환경오염

(1) 무엇을 대기오염이라 하는가

자연대기는 대체로 산소 20퍼센트와 질소 80퍼센트에 미량성분으로 이루어져 있다.

사람이나 생태계에 영향을 주는 화학물질과 먼지와 생물학적 요인이 대기에 들어간 상태를 대기오염이라 한다.

연료연소는 내연기관과 난방과 화력발전과 보일러에서 이산화탄소, 일산화탄소, 아황산가스, 질소산화물, 분진, 탄화수소를 낸다.

공장 공정 배기에서는 분진과 유해가스와 유해증기와 악취물질이 나온다.

하수와 분뇨의 부패에서는 메탄과 황화수소와 암모니아와 악취가 나온다.

도로와 공사장에서는 토사분진이 날리고 폐기물 소각에서는 매연이 나온다.

공기 중의 질소산화물과 탄화수소가 자외선을 받아 광화학 반응을 일으키면 오존과 과산화아세틸질산염 같은 2차 오염물질이 생긴다.

(1) 기온역전

기온역전은 대기오염이 가장 잘 생기는 기상조건이다.

보통 지표면이 상층보다 따뜻하지만 지표면이 더 차가워지면 지표면 공기의 상승이 억제되는데 이것이 기온역전이다.

역전은 지표면뿐 아니라 대기층 도중에 층으로 일어나기도 한다.

기온역전이 있으면 안개가 잘 생겨 스모그가 만들어진다.

방사성 역전은 밤에 대지가 복사로 식으면서 따뜻한 공기 밑에 찬 공기층이 생겨 공기의 수직운동이 멈추는 것이다.

침강성 역전은 고기압 지역의 공기가 단열압축으로 데워져 따뜻한 공기층이 뚜껑처럼 덮어 오염물질이 위로 못 가는 것이다.

(2) 난류와 강수

바람은 오염물을 맑은 공기와 섞어 확산시켜 농도를 희석한다.

그러므로 풍속이 강할 때가 약할 때보다 오염도가 낮다.

빗방울은 미립자를 붙잡아 대기를 정화하며 오랜 비일수록 세정효과가 뚜렷하다.

다만 짧고 약한 비에서는 오히려 오염농도가 올라가기도 한다.

(3) 두 가지 스모그

광화학적 스모그의 1단계는 질소산화물과 탄화수소와 휘발성 유기화합물이 햇빛 에너지로 오존을 만드는 광화학 반응이다.

2단계는 이것이 대기 중의 미량 유기물과 반응해 유기 연무질을 이루어 스모그를 만드는 과정이다.

1차 오염물은 대기로 직접 버려지는 물질로 기온역전 때문에 아침과 저녁과 밤에 농도가 올라가고 낮에는 확산되어 내려간다.

2차 오염물은 합성되거나 분해되어 생기는 물질로 태양 에너지가 필요하므로 낮에 농도가 올라간다.

2차 오염물에는 오존, 알데하이드, 케톤, 과산화아세틸질산염, 아크롤레인, 삼산화황이 있다.

(1) 분진

분진은 응급실 방문과 호흡기·심혈관 질환 입원과 사망 위험을 늘린다.

황사가 오는 봄철과 난방 스모그가 생기는 겨울철에 심하다.

1990년대 이후 10마이크로미터 이하의 미세먼지가 크게 문제가 되고 있으며 실내외에 비교적 고르게 분포한다.

건강영향은 크기에 좌우되어 작은 입자일수록 더 해롭다.

2.5마이크로미터 이하 미세분진에는 황산염과 질산염과 중금속의 비율이 상대적으로 높고 폐 깊숙이 들어가 특히 해롭다.

토양에서 온 흙먼지는 입자가 큰 반면 고온 연소로 생기는 미세먼지는 작아서 더 해롭다.

우리나라는 2015년부터 2.5마이크로미터 이하 분진도 대기환경기준에 포함했으나 세계보건기구 권고기준보다는 여전히 느슨하다.

황사 특보제는 2002년 도입되었으며 미세먼지 시간당 농도가 400 이상 2시간 이상 지속될 것으로 예상되면 주의보를 낸다.

800 이상 2시간 이상이면 경보를 낸다.

(2) 가스상 물질

질소산화물의 주된 발생원은 자동차 배기가스다.

고농도 이산화질소에 노출되면 급성 폐부종으로 사망할 수 있다.

농작물 저장소 근무자에게 기침과 호흡곤란과 객혈을 일으키는 사일로 충전자 질환도 여기서 온다.

아황산가스는 눈에 가장 자극적이어서 시계를 흐리게 하고 눈과 목의 점막을 자극한다.

물에 잘 녹아 90퍼센트가 상기도에서 흡수되므로 상기도 자극 증상이 대부분이다.

급성 결막염과 치아 산식증과 대사산증도 일으킨다.

발생원은 석탄과 석유의 연소 과정과 황산을 쓰는 공장이다.

허용 농도는 연간 평균 0.02피피엠 이하이며 24시간 평균 0.05피피엠을 연간 3회 이상 넘어서는 안 된다.

치료는 신선한 공기를 마시게 하고 눈과 피부를 물로 충분히 씻는 것이다.

일산화탄소는 석탄과 디젤과 휘발유의 불완전 연소에서 나온다.

급성 중독에서는 전두부 긴박감, 두통, 피부혈관 확장, 권태, 현기, 시력저하, 구토, 시야 협착이 나타난다.

만성 증상으로는 기억력 감퇴와 불면증과 지각 이상, 파킨슨증후군과 진전과 운동실조와 후각 마비가 있다.

교통정리를 하던 경찰관이 두통과 피로와 어지러움을 호소하는데 기도 자극 증상이 없고 검사가 정상이면 일산화탄소를 의심한다.

이산화탄소는 동물의 대사와 연료 연소에서 나오며 실내공기의 환기 상태를 평가하는 지표로 쓴다.

위생학적 허용기준은 0.1퍼센트이며 정량이 비교적 쉬워 공기 오염도를 간접적으로 판단하는 데 이용한다.

(3) 오존과 중금속

오존은 자동차 배기가스의 이산화질소와 휘발성 유기화합물이 햇빛으로 광산화 반응을 일으켜 생기는 2차 오염물질이다.

그래서 밤보다 낮에 농도가 높고 폭염 때 악화된다.

아크용접에서도 나오고 반감기는 약 1시간이다.

눈과 호흡기를 자극하고 기침과 흉부 압박과 호흡곤란을 일으키며 천식을 악화시킨다.

다만 천식 자체를 새로 만들지는 않는다.

만성 폭로에서는 두통과 피로와 쉰 목소리와 상기도 건조가 생기고 폐의 부종과 섬유화를 일으킨다.

그러므로 한여름 대낮에 도심을 걸은 뒤 천식이 악화되었거나 8월 대낮에 어린이 천식 환자가 늘었다면 원인은 오존이다.

오존경보가 났을 때 천식 환자에게 할 권고는 야외활동 자제다.

대기 중 납은 대부분 휘발유 사용과 관련되며 소아의 학습능력 장애와 신경행동학적 문제를 일으킨다.

우리나라에서 무연 휘발유를 쓰면서 대기 납 농도가 크게 줄었고 어린이의 혈중 납 농도도 따라 줄었다.

암모니아와 아황산가스처럼 용해도가 높은 가스는 상기도에서 녹아 상기도 자극 증상을 낸다.

질소산화물과 오존과 미세분진처럼 용해도가 낮은 것은 하기도까지 들어가 하기도 자극 증상을 낸다.

(1) 대기환경기준

우리나라는 1979년 아황산가스 기준을 처음 정했다.

1983년 일산화탄소와 이산화질소와 먼지와 오존과 탄화수소를 더했고 1991년 납을 더했다.

이후 미세먼지와 2.5마이크로미터 이하 미세먼지를 추가했고 탄화수소는 별도 측정 필요성이 낮아 삭제했다.

현재 대기환경기준 물질은 아황산가스, 일산화탄소, 이산화질소, 오존, 납, 미세먼지, 초미세먼지 일곱 가지다.

배출허용기준은 개별 배출시설이 낼 수 있는 최대허용농도로 사회적·경제적 여건을 고려해 정한다.

오존오염 경보제는 1995년부터 시행되며 1시간 평균치가 120피피비를 넘으면 발령한다.

1990년대 이후 청정연료와 저황유 공급 확대와 저공해자동차 보급으로 아황산가스와 먼지 같은 개발도상국형 오염은 개선되는 추세다.

반면 자동차가 늘면서 이산화질소와 오존의 오염도는 오히려 올라가고 있다.

(2) 디피에스이이에이 모형

세계보건기구 유럽사무처가 제시한 모형으로 근본 동인에서 건강영향까지 단계를 나누고 각 단계에 맞는 조치를 찾는다.

동인은 대도시 인구집중과 에너지 과소비와 자동차 사용이며 대응은 인구분산과 에너지 절약이다.

압력은 동인이 오염물질을 배출하는 것이며 대응은 대중교통 확충과 배출 기준 강화다.

상태는 배출된 물질이 대기에 쌓이고 2차 오염물질을 만드는 것이며 대응은 필터 부착과 연료 전환이다.

노출은 나쁜 대기에서 숨을 쉬는 것이며 대응은 오존과 미세먼지의 예보·경보와 마스크 착용 권장이다.

영향은 기침과 가래와 심장질환 같은 건강영향이 나타나는 단계다.

대기오염의 취약인구집단은 어린이와 고령자와 심장 또는 폐질환자다.

[근거] 퍼시픽 KMLE 「16 예방의학」 pp.225~235 (예방의학과 공중보건학 제4판, pp.672, 730~737)