서경대학교 나노화학생명공학과에 재학 중인 장혁 발표자는 한국실내환경학회 제20회 연차발표회에서 ‘능동형 측정법 기반 어린이의 PM2.5 노출에 의한 개인단위 건강위해성 평가’를 주제로 내용을 소개했다.

미세먼지의 노출은 호흡기 및 심혈관계 질환의 발생뿐만 아니라 사망률 증가와도 관련이 있으며 그중 초미세먼지는 입자가 작아 인체의 폐포까지 침투해 다양한 인체조직에 영향을 준다.

어린이의 폐는 면역 체계가 미숙해 PM2.5에 만성적으로 노출될 경우 쉽게 호흡기 감염이 일어나고 이로 인한 호흡기 손상은 천식 등 다양한 질환으로 진행될 수 있다. 이에 따라 면역체계가 미숙한 어린이의 미세먼지 노출에 의한 개인의 건강영향을 보다 정확히 분석하기 위해 개인의 활동양상에 따라 미세먼지에 노출되는 양을 측정하는 연구가 필요하다. 이 연구를 통해 어린이를 대상으로 휴대용 측정기를 활용한 미세먼지 측정 및 개인 활동패턴 조사를 통해 어린이에게 하루동안 노출되는 PM2.5 개인 노출량을 평가했으며 PM2.5의 흡입노출에 의한 건강위해성 평가를 수행해 개인별 건강위해도 차이를 분석했다.

서경대 연구팀은 2023년 1월부터 2월까지 서울에 거주하고 있는 11명의 어린이를 대상으로 광산란법을 이용한 실시간 연속측정기를 휴대해 PM2.5 농도를 1분 단위로 측정했다. 개인의 활동패턴 기반 PM2.5 노출에 따른 건강위해도를 평가하기 위해 시간활동일지를 활용했으며 노출 농도의 경우 시간 가중 평균 농도(Time-Weighted Average, TWA)를 활용해 산출했다.

노출시나리오에 제시된 TWA 농도를 활용해 일일평균용량(ADD: Average Daily Dose)을 산출했으며 비발암성 건강위해도 평가를 위해 2006년 미국 NAAQS(National Ambient Air Quality Standard)에서 제안하고 있는 호흡참고치의 안전한계값(Safety Threshold)인 35㎍/m³을 RfC로 설정했다. 개인의 체중과 호흡률을 반영해 참고용량(RfD)를 산출했으며 RfD에 대한 개인단위 노출량(ADD)의 비인 HQ(Hazard Quotient)를 산출했다.

성인 수준 유해영향 발생 가능성
시간 가중 평균으로 산출한 PM2.5 농도와 ADD 및 안전한계값 기반 HQ 산출 결과에 따르면 C1~C11로 설정한 대상자 중 C8의 경우 80.6㎍/m³으로 가장 높은 농도를 나타냈다. 이어 대상자 C6이 65.98㎍/m³으로 높은 농도를 나타냈다. ADD의 경우 대상자 C6이 35.41㎍/kg/day로 가장 낮은 노출량을 나타냈다. HQ는 대상자 C6과 C8이 각각 1.89, 2.30으로 성인의 유해영향이 발생할 가능성이 있는 위해기준인 1을 초과하는 것으로 나타났다.

어린이의 경우 보다 엄격하게 평가하기 위해 위해기준을 0.1로 설정해 평가한 결과 모든 패널들이 HQ를 초과했다.

이 연구는 개인의 PM2.5 노출농도와 활동제한을 반영해 기존 집단을 대상으로 위해성 평가 방법이 아닌 개인 맞춤형 위해성 평가를 수행한 연구로 추후 PM2.5 노출로 인해 개인단위 건강위해성 평가를 수행하기 위한 기초자료로 활용될 예정이다.