미국 캘리포니아대학과 의료 기관이 공동 연구한 결과, 장기간 초미세먼지에 노출되면, 단어 뜻이나 상식을 기억하는 능력이 크게 떨어진다는 사실이 밝혀졌다. 연구진은 미국 흑인의 치매 발생률이 백인보다 1.5-2배 높은 데 주목하고, 53-94세 흑인 성인 740명을 집중 분석했다.

참가자들의 거주지 주소를 바탕으로, 최근 5년•10년•17년 동안의 초미세먼지(PM2.5) 노출 수준을 산출하고 각자 인지 기능 검사를 진행했다. 분석 결과, 초미세먼지에 오래 노출된 사람일수록, 단어의 뜻이나 역사적 사실, 일반 상식 등을 기억하고 저장하는 이른바 의미 기억(semantic memory) 점수가 뚜렷하게 낮았다.

국제 학술지 ‘네이처 헬스(Nature Health)’ 발표에 따르면 홍콩 침례대, 우한대, 상하이 통지대 공동 연구팀이 2013-2023년 중국 150개 도시의 대기질과 차량 등록 데이터 등을 비교한 결과, 전기차 사용이 늘면서 대기오염(大氣汚染)이 크게 줄였고, 조기 사망(早期死亡)하는 경우도 감소했다.

이처럼 전기차가 급증한 덕분에 150개 도시 도로변의 초미세먼지(지름 2.5마이크로미터 미만의 미세먼지) 농도가 낮아진 덕분에 2023년 한 해 동안에만 약 26만2000명의 조기 사망자가 줄었다고 추정했다. 이는 전기차(電氣車) 보급이 공중보건적 가치가 생각보다 훨씬 크다는 설명이다.

우리나라는 2015년부터 초미세먼지 공식측정이 시작됐다. 그 후 10년 사이 전국 평균 오염도가 40% 개선(공기 m3당 26ug에서 16ug으로 개선)됐다. 또한 연세대 연구팀이 신촌에서 1986년 1년간 측정했던 자료(109ug)를 기준으로 한다는 40년 사이 거의 7분의 1로 떨어졌다.

한편 오존의 연평균 농도는 2001년에서 2024년까지 1.6배 악화되었다. 오존의 공기 중 농도가 일정 수준(0.12ppm)을 넘으면 전국 권역별로 ‘오존주의보’가 발령된다. 오존주의보 연간 발령 횟수를 5년 단위 평균치로 비교해보면 109회(2011-15년)에서 428회(2021-25년)로 10년 사이 네 배로 늘었다. 지난 5월에 발령 횟수는 98회에 달했다.

우리나라 질병관리청의 ‘기후보건영향평가 보고서’에 따르면, 오존 노출로 인한 ‘초과 사망자’는 2010년 1248명에서 2019년 2890명으로 2배 이상 늘었다. 초과 사망자(超過死亡者)란 호흡기 질환 등과 같은 사망자 중에서 오존 영향만 아니었다면 실제로 죽지 않았을 인원 통계를 추산한 것이다.

사망자는 주로 65세 이상 고령층이었다. 오존은 미세먼지와 달리 마스크로 막기 어렵다. 이에 보건 당국에선 오존 주의보 발령 시 야외 활동을 자제하고, 실내에서도 창문을 닫아둘 것을 권하고 있다. 오존 피해가 사람뿐 아니라 장기적으로 작물 수확량 감소로 이어질 수 있다는 분석도 있다.

오존은 호흡기뿐 아니라 뇌혈관 질환과도 관련이 있다. 2016년 한양대학병원 연구팀이 과거 10년 동안 발생한 뇌졸중(腦卒中) 환자 1400여 명을 분석한 결과, 오존 농도가 미세한 수준인 10ppb 증가할 때 뇌동맥류 파열 위험은 32% 증가했고, 오존 농도가 올라가는 오후 1시에서 5시 사이에 뇌졸중 발생률도 함께 올라가는 것으로 확인되었다.

울산과기대 옥유진 교수의 2023년 건강 위해성 평가 논문에 따르면, 2019년 기준 초미세먼지로 인한 심혈관•호흡기 질환 연간 초과 사망자 숫자는 1만431명이었고, 오존 오염 기인 초과 사망자 숫자는 1만419명이었다. 오존 오염과 초미세먼지는 거의 동등한 수준의 건강 피해를 야기하고 있는 것이다. 그럼에도 오존 오염에 대한 경각심은 초미세먼지와는 비교할 수 없을 정도로 느슨하다.

오존(ozone: O3)은 산소(酸素) 원자 3개가 결합한 산소의 동소체(同素體)이다. 상온 대기압에서 파란 빛을 띤다. 산소 원자 2개가 결합한 일반적인 산소(oxygen: O2)와는 달리 인체에 유독한 물질이다. 또한 일반 산소에 비해 훨씬 불안정하다. 오존은 일반 산소보다 산화력(酸化力)이 훨씬 강해 살균, 악취 제거에 이용된다.

오존 자체의 냄새가 강해 ‘Ozone’이란 이름이 그리스어로 ‘냄새’라는 뜻일 정도이다. 오존은 무색 또는 청색의 무미한 기체로 비릿한 냄새가 나고 강한 산화력과 반응성을 가지고 있는 것이 특징이다. 오존의 강한 산화력을 이용하면 살균, 탈취, 탈색 등이 가능하기 때문에 일상생활뿐만 아니라 정수장, 병원 등 여러 실내 공간에서 이용되고 있다.

일상생활 속에서 오존을 발생시키는 기기는 공기청정기, 오존 살균세탁기 등의 가전제품과 복사기, 레이저 프린트 등의 사무기기가 대표적이다. 따라서 해당 제품을 사용할 때와 사용한 이후에는 반드시 환기(換氣)를 시켜 실내의 오존 농도가 높아지지 않도록 유의해야 한다.

지구의 대기 상층부에 있는 오존층은 태양으로부터 들어오는 자외선(紫外線)을 흡수한다. 자외선은 높은 에너지를 가져 생물에 해로운데, 오존층이 자외선을 막아줌으로써 지상 생태계를 보호한다. 대기 상층부의 오존은 자외선 때문에 생성되기도 소멸되기도 한다. 기상학자들은 오존층의 오존 농도를 측정한다.

대기 중의 오존의 약 90%는 지상으로부터 10-50km 사이에 있는 성층군(成層圈)에 존재하는데, 이 오존은 오존층을 만들어 해로운 자외선을 막아주는 지구의 보호막 역할을 한다. 나머지 10%는 지상 10km 이내의 대류권(對流圈)에 존재하는데 과도하게 존재할 경우, 눈, 코, 호흡기 등을 자극하여 기능을 약화시키고 식물의 엽록소(葉綠素)를 파괴하는 등 인간과 생태계(生態界)에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.

오존은 자동차, 공장, 업소 등에서 배출되는 오염 물질이 재료가 돼 강한 햇빛과 반응할 때 생성되는 2차 오염 물질이다. 대기 중의 오존(O3)은 강력한 산화력(酸化力)을 가진 기체이다. 따라서 일정 농도 이상 높아지면 인체의 세포와 조직을 직접 자극하여 다양한 건강 문제를 유발한다. 오존 농도에 따른 경보 기준과 인체 영향은 다음과 같다.

▲오존주의보(0.12 ppm 이상)... 눈과 코의 점막 자극, 인후통/기침. 두통, 불안감 발생, 호흡수 증가 등. ▲오존 경보(0.30 ppm 이상)... 호흡기 자극 심화, 가슴 압박감, 시력 감소, 천식 환자의 발작 빈도 증가 등. ▲오존 중대 경보(0.50 ppm 이상)... 폐 기능 저하, 기관지 자극, 마른기침 및 심한 가슴 통증, 패혈증 또는 급성 폐부종 위험 상승 등이다.

우리나라는 고농도 오존 발생상황을 예측하고 이를 예보함으로써 국민들이 사전 대비할 수 있도록 ‘오존 예보제’를 매년 4월 15일부터 10월 15일까지 시행하고 있다. 오존 예보는 예측농도(ppm)에 따라 좋음(0.030 이하), 보통(0.031-0.090), 나쁨(0.091-0.150), 매우나쁨(0.151 이상) 4가지 등급으로 구성되며, 이에 따른 시민행동요령을 제공하고 있다.

행동요령은 민감군(영유아, 어린이, 임신부, 어르신, 호흡기•심혈관 질환자 등 대기요염에 노출되었을 경우 영향을 받기 쉬운 사람)과 일반인으로 나눈다. 민감군 행동요령은 <보통> 실외활동 시 행동 제약은 불필요하나 몸상태에 따라 유의. <나쁨> 장시간 또는 무리한 실외활동 제한. <매우나쁨> 가급적 실내에서 활동. 일반인 행동요령은 <나쁨> 장시간 또는 무리한 실외활동 제한, 특히 눈이 아픈 증상이 있으면 실외활동 피해야 함. <매우나쁨> 실외 활동 제한, 실내생활 권고.

오존으로 인한 인체 부위별 영향은 호흡기 시스템 손상, 감각기관 자극, 면역력 및 폐 기능 저하 등이다. 오존 생성은 고온, 강한 일사량 조건에서 왕성해지기 때문에 기후변화가 진전되면 더 심각해질 수 있다. 오존은 가스 오염 물질이어서 입자 형태의 초미세먼지와 달리 마스크를 쓴다고 걸러지지 않기 때문에 농도가 높아지면 실외 활동을 자제하는 것이 가장 안전하다.