기오염물질가운데미세먼지를 1급발암물질로지정하고권고기준을두고있다. 미세먼지 (PM10) 가 10μg / m3증가할때서울지역초과사망률이 2002~2006년에는 0.16% 였으나 2007~2011년엔 0.26% 로나타났고, 초미세먼지의경우 0.35% 에서 0.48% 로증가했다는연구결과도있다 [5]. 위와같이미세먼지의영향에대한지역별, 연령별, 성별연구자료가계속발표되고있으나국가적차원에서보다종합적인분석및대책마련은아직부족해보인다. 미세먼지관련우리나라정부연구개발현황 그림 3. 미세먼지가건강에미치는영향 ( 출처 : 하이닥 [3]) 국가과학기술지식정보 (NTIS)[6] 에서 2012년부터 2015년도까지의정부연구개발현황을검색한결과, 정부는세부과제기준으로 4년간총 223억원을지원하였으며과제당평균연구비는약 1.63억원수준이었다. 이를부처별로나눠살펴보면누적과제수로는미래창조과학부, 환경부, 중소기업청, 교육부, 보건복지부순이었고, 총연구비로는환경부, 미래창조 NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 35, No. 4, 2017 431
표 2. 미세먼지가일으키는각종질환 분류호흡기질환심혈관질환뇌혈관질환정신질환안질환피부질환기타 상세내용 기관지, 폐포등에흡착된미세먼지는염증을유발하여천식, 만성기관지염, 기도폐쇄등을일으키거나악화시키는작용 미세먼지는폐조직에서박테리아의불활성화혹은제거작용을방해함으로써기관지염, 폐렴등호흡기계감염유발가능 < 서울대의대홍윤철교수연구결과 > PM2.5 농도가 100μg / m3증가할때호흡기질환입원환자가 11% 늘어나는것을확인미세먼지는혈액을타고전신을돌아다니며염증반응을유발하고혈액응고반응을자극하는데이는혈전증가유발 심혈관에문제가생기면부정맥, 동맥경화등심혈관질환을 뇌혈관에문제가생기면뇌경색, 뇌출혈, 치매등뇌혈관질환을자극 < 서울대병원오세일교수연구팀연구결과 > PM2.5 농도가 10μg / m3증가할수록급성심정지발생률이 1.3% 높아짐 < 미국러쉬대학병원연구팀연구결과 > 미세먼지농도가높은곳에사는사람일수록뇌인지기능퇴화속도가빠르게나타났으며, 노인의인지기능저하는치매로이어질가능성이높음 < 연세대예방의학과김창수교수팀연구결과 > 미세먼지가뇌혈관에염증을유발해손상시키고중금속성분이중추신경계에영향을미쳐우울증이증가하며, 이는자살률증가로도이어짐 미세먼지는눈의염증을유발하여가려움증, 눈시림, 충혈등의문제유발하며, 특히안구건조증에더치명적 < 환경부공동연구결과 > 대기중미세먼지, 벤젠등오염물질농도가높을경우아토피피부염악화 < 이대의대하은희교수팀연구결과 > 미세먼지농도가 10 μg / m3올라가면 저체중아출산위험이 5.2% 에서 7.4% 까지상승 임신 4~9개월사이사산위험도 8.0~13.8% 까지상승 ( 출처 : 황사, 미세먼지등대기오염이건강에미치는영향 7 가지 4, 맘편히숨좀쉬자 5 발췌및재가공 ) 표 3. 2012-2015 국가연구개발과제지원현황 (NTIS 내과제명 미세먼지 검색결과 ) 연도 과제수 총연구비 ( 백만원 ) 과제당연구비 ( 백만원 ) 2012 9 1,520 168.89 2013 11 1,451 131.91 2014 49 6,250 127.55 2015 58 13,104 225.93 합계 127 22,325 - 과학부, 국토교통부, 중소기업청, 산업통상자원부순이었다. 부처별로좀더자세히살펴보면, 환경부는주로환경정책기반공공기술개발사업, 환경산업선진화기술개발사업, 글로벌탑환경기술개발사업등을통해모니터링진단등측정법개발, 분석및집진장치개 그림 3. 부처별연구개발비지원현황 (2012~2015 누적 ). 발, 정책연구등의과제에지원해왔다. 미래창조과학부는사회문제해결형기술개발사업, 신진 / 중견연구자지원사업등을통해제거장치개발, 건강영향평가, 모사시스템개발등의과제에, 국토교통부는철도기술연구개발사업, 국토교통기술촉 432 NICE, 제 35 권제 4 호, 2017
결어 그림 4. 미세먼지 (PM2.5) 2차생성과정 [8]. 진연구사업, 주거환경연구사업등을통해제거방안연구, 정화기술개발등의과제에지원하였다. 중소기업청은산학연협력기술개발사업, 중소기업상용화기술개발사업, 창업성장기술개발사업등을통해제어기술, 공기청정기술등에, 보건복지부는기후변화급만성질병연구사업, 질환극복기술개발사업등을통해중재연구, 예방및관리지침개발연구등의과제에지원하였다. 각부처별이러한노력에도불구하고국민이실생활에서체감하는미세먼지오염도는나아지지않고오히려악화된것으로느껴지는이유는미세먼지발생요인과배출원에대한보다세밀한분석, 특히초미세먼지의경우직접배출 (1차생성물 ) 보다 2배가까이배출되는간접배출 (2차생성물 ) 에대한과학적규명및절감대책시행이선행되지않은채당장시급한측정및제거기술개발에주력한것도하나의이유일것이다. 다행스럽게도작년말정부에서는관계부처합동으로 과학기술기반미세먼지대응전략 [7] 을발표한바있다. 미세먼지대응을위한중점기술개발, 기술산업화및글로벌협력강화, 정부 R&D 중장기투자효율화가주내용이며, 특히미세먼지의 1발생 유입, 2측정 예보, 3집진 저감, 4보호 대응등 4 대분야의근본적 과학적해결책을마련하고자하는것이특징이라할수있다. 환경오염에의한건강피해는노약자에게더집 중될수있어, 저출산과초고령사회로의진입을걱 정하고있는우리나라의경우보호장구착용등개 인의예방차원으로접근해서해결할수있는문제 가결코아니며, 국가가적극적으로나서서해결방 안을찾아야하는분야중하나이다. 또한미세먼지로인한경제적손실을막는것이 외에도환경관련산업을새로운성장산업으로바 라보는전향적시각도요구된다. 독일이풍력등신 재생에너지산업을성장시켜일자리창출과에너지 믹스의성공사례를보여주고있는것처럼미세먼지 와같은대기오염물질저감및대응의일차적접근 보다는관련분야의연구개발확장과이를활용하는 정책전환도생각해볼때이다. * 본내용은저자의개인저술및의견으로소속기관 의공식견해가아님을밝힙니다. < 참고자료 > 1. OECD, 2016.6., The economic consequences of outdoor air pollution 2. 주간동아, 2017.4.28., 맘편히숨좀쉬자, 미세먼지잠잠해지면오존습격, 숨막히는한반도 3. 하이닥홈페이지 http://www.hidoc.co.kr/ 4. 황사, 미세먼지등대기오염이건강에미치는영향 7 가지 http://blog.daum.net/_blog/blogtypeview.do?blogid=0skln&articleno=234&categoryid=0® dt=20140416115143 5. Honghyok Kim, Hyomi Kim, Jong Tae Lee, 2015. 7., Effects of ambient air particles on mortality in Seoul: Have the effects changed over time?, Environmental Research 6. 국가과학기술지식정보 http://www.ntis.go.kr/thmain.do 7. 미래창조과학부, 2016.12.8., 부처합동과학기술기반미세먼지대응전략 8. 환경부, 2016.4., 바로알면보인다. 미세먼지, 도대체뭘까? 9. 환경부홈페이지 https://www.me.go.kr/issue/finedust/ 10. 미국환경청홈페이지 http://www.epa.gov/ NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 35, No. 4, 2017 433
참고과학기술기반미세먼지대응전략내미세먼지대응기술분류체계 ( 안 ) < 미세먼지대응기술분류체계 > 대분류 (3) 중분류 (10) 현상규명및예측 원인규명, 현상진단및측정ㆍ조사, 대기질모델링 미세먼지배출저감 고정오염원, 도로이동오염원, 비도로이동오염원, 비산먼지 국민생활보호 건강영향평가, 미세먼지노출저감기술, 정책및정보서비스 < 분야별투자방향 ( 안 ) > 대분류 중분류 중점투자분야 ( 예시 ) 원인규명 ㆍ분산된연구역량결집 현상규명및예측 현상진단및측정ㆍ조사 ㆍ실시간성분ㆍ농도측정원천기술개발 대기질모델링 ㆍ예보정확도제고등정책현안해결 고정오염원 ㆍ초미세먼지고효율저감기술확보 미세먼지배출저감 도로이동오염원 ( 자동차, 이륜차등 ) ㆍ초미세먼지원인물질저감핵심소재ㆍ부품국산화비도로이동오염원 ( 선박, 항공, 철도등 ) ㆍ소형 ( 연안 ) 선박배출현황조사및저감기술개발 비산먼지 ㆍ도로비산먼지저감수단확보 ( 현재는살수차수준 ) 건강영향평가 ㆍ미세먼지노출ㆍ독성ㆍ위해성평가장기지원 국민생활보호 미세먼지노출저감기술 ㆍ신소재필터및핵심부품 ( 고감도센서등 ) 개발 정책및정보서비스 ㆍ미세먼지정보공개확대 434 NICE, 제 35 권제 4 호, 2017