중금속에 오염된 대기먼지의 위험성

▲ 미세먼지로 차와 사람의 형체를 알아볼 수 없을 만큼 시야가 뿌옇다

 중국발 초미세먼지에 대한 언론매체의 보도가 잦아지면서, 황사 철에 주로 볼 수 있었던 마스크 차림의 시민을 평상시에도 쉽게 찾아볼 수 있게 됐다. 지름 2.5㎛(마이크로미터·1㎛는 100만 분의 1m) 이하의 초미세먼지(PM2.5)는 머리카락 굵기 30분의 1 크기로 코털이나 기도에서 걸러지지 못하고 폐포까지 그대로 침투하여 인체에 매우 위험하다. 그뿐만 아니라 크기가 너무 작아서 고농도일 때에도 체감하기 어렵다.
 대기먼지는 토양을 구성하는 고체물질 중 미세 입자가 바람에 의해 상승해 이동하는 물질을 의미한다. 이러한 미세 입자는 석영, 장석류(사장석과 정장석), 운모, 점토광물, 방해석과 녹니석 등으로 구성돼 있다. 대기먼지가 대기오염물질에 오염되지 않았다고 가정할 때, 함유된 중금속 함량은 원래 광물이 함유한 미량의 함량을 보일 것으로 추정된다.
 그러므로 대기오염에 노출되지 않은 대기먼지라면 토양의 세계 평균함량인 비소 7.2 ppm(1,000,000분의 1, ㎍/g), 카드뮴 0.35 ppm, 구리 25 ppm, 납 19 ppm, 아연 60 ppm과 유사하다. 우리나라 대기먼지의 경우, 편서풍의 영향으로 중국으로부터 유입되므로 중국의 오염되지 않은 토양의 중금속 함량인 비소 11.2 ppm, 카드뮴 0.10 ppm, 구리 22.6 ppm, 납 26.0 ppm, 아연 74.2 ppm과 근접하다.
 그러나 미세먼지가 대기오염이 심각한 중국 대도시 및 산업공단 지역을 통과해 국내에 유입되면 중국의 대기오염물질과 섞여 오염된다. 2011년 발표된 논문(SCI)을 보면 중국 베이징에서 2005년부터 2008년까지 채취한 34개 시료에서 초미세먼지의 중금속 함량은 비소 400 ppm, 카드뮴 140 ppm, 구리 1,469 ppm, 납 2,285 ppm, 아연 25,220 ppm으로 중금속 오염이 매우 심각하다.
 비슷한 시기에 한국지질자원연구원 책임연구원 이평구 박사가 수행한 한국의 대기먼지 중금속 오염도를 평가한 결과(2013년 SCI 국제학술지 게재), 2007년부터 2008년까지 2년간 총 45회 채취한 초미세먼지의 중금속 함량은 비소 290 ppm, 카드뮴 44 ppm, 구리 990 ppm, 납 2,520 ppm, 아연 5,490 ppm으로 중금속에 심각하게 오염됐다는 것을 확인할 수 있었다. 우리나라에서 분석된 초미세먼지의 함량을 토양의 세계 평균함량 및 중국에서 오염되지 않은 토양의 평균함량과 각각 비교하면, 비소는 각각 40배 및 26배 오염됐으며, 카드뮴은 각각 126배 및 440배, 구리는 각각 40배 및 44배, 납은 각각 133배 및 97배, 아연은 각각 92배 및 74배 높다는 것을 알 수 있다.
 또한, 월별로 비교한 결과 초미세먼지 중금속 함량은 1월에 가장 높게 나타난다. 그래서 겨울철에 각별한 주의가 요구된다. 겨울철에 최고조에 이르는 초미세먼지의 중금속 함량은 가장 낮은 함량을 보이는 여름철에 비교해 비소는 13배, 카드뮴은 6배, 구리는 5배, 납은 6배 증가하며 아연은 2배 증가한 함량이다.
 초미세먼지는 중금속에 오염돼 있지 않아도 초미세먼지의 입자 크기와 같은 물리적 특성상 호흡기질환 등 건강에 심각한 영향을 준다. 중금속에 오염된 초미세먼지가 호흡을 통해 인체에 유입됐을 경우에는 호흡기질환도 위험하지만, 중금속 원소가 인체에서 용해돼 흡수될 가능성이 높아 문제가 된다. 장기적으로 노출되면 중금속이 체내에 지속해서 축적되므로 장기적 독성 효과가 나타날 수 있기 때문이다.
 지금까지는 대기오염의 규제단위를 세제곱미터(m3)에서의 중금속 함량을 기준으로 대기 공간이 오염된 것인지 오염되지 않은 것인지로 판단하고 있었다. 그래서 입자 자체의 중금속 함량이 얼마나 포함된 것인지에 대해 규제하지 못했다.
 세제곱미터(m3)에서의 초미세먼지의 질량을 규제하는 것도 중요하지만, 이번 연구결과를 고려한다면 초미세먼지 입자 자체에 오염된 중금속 함량에 대한 규제도 도입해야 한다. 또, 정부 차원에서 적극적으로 중국 등 주변국에 대기오염물질 발생을 대폭 감축하도록 요구해야 하며, 당사국 간의 강제성 있는 협의체를 구성하는 것이 바람직하다.

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