이 데이터 리뷰는 대기 오염으로 인한 전 세계 사망자 수에 대한 공식 추정치를 제공하고 이를 이해할 수 있도록 맥락을 제공한다.
November 25, 2021 | Max Roser | Original Article: https://ourworldindata.org/data-review-air-pollution-deaths
개요
이 데이터 검토의 목적은 주요 최근 연구에서 발표된 대기오염으로 인한 전 세계 사망자 추정치를 제시하고 이러한 추정치가 의미하는 바를 이해할 수 있도록 맥락을 제공하는 것에 있다.
가장 널리 인용되는 두 가지 추정치에 따르면 연간 약 700만명이 대기 오염으로 사망한다. 그러나 발표된 추정치는 광범위한 범위에 걸쳐 있다.
최근의 연구는 그 이전의 연구에 비해 더 높은 사망자 추정치를 제시하는 경향을 보인다. 이는 대기 오염이 세계적 수준에서 악화되고 있기 때문이 아니라, 최근의 과학적 근거를 통해 대기 오염이 건강에 미치는 영향이 이전의 생각보다 더 크다는 것을 뒷받침하기 때문이다.
본 기사는 대기 오염 문제에 대한 개요와 맥락을 제공한다. 그 다음에는 각각의 연구별로 주어진 추정치와 설명이 이어진다.
대기 오염 물질에 노출되면 다양한 질병이 발병할 확률이 높아진다. 이러한 질병들은 크게 심혈관 질환, 호흡기 질환, 암으로 분류된다.
이러한 추정치는 ‘예방할 수 있는 사망’으로 분류하는 것이 적절하다. 대기 오염이 이러한 치명적 질병의 발병 위험을 증가시키지 않는 수준으로 감소될 경우, 이들은 예방할 수 있는 사망자 수에 속하게 된다.
물론 죽음만이 대기 오염의 유일한 부정적 결과는 아니다. 추가적으로 수백만 명의 사람들이 대기 오염으로 인해 건강 악화라는 고통을 겪고 있다.
대기 오염으로 인한 발표된 사망자 추정치의 개요
아래의 그래프는 대기 오염으로 인한 사망자 추정치를 보여주고 있다.
대기 오염으로 인한 사망자 수에 대해 가장 많이 인용되고 정기적으로 갱신되는 두 가지 추정치는 세계보건기구(WHO)와 보건계측·평가연구소(IHME)의 글로벌 질병 부담 연구의 추정치이다. 이들의 최신 추정치는 서로 매우 근접하다. 각각 연간 700만명과 670만명의 사망자로 추산되었다. 이러한 사망은 실내·외 오염 양측에 기인하며 아래에 설명된 바와 같이 인공 및 자연적인 대기 오염원에서 비롯된다.
이 기사의 마지막 부분에서 이러한 연구와 각 추정치가 의미하는 바를 상세히 다뤄진다.
대기 오염으로 죽는 사람들은 얼마나 될까?
최근 발표된 주요 연구들을 바탕으로 한 전세계 사망 추정치
모든 사망 원인은 인공 및 자연적인 원인을 반영함
– 가장 큰 자연적 원인은 사막의 미세먼지이다. 이 외의 자연적 원인으로는 산불, 바다 비말, 꽃가루, 화산 폭발이 있다.
– 인위적 원인에는 전력 생산, 저소득층의 난방과 취사에 쓰이는 석탄 연소, 농업, 산업, 도로 교통이 있다.
대기 오염으로 인한 사망의 대부분을 차지하는 오염물질-미세먼지
건강에 해를 끼치는 오염 물질은 매우 다양하지만, 모든 연구들은 한 가지 물질에 집중한다. 바로 미세먼지다.
PM이라고도 불리는 미세먼지는 대기 중 기체가 아닌 모든 물질을 뜻한다. 이들은 우리가 들이마시는 공기중에 떠다니고 있는 황산염, 질산염, 암모니아, 염화나트륨, 흑탄, 광석 입자, 공기 중 물로 구성되어있다.
지름이 10μm(0.01mm) 이하인 미세먼지는 사람의 폐 깊숙이 들어갈 수 있다. 게다가 건강에 가장 치명적인 입자는 이보다 훨씬 더 작다. 지름이 2.5μm(0.0025mm) 이하인 PM2.5의 초미세먼지는 폐 장벽을 통과하여 혈관 내로 침투할 수 있다. 초미세먼지의 기준인 2.5μm는 머리카락 지름의 1/30 수준으로 매우 작다.1
대기 오염의 사망 영향에 대한 모든 연구는 미세먼지에 노출되는 부분을 다루고 있다. 일부 연구에서는 지표 오존의 영향도 고려한다. 지표 오존으로 인한 사망자 수는 미세먼지보다 훨씬 적지만, 그럼에도 상당한 수준이다. 매년 수십만 명의 인구가 지표 오존으로 인해 조기 사망에 이른다. 이 외의 대기 중 오염물질들은 세계적 연구에서 잘 다뤄지지 않는다.
대기 오염으로 인한 사망 추정치는 광범위하다.
위의 차트에서 분명히 알 수 있듯이 대기 오염으로 인한 사망자 수에 대한 발표된 추정치는 광범위한 범위에 걸쳐있다. 실외 대기 오염으로 인한 사망자 수는 연간 300만 명에서 거의 900만 명까지 이른다. 이외에도, 실내 대기 오염 또한 많은 사망자를 낳고 있다.
이러한 연구에서 발표된 추정치의 연구간 불확실성 격차도 크다. 이 격차는 대기 오염의 전 지구적 영향에 대한 연구가 아직 초기 단계에 있음을 드러낸다. 더 명확한 결과에 도달하려면 더 많은 과학적 연구가 요구된다. 그러나 모든 연구에서 대기 오염이 건강에 미치는 영향이 매우 높다는 것에는 모두 동의한다는 점도 주목할만한 가치가 있다. 이들 모두 연간 사망자 수가 수백만 명이라는 데에는 동의하고 있다.
오늘날 과학자들은 주어진 오염 수준의 영향이 이전에 추정했던 것보다 더 크다고 추정한다.
연구원들은 오래 전부터 대기 오염이 많은 수의 조기 사망을 야기한다는 것을 알고 있었다. 그러나 과거에는 오염에 대한 노출과 건강 사이의 상관관계가 약하다고 추정했다. 보다 최근의 연구에서는 주어진 수준의 오염에 대한 노출이 이전 연구에서의 추정치보다 더 많은 사망을 초래하는 것으로 추정한다. 노출반응곡선의 기울기는 이전에 추정했던 것보다 더 가파르다.
가장 최근의 연구는 훨씬 더 가파른 노출반응곡선을 도출했기 때문에 미래의 글로벌 연구는 대기 오염으로 인한 사망이 훨씬 더 많다고 추정해도 놀랍진 않을 것이다. 이하의 각 연구별 분석에서도 볼 수 있듯이, 헤프트 닐 교수의 2018년 연구에서 제시하는 아프리카에 대한 노출반응곡선 추정치의 경우 대부분의 글로벌 연구에서 추정하는 것보다 더 가파르다.2
이와 유사한 버넷 교수의 2018년 연구는 “추정치가 이전에 비해 몇 배 더 크며 실외 미세먼지 대기 오염이 이전에 추정했던 것보다 훨씬 더 심각한 건강 위험 요소임을 시사한다”3고 결론짓는다. 마찬가지로 어떤 특정인의 사망은 실내·외 대기 오염을 줄임으로써 예방할 수 있었을 것이다.
이러한 맥락에서 전력이 부족한 빈민 지역의 거주자들이 유발하는 실내 대기 오염이 실외 대기 오염의 가장 큰 원인 중 하나라는 것을 이해하는 것이 중요하다. 집에서 발생하는 오염은 집 밖에서도 오염을 발생시킨다. 이는 같은 집단이 대개 실내 오염과 실외 오염 두 가지를 모두 겪는 경우가 많다는 것을 의미한다.
아래는 2021년 11월 기준으로 가장 최신의 대기 오염으로 인한 사망 추정치로, 2016년 WHO에서 발표한 추정치이다.
WHO의 대기 오염 추정치 출처:
WHO가 출판한 최근의 데이터에 대한 두 가지 사실 자료:
- WHO (2021) – Fact sheet: Ambient (outdoor) air pollution
- WHO (2021) – Fact sheet: Household air pollution and health
전 세계 질병 부담 연구, “인위적, 자연적 원인으로 인한 실내·외 대기 오염으로 인한 조기 사망자 670만 명”
글로벌 질병 부담 연구(GBD)는 2019년에 다음과 같은 추정치를 발표했다.4
- 450만 명이 PM2.5 및 지표 오존의 대기 오염으로 인해 조기 사망하였다.
- 230만 명이 실내 대기오염으로 인해 사망하였다.
- 670만명이 실내·외 대기 오염으로 인해 사망하였다.
대부분의 다른 연구와 마찬가지로 이 연구는 대기 오염의 인위적인 원인과 자연적인 원인을 구분하지 않고 둘 다 포함한다.
이는 2021년 11월 현재 기준으로, 글로벌 질병 부담 연구의 가장 최신의 대기 오염으로 인한 사망 추정치이다. 이들은 2019년의 사망률을 나타낸다.
보건계측·평가연구소의 대기 오염 추정치 출처:
- 더 자세한 수치를 확인하려면 State of Global Air Report의 보건영향연구소(Health Effects Institute)와 보건계측·평가연구소(IHME)의 연례 공동 보고서를 참조
Lelieveld et al. (2019) in PNAS: 인위적인 원인으로 인한 실내외 대기 오염 조기 사망자 550만 명, 화석연료 연소로 인한 사망자 360만 명
PNAS에 게재된 Lelieveld et al(2019) 연구는 실내외 대기 오염에 대한 포괄적인 최신 연구다.5
이 연구에 따르면 다음 세 가지 통계의 사인은 대기 오염에 있다.
- 실내외 대기오염으로 총 880만 명 사망
- 인위적인 원인으로 총 550만 명 사망
- 화석연료의 연소로 총 360만 명 사망
저자에 따르면 매년 550만 명이 인위적인 원인의 대기 오염으로 조기 사망한다. 여기에는 농업, 주거용 에너지, 산업용 대체연료 배출, 화석연료 연소로 인한 대기 오염이 포함되어있다. 인위적인 원인에서 비롯된 실내외 대기 오염의 합계이다.
이들의 연구는 화석 연료 연소의 영향에 중점을 둔다. 발전, 운송 및 산업 분야에서 화석 연료 연소로 인한 사망자 수는 360만 명에 달하는 것으로 나타났다. 이는 화석 연료의 사용을 단계적으로 폐기하고 청정 에너지로 대체하면 연간 360만 명의 추가 사망을 예방할 수 있음을 의미한다. 아래의 지도가 화석연료 대기오염으로 인한 사망자 수 추정치를 보여주고 있다.
아쉽게도, 저자는 주거용 에너지로 인한 실내 대기 오염의 개별적인 영향에 대한 추정치는 발표하지 않았다.
저자들은 대기 오염으로 인해 매년 총 880만 명이 조기 사망에 이른다고 추정한다. 이런 사망자 수에 대한 가장 포괄적인 추정치에는 사막발 황사와 같은 인위적, 자연적 원인으로 인한 대기 오염이 포함된다.
이들은 대기 오염의 총 영향(자연적 원인 포함)으로는 영향을 받는 개인당 평균 기대 수명이 약 26.5년 감소한다고 추정한다. 전세계 인구에 대한 평균으로는 2.9년의 기대 수명 감소로 볼 수 있다.
이 연구에서는 미세먼지(초미세먼지 포함)와 지표 오존을 두 가지 주요 오염 물질로 취급한다.
아래의 지도가 이러한 추정치를 보여준다.
화석 연료로 인한 대기 오염 사망자, 2015
이 수치는 화석 연료로 인한 대기 오염의 영향으로 건강에 타격을 받은 연간 추가 사망률을 나타낸다.
실외 대기 오염으로 인한 사망자를 추정하는 연구들
WHO, “인위적, 자연적 원인으로 인한 실외 대기오염으로 연간 420만 명이 조기 사망”
WHO는 실외, 혹은 주위의 대기 오염의 노출로 인해 매년 420만 명이 조기 사망하는 것으로 추정하고 있다. 2021년 11월 현재를 기준으로, 이 2016년의 추정치가 대기 오염으로 인한 사망자 수에 대한 WHO의 최신 추정치이다.
실외 대기 오염으로 인한 420만 명의 사망자가 “지름 2.5μm 이하(PM2.5)의 미세먼지에 대한 노출”로 인해 조기 사망에 이르렀다. WHO는 지표 오존과 같은 다른 대기 오염 물질로 인한 사망은 추정치에 포함하지 않으므로 이는 보수적인 수치로 간주해야 한다.6
WHO가 고려하는 실외 대기 오염은 사막발 황사와 같은 자연적인 원인과 인위적인 원인 모두에서 비롯된다.7
출처:
- The WHO’s main document is here: WHO (2021) – Fact sheet: Ambient (outdoor) air pollution
- A much more detailed, but not up-to-date study is: World Health Organization (WHO) (2016) – Ambient Air Pollution: A Global Assessment of Exposure and Burden of Disease (WHO, Geneva).
전 세계 질병 부담 연구, “인위적 및 자연적 원인으로 인한 실외 대기 오염으로 인한 조기 사망자 450만 명”
IHME의 글로벌 질병 부담 연구 결과는 과학 간행지에서 찾아볼 수 있다. (이는 일반적으로 The Lancet에 게재되며 결과는 웹사이트 healthdata.org에서도 찾아볼 수 있다.)
대기 오염의 영향에 대한 구체적인 결과는 연례 보고서인 ‘전세계 대기 현황’에서도 확인할 수 있다. 이 보고서는 IHME와 보건영향연구소에서 공동으로 발행한다.
이 연구에 따르면 매년 450만 명이 실외 대기 오염으로 인해 조기 사망에 이른다.8 이들은 실외 미세먼지(PM2.5)에 대한 노출과 지표 오존이라는 두 가지 오염 물질의 영향을 반영한 수치이다.
이 연구는 대기 오염의 인위적 원인과 자연적 원인을 구별하지 않고 둘 다 포함하고 있다.
이는 2019년의 사망률을 나타내고 있으며, 2021년 11월 현재 기준으로 가장 최신의 실외 대기 오염으로 인한 사망자 수에 대한 GBD 추정치이다.
출처:
- To see more details on these figures see the State of Global Air Report. This report is published annually by the Health Effects Institute and the IHME.
- The latest major publication in the scientific literature is Cohen AJ, et al. (2017) – Estimates and 25-year trends of the global burden of disease attributable to ambient air pollution: An analysis of data from the Global Burden of Diseases Study 2015. In Lancet 389:1907–1918.
Lelieveld et al. (2015),네이쳐: 330만 명이 실외 대기 오염으로 사망
Lelieveld et al. (2015)는 실외 대기 오염으로 인해 연간 330만 명이 사망하는 것으로 추정한다. 95%의 신뢰구간에서 160만에서 480만 명의 사망자를 추산한다.9
연구원들은 미세먼지(PM2.5) 및 지표 오존에 대한 노출을 반영한다. 대부분이 이러한 대기 중 미세 물질로 인해 사망한다.
이 연구는 실외 대기 오염의 인위적 원인과 자연적 원인을 모두 반영한다.
이 연구에 따르면 전 세계적으로 조기 사망에 가장 큰 영향을 미치는 것은 난방 및 요리에 쓰이는 주거용 에너지로 인한 실외 대기 오염이다. 이들은 연간 100 만 명의 실외 대기 오염 사망자가 주거용 에너지 사용으로 인한 것으로 추정하고, 저자는 사망자가 “기본적으로 동일한 출처의 실내 대기 오염으로 인한 연간 354만 명의 사망자가 추가된다”고 언급한다.
Vohra et al. (2021) in Environmental Research: 870만 명이 화석 연료 연소로 인한 대기 오염으로 사망
Vohra et al.의 2021년 연구는 화석 연료로 인한 실외 대기 오염으로 인한 사망자가 다른 연구에서 제안하는 것보다 훨씬 높다고 제안한다. 연구는 2018년에 전 세계적으로 870만 명이 화석 연료 연소로 인한 대기 오염으로 사망한 것으로 추정한다. 870만 명의 조기 사망은 전 세계 사망자의 거의 5분의 1 수준이다. 이 연구의 불확실성 구간은 매우 높다.
본 연구의 저자들은 미세먼지 노출에 중점을 두고 있고, 지표 오존과 같은 다른 오염 물질은 고려하지 않는다.
논문의 대부분은 전 세계적으로 1,020만 명의 조기 사망자수를 추정한 2012년의 추정치에 초점을 맞추고 있다. 저자들은 사망자 수가 2012년에서 2018년 사이에 감소했다고 설명한다. 이들은 그 원인을 중국의 오염 감소에서 찾는다.
저자들은 이전 연구의 CRF와 다른 농도반응곡선(CRF)을 사용했기 때문에 매우 높은 추정치를 도출했다.. 이 새로운 CRF는 2018년에 발표된 Vodonos et al 연구의 장기간 미세먼지(PM2.5) 사망률 관련 메타 분석에서 인용한 것이다.11
Heft-Neal et al. (2018) in Nature: 대기 오염과 아프리카의 유아 사망
Heft-Neal et al.의 2018년 연구는 대기 오염으로 인한 전 세계 사망자 수에는 초점을 맞추지 않았지만 그 대신 아프리카와 유아 사망에 중점을 둔다. 대기 오염으로 인한 사망자 수에 대한 현재 추정치가 너무 낮을 수 있다는 가능성을 시사하는 중요한 최신 연구이다.
이 연구는 두개의 데이터 세트로 구성되었다. 하나는 사하라 사막 이남의 아프리카 전역에서 거의 백만 명이 태어난 시기와 장소를 상세히 설명하는 인구 조사를 기반으로 하고, 다른 하나는 위성 데이터를 기반으로 한 미세먼지(PM2.5) 노출의 공간 분포를 설명한다.
연구자들은 대기 오염이 아프리카의 유아 사망률에 미치는 영향을 추정한다. 아프리카의 많은 지역에서는 요리를 위한 고체 연료에 대한 의존과 아프리카 사막, 특히 사하라 사막발의 먼지로 인한 미세먼지(PM2.5) 노출이 매우 높다.
이들은 미세먼지(PM2.5)의 농도가 10μg/m³ 증가하면 유아 사망률이 9% 증가한다는 사실을 발견했다. 이는 미세먼지(PM2.5)의 노출이 연구 대상 국가에서 유아 사망 원인의 22%를 차지한다는 것을 의미한다. 이는 2015년에만 449,000명의 유아 사망을 의미한다. 이 수치는 아프리카 국가들의 노출반응곡선이 이전 연구들(WHO, IHME의 연구 포함)이 제안한 것보다 더 가파르다는 것을 나타내는 매우 높은 사망자 수이다.
출처: Heft-Neal, S., Burney, J., Bendavid, E. et al. (2018) – Robust relationship between air quality and infant mortality in Africa. Nature 559, 254–258.
