녹조 독소가 미세먼지처럼 콧속으로 쏙?…환경부 조사 나선다

중앙일보

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강찬수 기자

2017년 여름 낙동강 구지 오토캠핑장에서 관찰된 녹조. [중앙포토]

낙동강 중·하류와 금강 상류 대청호 등지에는 올해도 어김없이 짙푸른 녹조가 발생했고, 조류 경보도 발령됐다.

일부 남조류 인체 해로운 독소 함유 #美연구팀 면봉으로 콧속 독소 검출 #강·호수 주변 주민 건강 피해 우려 #마스크나 공기청정기로 예방 가능

금강 하굿둑에 갇힌 물에서도, 영산강에서도 초록색 페인트를 풀어놓은 듯한 녹조가 일렁이고 있다.

녹조(綠潮)는 남조류라고도 불리는 시아노박테리아(Cyanobacteria)가 대대적으로 번식한 탓이다.

환경부는 녹조 발생 시기에 시아노박테리아 독소가 공기를 통해 확산해 주변 지역 주민들의 건강을 해칠 우려가 있다는 지적에 따라 시아노박테리와 독소의 에어로졸화(化)에 대한 연구를 추진할 계획이라고 18일 중앙일보에 밝혔다.

환경부 수질관리과 관계자는 "예산이 확보되면 내년 여름부터 녹조 발생 지역에서 본격적으로 연구에 들어갈 예정"이라고 말했다.

마이크로시스틴 독소 인체에 유해

최근 금강 하굿둑에서 관찰된 짙은 녹조. [사진 '금강 지킴이' 김종술]

해외에서는 마이크로시스티스 등 유해 시아노박테리아가 마이크로시스틴(microcystin, MC) 같은 독소를 생성하고, 이것이 미세먼지처럼 흩어져 공기 중에 떠다니다가 수변에서 생활하는 사람의 호흡기로 들어와 건강 피해를 줄 수 있다는 연구 결과가 속속 나오고 있다.

지금까지는 주로 마시는 물에 들어있는 MC가 문제였는데, 공기도 문제가 될 수 있다는 것이다.

과거 시아노박테리아 녹조가 발생한 연못의 물을 마신 가축이 폐사한 사례처럼 MC 등 독소는 동물에게 유해한 물질로 알려져 있다.

사람의 경우도 MC에 노출되면 위장염과 비알코올성 간 질환, 근 위축성 측삭경화증과 같은 여러 급성·만성 질환을 일으키는 것으로 보고되고 있다.

최근에도 무지개송어가 MC에 노출되면 세포 괴사나 출혈이 발생한다는 보고가 있었다.
지난봄에는 시아노박테리아 독소에 오염된 수초를 새들이 뜯어먹고, 이 새를 먹은 독수리가 몸이 마비되고 경련을 일으키다 폐사했다는 연구 결과도 발표됐다.

미국 월던대학 연구진은 지난 6월 '환경 과학과 공중보건(Journal of Environmental Science and Public Health)' 저널에 게재한 논문에서 "미국 환경보호청(EPA)의 데이터를 분석한 결과, 호수에서 녹조 발생과 MC 농도, 간 질환 발생 사이의 상관관계가 나타났다"고 밝혔다.

낙동강에서 채집된 남조류(시아노박테리아) 마이크로시스티스(Microcystis aeruginosa)의 광학 현미경 사진. 여름철 녹조 발생의 원인 생물이다. 작은 세포가 주머니 속에 들어있다가 주머니가 터지면 하나씩 흩어지게 된다. [국립낙동강생물자원관]

세계보건기구(WHO)에서는 음용수에서 MC 농도를 L당 1㎍(마이크로그램, 1㎍=100만분의 1g) 이하로 유지할 것을 권고하고 있다.

환경부와 국립환경과학원 관계자는 "조류(藻類) 경보제를 운용하며 주요 상수원수에서 MC 농도를 분석하는데, 지난 3년 중 최고치가 1.75㎍/L(1.75 ppb)에 불과할 정도로 미미한 수준"이라고 말했다.

상수원수의 MC 농도가 낮기 때문에 이를 정수한 수돗물이 문제가 될 수 없다는 게 환경부의 입장이다.
또, 녹조 독소의 에어로졸을 조사해도 큰 문제는 없을 것으로 예상한다는 것이다.

국내 상수원에서 51.7 ppb 검출

지난달 28일 녹조가 뒤덮인 충청북도 옥천군 군북면 추소리 인근 대청호에서 조류제거선을 탄 K-WATER(한국수자원공사) 대청댐지사 관계자들이 녹조제거 작업을 벌이고 있다. 연합뉴스

하지만 지난 2012년 9월 환경부가 배포한 '남조류 독소물질 수질 감시항목으로 지정·관리'라는 제목의 보도자료에는 국내 상수원에서 MC가 최대 51.67㎍/L가 검출됐다고 밝힌 바 있다.

국립환경과학원 측은 "(51.67㎍/L까지 검출됐다고 돼 있지만) 오래된 자료라 정확히 언제 어디서 측정한 데이터인지 확인이 안 되고 있다"고 밝혔다.

전문가들은 “시아노박테리아는 수층에서 균일하게 분포하지 않기 때문에 조사 지점이나 하루 중 조사 시간에 따라, 혹은 시아노박테리아 덩어리를 시료에 담아 분석하느냐에 따라 독소 농도가 크게 달라질 수 있다”고 지적한다.

강변이나 호숫가에서는 두꺼운 시아노박테리아 덩어리가 발견되기도 하고, 여기서도 에어로졸이 발생할 수 있는 만큼 MC 농도가 환경부 발표보다 훨씬 더 높게 측정될 수도 있다는 것이다.

4대강 인근 간 질환 발생이 녹조 탓?

지난 4일 대구 달성군 다사읍 죽곡리와 경북 고령군 다산면 곽촌리를 잇는 강정고령보 일대 낙동강 물빛이 녹조로 인해 짙은 초록을 띠고 있다. 연합뉴스

시아노박테리아와 독소의 에어로졸이 관심을 받게 된 것은 지난봄 부경대 식품영양학과 이승준 교수가 2019년에 발표한 논문이 뒤늦게 일부 보도를 통해 알려지면서부터다.

이 교수는 2019년 당시 미국 오하이오주립대 소속으로 국제 저널인 '환경 과학·보건 저널(Journal of Environmental Science and Health)'에 '유해조류 발생과 간 질환: 대한민국 4대강 주변 지역을 중심으로'란 제목의 논문을 발표했다.

논문에서는 "2012년 4대강 프로젝트가 종료된 이후 한강을 제외한 다른 수계에서 2013년 이후 (녹조 발생 지표인) 엽록소a 수치가 많이 증가한 것으로 나타났다"며 "유해 조류 대발생 강도와 4대강 인근 시·군·구 지역 주민의 간 질환 발생률 사이에 의미 있는 연관성이 있었고, 특히 4대강 사업 완료 후 연관 정도가 의미 있게 증가했다"고 지적했다.

이 교수는 본지와의 전화 통화에서 "녹조 발생과 간 질환 사이에 통계적 상관관계가 있다는 사실을 확인했지만, 정확한 인과관계는 밝히지 못한 상태"라면서도 "녹조 독소의 에어로졸에 의해 건강 피해가 발생했을 가능성이 있다"고 말했다.

해외에선 10여 년 전부터 에어로졸 연구

2018년 7월 미국 플로리다 포트 마야카의 오키초비 호수에 발생한 녹조. 당시 플로리다에서는 유해 조류로 인해 7개 카운티에 비상사태가 선포됐다. AFP=연합뉴스

10여 년 전부터 미국과 뉴질랜드 등지에서는 녹조 독소가 에어로졸을 통해 확산한다는 연구 결과가 보고되고 있다.

2009년 미국 질병통제예방센터(CDC) 연구팀은 '톡시콘(Toxicon)'이란 저널에 게재한 논문에서 "캘리포니아 댐 저수지에서 레크리에이션 활동을 한 어린이·성인 81명의 콧구멍 속을 면봉으로 닦아내 분석한 결과, 면봉에 MC가 최대 3.3 ng(나노그램, 1ng=10억분의 1g)이 들어있었다"고 밝혔다.

당시 저수지에서 검출된 MC 농도는 10ppb 미만에서부터 많게는 500ppb까지 다양했다.

에어로졸화된 MC의 평균 농도가 ㎥당 0.3 ng이었고 평균 노출 시간은 109분, 가벼운 운동을 하는 성인이 1분에 25L(0.025㎥)의 공기를 흡입한다고 했을 때, 평균적으로 성인 연구 참가자가 0.8ng의 MC를 흡입하는 것으로 추산된다는 것이다.

연구팀은 "레크리에이션 전보다 후에 측정했을 때 면봉에서 더 많은 MC가 검출됐다"며 "녹조가 발생한 수역에서의 레크리에이션 활동은 MC의 노출 경로가 될 수 있다"고 덧붙였다.

폭염이 이어지는 가운데 지난 11일 오전 전남 나주시 영산포 일대 영산강에 녹조가 짙어지고 있다. 연합뉴스

2011년 뉴질랜드·독일 연구팀은 '환경 모니터링 저널(Journal of Environment Monitoring)'에 실은 논문에서 "MC는 극도로 안정한 화합물이며 일단 부유하면 분해되지 않고 수 ㎞를 날아갈 수 있다"며 "호수를 이용하는 사람뿐만 아니라 인근 인구에 대해서도 에어로졸화 독소의 건강 영향을 고려해야 한다"고 지적했다.

다만 세계보건기구(WHO)의 음용수 기준이 1㎍/L이고 성인이 하루 2L의 물을 마신다고 하면 MC의 하루 섭취 허용량은 2㎍ 이하인 것으로 볼 수 있고, 입으로 마시는 것보다 코로 흡입하는 경우가 10배 위험하다고 쳐도 하루 최대 일일 흡입량이 60㎏ 성인의 경우 200 ng 이하면 큰 문제가 없는 것으로 보았다.

MC 농도가 5.5 ng/㎥인 공기를 계속 마셔야 하루 200ng을 흡입하게 되는데, 0.3 ng/㎥의 농도로는 위험한 수준을 크게 밑도는 셈이다.

"녹조 접촉자는 고위험 인구로 간주해야"

충남 서천군 화양면 연꽃단지 녹조. 시아노박테리아가 말라붙어 먼지처럼 흩어질 경우 건강 피해도 우려된다. [사진 '금강 지킴이' 김종술]

하지만 안심하기에 이르다는 지적도 없지 않다.
지난해 '유해 조류(Harmful Algae)' 저널에 게재한 논문에서 미국 플로리다 애틀란틱 대학 연구팀은 "녹조가 발생한 시기 수변에서 활동하는 121명의 콧속을 면봉으로 닦아내 조사한 결과, 115명에서 콧속에서 MC가 평균 0.61 ppb가 검출됐다"고 밝혔다.

연구팀은 "물과 접촉하지 않은 사람들에 비해 녹조가 발생한 물과 최근에 직접 접촉한 사람들을 비교했을 때, MC 농도에 의미 있는 차이가 있음이 확인됐다"며 "직업으로 인해 녹조가 발생한 물과 정기적으로 접촉하는 개인을 고위험 인구로 고려할 필요가 있음을 시사한다"고 덧붙였다.

한편, 미국 다트머스대학 연구팀은 지난 2018년 '종합 환경 과학(Science of the Total Environment)' 저널에 게재한 논문에서 "중합 효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction, PCR) 검사에서 대상자의 92%는 상기도(上氣道)에서, 79%는 중심기도에서 시아노박테리아가 검출됐다"고 밝혔다.

연구팀은 "사람이 콧구멍과 폐에 숨어 있을 수 있는 에어로졸화된 시아노박테리아를 흡입한다는 것을 시사한다"며 "에어로졸이 시아노박테리아가 인간에게 전파되는 중요한 경로일 수 있다는 가설과 일치한다"고 강조했다.

연구팀은 수변에 사는 사람만 시아노박테리아에 노출되는 것은 아니지만, 강과 호수 등이 시아노박테리아의 주요한 원인인 것은 사실이라고 덧붙였다.

급성 호흡기 질환과의 연관성도 주목

구지 오토캠핑장 앞 낙동강 녹조. [중앙포토]

이런 가운데 지난해 7월 미국 환경보호청(EPA) 연구팀은 '환경보건(Environmental Health)' 저널에 게재한 논문에서 "상수원의 시아노박테리아 농도와 이틀 뒤 호흡기 질환 발병 사이에 의미 있는 연관성이 나타났다"고 밝혔다.

2008~2011년 인공위성으로 보스턴 지역 상수원의 엽록소a 농도를 측정하고, 병원 응급실을 찾은 환자들을 비교한 결과다.

연구팀은 "상수도 급배수 시스템에서 물이 평균적으로 이틀 동안 체류하는데, 이 시간 후에 연관성이 나타난 것은 시아노박테리아의 영향을 받은 원수로 생산한 수돗물 탓에 호흡기 증상이 나타난 것일 수도 있다"고 추정했다.

물론 연구팀은 “통계적 연관성은 나타났지만, 인과관계는 입증할 수 없었다”고 덧붙였다.
다만 녹조가 발생한 뒤 오염된 수돗물로 식기 세척과 목욕, 잔디 물주기, 또는 다른 방식의 수돗물 사용으로 물 에어로졸이 생성되는 경우가 녹조 독소에 대한 잠재적 호흡기 노출 경로가 될 수 있다는 설명이다.

지난 7일 미국 마이애미 대학 연구팀은 '에어로졸과 공기 질 연구(Aerosol and Air Quality Research)' 저널에 발표한 논문에서 "여과 효율 등급이 높은 안면 마스크나 헤파(HEPA, 고효율 미립자 공기) 필터를 장착한 실내 공기 청정기를 사용하면 유해 조류의 독소에 대한 노출을 피할 수 있다"고 밝혔다.

녹조가 발생하면 대기나 실내 공기가 독소로 오염될 수 있는데, 여과 효율이 높은 마스크와 에어필터를 사용하면 에어로졸 속의 MC를 90% 이상 제거할 수 있었다는 것이다.

연구팀은 실험에서 시아노박테리아의 일종인 마이크로시스티스를 실험실 내에서 배양하면서 에어로졸화시키고, MC 농도를 측정했다.

올여름부터 녹조 독소 분석 강화해야

지난달 28일 충청북도 옥천군 군북면 추소리 일대 대청호 위를 녹조가 뒤덮고 있다. 연합뉴스

이처럼 시아노박테리아의 대발생인 녹조가 사람의 건강을 위협하는 요인이 될 수 있다는 연구 결과가 쏟아지고 있다.

시아노박테리아 독소가 호흡기 질환이나 비알코올성 간 질환을 일으키는지에 대한 인과관계는 밝혀졌지만, 에어로졸을 통해 이런 질환을 일으키는지에 대한 연구는 더 필요한 상황이다.

녹조가 발생하는 수역 인근에 생활하는 사람들이 에어로졸에 대한 시아노박테리아 독소에 얼마나 노출되고 있는지 모니터링할 필요가 있는 셈이다.

환경부도 이 때문에 조사에 나서겠다고 했지만, 준비가 늦어져 올해 녹조 상황에서는 이에 대한 연구가 불가능한 상황이다.
다만 물 시료 속 MC에 대한 분석은 당장 올여름부터도 가능하다.

부경대 이승준 교수는 "독소를 생성하는 시아노박테리아는 30종이 넘는데, 현재 환경부가 모니터링하는 것은 4종에 불과하다"며 "시민 건강을 지키기 위해서는 정해진 시기, 정해진 장소에서 수동적으로 시료를 채취 분석하는 것보다는 녹조가 심한 곳을 찾아가 채취·분석하는 적극적인 모니터링이 필요하다”고 강조했다.