환경보건학개론 중간과제물, 방송통신대, 방통대

1. 20세기에 들어 발생한 환경재난(오염) 사건 다섯 가지를 들고 원인물질과 영향에 대해 설명하세요.

 

1) 로스엔젤레스(LA)스모그:

 

1940년 미국 로스엔젤레스 지역에서 발발한 광화학스모그 현상으로, 자동차에서 배출되는 질소산화물과 탄화수소 등이 강력한 태양빛과 반응하여 유독한 스모그를 형성한다.

원인 물질은 자동차에서 배출되는 질소산화물과 탄화수소이며, 이 오염물질이 상공으로 확산되지 못하고 축적된 상태에서 강한 햇빛에 광화학 반응을 일으켜 스모그를 생성한다.

사람들에게는 눈, 코, 기도, 폐 등 점막 자극과 불쾌감을 주었고, 가축과 농작물 등 재산상 피해가 나타났다. 눈에 통증과 자극, 두통, 호흡기 자극, 인후염증 등의 피해가 나타났다.

 

2) 런던스모그:

1952년 런던 지역에서 발생한 스모그 현상으로, 석탄 연료가 대기 중에 안개와 합쳐져서 발생한 유독한 스모그 현상이다. 광화학 반응으로 발생한 LA형 스모그와 구분된다.

원인 물질은 석탄 연료에서 배출되는 이산화황이며, 무풍현상과 기온역전으로 인해 짙은 안개와 이산화황이 합쳐져 스모그를 형성했다. 당시 런던은 가정이나 산업체에서 석탄 연료를 주로 사용하였으며, 정제되지 않은 석탄 연소에 따른 연기가 대기 중으로 확산하지 못하고, 지면에 정체되었을 때, 짙은 안개와 결합하여 황산 안개를 형성하였다.

이러한 황산안개 현상으로 호흡장애, 질식이 발생하여 4,000여 명이 사망하였고, 그 후 만성 폐질환으로 9,000명이 추가로 사망하여 총 1만 2,000명이 사망하였다.

 

3) 미나마타병:

1956년 일본 구마모토현 미나마타시에서 발생한 수은 중독 환경재난 사건이다.

원인 물질은 수은이다. 미나마타시 인근 화학공장에서 방류한 유기수은이 어패류를 통한 생물농축과정을 거쳐, 이를 섭취한 인근 주민들에게 수은 중독 현상이 나타났다.

수은중독 증상을 일으킨 111명 중 47명이 호흡마비로 사망하였고, 1965년까지 부분적인 중독증상자는 6천명에 달했다. 수은중독 증상으로는 사지, 혀, 입술 떨림증상, 보행 실조, 발음 장애 등이 나타날 수 있으며 감정의 변화와 행동장애도 나타난다.

 

4) 이타이이타이병:

일본 도야마현에서 1950~1960년대 발생한 카드뮴에 의한 공해병이다.

원인 물질은 카드뮴이다. 도야마현에 위치한 아연 제련공장에서 카드뮴이 포함된 폐수가 다량으로 배출되었고, 오염된 하천수를 농업용수로 사용한 농토에 카드뮴이 축적되고 수확한 쌀에 카드뮴이 흡수되어 오염되었다. 카드뮴으로 오염된 물고기를 먹은 사람, 폐수를 농업 용수로 사용하여 지은 농산물을 먹은 사람, 카드뮴이 포함된 물을 계속해서 식수로 사용한 사람들에게 피해가 발생했다.

주된 영향은 골연화증이다. 뼈가 물러지는 것. 증상에 대해서 완전히 밝혀지지 않았지만, 카드뮴에 중독되면 신장 기능에 영향을 주어서 내분비계에 이상을 주고, 칼슘이 부족해진다. 이에 뼈가 물러지는 현상이 나오는 것으로 파악된다.

 

5) 체르노빌 사건:

러시아 체르노빌 원자력 발전소에서 근무자가 안전수칙을 지키지 않아 원자로가 폭발하면서 10일간 방사능물질이 유출된 사건.

원인물질은 방사능 물질이다.

방사능 물질의 영향으로 건물과 자연생태계가 심하게 오염되어 발전소로부터 30km이내 거주하던 약 13만 5,000여명이 이주하였으며, 초기 사망자는 31명에 불과했지만 4년 후에는 300명 정도로 증가했다. 이후 통계에 따르면 갑상선 질환, 암, 백혈병 등 발생률이 50%이상 증가했고, 유산, 사산, 유전적 기형아 발생률도 크게 증가했다. 누출된 방사능 물질은 기상현상에 따라 계속 이동함으로 인근 국가의 채소, 과일, 낙농제품 등에서도 검출되며 주변에까지 지속적인 피해를 입히고 있다.

 

2. 환경보건학의 영역에 대해 설명하세요(교재 그림 1-1).

환경보건학은 인간과 환경의 관계에서 인간을 중심으로 한 보건 문제를 연구하는 학문이다. 이를 토대로 흐름도를 보면, 오염물질, 매체오염, 인체노출, 건강영향 4단계 순서가 나오며, 각 단계에 따라 관련된 파생 학문들이 도출된다. 이 모든 분야에 걸쳐있는 게 환경보건학의 영역이다.

 

 

 

 

-. 환경위생/환경공학: 인간에게 부적합한 환경을 인간의 건강, 안정, 편의를 도모할 수 있도록 관리 및 개선해 가기 위한 학문, 공중보건의 향상을 위한 기술적 분야

-. 노출평가/독성학: 인체가 환경적인 위험요인에 노출되는 과정, 경로, 양상과 건강영향을 야기하는 기전을 탐구함

-. 환경역학/직업역학: 환경적인 위험요인에 대한 노출과 건강영향 간의 연관성을 밝힘

-. 환경영향평가 및 위해성 평가: 특정한 위험요인이 생태계 및 인체의 건강에 어떻게 영향을 미치는지를 평가함

-. 위해성 관리 및 정보소통: 위해성을 나타내는 상태를 개선하거나, 위해성을 야기하는 요인을 제거, 감소시키는 일련의 활동, 효율적인 환경보건 정책 및 행정, 활용

 

 

3. 환경 문제 해결을 위한 전 지구적 국제환경협약 다섯 가지를 예로 들고, 그 내용에 대해 간단히 설명하세요.

 

1) 비엔나 협약 – 1985년 비엔나에서 실시한 오존층 파괴 물질에 관한 규제 협약. 오존층 파괴 방지조치의 실시, 오존층 보호를 위한 관측, 조사, 연구 및 정보교환 등을 규정하였다.

 

2) 몬트리올 의정서 – 1987년 캐나다 몬트리올에서 실시한 오존층 파괴 물질에 관한 규제. 규제물질의 생산과 소비의 전폐일정 준수, 비당사국과의 규제대상물질의 무역을 금지, 규제대상물질의 생산량과 소비량을 매년 사무국에 보고하기로 정하였다.

 

3) 바젤협약 – 스위스 바젤에서 1989년 실시한 유해 폐기물의 국가간 이동 및 그 처리의 통제에 관한 협약이다. 유해 폐기물의 국가 간 이동 억제 및 환경적으로 건전한 처리 및 개도국의 폐기물 처리 지원하는 협약이다.

 

4) 리우 선언 – 브라질 리우에서 1991년 실시한 선언으로 기후변화 협약 및 지속 가능한 개발 실현을 위한 선언이다. 이산화탄소 등 온실가스 배출을 2000년까지 1990년 수준으로 유지하기로 한 선언이다.

 

5) 교토의정서 – 1997년 일본 교토에서 실시하였으며, 기후변화 협약의 구체적 이행방안이 주된 내용이다. 온실가스 배출에 대한 상호거래 및 배출권 거래 등 신축성을 확보하고, 공동이행, 청정개발체제를 시행하는 내용이 담겨있다.

 

 

4. 대기 중의 입자상 물질(PM)의 거동에 대해 기술하세요.

 

PM은 입자상 물질로 Particulate Matter의 약자다. 공기 중에 있는 PM은 고체나 액체로 존재한다. PM은 오염원(자동차, 산업시설 등)으로부터 공기 중으로 직접 배출되거나 배출된 오염물질들이 반응하여 2차로 또 다른 PM이 생기기도 한다.

이들은 공기 중에서 다양한 물리화학적 과정이나 반응을 통해서 변하고, 이동하고, 침전되고, 혼합된다. 주요 과정은 확산, 응집, 침강, 낙하, 반응, 응축 등이다.

-. 확산(diffusion): 작은 콜로이드 크기의 입자로서 브라운 운동에 따라 공기 중에서 확산

-. 응집(coagulation): 콜로이드 크기의 입자보다 작은 입자들끼리 응집하여 큰 입자가 됨

-. 침강(sedimentation): 대기로부터 입자가 가라앉는 현상. 응집된 PM이나 크기가 크고

무거운 입자가 그 무게의 중력으로 떨어진다.

-. 낙하(precipitation): 대기 중에 떠 있는 입자가 다른 물질(비, 눈)에 의해 포획되어 함께

지상으로 낙하된다.

-. 반응(reaction): 대기 중 입자와 가스상물질이 반응하여 2차 오염물질인 새로운 입자상

물질을 생성시킨다.

예) 대기 중의 연료연소물, 유기용제, 가스, 수증기, 태양 등의 반응

-. 응축(condensation): 대기 중, 또는 대기 중으로 배출되는 가스, 증기, 물 등이 온도

차이로 주변 입자들을 끌어들이면서 입자상 물질을 생성시킨다.

 

5. 주요 대기오염 현상으로 지구온난화, 산성비, 오존층 파괴, 광화학 스모그에 대해 발생기전과 영향에 대해 설명하세요.

 

1) 지구온난화:

자연적으로 발생하는 온실효과에 의해 설정되는 적정한 온도보다 지구의 온도가 더 상승하는 것이 강화된 온실효과이고, 이로 인해 지구가 지나치게 더워지는 것이 지구 온난화 현상이다.

태양광 중 지표면에 도달된 복사선이 외계에 방출되지 않고 대기 중 기체들에 흡수되어 대기의 온도를 적절하게 유지시키는 것이 자연적 온실효과다. 자연적 온실효과를 통해 지구에 생명체들이 존재하고, 인류가 살아갈 수 있다. 대표적으로 수증기가 가장 온실효과에 크게 기여하는 온실 가스이고, 그 외 이산화탄소, 메탄, 이산화질소, 프레온 가스, 대류권의 오존 등이 그러하다.

강화된 온실효과는 지표면에서 방출된 열이 과다하게 흡수되어 지구의 열균형에 변화를 유발하여 자연적 온실효과에 의한 적정한 온도보다 지구의 온도가 상승하는데 기여한다. 대표적으로 이산화탄소, 메탄, 대류권의 오존 등이 영향을 끼친다. 이러한 강화된 온실효과로, 지구 온도가 계속 상승하는 것이 지구온난화이다.

이러한 지구온난화의 영향으로 해수면이 상승하게 되며, 해수면 상승에 따라 인류 및 동식물의 서식지가 파괴되고, 러시아 영구동토층이 녹아 박테리아가 활성화되는 등 인류의 생존에 위험을 끼칠 수 있는 전 지구적 환경문제이다.

 

2) 산성비:

정상 강우의 pH보다 현저하게 낮은 pH의 강우가 지속될 경우 산성비라고 한다. 산성비의 원인은 화석연료의 연소 때문에 발생한 아황산가스와 질소산화물 등이다. 이러한 황산화물과 질소산화물이 수분과 반응하여 황산이나 질산으로 변화하고, 이러한 원인으로 산성을 띄고 내리는 비가 산성비다. 일부 화산지역에서는 화산가스에 포함된 염화수소가 산성비의 원인 물질이 되기도 한다.

산성비는 1) 식물의 성장을 방해하고, 2) 수질을 산성화시켜 수질생태계를 교란시키고, 3) 건물, 건축재료, 급수관, 의류, 금속 등을 부식시켜 재산상 피해를 입히고, 4) 시정거리를 현격히 감소시킨다.

 

3) 오존층 파괴:

1970년대 중후반 CFCs(chlroflourocarbons), 질소산화물, 탄화수소 등에 의해 주로 극지방에서 두드러지게 오존충의 두께 감소가 관찰된다. 오존층이 파괴가 되면, 과량의 자외선이 지표면에 도달하게 되어 피부암 환자 증가, 농작물의 수확량 감소 같은 피해를 주게 된다.

CFC는 프레온이라는 상품명을 갖는 화학물질로, 끓는점이 매우 낮고 극히 안정화된 비활성가스다. 제조가 간단하고 가격이 싸고, 인간에게 직접적으로 해를 가하지 않고, 인화성도 없어서 냉장고, 에어컨 등의 냉매제로 전세계에서 광범위하게 사용하였다. 그러나 이런 CFC가 성층권에서 광분해가 일어나 오존층 파괴의 촉매로 작용하는 염소원자를 방출하여 오존층을 파괴하는데 기여함을 발견하였다. 오존을 분해한 염소원자는 다양한 반응 경로를 거치며 재생되므로 하나의 염소원자는 수천에서 수십만 개의 오존을 파괴한다.

 

4) 광화학 스모그:

스모그는 smoke와 fog의 합성어다. 질소산화물과 탄화수소가 대기 중에 농축되어 있다가 태양광선 중 자외선에 의하여 화학반응을 일으키녀서 2차적으로 생성되는 오염물질인 광화학 산화물이다. 황갈색의 안개 형태로 호흡기를 자극하고 눈물을 나게 하는 물질을 함유했다. 로스엔젤레스형 스모그라고 표현되며 주요 원인은 자동차에서 배출되는 질소산화물과 탄화수소다. 질소산화물과 탄화수소가 공기 중의 자외선과 18도 이상의 온도와 결합하여 형성된다.

광화학 스모그는 눈과 목의 점막을 자극하여 따가움을 느끼게 하거나 심할 때에는 눈병과 호흡기 질환을 일으키고, 급성중독 땐 폐수종을 유발하여 심할 경우 목숨을 위태롭게 한다. 또한 식물의 잎을 마르게 하고 열매가 열리지 않게 될 정도의 피해를 주며, 산림을 황폐시키고, 자동차타이어 등 고무제품을 부식시키기도 한다.

 

 

6. 생활환경에서 적절한 관리가 필요한 물리화학적 요인 다섯 가지를 예로 들고, 주요 오염원과 건강영향에 대해 간단히 기술하세요.

 

생활환경은 인간이 일상생활에서 접하는 모든 자연적, 인공적 환경 중 작업환경을 제외한 것이다. 생활환경에서 적절한 관리가 필요한 물리화학적 요인 5가지 예시 및 주요 오염원과 건강영향은 다음과 같다.

 

1) 전자파 –

전자파는 전자기파라는 말의 줄임말이며, 전기제품에 전기가 흐르게 되면 그 주변으로 전자파가 미치는 영역인 전자기장이라는 영역이 생기게 된다. 전자파의 직접적인 영향은 열의 발생이며, 장기간 노출 시 인체에 유도전류가 생성되어 세포막 내외에 존재하는 나트륨, 칼륨, 염소 등 각종 이온의 불균형을 초래하고 호르몬 분비 및 면역 세포에 영향을 주는 것으로 알려져있다.

 

2) 소음 –

환경소음이란, 산업현장에서 발생하는 소음을 제외한 모든 소음원에서 발생하는 소음이다. 지하철 차내 소음은 80dB정도, 혼잡한 지하철과 공사장 소음은 100dB 정도다. 주 발생원은 도로, 철도, 항공과 같은 교통수단, 산업체, 건축현장 그리고 인근 주민에 의한 소음, 실내 환기장치, 사무기기, 가전제품 등이며 소음에 의한 건강장해로는 청력손실, 대화 및 수면방해로 인한 스트레스, 혈압 상승 및 심근경색의 위험도 증가 등이 있다.

 

3) 미세먼지 –

지름 10마이크로미터 이하의 입자상 물질(PM10)을 말하며, 화학적인 성분은 다양하다. 크기가 작은 것일수록 폐 깊숙이 침투해 오래 머물기 때문에 위험하며, 지름 2.5마이크로미터 이하인 입자를 극미세먼지라(PM2.5)고 하여 중점적으로 관리한다.

자동차, 각종 연소시설, 노천소각, 황사, 산불, 안개, 흙먼지 등에서 발생하며 건강영향으로는 폐손상, 염증, 폐렴, 감기 등 감염에 취약해지는 것, 천식악화 및 숨참, 심장과 심혈관계 자동조절 능력 교란 등이 있다.

 

4) 간접흡연 –

담배를 피우는 사람이 만들어 내는 담배연기를 담배 피우지 않는 사람이 들이 마심으로써 피해를 입는 것이다. 부류연에서 독성화학물질의 농도가 2~3배 더 높고, 담배연기 입자가 더 작아 폐의 더 깊은 부분에 영향을 미칠 수 있다.

일산화탄소, 이산화탄소, 니트로사민, 질소화합물, 시안화수소, 암모니아, 니코틴, 타르, 석탄산, 비소, 크레졸, 싸이나, 벤조피렌 등 다환성방향족탄화수소, 아크롤레인 등이 인체에 유해한 물질이며, 간접흡연 피해자가 폐암으로 입원할 확률이 1.9배, 흡연 가정의 어린이는 상기도 감염율이 높고 폐기능이 낮으며, 천식, 기침, 중이염 발현율이 높다.

 

5) 휘발성 유기화합물 –

탄소를 함유하는 유기물질로 높은 휘발성을 가진 것을 의미하며, 인위적으로는 연료, 운송기관의 배출 가스, 유기용매, 도료, 냉매제, 페인트, 목재 방부제, 접착제 등과 같이 인위적인 합성에 의해 발생한다. 집 안과 사무실에서 인간의 활동 시간을 보내는 부분이 많아지면서 실내 환경에 존재하는 VOCs에 노출되는 시간도 길어졌다.

대부분의 VOCs는 온실가스 중 하나인 메탄이다. 실내공기 중의 휘발성 유기화합물은 세척용매, 페인트, 목재 방부제 등이 주된 발생원이고, 빌딩 건축에 필요한 페인트, 벽지, 천장타일, 접착제 등과 같은 화학 재료들은 포름알데히드를 방출한다.

포름알데히드는 기관지 점막손상, 두통, 천식 등을 유발하여, 소위 새집증후군 유발에 영향을 미치는 주요 물질이다.

 

 

 

 

7. 다음의 용어에 대해 설명하세요.

 

1) 민감집단:

주로 생물학적 요인에 의해 동일한 수준의 위험요인에 대한 노출에도 건강상의 영향을 받을 수 있는 집단을 의미한다. 생애 단계 중 민감한 시기에 처해 있는 집단을 의미하거나(ex. 태아, 어린이, 노인), 면역체계가 손상된 집단 또는 다른 병력이 있는 집단, 혹은 유전적으로 특정한 위해요인에 더 민감한 경우 특정한 인종이 민감집단이 된다.

 

2) 역치:

역치는 생물이 외부환경의 변화, 즉 자극에 대해 어떤 반응을 일으키는 데 필요한 최소한의 자극의 세기를 의미하며, 문턱값이라고도 한다. 환경보건에서는 환경적 노출이 어느 수준 이상이 되어서야 건강영향이 나타나는 경우를 의미한다. 환경적 위해요인에 역치가 존재할 경우 역치 이내로 환경적 노출을 줄이는 것이 관건이 되며, 역치가 존재하지 않을 경우는 노출 수준을 줄이면 줄일수록 건강 영향이 줄어들게 된다.

 

3) 호르메시스:

호르메시스는 모든 독성을 유발하는 요인은 적정하게 소량으로 노출될 경우, 생체기능을 촉진되고 인체에 유익한 효과를 가져온다는 이론을 말한다. 호르메시스는 역치가 존재하는 경우에 역치 이하 수준에서 노출량과 건강위험도의 용량-반응관계를 설명할 수 있다. ex. 강한 햇빛을 오래 쬐이면 일사병에 걸릴 수 있지만, 적절하게 쬐면 유익하다. 저선량의 방사선을 쬐이면 면역력 향상에 따라 자연치유력이 증가하여 세포가 복구되는 현상이 관찰된다.

 

4) 복합노출:

한 가지의 위험요인뿐만 아니라 다른 여러 가지 위험요인에 동시에 노출되는 경우를 가리키며, 실제의 환경적 노출은 복합노출이다.

복합노출될 경우 상호작용의 종류로는 상승작용, 상가작용, 강화작용, 길항작용 등이 있다. 한가지 위험요인에 노출될 경우에 비해 위험도가 더 높아지는 경우는 상승, 상가, 강화작용이고, 한가지 위험요인에 노출될 경우에 비해 위험도가 작아지는(상쇄되는) 경우는 길항작용이다.

 

 

 

<참고문헌>

- 환경보건학 개론, 권수열, 박동욱, 윤병준, 한선기, 박지호, 이경무 공저, 방송대 출판문화원

- 환경보건학 개론 워크북, 한국방송통신대학교 환경보건학과 편, 방송대 출판문화원