전과정영향평가기법을 활용한 초미세먼지의 지역 건강영향 정량화와 배출원 기여도 연구 = Estimation of the Local Human Health Burden Due to Inhalation of Fine Particulate Matter and Identification of Major Emission Sources Using A Life Cycle Impact Assessment Method

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objectives: This study determined the local human health burden of fine particulate matter (PM2.5) as disability adjusted life years (DALY) for three Korean cities: Jeonju, Iksan and Changwon. Major air pollutants and emission sources contributing the local human health burden were identified by using a life cycle impact assessment (LCIA) method.
Methods: The human health burden of PM2.5 was determined by using two methods. First, the PM2.5 concentration-health response method used the concentration-response factor and severity factor for specific age groups over 30 years old and the annual average PM2.5 concentrations to determine DALY for cardiopulmonary diseases and lung cancer. Second, the LCIA used the intake fraction, the effect factor and the local air pollutant emission to quantify DALY due to inhalation of primary and secondary PM2.5.
Results and Discussion: The human health burden of PM2.5 (DALY/1000 capita) of Jeonju, Iksan and Changwon was respectively determined as 25.44, 35.03 and 22.24 by the PM2.5 concentration-health response method. The LCIA resulted in the human health burden (DALY/1000 capita) of Jeonju, Iksan and Changwon as 4.22, 2.50 and 3.99, respectively. In contribution analysis for DALY, the primary PM2.5 accounted for 60% of the DALY of Jeonju and 71% of the DALY of Changwon. However, NH3 was the major contributor to the Iksan DALY, 49%. Further contribution analysis on the local major emission sources and pollutants showed as follows: The Jeonju DALY was contributed by PM2.5 of “Dust” 21.1%, NH3 of “Agriculture” 13.6% and PM2.5 of “Road vehicles” 13.5%; The Iksan DALY was contributed by NH3 of “Agriculture”, 47.6%, PM2.5 of “Dust” 16.1% and PM2.5 of “Biomaterial incineration” 8.4%; The Changwon DALY was contributed by PM2.5 of “Industrial combustion” 32.6%, PM2.5 of “Non-road engines” 12.7% and PM2.5 of “Dust” 10.0%.
Conclusions: The LCIA method can be utilized to identify the major emission sources and pollutants contributing to the local burden of disease and help the authority screening priorities. The distinct differences in the DALY of the same city between two methods may imply that the local burden of disease would be dominantly determined by flowing primary and secondary PM2.5 from the outside of the city boundary.

국문 초록 (Abstract)

목적: 전주시, 익산시, 창원시 초미세먼지 흡입으로 인해 발생할 수 있는 건강영향을 건강영향 지수인 장애보정손실년수(DALY)로 정량화하고, 지역 건강에 가장 영향을 미치는 대기오염 배출원 및 배출물질 기여도를 분석하였다.
방법: PM2.5 흡입에 의한 DALY 정량화에 두 가지 방법을 사용하였다. 첫째, PM2.5 농도-건강반응 방법은 전주, 익산 및 창원 30세 이상 연령별 자료, 미세먼지농도-건강반응계수, 심각도계수 및 PM2.5 연평균 자료를 바탕으로 심폐질환 및 폐암에 대한 DALY를 산정하였다. 두 번째 전과정영향평가(LCIA)방법은 지역 대기오염물질 배출량, 호흡률 및 건강영향계수를 고려하여 1차 및 2차 PM2.5 물질이 야기하는 건강영향을 DALY로 산정하였다.
결과 및 토의: PM2.5 연평균 농도에 반응하는 건강영향 산정결과 인구수 1000명당 DALY (DALY/1000명)는 익산 35.03, 전주 25.44, 창원 22.24이었다. LCIA방법에 의한 PM2.5 흡입 건강영향은 DALY/1000명 단위로 전주 4.22, 익산 2.50, 창원 3.99로 예측되었다. 각 지역 DALY 기여도 분석에서 전주는 1차 PM2.5 물질에 의한 기여도(60%)가 가장 높게 나타났고, 익산은 NH3가 형성하는 2차 PM2.5에 의한 건강영향 기여도(49%)가 가장 높은 특징이 있었다. 창원은 1차 PM2.5 배출에 의한 건강영향 기여도(71%)가 가장 높았다. 더 나아가 각 지역 DALY에 가장 영향을 미치는 대기오염 배출원 및 배출물질을 세부 분석한 결과, 전주는 “비산먼지의 PM2.5”가 총 DALY의 21.1%를 차지하고, “농업의 NH3” 13.6%, “도로이동오염원의 PM2.5” 13.5% 순이었다. 익산은 “농업의 NH3”가 총 DALY의 47.6%를 차지하고, “비산먼지의 PM2.5” 16.1%, “생물성연소의 PM2.5” 8.4% 순이었다. 창원은 “제조업연소의 PM2.5”가 전체 DALY의 32.6%, “비도로 이동오염원의 PM2.5” 12.7%, “비산먼지의 PM2.5” 10.0% 순이었다.
결론: LCIA에 의한 건강영향 정량화 방법은 지역 건강에 영향을 미칠 수 있는 대기오염물질 및 주요 배출원을 선별할 수 있어 각 지역에 적합한 미세먼지 우선관리 대책수립에 도움을 줄 수 있다. PM2.5 농도에 반응하는 건강영향 DALY결과와 지역 대기오염물질 배출량에 근거한 LCIA의 DALY결과가 큰 차이를 나타내는 것은 각 시공간적 범위 내에서 발생되는 PM2.5 물질보다 밖에서 유입되는 1차 및 2차 PM2.5 물질에 의해 지역 건강이 더 영향을 받을 수 있음을 시사한다.

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