[ 발암물질 ] - 미세먼지

안녕하세요. 지식백과사전입니다. 오늘은 발암물질 ' 미세먼지 ' 에대하여 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

[1] 개요

미세먼지(Particulate Matter; PM[3])는 대기 중에 떠다니며 눈에 보이지 않을 정도로 작은 먼지를 말한다. 질산염(NO3-), 암모늄 이온(NH4+), 황산염(SO42-) 등의 이온 성분과 탄소 화합물, 금속 화합물 등으로 이루어져 있다.

 

 

 

[2] 상세

대체로 강수량이 한철에 집중된 기후대가 심하고, 난류의 영향 등으로 1년 내내 강수량이 고른 기후대는 양호하다.

이름	크기(지름)
미세먼지	10.0 μm ≥n10.0~\rm{\mu m}\it~\geq n10.0 μm ≥n (PM10)
초미세먼지	2.5 μm ≥n2.5~\rm{\mu m}\it~\geq n2.5 μm ≥n (PM2.5 / PM1)

외국에서는 지름이 10㎛ 이하(PM 10)이면 미세먼지(부유먼지, suspended particles)라 하며 지름이 2.5㎛ 이하(PM 2.5)인 먼지, 지름이 1㎛ 이하(PM1)인 먼지로 세분화하나, 한국에서는 부유먼지를 미세먼지(PM10)로, 미세먼지를 초미세먼지(PM2.5)로 부르며, PM1 역시 초미세먼지로 분류한다.

이 외에도 기체로 배출되었다가 식어서 먼지가 되는, 극미세먼지보다 더 작은 응축성 미세먼지가 있다. LPG같은 천연가스는 연소시에 미세먼지와 극미세먼지가 덜 나오지만, 일산화탄소, 이산화탄소 등의 공해 가스와 응축성 미세먼지가 많이 나온다.

장기간 미세먼지에 노출될 경우 면역력이 급격히 저하되어 감기, 천식, 기관지염 등의 호흡기 질환은 물론 심혈관 질환, 피부질환, 안구질환 등 각종질병에 노출될 수 있다. 특히 직경 2.5㎛ 이하의 초미세먼지는 인체 내 기관지 및 폐 깊숙한 곳까지 침투하기 쉬워 기관지, 폐 등에 붙어 각종 질환을 유발한다. (PM 2.5 환경기준 설정연구, 국립환경과학원, 2006)

최근 연구 동향에 따르면, 미세먼지에 함유되어있는 물질들을 분석해 본 결과, 미세중금속으로 부르는 게 맞지 않나 싶을 정도로 중금속 함유량이 높다.[4] 황사의 경우 원래는 자연적인 풍화 현상에서 나타나는 현상이였지만, 현대에 와서 모래 알갱이가 공장 매연을 같이 쓸고 와서 문제가 된 것이다. 미세먼지의 경우 공기 중 매연이 너무 많아 매연 내 입자들과 공기 중에 있는 황산화물, 수분 등이 엉겨서 생긴 것이라 둘은 그 발생 메커니즘이 완전히 판이하다. 말하자면 미세한 금속 가루가 공기중에 떠다니는 것. 당연히 1급 발암물질 중 하나이다.

대한민국은 중국에서 편서풍을 타고 날아오는 수많은 미세먼지와 기타 대기 오염 물질로 인해 대기가 자주 스모그화 되어버린다. 특히 골치 아픈 부분인 황사는 계절 한정이지만, 미세먼지는 동부에 밀집되어있는 중국의 공업지대로 인해 바람이 한국 방향으로 부는 순간 바로 불어닥친다는 점이다. 2018-1-16(사진포함),하루 60억 들여도… 中서 바람만 불어오면 ‘도로 나쁨’

아시아에서는 중국의 미세먼지가 인접국인 대한민국과 북한, 그리고 일본 등에 피해를 주며, 인구 과밀화 문제가 심각한 국가인 인도, 파키스탄, 방글라데시, 이란, 아프가니스탄, 베트남 북부 지역[5]은 물론이고 아라비아 반도, 아프리카 대륙의 사하라 사막 주변도 심각하다. 모로코는 남부 일부지역만 제외하면[6] 북부는 그럭저럭 괜찮다.

 

 

 

 

[3] 원인

주원인은 중국 동부에 밀집되어 있는 수많은 공장에서 발생되는 미세먼지들이 지구 자전으로 인해 발생하는 편서풍을 타고 한국으로 유입되기 때문이다. 중국이 급격하게 산업화 되어감에 따라 대도시 중소도시 할 것 없이 공장과 소각장이 기하급수적으로 증가하고 있다. 오염 물질 배출 규제가 매우 허술한 중국에서는 유독한 미세먼지들이 여과 등의 처리 과정을 거치지 않고 거의 그대로 배출되고 있다. 현시점에서 중국은 세계 최대의 공업국이며, 그 수많은 공장에서 내뿜는 매연은 가히 상상할 수 없을 정도일 것이다.

2019년도 1~2월의 미세먼지는 겨울보다는 초봄 날씨에 가까운 2019년도 겨울의 이상고온현상이 주원인이라고 한다. 실제로 먼지 수치가 낮은 날은 대부분 날씨가 춥고, 반대로 수치가 높아지고 주의보/경보가 발령되는 날은 대부분 겨울임에도 날씨가 지나칠 정도로 온도가 높고 따듯한 서풍이 불어오는 날이었다. 기상청에서도 '이상고온현상' 같은 말까지 사용하는 것을 보면 올 1~2월은 간혹 찾아오는 한파를 빼면 전체적으로 지나치게 따뜻했다. 그것보다 1년 후가 더.... 그래도 코로나 바이러스 때문에 미세먼지 자체는 심하지 않았다. 특히 2월 말 들어서는 2월의 평균적인 온도보다 매우 높아져서 낮 기온이 15도를 넘는 상황이 연일 이어지자 대번에 미세먼지/초미세먼지 수치가 폭발적으로 크게 증가하였다.# 한편, 삼일절을 앞둔 시점에 다시 먼지가 유입되면서 중부지방에서 초미세먼지 농도가 최고 200에 가까웠고, 미세먼지 농도는 300에 가까운 지역도 보였다.

 

 

 

 

[4] 마스크 착용

현재 KF 규격을 맞춘 황사용[10] 수준의 저렴한 제품이 약국이나 일부 소매점에 구비되어 있고, 종종 KF94를 맞춘 제품도 보인다.[11] 심지어는 본격적인 방진 2급 이상의 산업규격 제품도 종종 구비되어 있다.[12] 3M 등의 업체에서 생산하는 방진 마스크 및 필터들은 미세먼지를 차단할 수 있다. 사실 이런 본격적인 방진 마스크들은 일상 미세먼지를 막으려고 쓰기에는 과한 수준이지만, 초미세먼지들은 KF80 수준으로는 깔끔하게 걸러지지 않아서 방진 마스크는 아니더라도 KF94 마스크 정도는 쓰는 게 좋다. [주의] 다만 소매가로 구매할 경우 1회용 황사 마스크가 1장당 1~2천원 가량으로 은근히 부담스럽다. 또한, 1회용인 만큼 무한정 사용할 수가 없다. 필터 기능이 다하기 전까지는 이론적으론 계속 사용할 수 있지만, 사용하면서 습기가 차기도 하고, 탄성이 떨어지면서 밀폐성이 저하되기 때문에 하루 이상 우려먹기는 무리다.[14] (특히 중장년층은 미세먼지가 없던 세월[15]이 있었으므로 이러한 인식이 더욱 강할 수 있다. 하지만 이렇게 생각된다면 다시 미세먼지가 인체에 미치는 영향이란 항목을 읽기 바란다.)

인터넷 쇼핑을 통해 대량구매할 경우 장당 가격이 훨씬 저렴하므로, 낱개로 구매하는 것보다는 아예 박스 단위(50개, 100개들이... 혹은 그 이상)로 쌓아두는 것을 추천한다. # ('무갑' 유저 댓글 참고) "1등급 해당하는 마스크 중에 산업현장에서 항상 지급하는 거라 대량으로 만들어서 그런지 저렴한게 더 많아요. 인터넷으로 알아 본 결과 배기밸브달린 1등급 마스크 20개에 14090원에 배송비 무료인 곳 있더군요. 대충 한개에 704.5원 정도입니다. 산업안전공단 1등급 기준에 해당하는 방진마스크면 용접가스같은 미세분진도 당연히 막아줍니다. 현장에서 용접기나 그라인더같은 작업할때 썼습니다." 직링크

KF80, KF94, KF99 는 국내 기준으로 유럽의 규격(FPP)과 단계별로 거의 동일하다. FPP1은 KF80, FPP2는 KF94, FPP3은 KF99와 거의 비슷하다고 보면 된다. 하지만 미국의 N 규격과는 좀 다르다.[16] 3M 같은 전문업체의 마스크들은 당연히 한 마스크 모델에 여러 규격 인증을 같이 가지고 있고[17], 인증된 수준보다 더 높은 수준의 필터 성능을 가지고 있는 경우가 많다.[18] 하지만 좀더 저렴하게 생산되는 소매점/약국에서 파는 것들은 해당 규격만 최소한으로 맞춘 것들이라 대충 일상 미세먼지만 막는 수준일 가능성이 높으니 산업용으로는 쓰지 말자.

 

공기를 걸러서 먼지를 막는 원리인 만큼 밀착/밀폐가 철저하지 않으면 효과가 적을 수 있다.[19][20] 일상 미세먼지는 산업 분진에 비하면 별거(?) 아니긴해도, 절대 단순 섬유덩어리로 걸러지는 분진들이 아니다. 따라서 그냥 방한대 같은 것으로 막을 생각은 전혀 하지 않도록 하고, 엄격한 규격 인증을 통과한 제품을 써야 한다.

마스크를 쓰면 일반적으로 호흡하는 것보다 훨씬 힘든 만큼, 호흡기계, 심뇌혈관계 질환이 있거나, 알레르기/천식환자,어린이, 임산부, 노인 등은 마스크 착용으로 인한 호흡효율 저하등으로 인해 호흡곤란, 두통, 스트레스, 혈압상승 등 부작용이 있을 수 있으므로, 의사들이나 전문가들과 미리 상담을 하는 편이 좋다.[21] 특히 알레르기나 천식등의 질환으로 호흡기가 너무 민감하거나, 심혈관계 질환으로 인해 호흡 방해요소가 있으면 문제가 생기는 사람들은, 애초에 미세먼지 있는 날에 밖에 아예 안 나갈 생각을 안 하는게 좋다. 미 FDA, 미세먼지 마스크 부작용 경고 (기사 내 영어 원문 포함), 코리아 뉴스타임즈 2019-01-17 KF80 규격만 맞춘 황사용 규격 마스크도 엄연히 개인보호장구(PPE)이다. 산업규격품인 만큼 우습게 여기지 말고 제대로 기준에 맞춰서 사용하자. 날숨용 배기구가 달린 마스크들은, 배기구가 없는 마스크에 비해 훨씬 사용하기 편리하다. 배기구가 달린 마스크는 숨을 뱉을때 날숨의 압력으로 배기덮개가 아주 잠깐 열리면서[22] 마스크 안에 고인 공기를 직접 분출하는 매커니즘을 갖고있다. 덕분에 마스크 내에 습기와 열이 차는 것을 방지하면서, 호흡을 훨씬 편하게 만들어준다. 따라서, 마스크 구매를 고려할 때 호흡의 용이함을 고려하면 배기구가 달린 제품을 고려해보는 것이 좋다.[23]

 

몇몇 방진 마스크는 약간 검은색을 띄고 있는데, 검은색 필터의 정체는 바로 활성탄. 분진 필터링과 함께 고약한 악취 때문에 작업에 방해가 되는 현장에서 주로 쓴다. 당연하지만, 일반적인 환경에서의 황사나 미세먼지를 막기위해 쓰기에는 그닥 의미없는 기능이다. 단, 각종 특수 청소같이 유해물질과 심각한 악취가 동시에 존재하는 환경[24]에서 활동한다면 방진 1급/특급 마스크가 아닌, 배기구와 활성탄 필터가 구비된 제품을 쓰는 것이 작업환경 개선에 훨씬 좋다. 제한적으로나마 재사용[25]하는 경우에도 훨씬 유리하며, 낭비도 적다. 사업주들도 이 점을 참고하자.

 

 

 

 

[5] 실내 공기 청정기 사용

공기청정기는 더 이상 사치품이 아니다. 이것은 단순히 집뿐만 아니라 헬스장이나 독서실 등 사용공간을 선택할 때 기준으로 삼아도 좋다. 필터 등급으로는 H13등급 이상의 필터가 아니고서는 먼지를 완전히 제거하지 못한다는 의견과, 가정용으로서는 공기를 순환시키는 능력이 더 중요해서 풍량이 세면 E11등급의 필터로도 충분하며 더 효율적이라는 의견으로 양분된 상태이다.

 

다만, 공기청정기가 있어도 사실 주기적으로 환기 자체는 필요하다. 무엇보다 기체 상태 방사능인 라돈, 이산화탄소 등의 유해가스가 쌓이기 때문이다. 공기청정기의 필터로 미세먼지는 걸러낼 수 있지만 라돈 가스는 걸러내지 못한다. 환기가 잘 되지 않는 환경에서는 실내 미세먼지가 하루 허용 수준보다 100배 이상 치솟을 수 있기 때문에, 하루에 30분씩 두 번 정도는 환기를 해야 한다.# 기타 화학물질이나 몸에 좋지 않은 성분이 나오는 신축건물, 리모델링한 지 얼마 지나지 않은 건물, 또는 라돈이 쌓이기 쉬운 반지하일 경우 단시간이라도 주기적인 환기가 필요하다. 물론 미세먼지가 심하면 짧게 환기한 뒤 공기청정기를 켜고 바닥에 물걸레질은 필수. 그래서 환기모드가! 공기청정기는 말 그대로 현대사회에서는 필수 품목에 들어가지만 공기청정기들도 한계가 있어 미세먼지를 완벽하게 대처하지 못한다. 게다가 시중에 판매되는 것들은 과장광고로 공정거래위원회로부터 벌금을 물었지만 판매중지는 당하지 않았다.

공정위 제재 뒤에도 '과장광고' 여전
코스모앤컴퍼니 과장광고 과징금
'세균감소율 99.9%' 공기청정기 과장 광고 업체 6곳 추가 적발
공정위, 공기청정기 과장광고 6개 업체 또 적발
공기청정기, 미세먼지 99% 정화의 진실

 

 

 

 

[6] 미세먼지 차단 방충망 사용

이 방법은 사실 확인되지 않은 방법이다. 애초에 상기 언급된 공기청정기급의 필터를 거쳐야 미세먼지를 걸러낼 수 있는데, 방충망을 오밀조밀하게 짜건, 정전기를 이용하건 과연 효과가 있을지에 대해선 생각해 보아야 할 문제이다. 그 정도의 필터성능이 있는 방충망이라면 창문을 열어 '환기'한다는 개념이 유효할지도 의문인 점. 그리고 청소하기, 고기, 생선을 굽는 등 이렇게 실내 미세먼지가 심할때 환기를 한답시고 방충망을 사용하면 오히려 밖으로 나가지 않아 그리 좋지 않은 방법이라고 할수 있다. 창문 등에 사용하는 필터도 만능이 아닌데, 정전기 성분으로 집진하는 경우 주기적 교체가 필요하고, 비 등을 맞아 젖었을 경우 이후엔 집진효과가 심하게 떨어진다. 반대로 구멍이 크면 포집효과가 떨어진다. 미세먼지 방충망의 허점.

2018~2019년경에는 좀 더 유용한 제품이 많이 등장했다.

공기청정기는 환기 없이 단독운행 시 휘발성유기화합물과 포름알데히드 및 라돈 등 유해기체를 없애주지 못하고, 산소 공급과 이산화탄소 제거 역할을 해주지 못하는 문제가 있는데, 성능 좋은 미세먼지 방충망은 유입되는 미세먼지를 저감시키며 꾸준한 환기를 가능하게 해 공기청정기의 단점을 메꿔줄 수 있다. 또한 외부 먼지 유입을 차단해 공기청정기 필터 수명을 늘려주는 부수적인 효과도 있다.

클리앙 리뷰 글 이후 2019년 5월 현재 기준으로 나노섬유를 이용한 새로운 방식의 미세먼지 방충망들이 판매되고 있다. 방충망에 나노섬유를 도포해 공극을 PM0.1 수준으로 만들어, 자연풍과 방충망 만으로 미세먼지와 초미세먼지를 일정 수준 여과하면서 통기가 되게 하는 방식이다. 나노섬유 적용된 방충망들이 일반적으로 분진포집효율 80%이상 수준이므로 통기 잘 되는 KF80등급 마스크를 창문에 씌운것과 비슷하다고 할 수 있다.

이는 나노섬유가 서브미크론 수준의 미립자까지 포집가능한 미세한 공극을 형성하는 동시에, 기체 등의 저분자는 슬립 플로우 현상을 일으켜 압력손실을 저감시키는 유체역학적 특징을 가진 덕분에 가능한 것이다.[26]

일반적인 헤파필터 류를 환기에 사용하기 위해서는 높은 압력손실 때문에 별도의 동력 흡기장치가 있어야 한다. 반면 나노섬유를 이용한 필터는 낮은 압력손실 덕분에 자연풍과 대류현상 만으로 환기가 가능하다. 따라서 일반 방충망과 같이 바람이 잘 통하는 수준은 아니지만 높은 수준의 먼지 여과와 동시에 자연환기가 가능한 것이다.

제품 선택 시 주의사항이 있다. 미세먼지 방충망 업체들이 제시하는 시험성적서들이 거의 전부가 분진포집효율 측정치를 제시하고 있다. 이 분진포집효율 수치는 먼지를 제품에 통과시켰을 경우 몇%의 먼지가 포집되는지 측정한 것이다. 일반적으로 업체들이 광고하는 이 수치의 맹점은 테스트에 사용하는 먼지가 "일반먼지" 라는 것이다.[27] 따라서 분진포집효율 수치가 90%면 일반적인 먼지 기준 90%차단된다는 것이지, 미세먼지가 90%차단된다는 것이 아니다. 하지만 업체들은 일반 분진포집효율이 마치 미세먼지 차단률인 마냥 광고하고 있다.

이런 식의 광고는 문제점이 있다. 분진포집효율 50%짜리 제품의 경우로 예를 들면, 극단적인 경우 입자가 큰 먼지만 50%걸러주고 미세먼지나 초미세먼지는 여과하지 못할 수 있기 때문이다. 실제로 한눈에 봐도 약간 촘촘할 뿐인 일반 메쉬 방충망을, 육안으로는 보이지도 않는 미세먼지가 차단된다며 판매하고 있다. 미세먼지와 초미세먼지가 요즘 문제가 되는 것이지 일반 먼지야 선사시대부터 인류가 줄곧 먹어오지 않았는가.

따라서 제품 선택 시 일반 분진포집효율만 보고 구입하지 말고, 미세먼지 사이즈인 pm10 또는 초미세먼지 사이즈인 pm2.5 수준의 먼지만 사용해 별도 측정한 분진포집효율 실험 결과와 공인 기관의 시험성적서를 보유하고 있는지 확인해봐야 한다. 어차피 초미세먼지 잘 차단해 주는 성능이면 일반먼지는 거의 못들어온다. 클리앙 리뷰의 3M방충망은 심지어 일반먼지를 대상으로 한 분진포집효율 수치조차 제품소개에 없다.

현재 국내 시판되는 미세먼지 방충망은 크게 3가지 종류로 나눌 수 있다. 부직포 방식의 부착형, 모노필라멘트 소재의 미세망, 나노섬유 방진망 이 그것이다.

* 부직포 방식의 부착형은 매우 저렴하며, 시공이 간편하며 가성비 좋은 분진포집효율을 가진다. 하지만 우천시 성능과 수명 저하, 2~3개월의 짧은 교체주기, 낮은 통기성, 낮은 미세먼지 여과성능이 단점이다.

• 미세망은 대표제품인 "촘촘망" 기준 분진포집효율 50%대를 기록하며, 기존 알루미늄망 대비 부식에서 자유롭고, 반영구적 사용이 가능하며, 일반 방충망 수준의 통기성과 시인성을 가진다. 하지만 분진포집효율 50%수준에서 미세먼지가 여과될지는 미지수이므로, 필터 역할을 한다기보다는 먼지를 반쯤 막아주는 성능 좋은 일반 방충망이라고 볼 수 있다.

• 나노섬유방진망은 80~90%대의 높은 분진포집효율을 자랑하며 미세먼지 및 꽃가루, 미세 날벌레, 일반적인 빗물까지 일정 수준 차단해주며 반영구적 사용이 가능하다. 하지만 일반 방충망 대비 낮은 통기성과 시인성, 상대적으로 비싼 시공비용이 단점이며, 상술했다시피 분진포집효율이 높다고 해서 미세먼지도 같은 수준으로 차단해주는것은 아니므로 구매자의 세심한 확인이 필요하다.
  
  미세먼지와 초미세먼지 분진포집효율이 높은 방충망을 구입해 설치했어도 끝난 것이 아니다. 집안에서도 조리나 청소 등의 이유로 미세먼지가 발생하기 때문이다. 미세먼지방충망은 외부 먼지를 차단을 잘 할수록 내부 먼지도 배출을 못할 수밖에 없다. 따라서 실내 공기 질을 높이기 위해서는 미세먼지방충망 뿐만 아니라 공기청정기도 같이 사용하는 것이 좋다.

 

 

 

지금까지 발암물질 ' 미세먼지 ' 에대하여 알아보았습니다. 긴글 읽어주신 여러분께 감사드립니다.

저는 다음에 또 뵙겠습니다!