지역사회간호 : 대기와 건강

1) 대기의 구성

- 대기란 지상으로부터 약 1,000km 상공까지의 대기층을 형성하고 있는 혼합가스를 말하는 것으로 지상에서 11~12km 이내의 대기층이 대류권, 12~50km 이내의 대기층은 성층권인 동시에 오존층, 50~85km 이내의 대기층은 중간권, 85km 이상은 열권

- 대기의 자정작용 : 대기의 자체 희석작용 / 강우, 강설 등에 의한 분진이나 용해성 가스의 세정작용 / 산소, 오존, 산화수소 등에 의한 산화작용 / 태양광선 중 자외선에 의한 살균작용 / 식물의 탄소동화작용에 의한 CO2와 O2의 교환작용 등

 

(1) 산소

- 체내로 들어간 산소는 혈액 내의 혈색소와 결합하여 조직에 운반되어 체내 물질연소에 사용

- 저산소증은 대기 중 산소 농도가 15% 이하일 때 조직세포에 공급되는 산소의 양이 감소되어 나타남.

산소량 10% 호흡곤란, 7% 이하 질식사

- 4.5km 이상의 고도에서는 호흡곤란, 6~7km 이상 의식상실, 7km 이상 사망

-> 4.5km 이상에서는 인위적인 산소의 공급 필요

- 산소중독은 대기 중의 산소 농도(21%)나 산소분압(160mmHg)보다 높은 산소를 장기간 흡입할 때 발생

 

(2) 질소

- 공기 중에 78%를 차지, 생리적 작용을 하지 않는 불활성 기체

- 질소는 고기압 상태에서 중추신경계 마취작용 / 잠합병 또는 감압병

 

(3) 탄산가스(CO2)

- 무색, 무취 -> 실내공기 오염지표로 사용

대기중의 CO2의 농도	신체증상
2.5	수시간 흡입으로도 무증상
3.0	호흡의 깊이 증가, 불쾌감
4.0~5.0	국소증상, 두부압박감, 두통, 이명, 호흡수 증가, 혈압상승, 서맥, 흥분, 현휘, 의식상실, 구토
6.0	호흡수 현저히 증가
8.0	현저한 호흡곤란
10.0	의식상실, 치사
20.0	중추신경마비

 

2) 실내공기오염

(1) 군집독

- 많은 사람이 환기가 불량한 실내에 장시간 있으면 불쾌하게 되고, 권태감, 두통, 구역, 구토, 현기증, 실신 등의 증상

 

(2) 일산화탄소 중독

- 유기물이 완전 연소하면 이산화탄소가 생기지만 산소의 공급이 불충분하면 불완전연소가 되어 일산화탄소가 생김

- 일산화탄소가 흡입되어 혈액으로 가면 혈색소와 결합하여 혈색소의 산소결합 능력을 빼앗게 되므로 혈중 산소 농도가 저하되며, 따라서 조직의 저산소증을 초래

- 급성 중독증상으로는 중추신경계의 영향을 받아 두통, 현기증, 구역, 구토, 시청각의 감퇴 등이 주로 나타나며 중증일 때 의식혼탁, 혼수상태가 옴

- 인공호흡과 산소흡입 및 고압 산소요법 사용

 

3) 대기오염

(1) 대기오염의 정의

대기오염이란 대기 중에 인위적으로 배출된 오염물질이 한 가지 또는 그 이상이 존재하여 오염물질의 양, 농도, 지속시간에 따라 어떤 지역의 불특정 다수인에게 불쾌감을 일으키거나 해당지역에 공중보건 상 위해를 끼치고, 인간이나 동물, 식물의 활동에 해를 주어 생활과 재산을 향유할 정당한 권리를 방해받는 상태(WHO)

- 오염물질이 외부 공기에 존재하는 경우만을 의미한다.

- 오염물질의 발생원이 인위적이어야 한다.

- 사람뿐만 아니라 동식물과 재산상에 해를 줄 수 있는 양 혹은 물질이어야 한다.

- 감지할 수 있는 물질로서 존재해야 한다.

 

(2) 대기오염물질★

- 대기오염물질은 입자상 물질과 가스상 물질로 구분되는데

입자상 물질은 물질의 파쇄, 기계적 처리 또는 연소, 합성 분해 시 발생되는 고체 또는 액체상 물질을 의미

가스상 물질은 연소, 합성, 분해 시 발생하거나 물리적 성질에 의해서 발생되는 기체상 물질(황산화물, 질소산화물, 일산화 탄소, 오존 등)을 의미

★ 대기환경 기준 : 이황산가스(SO2), 일산화탄소(CO), 이산화질소(NO2), 미세먼지(PM-10), 미세먼지(PM-2.5), 오존(O3),

납, 벤젠

대기오염물의 배출원 - 자연적 배출원 : 산불, 화산에 의한 먼지나 매연, 모래 등 - 인위적 배출원 : 연소시설, 산업시설, 수송수단 등 - 점오염원 : 발전소나 대규모 공장에서 배출되는 질소산화물, 황산화물, 일산화탄소, 황화수소 - 면오염원 : 주택과 같은 일정 면적 내의 소규모 발생원으로부터 해당 지역 내에 오염문제를 발생, 이산화탄소, 일산화탄소 - 선오염원 : 자동차, 기차, 비행기, 선박 등과 같이 이동하면서 오염물질을 연속적으로 배출

 

 

① 1차 오염물질

가. 입자상 물질

연기	- 매연은 연소할 때 생기는 유리탄소가 주가되는 미세한 입자상 물질 - 매연은 가스와 같이 움직이며 공중을 1~2일 부유하는데, 결국 지상으로 낙하하여 물건의 표면에 달라붙음 - 매연의 정도를 측정하는데는 링겔만 차트를 이용, 허용농도는 2도 이하 : 불완전연소로 생성되는 미세입자. 가스를 함유하고 있는 주로 탄소성분과 연소물질로 구성. 입자크기는 0.01㎛이상
분진 (먼지)	- 지상의 물체가 외부의 힘에 의해서 파쇄되어 생긴 미립자 - 입자의 크기가 비교적 큰 고체입자 1~100㎛ -> 건강상에 문제가 되는 것은 극히 작은 먼지 - 강하분진 : 분진중 10㎛ 이상의 크기를 가지며 비교적 무거워서 침강하기 쉬운 것 - 부유분진 : 입자가 10㎛ 이하의 크기로 가벼워서 가라앉지 않고 장시간 공기 중에 부유하는 것
연무	- 가스나 증기의 응축에 의해 생성된 대략 2~200㎛ 크기의 입자상 물질로 매연이나 가스상 물질보다 입자의 크기가 큼 - 주성분은 물
훈연 (흄)	- 금속산화물과 같이 가스상 물질이 승화, 증류 및 화학반응 과정에서 응축될 때 생기는 0.001~1㎛의 고체입자 - 납, 산화아연, 산화우라늄 등이 전형적인 훈연을 생성

나. 가스상 물질

- 가스는 25℃, 760mmHg에서 아무런 형태가 없는 기체상태

황산화물 (SOx)	- 각종 연료(석탄)을 태울 때 발생, 공기보다 무거워 대기권 하층에 저류됨 - 우리나라에서 먼지 다음으로 많이 배출되는 가스로 아황산가스(SO2)가 대표적 - 무색, 자극성 냄새, 호흡기 장애 유발(인후통, 만성기관지염) - 산성비 원인 : 자극성이 강하며 대기이 습도가 높을 때에는 부식성이 높은 황산 mist를 형성, 금속부식, 식물피해
질소산화물 (NOx)	- 증유 가솔린 등이 고온에서 연소할 때 공기 중의 질소가스가 산화되어 발생 - 일산화질소(NO) : 대기중에서 급속하게 NO2로 변함. 혈액 중 헤모글로빈과 결합하여 메트 헤모글로빈 혈증을 유발 - 이산화질소(NO2) : 적갈색, 자극성 기체. NO보다 7배 더 독성이 강함. 기관지염, 폐렴, 폐기종 등의 호흡기 질환
일산화탄소 (CO)	- 무색, 무취의 자극성이 없는 기체로, 탄소 함유계 연료의 불완전 연소 시 발생 - 도심지에서는 자동차 배기가스 중의 CO가 축적되어 대기오염의 주원인이 됨 - 헤모글로빈과의 친화성이 산소에 비해 250~300배나 강하므로 혈액 중에서 헤모글로빈과 산소의 결합을 방해하여 생체 조직의 산소결핍증 유발 - 후유증 : 신경계이상 (청력저하, 시력저하, 운동마비, 근육마비 등)
탄화수소	- 연료의 연소과정, 공업공정 또는 자연적으로 발생
불화수소	- 제철, 인산비료 제조, 알루미늄 제련, 도자기 제조, 유리공업 등에서 발생 - 인체에 대한 피해보다는 낮은 농도에서 농작물 및 가축에 대한 피해가 큼

 

② 2차 오염물질

가. 광화학적 스모그

항목	런던형 스모그	로스앤젤레스형 스모그
기온역전의 종류	복사형 역전	침감형 역전
가장 발생하기 쉬운 달	12월, 1월	8월, 9월
주된 사용 연료	석탄과 석유계	석유계
최다 발생 시간	이른 아침	낮
인체에 대한 영향	기침, 가래, 호흡기계 질환	눈의자극

- 스모그가 형성되는 과정은 황산화물, 질소산화물 등이 산소와 강한 자외선에 반응하여 새로운 복합물질을 만드는데, 이를 광화학 반응이라고 함

 

나. 광화학적 오염물질

오존	- 무색의 자극성 기체로 낮은 농도에서 눈, 목의 자극증상 : 강력한 산화제 - 대기 중의 오존은 국제적인 광화학 스모그로 생성된 옥시단트의 지표물질이며, 태양빛, 자동차 배출물질인 질소산화물과 휘발성 유기화합물에 의해서 일어나는 복잡한 광화학 반응 - 자동차 배기가스 및 공장배출가스 등에 함유된 질소산화물, 탄화수소류 등이 바람이 없는 상태에서 강한 태양광선으로 인해 광화학 반응을 일으켜 오존이 생성되며, 햇빛이 강하고 맑은 여름철 오후 2~5시경에 많이 발생하며 바람이 불지 않을 때는 더욱 높게 나타남 - 오존경보제 시행 : 3단계로 발령 -> 한시간동안 대기중의 오존 평균치가 0.12ppm이상일 때는 주의보, 0.3ppm 이상일 때는 경보, 0.5ppm 이상일 때는 중대경보 발령
알데히드	강한 자극성이 있는 가스 -> 중추신경에 대한 마취작용과 눈, 기도 점막에 대한 자극이 있으며 조직에 염증을 가져오고, 기침, 흉부 압박감, 식욕상실, 불면 등이 나타남

 

(3) 오염물질의 기준치

- 건강기준치 : 보통 인체의 건강장애를 고려해서 만든 건강기준치로서 법적인 구속력은 없으며, 인체를 고려한 것이기 때문에 나라마다 기준치가 동일

- 환경기준치 : 그 나라의 정치, 경제, 사회 등을 고려하여 그 나라가 추구하려고 하는 목표치이며 행정상 중요한 의미를 갖는다. 많은 과학적인 근거에 따라 그 나라 사정에 맞도록 환경대책을 수립하고 추진하기 위한 행정 목표치

- 배출허용기준 : 환경기준치를 달성하기 위해 법적인 구속력을 갖는 배출규제. 배출규제 방법에는 배출량을 규제하는 방법, 굴뚝이나 배출 시간 등의 배출조건을 규제하는 방법, 배출지역을 규제하는 방법, 착지 농도가 어떤 환경 수준을 달성하도록 지상의 농도를 규제하는 방법

 

(5) 대기오염과 기상

① 기온역전

- 대기 중의 상부 공기층의 온도가 하부 공기층의 온도보다 높아서 공기의 대류가 일어나지 않고 가스나 오염물질이 지표면에 침체되어 생기는 현상

- 복사성 역전은 낮 동안의 태양복사열이 큰 경우 지표의 온도는 높아지나 밤에는 복사열이 적어 지표의 온도가 낮아져서 발생, 지표 200m 이하에서 나타남

- 침강성 역전은 맑은 날 고기압 중심부에서 공기가 침강하여 압축을 받아 따뜻한 공기층을 형성하는 것, 보통 1000m 내외의 고도에서 발생

- 공기의 수직운동 억제 : 대류현상이 생기지 않음

- 대기 오염 물질이 대기층으로 쉽게 확산되지 못함 : 지표 오염 농도 증가

- 기온역전으로 인한 재해 : 도노라 사건, 런던 스모그 사건

 

② 열섬현상

- 도시 도로에 포장률이 증가하고 인위적인 열의 생산량이 증가함에 따라 도심의 온도는 변두리보다 약 5℃ 정도 높게 되어 국지적인 기상의 변화가 생김

- 도심이 먼지 등으로 오염되었을 때 공기의 수직운동이 일어나지 않아 도심 전체가 먼지 기둥 형태를 만들어 냄

 

4) 대기오염이 건강에 미치는 영향

(1) 전체 지구에 미치는 영향

① 지구온난화

- 이산화탄소 외에도 메탄, 이산화질소, 염화불화탄소, 오존은 지구로부터 방출되는 열선 중 단파장 열선을 흡수하여 온실효과를 가중

- 엘리뇨 현상 : 해수면의 온도가 5개월 이상 평균 수온보다 0.5℃이상 높을 때

- 라니냐 현상 : 0.5℃ 이상 낮을 때

② 오존층 파괴

- 성층권에 존재하는 오존 : 생물에 해로운 태양 단파장 자외선 흡수 역할

- 적은 양으로도 자극을 주어 기침과 권태를 일으키며, 폐렴 유발

③ 산성비

- 공장, 교통기관 및 발전소 등에서 배출되는 황산화물, 질소산화물 및 탄소산화물이 황산, 질산, 탄산 등의 형태로 빗물에 섞여 내리는 것, pH가 5.6 이하, 농작물이나 산림에 피해

④ 열섬효과

- 주변의 온도보다 높은 특별한 기온현상을 나타내는 지역

⑤ 황사

- 중국과 몽골의 사막에서 발원하는 모래먼지가 강력한 편서풍에 의해 우리나라와 일본, 심한 경우 북미지역까지 날아가는 현상 / 비염, 결막염, 천식, 시정장애, 소아 장미진, 아토피성 피부염

 

(2) 오염물질의 종류에 따른 건강에 미치는 현상

- 황산화물(SOx) : 호흡곤란, 심한 천식발작을 수반하는 만성 기관지염 유발 / 잎맥 사이의 표백, 백화현상

- 일산화탄소(CO) : 협심증, 심근경색 등

- 질소산화물(NOx) : 폐기종, 폐렴, 폐암

- 오존(O3) : 천식 등의 호흡기능 장애 / 식물의 잎 끝에 검은 반점 발생, 성장지연

- 입자상 물질 : 규폐증, 탄폐증, 철폐증, 흑연폐증, 면폐증, 석면폐증 등

 

5) 대기오염 대책

- 에너지의 사용규제, 대책

- 오염방지 기술의 향상과 보급

- 사업구조의 고도화

- 입지대책 등 사전조사

- 대기오염 방지에 대한 지도, 계몽 및 법적 규제

- 오염자 비용부담원칙 적용