코로나로 집안에 갇힌 아이들…밖보다 공기질 최고 5배 나빠

초등학생 두 아이를 둔 김진희(38) 씨는 5달 넘게 대부분의 시간을 집안에서 보내고 있다. 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 때문이다. 자녀들이 학교 가는 날이 거의 없다 보니 숙제를 돕고, 자녀와 놀아주고, 하루 세끼를 챙기는 게 모두 김씨의 몫이다. 
 

[미세랩] 아파트 실내공기질 괜찮을까?

김씨는 “하루 24시간 중에서 1시간 정도 빼고는 집에 머물고 있는 것 같다”며 “아침에 일어나자마자 제일 먼저 창문을 열고 환기부터 하지만 아이들이 종일 집에 있다 보니 실내공기가 제대로 관리되고 있는지 걱정이 된다”고 말했다.   
 
코로나19의 여파로 실내에 머무는 시간이 늘면서 실내공기질 관리의 중요성이 커지고 있다. 밀폐된 공간에서 오래 생활하다 보면 미세먼지뿐 아니라 이산화탄소와 휘발성유기화합물(VOCs) 등 각종 오염물질에 노출될 위험이 크기 때문이다. WHO(세계보건기구)에 따르면, 해마다 실내 공기 오염으로 사망하는 사람(430만 명)이 실외 공기 오염 사망자(370만 명)보다 많다.
 

중앙일보 먼지알지(https://mgrg.joins.com)는 일상생활에 따라 아파트 실내 공기질이 어떻게 변하는지 실험했다. 4인 가족이 거주하는 32평 넓이의 아파트를 실험 장소로 정하고 거실에 미세먼지 간이측정기를 설치했다. 청소, 의류 및 침구 털기, 요리 등 집안에서 자주하는 활동을 하면서 실내공기질이 어떻게 변하는지 관찰했다. 아울러 아파트 밖 공기질을 측정해 실내외 공기질을 비교했다.

집 밖보다 미세먼지 최고 5배 치솟아

먼저 집에 있는 옷과 수건 등을 털었다. 곧 미세먼지(PM10) 농도가 ㎥당 25.9㎍(마이크로그램, 1㎍=100만 분의 1g)에서 ‘나쁨’ 수준인 133.9㎍/㎥까지 올라갔다. 비슷한 시각 실외 미세먼지 평균 농도(40.2㎍/㎥)보다 3배가량 높았다. 미세먼지보다 입자가 작은 초미세먼지 농도엔 큰 변화가 없었다.

이어 진공청소기로 집안 곳곳을 청소해봤다. 미세먼지 농도가 70㎍/㎥까지 올라갔지만 ‘보통’ 수준을 유지했다. 초미세먼지 농도에도 거의 변화가 보이지 않았다. 현장에 동행한 전문가는 “최근에 출시된 진공청소기는 미세먼지를 걸러주는 헤파필터를 장착하고 있어서 공기질에 큰 영향을 미치지 않는다”고 설명했다.

마지막으로 주방 후드를 켠 상태에서 가스레인지로 생선을 구웠다. 얼마 지나지 않아 거실에 있던 미세먼지 측정기 수치가 요동쳤다. ‘매우 나쁨’(151㎍/㎥~) 수준인 189.3㎍/㎥까지 수치가 치솟았다. 외부 미세먼지 농도의 다섯 배에 육박했다. 초미세먼지도 ‘매우 나쁨’(76㎍/㎥~) 기준을 훌쩍 뛰어넘는 114.3㎍/㎥를 기록했다. 
 
이윤규 건설기술연구원 박사(실내환경연구학회장)는 “기름기가 있는 조리를 할 때는 조리 방식에 따라서 매우 많은 유증기 성분의 미세먼지가 발생한다”며 “매우 나쁨 수준인 초미세먼지 농도보다 10~20배까지 높아질 수 있다”고 말했다.

여름철엔 아파트 환기설비 활용

깨끗한 실내공기를 유지하기 위해 가장 중요한 건 창문을 열고 환기를 자주 하는 것이다. 오염된 공기를 밖으로 내보내고 신선한 공기를 유입할 수 있기 때문이다. 전문가들은 적어도 하루에 세 번, 30분 이상 환기하라고 권한다 
 
문제는 여름철엔 창문을 닫고 에어컨을 가동하는 시간이 늘어난다는 점이다. 창문을 열면 더운 공기가 들어와 냉방 에너지의 손실이 커 환기하기 쉽지 않다.
 
이럴 때 아파트에 설치된 환기설비를 활용하면 좋다. 2006년 이후 신축된 100세대 이상 아파트에는 환기설비가 의무화됐다. 탁한 실내공기를 내보내고 바깥 공기를 필터를 통해 정화한 후 유입시키는 장치다. 대부분 열교환 시스템이 장착돼 냉방 에너지 손실을 최소화할 수 있다.
 

이날 실험이 진행된 가정에도 환기설비가 설치돼 있었다. 환기설비는 실내공기질을 개선하는 데 얼마나 효과가 있을까. 조리 이후 미세먼지 농도가 ‘매우 나쁨’ 상태에서 환기설비를 틀었다. 

환기설비는 필터 등 주기적 관리가 중요

5분 정도 지나자 미세먼지 농도는 20% 정도 떨어졌지만, 여전히 ‘매우 나쁨’ 기준을 웃돌았다. 환기설비를 뜯어보니 곳곳에 녹이 슬고 필터도 오랫동안 교체되지 않은 듯 때가 껴있었다. 관리가 소홀하다 보니 공기질 개선 효과가 떨어진 것이다.
 
지난해 한국소비자원이 수도권 아파트 24곳의 환기설비를 점검한 결과, 4곳은 필터가 아예 없었고, 나머지 20개 필터도 최소 2년에서 9년까지 교체되지 않아 먼지가 쌓여 있었다. 일부 필터에선 곰팡이가 발견될 만큼 위생이 엉망이었다. 국토교통부에 따르면 환기설비 필터의 권장 교체 주기는 약 3~6개월이다.
 

이 박사는 “가정에 환기시스템이 설치된 경우 열교환기를 통해 냉방에너지 낭비를 줄이면서 환기를 할 수 있어 도움이 된다”고 말했다. 그는 “하지만 필터가 오염되면 깨끗한 공기 대신 오염된 공기가 공급될 수도 있어 필터를 주기적으로 관리해야 한다”고 당부했다.

미세먼지의 정의

먼지는 대기 중에 떠다니는 물질의 입자를 말하는데, 먼지란 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질을 말하는데, 석탄 · 석유 등의 화석연료를 태울 때나 공장 · 자동차 등의 배출가스에서 많이 발생합니다.

먼지는 입자의 크기에 따라 50μm 이하인 총 먼지(TSP, Total Suspended Particles)와 입자크기가 매우 작은 미세먼지(PM, Particulate Matter)로 구분합니다. 미세먼지는 입자가 매우 작으며 일반 미세먼지인 PM10과 일명 '초미세먼지'로 불리는 PM2.5로 구분됩니다.  PM₁₀이 사람의 머리카락 지름(50~70μm)보다 약 1/5~1/7 정도로 작은 크기라면, PM_2.5는 머리카락의 약 1/20~1/30에 불과할 정도로 매우 작습니다. 이처럼 미세먼지는 눈에 보이지 않을 만큼 매우 작기 때문에 대기 중에 머물러 있다 호흡기를 거쳐 폐 등에 침투하거나 혈관을 따라 체내로 이동하여 들어감으로써 건강에 나쁜 영향을 미칠 수도 있습니다.

세계보건기구(WHO)는 미세먼지(PM₁₀, PM_2.5)에 대한 대기질 가이드라인을 1987년부터 제시해 왔고, 2013년에는 세계보건기구 산하의 국제암연구소(IARC, International Agency for Research on Cancer)에서 미세먼지를 사람에게 발암이 확인된 1군 발암물질(Group 1)로 지정했습니다.

미세먼지의 성분은 발생 지역이나 계절, 기상조건, 발생원에 따라 달라질 수 있습니다. 자연적인 미세먼지는 흙, 소금, 식물의 꽃가루 등으로 이루어져 있습니다. 인위적인 미세먼지는 매연, 배기가스, 날림먼지 등입니다. 문제가 되는 것은 주로 인위적인 미세먼지입니다.

인위적인 미세먼지의 성분은 일반적으로는 대기오염물질이 공기 중에서 반응하여 형성된 덩어리(황산염, 질산염 등)와 석탄 · 석유 등 화석연료를 태우는 과정에서 발생하는 탄소류와 검댕, 지표면 흙먼지 등에서 생기는 광물 등으로 구성됩니다. 전국에서 측정된 미세먼지의 구성 비율을 살펴보면 황산염, 질산염이 50% 이상으로 가장 높고 탄소류와 검댕 20% 미만, 광물 5% 이상 등입니다.

미세먼지 1차 발생원과 2차 발생원

미세먼지 발생원은 자연적인 것과 인위적인 것으로 구분되는데 자연적 발생원은 흙먼지, 바닷물에서 생기는 소금, 식물의 꽃가루 등이 있습니다. 인위적 발생원은 보일러나 발전 시설 등에서 석탄 · 석유 등 화석연료를 태울 때 생기는 매연, 자동차 배기가스, 건설현장 등에서 발생하는 날림먼지, 공장 내 분말 형태의 원자재, 부자재 취급공정에서의 가루 성분, 소각장 연기 등이 있습니다.

미세먼지의 인위적 발생원은 공장의 굴뚝 등에서 고체 상태로 나오는 경우인 1차 발생과 가스 물질이 다른 물질과 화학반응을 일으키는 2차 발생으로 나뉩니다.

2차 발생은 화석연료가 연소하는 과정에서 배출되는 황산화물이 수증기, 암모니아와 결합하거나 자동차 배기가스의 질소산화물이 오존 등과 결합하는 과정을 말합니다. 이는 전체 미세먼지 발생량의 3분의 2를 차지할 만큼 비중이 높습니다. 

대기오염물질인 휘발성 유기화합물, 질소산화물, 황산화물 등이 미세먼지로 전환되는 과정은 다음과 같습니다. 우선 자동차 배기가스, 주유소 유증기 등에 많이 포함된 휘발성 유기화합물(VOCs)은 반응성이 강한 물질(OH, O₃ 등)과 화학반응을 일으켜 2차 유기 입자(Secondary Organic Particles)가 됩니다.

또한, 각종 연소과정에서 발생한 질소산화물(NO, NO₂)은 대기 중 오존(O₃) 등과 반응해 산성 물질인 질산(HNO₃)을 생성하고, 이는 대기 중 알칼리성 물질인 암모니아(NH₃)와 반응하여 질산암모늄(NH₄NO₃)이 됩니다. 이 질산암모늄(NH₄NO₃)은 입자상 물질로서 2차적 미세먼지입니다. 아울러 아황산가스(SO₂)는 수증기 등과 반응하여 황산(H₂SO₄)이 되고, 이는 다시 암모니아 등과 반응하여 황산암모늄((NH₄) 2SO₄) 등 미세먼지 입자를 생성합니다.

이 밖에 가정에서 발생하는 경우도 있습니다. 가스레인지, 전기 그릴, 오븐 등 조리 시에 발생하는 미세먼지가 그것입니다. 음식 표면에서 15~40nm 크기의 초기 입자가 생성되고 재료 중의 수분, 기름 등과 응결하여 그 크기가 커지는 것으로 알려져 있습니다. 조리법에 따라 발생 정도가 다른데 삶을 때보다는 굽거나 튀길 때 더 많이 발생합니다. 이때는 평소보다 2배에서 60배 많은 양이 발생하는 것으로 알려져 있습니다.

기온역전과 미세먼지

대기 중 기온은 일반적으로 고도가 100m 높아질 때마다 약 0.6℃씩 낮아집니다. 그런데 거꾸로 고도가 높아질수록 기온이 올라가는 현상이 나타나기도 하는데 이를 '기온역전'이라 합니다. 기온역전은 일교차가 큰 계절이나 산간분지지역에서 자주 발생하곤 합니다.

대개 공기는 더울수록 밀도가 낮아져 더운 공기는 위로, 차가운 공기는 아래로 이동합니다. 그러나 기온역전이 발생하면 고도가 낮은 쪽에 무거운 공기가, 높은 쪽에 가벼운 공기가 위치해 무게 차에 의한 공기의 상하이동이 일어나지 않습니다. 그러면 지상에서 주로 발생하는 미세먼지 등 대기오염물질이 지상층에 머무르게 되고 계속하여 쌓이면서 그 농도가 높아지게 됩니다.

미세먼지와 가시거리

가시거리란 정상적인 시력을 가진 사람의 눈으로 구분할 수 있는 곳까지의 최대 거리를 뜻합니다. 당연히 미세먼지 농도에 영향을 받을 수밖에 없습니다. 미세먼지 농도가 높아지면 빛이 미세먼지로 인해 여러 방향으로 흩어지거나 미세먼지에 흡수되어 가시거리가 감소하는 현상이 일어납니다. 이 현상은 습도가 높을수록 더욱 심화하는 경향이 있습니다.

대기오염물질이 수분을 흡수해 2차 발생 현상이 일어나 미세먼지가 증가하기 때문입니다. 가시거리가 짧아지면 자동차 운전자, 선박 항해자, 항공기 파일럿 등은 물론이고 일반인도 불편을 겪게 됩니다. 때로는 사고의 원인이 되기도 합니다.

계절별 차이

미세먼지는 봄에 높았다가 여름과 가을에 낮아지고 겨울에 다시 높아지는 현상을 보입니다. 봄에는 황사, 이동성 저기압, 건조한 지표면의 영향으로 미세먼지 농도가 높아집니다. 반면 장마철이 있는 여름에는 비로 인해 대기오염물질이 제거돼 미세먼지 농도가 낮아집니다. 가을은 기압계의 흐름이 빠르고 대기 순환이 원활해 맑고 푸른 하늘을 만나볼 수 있습니다.  난방 등 연료 사용이 증가하는 겨울이 되면 다시 미세먼지 농도가 높아질 수 있습니다.

미세먼지와 황사

황사란 주로 중국 북부나 몽골의 사막지대와 황토고원(총 262만㎢, 한반도의 약 12배)에서 강력한 회오리바람이 발생하는 경우 휩쓸려 올라간 미세한 흙먼지가 장거리를 이동하여 우리나라의 지상으로 내려옴으로써 발생합니다. 우리나라에 영향을 주는 황사는 3~5월경에 많이 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 황사의 주성분은 토양, 즉 흙으로 대기오염물질로 이루어진 미세먼지와는 차이가 있습니다.

황사에 대한 국내 첫 기록은 삼국사기입니다. 174년 '신라에 흙비가 내렸다'는 기록이 남아 있습니다. 조선왕조실록에도 100여 차례에 걸쳐 등장합니다. 1818년 천문기상학자인 성주덕은 이 현상을 "사방이 어둡고 혼몽하고 티끌이 내리는 것 같다"고 표현한 바 있습니다.

조선시대 문헌에도
“한양에 흙비가 내렸다. 전라도의 전주와 남원에는 비가 내린 뒤에 연기 같은 안개가 사방에 꽉 끼었으며, 쓸면 먼지가 되고 흔들면 날아 흩어졌다. 25일까지 쾌청하지 못하였다(명종 5년 3월 22일).”는 기록이 있는데 나흘간 계속되었던 짙은 황사 현상을 자세히 설명하고 있습니다.

미세먼지의 위해성과 건강관리

미세먼지가 위험한 이유는 크기가 매우 작은 탓에 걸러지지 않고 그대로 신체 내부로 침투하기 때문입니다. 대부분의 먼지는 코털이나 기관지 점막에서 걸러지거나 배출됩니다. 반면 미세먼지는 걸러지지 않고 몸속까지 스며듭니다. 

미세먼지 농도와 성분이 동일할 경우, 입자가 작을수록 건강에는 더 해롭습니다. 입자가 작으면 표면적이 커져 유해물질이 많이 흡착되고, 인체의 다른 곳으로 이동하기도 쉽기 때문입니다. 

미세먼지가 몸속으로 들어오면 면역 담당 세포가 미세먼지와 '싸우기 시작합니다'. 이때 기도, 폐, 심혈관, 뇌 등에서 염증 반응이 일어나면서 각종 질병에 걸리기 쉬워집니다.

세계보건기구(WTO)는 이러한 현상으로 인해 인류의 기대수명이 짧아지고 있다고 밝혔습니다. 세계보건기구 산하 국제암연구소(IARC)는 미세먼지를 인간에게 암을 일으키는 것으로 확인된 1군(Group 1) 발암물질로 2013년 10월 분류했습니다.

특히 폐렴 등 호흡기질환에 걸릴 가능성이 높아집니다. 질병관리본부는 미세먼지 농도가 10μg/㎥증가할 때마다 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)으로 인한 입원율은 2.7%, 사망률은 1.1% 증가한다고 발표했습니다. 따라서 미세먼지에 장시간 노출되지 않도록 하는 것이 중요하며, 부득이하게 외출할 때에는 반드시 보건용 마스크를 착용해야 합니다.  

Q1. 호흡기 질환자는 마스크를 사용하면 오히려 위험하다고 하던데 왜 그런가요?
마스크를 사용하면 호흡 시 저항이 증가하고 흡입 공기 중 이산화탄소 농도가 증가하여 호흡곤란 증상이 악화될 수 있습니다. 호흡기 질환이나 천식이 심한 환자의 경우 마스크 착용 전에 의사와 상의하는 것이 바람직합니다.

Q2. 마스크가 황사와 미세먼지를 모두 막아주나요?
식품의약품안전처에서 인증한 보건용 마스크는 호흡기에 들어오는 황사와 미세먼지를 걸러내는 데 상당한 효과가 있습니다.

Q3. 마스크를 빨아서 재사용해도 되나요?
마스크가 물에 젖으면 정전기력이 떨어져 기능이 저하됩니다. 특히, 마스크를 세탁하면 내장된 미세먼지 차단 필터가 손상되어 미세먼지를 제대로 걸러낼 수 없습니다.

Q4. 올바른 손 씻기 방법은 무엇인가요?
건강을 위해 손을 자주, 올바른 방법으로 깨끗하게 씻어야 합니다. 아래 제시된 올바른 손 씻기 6단계를 오늘부터 실천하세요.