대기오염
이론과 하이라이트 히스토리를 확인 할 수 있어요.
: Air pollution
대기 오염은 생활오염 파트에서 가장 큰 비중을 차지하는 단원이다. 주로 오존에 대한 문제가 출제되는데, 여름철 이상고온으로 인해서 많이 발생하고 천식을 악화하는 오존만의 구별되는 특징을 잘 외워야 한다. 하지만 아황산가스, 미세먼지, 심지어 중금속까지도 다양하게 출제되니 본 단원의 내용은 전부 알고 있어야 한다. 특히 대기오염에 대한 DPSEEA 모형도 출제되었으므로 유심히 보아야 한다.
1. 대기오염의 원리
1) 대기오염물질의 유래
(1) 물질의 연소: 연료, 공장의 배기, 소각물 매연 등
(2) 오물의 부패: 하수, 분뇨 등의 부패에서 다양한 유기물질 방출
(3) 지면, 공사장 등의 먼지 및 분진
(4) 대기중의 화학반응: 오존 등의 반응성 높은 물질이 주로 관여함
2) 관련 기상 조건
(1) 바람
① 풍속: 대도시에 바람이 덜 불면 오염물질이 도시 밖으로 덜 빠져나감
② 풍향: 특정 지역, 특정 국가 쪽에서 불어오는 바람이 대기에 영향을 줌
(2) 기온
① 기온역전현상: 지표면이 상층보다 기온이 낮아 대류현상이 일어나지 않음
• 정상적으로는 덥고 찬 공기가 올라가고 내려가며 수직적 순환이 발생함
• 밤에 대지가 식으면서 하부 대기가 차가워지면(방사선 역전, 런던형 스모그) 수직적 순환이 멈춤
• 순환이 멈추어 오염물질이 도시 밖으로 빠져나가지 못함
② 물리화학적 반응에 관여
* ex) 오존은 온도가 높을수록 농도가 짙어짐
③ 간접적 영향: 추울 때 난방 연료 소비가 증가하며, 자가용 운행이 많아짐
(3) 기압: 기온역전현상
• 고기압 지역의 공기가 단열압축을 받아 가열 → 상부 대기가 따뜻해짐(침강성 역전, LA형 스모그) → 대기의 수직적 순환이 멈춰 오염물질이 밖으로 빠져나가지 못함
3) 대기오염의 건강영향
(1) Group 1 발암물질로 지정됨
(2) 눈, 코, 피부, 인후부 자극증상
(3) 기침 등 호흡기 증상 → 천식, 폐렴, 기관지염, 심혈관질환 등 악화까지 가능
2. 개별 대기오염 물질
1) 미세먼지(particulate matter)
(1) 기원: 쓰레기 소각, 토양의 먼지(큰 먼지), 고온의 연료 연소(작은 먼지)
(2) 분류
① PM10: 직경 ≤ 10 µm인 먼지 → 하기도까지 침투하는 경우도 있음
② PM2.5: 직경 ≤ 2.5 µm인 먼지 → 폐포까지 침투할 수 있음
(3) 영향
① 폐에 침착 → 염증반응 일으킴
② 직경 ≤ 0.1 µm인 나노입자는 직접 혈관 내부에서 염증 일으킴
③ 이로 인해 atherosclerosis, 기타 여러 심혈관질환 요인에 영향을 미침
④ 대기오염으로 인한 조기사망 증가의 가장 큰 원인
2) 오존(ozone, O3)
(1) 기원: 자외선에 의한 O2의 광화학적 반응 등 다양한 요인
(2) 영향
① 기도 자극: 일반적인 irritation 징후 일으킴
② 천식 악화: 높은 기온 → O3 농도가 높아짐 → 여름, 더운날, 낮에 특히 심함
* 그렇다고 해서 없던 천식을 발병하게 하는 것은 아니다.
(3) 매우 높은 반응성: 다른 대기오염 물질의 화학반응도 일으킬 수 있음
* 오존의 역할이 휘발성유기화합물 등에 반응하고 기타 제반조건이 갖춰지면 LA형 스모그가 나타날 수 있다.
3) 아황산가스(SO2)
(1) 기원: 화석연료 연소 (화석은 이전에 생물이었으므로 내부에 S가 포함되어 있음)
(2) 영향: 기관지 자극 → 다량 노출시 반응성 기도기능이상증후군
(3) 물에 잘 용해됨: 점막 흡수도 잘 되지만, 반대로 산성비도 잘 일으킴
* SO2는 런던형 스모그의 주 원인이기도 했다.
4) 질소산화물(NOX)
(1) 기원: 고온의 연소(자동차 엔진) → N2의 삼중결합이 끊어지며 주위의 산소와 결합
(2) 영향: 호흡기 손상 → 감염 증가, 폐기능 감소
(3) 오존의 전구물질이기도 함
5) 일산화탄소(CO)
(1) 기원: 화석연료의 불완전 연소 (자동차 엔진)
(2) 영향: Hb와 결합해 O2 수송능력을 떨어뜨림 → 두통, 어지러움 → 사망까지 가능
6) 휘발성유기화합물(volatile organic compound, VOC)
(1) 벤젠, 클로로포름, 메탄올, 사염화탄소 등을 포함
(2) 기원: 페인트 등 유기용제, 자동차 배기가스, 주유소 연료 등
(3) 영향: 호흡기 자극 증상, 두통 등
(4) 오존의 전구물질이기도 함
7) 중금속(heavy metals)
(1) 납
① 이전에는 휘발유 사용과 관련 → 무연휘발유를 사용하며 대기중 농도 감소
② 영향: 소아의 학습능력 장애, 신경행동학적 문제의 원인
(2) 기타: 카드뮴, 수은, 아연, 구리 등
3. 대기오염 관리: DPSEEA 모형
DPSEEA(driving force - pressure - state - exposure - effects - action) 모형은 환경오염의 가장 근본적인 동인(driving force)에서부터 최종적인 결과인 건강영향에 이르기까지 단계를 설정하고 각 단계별로 적절한 조치를 취할 수 있음을 나타내는 모형이다.
1) 동인(driving force)
• 환경적 변화를 자극할 수 있는 가장 근원적 요인
* ex) 대도시의 인구 집중, 경제 발전으로 자가용 수요 증가
2) 압력(pressure)
• 환경상태에 직접적 영향을 줄 수 있는 압박요인
* ex) 대도시 인구집중과 자가용 수요 증가로 인한 NO2, 탄화수소, 미세먼지 배출
3) 상태(state)
• 압력 등에 의해 변화되는 환경상태
* ex) 배출에 의해 대기 상태가 악화
4) 노출(exposure)
• 유해인자와 인간과의 상호반응
* ex) 대기오염이 심한 곳에서 마스크 없이 숨을 쉼 → 오염물질이 체내로 들어옴
5) 영향(effects)
• 인간이 노출됨으로써 발생할 수 있는 다양한 영향
* ex) 오염물질이 폐로 들어와 기침, 가래 등 발생
6) 대응(actions): 각 단계마다 개입해 해결
ex1) 동인: 대도시 인구 분산, 에너지 절약
ex2) 압력: 대중교통 장려, 배출 규제 기준을 강화
ex3) 상태: 디젤버스에 필터 부착, 연료를 천연가스로 바꿈
ex4) 노출: 오존과 미세먼지 예보 및 경보제, 마스크 착용하기
ex5) 영향: 질병이 발생했을 시 조기에 치료
국가고시문제에서는 특정 행위가 DPSEEA 단계에서 어디에 해당하는지 묻고 있다. 교과서의 예시들을 담아 두었지만 사실 명확히 구분하기 힘든 예시들이 많다. 예를 들어 디젤버스에 필터를 부착하는 것은 상태 단계라고 하지만 압력 단계에 해당 할 수 있다. 국가고시에서는 노출(KMLE21)이나 대응과 같이 비교적 확실한 단계에 대해서 물어볼 것이라고 생각된다.
예방의학과 공중보건학 제4판, pp.730-737