대기 오염의 화학 | 대기오염이 인체에 주는 영향

대기오염에 의한 건강 문제는 인류가 처음 불을 사용했을 때부터 시작되었다고 말할 수 있을 것이다. 난방이나 조리를 위해 연료를 태우는 과정에서 건강에 피해를 받았을 것이다. 석탄이 발견될 때까지의 주요 연료는 목재였지만 목재보다도 강력한 에너지를 가진 석탄의 연소 생성물은 목재보다 훨씬 유해하다. 14세기초부터 산업의 발전과 인구의 증가에 따라 석탄 소비량은 급격히 증가하였고 석탄 연소에 따르는 매연, 먼지가 생활 환경에 큰 영향을 미쳤다.

 

1859년에 펜실베이니아주에서 석유의 유전 개발이 성공된 이래 제2의 산업혁명이 일어났다. 석유개발은 산업 및 가정의 연료 방식을 변화시켰을 뿐만 아니라 운송기관에도 커다란 혁명을 가져왔다. 석탄에서 석유로 에너지 전환이 이루어짐에 따라 석탄에 의한 매연, 먼지 문제는 서서히 쇠퇴하고 석유연료의 산물에 의한 오염문제가 대두되었다. 특히 세계 제2차 대전이래 산업이나 운송기관 등의 내연 기관에 석유 연료를 사용하게 되었고 그 소비량은 매년 격증하여 오늘날에 이르고 있다.

 

대기오염 물질은 여러 가지의 경로를 경유하여 인체에 영향을 미치지만 특히 흡입에 의한 호흡기 계통에서의 영향이 중요하다. 그것은 사람이 매일 2만 수천 회 공기를 폐 속에 나갔다 들어오게 하여 1일에 약 1만L의 공기를 호흡하고 있기 때문이다. 흡입된 공기는 코, 인두, 후두, 기관지를 통과하여 폐로 물리학적 확산에 의한 교환이 이루어진다.

 

혈액이 폐포의 모세혈관을 통과할 때 탄산가스는 폐포 내로 나온다. 그리고 그곳에 있는 산소를 취입하게 된 혈액은 심장으로 되돌아오고 대동맥을 통하여 전신에 순환하여 각 부위 조직에 산소를 공급한다. 이 과정에서 흡입된 공기 중에 오염 물질이 섞여 있으면 기관지나 폐포가 영향을 받아 기관지염이나 폐기종이 발생될 가능성이 높다.

 

사람의 건강에 영향을 미치는 대기오염물질들은 이산화황(SO₂) 등의 황산화물(SO_x), 이산화질소(NO₂) 등의 질소산화물(NO_x), 광화학옥시던트의 주성분인 오존(O₃), 일산화탄소(CO), 황산염(sulfate), 질산염(nitrate) 등을 함유하는 부유입자상 물질들이다. 이들은 CO를 제외하고 일반적으로 점막을 자극한다. 기도 내에는 항상 100% 가습되어 있으므로 물에 대한 가용성이 큰 SO₂ 등은 코, 인두, 후두, 기관지 등에서 섭취율이 높고 자극도 강하게 나타나게 된다. NO₂나 O₃는 물에 대한 가용성이 크지 않기 때문에 기도의 심부에 도달하기 쉽고 말초기관이나 폐포 등 하기도에 영향을 준다.

 

 

일반적으로 동일 농도의 O₃, NO₂, SO₂ 화합물들 중에서 O₃가 생체에 대하여 가장 독성이 강하다. CO는 비자극성이고 무취의 가스이지만 생체순환 혈액 중에서 산소(O₂)를 운반하고 있는 헤모글로빈(Hb)과의 친화성이 O₂보다 200～300배나 더 크다. CO-Hb양이 증가하면 체조직으로의 O₂를 운반하는 기능이 저하되고 산소부족에 가장 민감한 중추신경이나 심근이 영향을 받는다. 평상시에도 CO는 생체 내에서 Hb와 결합된 상태로 존재하는데 이때 CO-Hb 농도는 0.1～1.0% 정도이다. 특히 흡연자의 경우 CO-Hb 농도는 1일 20개피의 담배를 피우면 약 3～6%, 40개 이상이면 6～10%, 많을 때는 20%가 될 때도 있다.

 

 

 

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