은진 권; 환철 김; 영열 김

doi:10.56786/PHWR.2023.16.21.2

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리뷰와 전망

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Public Health Weekly Report 2023; 16(21): 652-664

Published online June 1, 2023

https://doi.org/10.56786/PHWR.2023.16.21.2

미세먼지로 인한 건강영향 저감을 위한 중재연구 동향

권은진¹, 김환철², 김영열^1*

¹국립보건연구원 만성질환융복합연구부 호흡기‧알레르기질환연구과, ²인하대학교 의과대학 직업환경의학과

*Corresponding author: 김영열, Tel: +82-43-719-8450, E-mail: youngyk07@korea.kr

Received: March 3, 2023; Revised: April 6, 2023; Accepted: April 17, 2023

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/), which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

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Abstract
서 론
본 론
결 론
Declarations
Reference

대기오염, 특히 미세먼지는 공중보건의 주요 위험인자 중 하나이다. 전세계 인구의 91% 이상이 세계보건기구(World Health Organization, WHO)의 연간 평균 대기오염 제한 기준을 초과하는 지역에서 거주한다. 또한, WHO는 대기오염으로 인해 매년 420만 명이 사망하는 것으로 추정하였다. 미세먼지가 건강에 심각한 영향을 미친다는 연구결과는 꾸준히 보고되고 있다. 특히 호흡기 및 심혈관계 질환의 발생뿐만 아니라, 사망률의 증가와는 밀접한 관련성을 보인다. 반면 미세먼지 노출로 인한 건강피해를 저감하는 중재연구는 많지 않다. 현재 미세먼지 건강피해 저감을 위한 방안으로 공기청정기, 마스크, 행동 및 기타 중재, 식이 및 약물 등이 권고되고 있으나, 그 중재효과에 대한 과학적 근거는 부족한 상태이다. 이 글에서는 미세먼지 중재방안을 전반적으로 고찰하고, 최신 연구동향을 파악하고자 하였다. 그 결과, 공기청정기 사용 시 미세먼지 농도가 뚜렷한 감소를 보이고, 그로 인한 염증 수치 및 혈압 감소를 보였다. 마찬가지로, 마스크 착용 시 폐 기능 변화 및 혈압 감소를 보였으나, 심혈관계 영향은 뚜렷한 변화를 보이지 못했다. 따라서, 중재연구가 제한적으로 시행되고 있어 더 많은 연구가 필요하다.

Keywords 미세먼지, 중재연구, 건강영향

서 론

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Abstract
서 론
본 론
결 론
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핵심요약

① 이전에 알려진 내용은?

미세먼지가 건강에 미치는 영향은 잘 알려져 있다. 그러나, 미세먼지 노출로 인한 건강피해를 저감하는 중재연구는 많지 않다.

② 새로이 알게 된 내용은?

현재 미세먼지 건강피해 저감을 위한 방안으로 공기청정기, 마스크, 행동 및 기타중재, 식이 및 약물등이 있다. 공기청정기 사용 시 미세먼지 농도가 뚜렷한 감소를 보이고, 그로 인한 염증 수치 및 혈압 감소를 보였다. 마찬가지로, 마스크 착용 시 폐기능 변화 및 혈압 감소를 보였으나, 심혈관계 영향은 뚜렷한 변화를 보이지 못했다.

③ 시사점은?

중재연구가 제한적으로 시행되고 있어 더 많은 연구가 필요하다.

미세먼지(particulate matter, PM)는 다양한 크기와 구성, 발생원을 가지고 있는 입자상물질로, 직경이 10 µm 이하의 입자는 PM₁₀, 직경이 2.5 µm 이하의 입자는 PM_2.5로 정의한다. 미세먼지는 호흡기를 통해 체내로 흡수되어 인체에 유해한 영향을 미친다. 2013년 국립암연구소에서 미세먼지를 1군 발암물질로 지정한[1] 이래 미세먼지에 대한 환경보건학적 중요성이 대두되었다. 2016년 기준 세계 인구의 91% 이상이 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에서 제시한 대기오염 제한 기준을 초과하는 지역에 살고 있으며, 미세먼지와 같은 대기오염에 의한 조기사망이 연간 420만 명에 이른다[2].

미세먼지는 모든 원인에 의한 사망, 호흡기 및 심뇌혈관질환 등의 위험을 높일 수 있는 것으로 보고되고 있다[3-5]. 최근에는 신경퇴행성질환, 정신질환 및 당뇨에도 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 미세먼지가 건강영향에 미치는 기전으로는 염증반응, 활성산소의 생성, 내독소 효과 및 DNA 손상 등이 알려져 있다[6,7].

국내에서는 미세먼지가 다양한 질환 악화에 미치는 영향 연구를 진행하고 있으나, 서구 및 중국에 비하여 미비한 실정이다. 특히, 미세먼지 노출로 인한 건강피해를 저감하기 위한 중재연구가 많지 않다. 미세먼지 건강피해 저감을 위한 방안으로 실외활동제한, 외출시 보건용 마스크 착용, 공기청정기 사용을 통한 실내공기질 개선 등을 권고하고 있다. 미세먼지 대응 중재방안으로 미세먼지를 줄일 수 있으나, 그로 인한 건강 효과에 대한 연구는 아직 논란이 있다. 국내 연구에서, 천식 아동을 대상으로 공기청정기를 사용할 시 실내 미세먼지 농도가 감소하였고, 그로 인한 최대호기유량도 감소하였다[8]. 또한 Lim 등[9]의 연구에서, 마스크 착용이 미세먼지 농도 감소뿐만 아니라 혈압 감소 등의 개선효과를 보였다. 그러나, 천식환자에서 미세먼지 증가 시 공기청정기 사용 및 마스크 착용에 대한 과학적 근거수준이 높지 않다[10]. 지금까지 국내‧외에서 수행된 중재효과 연구에서 대부분 건강효과보다는 공기질에 초점이 되어 있다. 따라서 이 글에서는 문헌을 토대로 미세먼지 중재방안을 검토하고, 최신 연구 동향을 파악하고자 한다.

본 론

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Abstract
서 론
본 론
결 론
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1. 국내‧외 미세먼지와 건강영향

최근 정부의 적극적인 감축 노력으로 국내 미세먼지의 연평균 농도가 점점 개선되고 있으나, 국민의 체감효과는 미흡하다. 환경과학원 연구보고서에 따르면, 전국 연평균 농도는 2002년 이후 꾸준히 감소추세이나, WHO 권고기준(10 µg/m³)이나 선진국(미국 7.4 µg/m³, 일본 11.9 µg/m³)에 비하면 여전히 2배 이상으로 심각한 수준이다[11]. 메타연구에서 대기오염 노출이 만성폐쇄성폐질환(Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD) 환자의 입원률 및 사망률에 미치는 영향을 조사했다[12]. PM₁₀, PM_2.5 농도의 증가가 COPD 환자의 호흡기 관련 입원을 증가시킬 수 있음을 보고하였다. 특히, COPD 환자에서 PM_2.5 농도가 10 µg/m³ 증가할 때마다 입원율이 3.1%, 사망률은 2.5% 증가하였다[13]. 또한 PM_2.5 일평균 농도가 10 µg/m³ 증가할 때마다 1–4주 후 발생하는 급성하기도감염 환자수가 15–32% 증가하였다[14]. 미세먼지로 인한 심혈관질환과의 밀접한 관련성은 역학연구에서 많이 보고되고 있다. Pope 등[15]은 단기 PM_2.5 노출 시(10 µg/m³ 증가당) 급성관상동맥증후군이 4.5% 증가함을 보고하였다. 이는 미세먼지 농도의 단기간 변화에도 질병의 위험이 증가할 수 있음을 의미한다. 메타 연구에서 PM_2.5가 10 µg/m³ 증가 시 수축기혈압 1.393 mmHg와 이완기혈압 0.895 mmHg가 증가하여 고혈압과 양의 관련성을 확인하였다[16]. 이외에도 미세먼지는 내분비계를 교란시켜 비만이나 당뇨와 같은 대사질환의 발병에도 영향을 미친다[17-19]. 최근 연구에서는 PM_2.5가 뇌신경질환 및 정신질환에도 영향을 미친다고 보고하고 있다[20]. 메타분석 결과에 따르면, 50세 이상 노인 피험자 1,200만 명을 포함하여 PM_2.5에 장기간 노출 시 치매 위험이 3배(hazard ratio [HR] 3.26), 알츠하이머병 위험(HR 4.82)이 약 5배 증가하였다[20]. 또한, PM_2.5에 10 µg/m³ 증가당 우울증(odds ratio [OR] 1.19)과 자살(OR 1.05)의 위험 확률이 증가한 반면 PM₁₀ 노출에 대한 연관성은 발견되지 않았다[21]. 그 밖에 미세먼지가 조산, 저체중아 출산의 위험에도 영향을 미친다는 보고가 나오고 있다[22].

2. 국내‧외 중재연구 동향

1) 연구 방법

비체계적 고찰을 통한 미세먼지 중재연구 관련 최신연구 동향 및 중재방안을 조사하였다. MEDLINE, EMBASE, CINAHL 및 Cochrane Library 데이터베이스를 검색하였으며, 1989년부터 2020년까지 발행된 문헌을 대상으로 하였다. 검색어로는 “air pollution”, “particulate matter”, “trial/intervention” 등의 단어를 조합하여 키워드로 사용하였다. 정보가 충분하지 않은 경우 더 많은 정보를 수집하기 위해 수기로 검색하는 과정을 추가하였다.

2) 연구 분석

두 명의 평가자가 참여하여 독립적으로 수행한 뒤 일치 여부를 확인하였다. 수집된 논문의 선정기준은 다음과 같다. (1) 미세먼지 장단기 노출에 따른 건강지표 변화를 분석한 연구, (2) 영어나 한국어로 된 연구, (3) 인간을 대상으로 한 연구, (4) 미세먼지의 중재방안 적용 전과 적용 후 노출에 따른 급/만성 건강영향 비교 분석한 연구였다. 반면 제외기준은 (1) 연구결과가 보고되지 않은 논문, (2) 중재방안을 제시하지 않은 연구였다. 연구대상을 PICO (Patient, Intervention, Comparison, Outcome) 형식으로 나타내면 표 1과 같다.

표 1문헌고찰의 핵심질문

구분	세부내용
연구대상자(patient)	취약인구 - 호흡기/심혈관 질환자 - 고령자, 어린이, 빈곤층 - 임산부 - 대기 미세먼지 고농도 지역 거주자 - 교통량이 많은 지역 거주자 - 산업단지 주변 지역 거주자 - 직업적 고노출군 일반인구
중재방안(intervention)	공기청정기 마스크 행동 지침 식이/약물
비교(comparison)	미세먼지 노출량 중재방안 전/후
결과지표(outcome)	일반적 증상(눈, 코, 목 따가움, 기침, 가래, 가슴 답답함, 호흡곤란 등) 응급실 내원(천식 발작, 급성기관지염, 호흡기 감염, 부정맥 등) 외래방문율 이환율 사망률

(1) 개인기반 중재연구 현황

① 공기청정기

소아를 대상으로 한 연구에서는 공기청정기를 사용할 경우 가정 내 PM_2.5 농도가 현저히 감소하고, 그로 인한 최대 호기량 증가 및 폐 염증이 감소하는 결과를 보였다[8,23,24]. 성인 및 노인을 대상으로 한 연구에서는, 공기청정기 사용 시 블랙 카본, PM_2.5 농도 감소로 인해 수축기/이완기 혈압이 감소하는 결과를 확인하였다[25,26].

② 마스크

대기오염 노출저감을 위한 행동으로 보건용 마스크 착용을 권장하고 있으나 마스크의 저감 실효성에 대한 연구는 많지 않다. Lim 등[9]의 연구에서 마스크 단기 착용이 폐기능 뿐만 아니라 혈압 감소 등의 개선효과를 확인하였다. 건강한 일반인을 대상으로 한 연구에서, 마스크를 착용한 집단에서 혈압 감소 및 심박동수 변이 증가를 보였다[27,28]. 또한, 관동맥성심장병이 있는 환자군에서도 마스크 착용시 우울증 감소뿐만 아니라 혈압 감소 및 심박동수 변이가 증가한 결과를 보였다[29]. 반면 교통관련 지하철에서 마스크 착용 시에는 심혈관계 영향에 뚜렷한 변화가 없었다[28,30].

③ 개인행동 및 기타 중재

대기오염과 관련 행동지침를 평가하는 연구는 많지 않다. COPD 환자 대상으로 자기관리행동 교육을 수행한 군에서 미세먼지 노출 수준이 감소하였고, 일부 증상이 개선되었다[31]. 또한 임산부에서는 대기오염 지수와 발생 지역, 기간에 대한 정보를 문자 송부를 통한 교육을 한 결과, 미세먼지에 대한 문제 인식도, 예방 행동에 대한 변화 및 자기효능감 등에 유의한 차이를 보였다[32,33]. 규칙적인 운동은 심혈관질환 예방을 줄여주고 저강도 운동은 심폐질환의 부담을 줄여준다는 사실은 밝혀졌으나, 고강도 운동인 경우 오염물질의 흡입을 증가시킬 수 있어서[34-36] 장소와 대기오염 노출량의 고려가 필요하다.

④ 식이‧약물 중재

대기오염 노출과 이에 대한 건강 악화를 최소화할 수 있는 식이 및 약물의 효과를 입증하는 연구는 많지 않다. 성인을 대상으로 비타민 B를 4주간 복약하면 고농도의 미세먼지에 노출되어도 심장 자율신경 기능(심박수, 심박동수 변이) 및 염증에 미치는 영향이 완화됨을 보고하였다[37]. 또 다른 연구에서도 오메가-3를 복용하면 혈중 산화손상지표들이 개선되는 효과를 관찰하였다[38].

(2) 국가/지역사회 기반 중재연구 현황

미세먼지로 인한 건강영향을 예방하기 위한 국가 및 지역단위 중재 정책으로는 발생을 저감시키는 방안이 있다. 발생저감을 위해 차량 제한, 자동차와 버스 등 운송수단의 연료 대체 정책, 공장의 오염제한을 위한 산업 규제정책 등이 있다. 또한 발생원에 대한 정책 개입 및 규제는 농도 감소 및 건강영향에 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났다.

결 론

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Abstract
서 론
본 론
결 론
Declarations
Reference

국외에서는 미세먼지 민감‧취약계층 대상으로 미세먼지의 건강영향에 대한 다수의 연구가 수행되고 있으나, 국내에서는 제한적으로 연구가 진행되어 다양한 민감‧취약계층에 대한 연구가 보다 활발히 진행되어야 한다. 또한, 국내뿐만 아니라 국외에서도 미세먼지에 의한 건강피해를 줄이기 위한 중재연구가 제한적으로 보고되고 있기 때문에, 국민들이 생활 속에서 실천할 수 있는 대처방안에 대한 과학적 근거가 부족한 상황이다. 현재, 중재방안으로는 공기청정기, 마스크, 행동 및 기타 중재, 식이 및 약물 등이 있으나, 개별 중재방안별 효과뿐만 아니라 다양한 중재방안이 복합적으로 적용했을 때의 효과 연구도 필요하다. 본 글을 통해 미세먼지로 인한 건강피해 최소화를 위한 중재연구 방안을 검토함으로써 새로운 중재방안을 개발하고, 국민들의 위험인식도를 낮추는 기틀을 마련하는데 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

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Abstract
서 론
본 론
결 론
Declarations
Reference

Acknowledgments: None.

Ethics Statement: Not applicable.

Funding Source: We have summarized the some results of research conducted through the ‘Research planning and pilot study of intervention study on health effects of fine particulate matter’(2021-ER1211-00).

Conflict of Interest: The authors have no conflicts of interest to declare.

Author Contributions: Conceptualization: EK. Data curation: HCK. Formal analysis: HCK. Resources: HCK. Supervision: YYK. Writing – original draft: EK. Writing – review & editing: EK, YYK.

References

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Abstract
서 론
본 론
결 론
Declarations
Reference

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