Change in the Prevalence of Allergic Diseases and its Association with Air Pollution in Major Cities of Korea - Population under 19 Years Old in Different Land-use Areas -

주요 대도시 알레르기 질환 유병률 변화와 대기오염과의 관련성 - 지역 용도를 고려한 19세 이하 주민 대상 -

이지호*

· 오인보** · 김민호*** · 방진희** · 박상진**** · 윤석현* · 김양호*

*울산대학교 의과대학 직업환경의학교실

**울산대학교 의과대학 환경보건센터

***이대목동병원 이화융합의학연구원

****순천향 대학교 천안병원 직업환경의학과

Change in the Prevalence of Allergic Diseases and its Association with Air Pollution in Major Cities of Korea

- Population under 19 Years Old in Different Land-use Areas -

Jiho Lee *

, Inbo Oh **, Min-ho Kim***, Jin Hee Bang**, Sang Jin Park****,

1

Seok Hyeon Yun *, and Yangho Kim*

*Department of Occupational & Environmental Medicine, University of Ulsan College of Medicine, Korea

**Environmental Health Center, University of Ulsan College of Medicine, Korea

***Ewha Womans University Medical Center, Ewha Institute of Convergence Medicine

****Department of Occupational and Environmental Medicine, Soonchunhyang University Hospital Cheonan, University of Soonchunhyang, College of Medicine, Cheonan, Korea

ABSTRACT

Objectives: The association of air pollution levels and land-use types with changes in the prevalence of allergic diseases (allergic conjunctivitis, allergic rhinitis, asthma, and atopic dermatitis) was investigated for seven metropolitan cities in Korea

Methods: Data on daily hospital visits and admissions (of those under 19 years old) for 2003-2012 were obtained from the National Health Insurance Cooperation. Meteorological data on daily mean temperature, humidity, and air pressure were obtained from the Korea Meteorological Administration. Daily mean or maximum concentration data for five pollutants (PM

, O

, NO

, SO

, and CO) as measured at air quality monitoring sites operated by the Ministry of Environment were used. We estimated excess risk and 95%

confidence intervals for the increasing interquatile range (IQR) of each air pollutant using Generalized Additive Models (GAM) appropriate for time series analysis.

Results: In this study, we observed a significant association between the IQR increases of air pollutants and the prevalence risk of allergic diseases (allergic conjunctivitis, allergic rhinitis, asthma, and atopic dermatitis) in all metropolitan cities after adjusting for temperature, humidity, and air pressure at sea level. Among the air pollutants, NO

and PM

were associated with the prevalence of asthma, and O

was associated with only allergic conjunctivitis in regression analysis. However, in GAM analysis considering land-use, O

and SO

were associated with allergic conjunctivitis, PM10, O3, NO2, and CO were associated with allergic rhinitis, and PM

, O

and NO

were associated with asthma in industrial area.

†

Corresponding author: Department of Occupational and Environmental Medicine, University of Ulsan College of Medicine, Korea, Tel: +82-52-250-7288, Fax: +82-52-250-7289, E-mail: [email protected]

Received: 14 November 2017, Revised: 30 November 2017, Accepted: 2 December 2017

Conclusion: This study found a significant association between air pollution and the prevalence of allergic related diseases in industrial areas. More detailed research considering mixed traffic-related air pollution (TRAP) and conducting meta-analyses combining data of the all cities is required.

Keywords: Air pollutants, allergic diseases, land use, prevalence

I. 서 론

전 세계적으로 지난 수십 년간 진행된 급격한 도 시화, 산업 및 경제활동 결과로 대기오염과 기후변 화 등 대기환경조건의 큰 변화를 경험하고 있다. 우 리나라도 높아진 사회경제적 수준으로 인해 최근 대 기오염과 관련된 건강영향과 삶의 질에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나 정작 알레르기 질환과 대기 오염과의 관련성에 관한 자료는 단면적 조사에 근거 한 일부지역에 국한된 자료만 제공될 뿐 전국적 현 황에 대한 자료는 거의 없는 실정이다.

최근 여러 국내·외 연구에서 대기오염물질 노출이 증가될수록 호흡기질환 및 알레르기질환 발생의 위 험이 증가하는 것으로 확인되고 있다

. 국민건강보 험공단

조사에서도 우리나라 대도시에서 높은 호흡 기 및 알레르기질환 수진률(중소도시와 농어촌지역 과의 비교)의 증가는 질환관리와 예방의 필요성을 강하게 시사하고 있다.

대기오염과 관련이 깊은 호흡기질환과 알레르기질 환은 취약인구(특히, 어린이)를 중심으로 증가하여, 국가의 질병부담률을 증가하고 있을 뿐만 아니라 이 를 관리하는 보호자와 경제활동마저 둔화시키고 있 는 실정이다. 경기연구원

의 보고에 따르면 알레르 기질환으로 인한 사회경제적 비용은 약 2조 2,214억 원으로 이는 2014년 우리나라 GDP의 0.15%에 해 당하며, 보완대체의학에 지출되는 비용을 적용하면 연간 10조원을 상회하는 정도이다. 국민건강보험공 단

자료에 따르면 환경오염과 관련된 알레르기질환 ( 알레르기비염, 아토피 피부염, 천식)의 경우 꾸준히 증가하고 있는 추세이며(2009년 진료환자 수: 830만 명, 1,648명/1만명), 대도시에서 높은 수진률을 보이 고 있다. 그러나 환경오염물질 중 전국적 자료를 근 거로 설명하고 있는 내용은 찾아보기 어려운 실정이다.

최근 이슈화되고 있는 기후변화는 건강에 직·간접 적인 영향을 미치게 된다(IPCC, 2010).

기후변화는 기온과 습도 등에 대한 직접적인 노출을 변화시킬

뿐만 아니라 수질, 대기질, 식생 등의 다양한 실내·

외 환경노출의 변화를 가져오게 되며 (공중화분의 분포 변화, 광화학 대기오염의 악화, 실내 집먼지진 드기, 곰팡이 변화) 호흡기질환/알레르기질환의 중요 한 원인이 될 수 있다. 그러나 매년 달라지는 기후 환경의 변화를 반영한 전국적 유병자료와 오염물질 과의 관련성에 관한 자료는 부족한 실정이다. 특히 우리나라 대도시지역은 급격한 도시화(지표면 상태 변화, 인공열 증가 등)로 인해 전구규모 기후변화를 포함한 큰 변이의 도시기후 변화를 경험하고 있음을 고려해 볼 때 이와 관련한 건강영향에 대한 관심과 대책마련의 필요성이 높다.

따라서 이 연구에서는 대기환경인자의 변화와 호 흡기질환/알레르기질환과의 관련성에 관한 전국적 규 모의 연구를 수행하기 위해 우리나라 7개 도시지역 의 대기환경 측정망 자료를 활용하여 대기오염도/기 상조건의 변화를 파악하고 국민건강보험공단의 자료 중 19세 이하 인구를 대상으로 호흡기질환/알레르기 질환과의 상관성을 조사하였다.

II. 연구방법 1. 연구대상 기간 및 지역

2003 년 1월부터 2012년 12월까지를 연구기간으로 선정하였고, 지역은 전국 7개 대도시(서울, 부산, 인 천, 대전, 대구, 광주, 울산)를 대상으로 하였다. 대 상인구는 0세부터 19세까지를 대상으로 하였다.

2. 연구대상 질환의 상병자료

본 연구에서는 대기환경조건과 밀접한 관련성 있

는 호흡기 및 알레르기 질환에 대해 국민건강보험공

단의 건강보험 청구자료를 기반으로 상병정보를 수

집하여 분석에 이용하였다. 7개 대도시의 거주자 기

준은 주민등록상의 거주지가 각각 해당시도인 사람

들 중 19세 이하를 대상으로 하였다. 건강보험 청구

자료 중 진료개시일을 기준으로 2003년 1월 1일부

터 2012년 12월 31일까지 진료환자 수(매일 단위) 의 청구자료를 추출하였다. 최종분석 대상은 주상병 명 또는 부상병명으로 국제질병분류코드(ICD-10)가 알레르기 결막염(H10), 알레르기 비염(J30), 천식(J45- 46), 아토피 피부염(L20) 등 이었으며, 진료형태는 외래 및 입원의 경우를 포함한 건강보험 청구자료이 다. 유병률은 매년 각 도시별 연령별 연중앙인구를 통계청으로부터 수집하고, 연령별로 질환별 수진자 와 입원자의 수를 합산하여 산출하였다.

3. 대기오염 및 기상자료

이 연구의 분석에 이용된 7개 도시별 대기오염도는 환경부에서 운영하고 있는 도시대기측정망 자료를 근 간으로 하였다. 대상 오염물질은 PM

, O

, NO

, SO

, CO 총 5개 일반대기오염물질로 하였고 측정된 1시간 평균 대기오염 농도 값들을 이용하여 유효일과 유효 월의 평균값(75%이상 측정된 값이 존재하는 일과 월 의 평균)를 생성하였다. 지난 10년간 평균농도 추이 분석을 위해서는 각 도시별 모든 측정소의 월평균 농 도를 이용하였고, 통계분석에서는 7개 도시의 구별 평 균값을 사용하였는데, 구별 위치한 측정소들의 평균 을 구하여 대푯값으로 추정하였다. 여기서 구에 해당 되는 측정소가 없을 경우 분석에서 제외하였다. 기상 자료는 각 도시별 위치한 기상관측소(ASOS, Automated Synoptic Observing System) 에서 관측한 지상 기온, 상대습도, 해수면기압 자료를 이용하였다. 기온과 상 대습도는 한 시간마다 측정되며, 해수면기압은 세 시 간마다 측정된다. 기상변수들의 일별 대푯값은 일별 평균값을 이용하였다.

4. 통계분석

대기오염물질 농도변화에 따른 일별 연구대상 질 환 진료건수의 변화를 정량적으로 산출하고자, 일반 화 가법모형(Generalized additive model)을 이용하 였다. 일반화 가법모형은 분석에 영향을 미칠 수 있 는 혼란변수를 비모수적 평활함수로 통제하면서, 포 아송 회귀분석이 적합하도록 하였다. 대상 질환의 일 일변동은 기온, 상대습도, 요일 등의 변화와 밀접한 관련성이 있다는 연구결과들에 근거하여 이 연구에 서는 기상변수, 장기추세, 계절변동 등은 LOESS 함 수(locally weighted regression smoothing function) 를 이용하여 통제하였다. 진료건수변화에 대한 장기

추세, 계절변화, 기온, 습도, 해수면기압, 요일효과 등이 포함된 최종모형은 다음의 식과 같다.

Ln(Daily visiting count of OPD) = β0 + β(Pollutant)

+ D(Day of week) + S1(Temperature) + S2(Relative humidity) + S3(Sea pressure) + S4(Date)

통계모형은 AIC(Akaike's information criterion)가 가장 작은 값을 가지는 모형을 선택하였으며 보다 정확한 계수를 추정하기 위하여 Dominici 등이 제 시한 강화된 수렴기준(convergence criterion)을 적용 하였다.

또한 대기오염물질이 대상 질환별로 진료 에 지연효과를 고려하였다. 대상 질환별 진료에 대 해 당일 수진자료를 월별로 합산하고 이에 대하여 연도별 시의 인구 1000명당 수진율을 계산하였다.

대상 질환에 대해 최고 3개월까지의 대기오염물질별 지연효과를 분석하고 연관성이 가장 높은 월을 지연 효과기간으로 선정하였다.

포아송 회귀분석의 회귀계수는 대기오염물질의 4 분위수별 농도증가에 따른 진료건수의 증가에 미치 는 영향을 나타낸다. 각 오염물질의 계수 β에 오염 물질별 4분위수를 곱한 뒤 지수를 취해서 각 오염 물질의 4분위변이에 따른 농도증가가 대상 질환별 진료건수에 미치는 상대위험도를 구하였다. 상대위 험도와 95% 신뢰구간을 구하는 방법은 다음 식과 같다.

RR(Relative risk) = exp(AP × β) 95% Confidence Interval (CI) = exp(AP × β ± 1.96 × AP × S.D.)

여기서, β: 대기오염물질 농도변화에 따른 건강영 향의 양-반응함수(Risk coefficient) AP: 대기오염물 질의 4분위수 증가

자료의 정리와 분석은 GAM을 이용하였고 사용한 프로그램은 SAS 12.1 version과 S-plus 6.1 version 을 이용하였다.

III. 연구결과

1. 주요 대도시의 알레르기질환 유병률 및 대기

오염도 변화(2003-2012년)

7 대도시에서 10년간 관찰한 19세 이하 알레르기 질환의 1000명당 수진 및 입원율 변화양상은 Fig. 1 과 같다. 알레르기 결막염의 경우 2003년부터 환자 수는 해를 거듭할수록 증가하는 양상을 나타내었다.

그러나 2010년부터 2012년 사이에는 이러한 증가양 상이 다소 둔화되고 있었다. 알레르기 비염의 경우 연구기간 내내 증가 양상을 나타내고 있으며 모든 도시에서 비슷하였다. 천식의 경우 2009년까지는 지 속적으로 증가 양상을 나타냈으나 그 이후 감소하였 다. 아토피 피부염의 경우는 다른 알레르기 질환과 달리 감소하는 추세이거나 크게 변화하지 않는 양상 을 나타내었다.

Fig. 2 는 동일기간 대기오염물질농도의 변화를 보 여준다. 모든 대기오염물질 농도는 계절적 변화가 뚜 렷하며, 특히 광화학 대기오염물질인 O

은 모든 도 시에서 매우 뚜렷한 계절성을 볼 수 있다. 연도별

변화의 경우 오존은 약한 증가경향(slop= 약 0.03/month) 이 나타나며 나머지 대기오염물질의 경우 증감의 변 화가 명확하지 않다. 도시별 비교에서 차이가 큰 물 질은 NO

, SO

, CO 농도였으며, 특히 NO

의 경우 서울과 인천에서 다른 도시에 비해 약 10~15 ppb 높은 수준을 나타내었다.

2. 알레르기질환 유병률과 대기환경인자 평균분포

Table 1 은 7대 대도시에서 10년간(2003년-2012년)

평균된 알레르기 질환 유병률(인구 1000명당 수진자

수)과 기상인자(기온, 상대습도, 기압), 대기오염물질

(PM

, O

, NO

, SO

, CO) 의 농도값을 보여준다. 우

선 알레르기 질환 1000명당 월별 유병률의 경우, 알

레르기 결막염은 서울 219.0명, 대전 215.9명 순으

로 높았고, 나머지 지역은 182-189명 수준이었다. 알

레르기 비염은 인천 419.2명, 대전 396.1명으로 다

Fig. 1. The prevalence of allergic disease per 1,000 person under 20 years old on each cities for study period(2003-2012)

른 도시에 비해 높았다. 천식의 경우에는 대구 391.1 명, 인천 356.7명, 광주 318.8명 순이었으며 나머지 는 300명 이하로 나타났다. 아토피 피부염은 대전 171.3 명, 인천 163.4명 순이었으며, 부산이 109.9명

으로 가장 낮았다. 대체적으로 거주인구가 많고, 교 통의 중심지인 대구, 대전 및 경인지역에서 알레르 기 질환 유병률이 높은 것으로 나타났다.

기상인자의 경우, 기온은 남부지역에 위치한 도시

Fig. 2. Variations of the monthly mean concentrations of air pollutants in major cities for 2003-2012

J Environ Health Sci 2017; 43(6): 478-490 http://www.kseh.org/

Ta ble 1. Su m m ar y s ta tis ti cs o f al le rg ic di se as es pr eva le n ce , m et eor ol ogi ca l co ndi ti o n an d ai r po ll ut ion b y c it y, 200 3-2 012 A ller g ic disease prevalen ce (per m onth/1,00 0) M et eorological cond ition A ir pollutant co ncen tr ation Ci ty Aller g ic C o n junctivitis Aller g ic rhiniti s A sthm a A topic d erm ati tis Ai r tem p erature (? ) R elati v e Hu m idi ty (%) Se a- lev el Pressu re (hP a)

PM

(m g/m

) O

(pp b ) NO

(ppb ) SO

(p pb) CO (ppm ) B u sa n 1 82.0 (30 .1 ) 333 .4 (1 37.7) 238 .3 (5 1.3) 109.9 (5 .7 ) 14.7 (7.8) 6 1 .5 (13.0) 10 15.6 (5.6) 5 2 .9 (14.4) 34 .8 (9.6) 22.7 (6.7) 6 .1 (2.0) 0.5 (0 .2 ) D aeg u 1 85.3 (41 .3 ) 383 .5 (1 78.0) 391 .0 (6 1.5) 11 9 .8 (6 .9 ) 14.5 (9.1) 5 7 .0 (10.4) 10 16.1 (6.2) 5 2.2 (14.1) 35 .6 ( 1 2.8) 24.0 (7.7) 5 .7 (2.5) 0.8 (0 .2 ) D aejeo n 2 15.9 (38 .8 ) 396 .1 (1 88.6) 261 .1 (5 1.5) 171.3 (22 .8 ) 12.9 (9.5) 6 5 .6 (8.7) 1 0 16.1 (6.7) 4 5 .1 (13.3) 32 .8 ( 1 2.1) 20.3 (6.6) 4 .3 (2.0) 0.7 (0 .3 ) G w angju 1 82.2 (33 .2 ) 322 .0 (1 31.4) 318 .8 (4 1.6) 146.5 (23 .9 ) 14.1 (9.1) 6 7.5 (7.1) 10 16.4 (6.6) 4 5 .7 (14.2) 33 .9 (1 1.2) 21.3 (6.8) 4 .0 (1.3) 0.7 (0 .2 ) In cheo n 1 87.3 (38 .5 ) 419 .2 (1 90.3) 356 .7 (8 4.5) 163.4 (9 .4 ) 12.5 (9.3) 6 7 .2 (9.1) 10 16.1 (6.7) 6 0 .8 (15.3) 31 .1 ( 1 0.9) 30.7 (7.7) 7 .9 (2.9) 0.8 (0 .3 ) Seo u l 2 19.0 (40 .8 ) 364 .9 (1 53.6) 281 .6 (6 7.8) 152.4 (16 .0 ) 12.7 (9.9) 6 1 .0 (8.5) 10 16.1 (6.8) 5 5 .4 (16.4) 29 .5 ( 1 2.3) 35.3 (8.1) 5 .4 (1.9) 0.7 (0 .2 ) Ulsan 1 82.5 (28 .7 ) 346 .9 (1 33.2) 248 .6 (5 9.9) 121.1 (7 .2 ) 14.3 (8.3) 6 3 .0 (1 1 .6 ) 10 15.6 (5.7) 4 9 .7 (13.4) 33 .3 (9.1) 21.3 (5.0) 7 .7 (3.1) 0.6 (0 .2 ) A ll va lu es ar e m ea n a nd s ta nda rd d ev ia ti ons f or 20 03- 2012 : m ean ( S D)

들에서 상대적으로 높고 큰 차이는 아니지만 부산이 최고로 높았다. 상대습도는 서울, 부산, 대구지역이 상대적으로 낮았고 이는 도시화 효과의 영향으로 볼 수 있고 최저값이 나타난 대구는 내륙도시의 특징이 반영된 결과이다. 기압의 경우 도시들 간의 평균적 차이가 매우 적었다. 대기오염물질의 경우 물질별로 평균농도가 높은 도시들이 다르다. PM

과 NO

는 인천과 서울에서 농도가 높고, O

은 대구와 부산, SO

는 인천과 울산, CO는 대구와 인천이 상대적으 로 높았다. 전반적으로 교통, 산업시설이 다수 위치 한 수도권의 인천, 서울지역에서 대기오염도가 높은 경향을 보여 준다.

3. 대기오염물질 농도와 알레르기 질환 유병과의 관련성(19세 이하 인구)

Table 2 는 7개 도시에 대해 대기오염 물질은 1일 농도를 계산하고 이를 월별로 평균값을 계산하여 알 레르기 질환 월별 유병율과의 관련성을 회귀분석한

결과이다. 알레르기 결막염 유병은 오존의 증가와 유 의한 양의 상관이 있었고, 나머지 대기오염물질과는 유의한 음의 상관이 있었다. 알레르기성 비염의 경 우 입자성 물질, 이산화황, 일산화탄소와 유의한 음 의 상관이 있었다. 천식의 경우 이산화질소와 유의 한 양의 상관이 있었고 나머지 물질과는 유의한 관 련성을 보이지 않았다. 아토피 비부염의 경우 이산 화질소와 유의한 음의 상관이 있었고 나머지 대기오 염물질과는 유의한 관련성이 없었다. 단면적인 회귀 분석의 결과로만 해석하자면, 교통관련 배출물질인 이산화질소와 입자성 분진은 천식의 유병증가와 관 련성이 있으며, 이들 물질과 상호작용에 의해 발생 한 오존의 자극성은 결막염 유병과 관련이 있는 것 으로 해석된다.

4. 도시별 지역 용도에 따른 대기오염물질과 알 레르기 질환과의 관련성

Fig. 3-1 과 3-2는 7개 도시에 대하여 행정구별로 Table 2. Summary results of regression analysis between air pollutants and prevalence of allergic diseases for the

population under 20 years old over study period(2003-2012) Allergic disease Pollutants intercept regression

coefficient standard error p-value

Allergic Conjunctivitis

PM

34.446 -0.344 0.043 <0.001

O

7.512 0.271 0.062 <0.001

NO

45.878 -1.174 0.097 <0.001

SO

42.882 -4.504 0.420 <0.001

CO 41.138 -43.754 3.499 <0.001

Allergic rhinitis

PM

46.029 -0.300 0.112 0.008

O

30.007 0.017 0.142 0.902

NO

20.889 0.391 0.308 0.206

SO

49.032 -3.173 1.226 0.011

CO 45.267 -26.283 11.133 0.019

Asthma

PM

20.001 0.091 0.062 0.145

O

25.828 -0.033 0.077 0.669

NO

5.331 0.780 0.152 <0.001

SO

24.934 -0.041 0.686 0.953

CO 23.232 2.629 6.195 0.672

Atopic dermatitis

PM

11.523 0.007 0.011 0.495

O

11.251 0.019 0.013 0.154

NO

14.544 -0.106 0.028 <0.001

SO

11.771 0.023 0.120 0.843

CO 12.401 -0.879 1.086 0.419

J Environ Health Sci 2017; 43(6): 478-490 http://www.kseh.org/

지역용도 이용현황을 이용하여, 공업지역이 없는 행 정지역구(회색, 대조지역)와 공업지역이 전체의 10%

이상인 행정구(검은색)에 대해 대기오염물질 4분위 수 1단위 증가에 대한 알레르기 질환 유병위험도에 대해 일반가법모형(GAM)을 이용하여 분석하였다.

분석에 포함된 행정구는 부산 4개구, 대구 3개구, 대 전 2개구, 광주 3개구, 인천 5개구, 서울 5개구, 울 산 3개구 등으로 총 25 개구였으며 각 도시별로 대 조지역이 포함되어 있다.

알레르기성 결막염의 경우 PM

, O

, SO

, CO 농 도 4분위수가 1단위 증가할 때마다 유병위험도가 유 의하게 증가하는 경향이 있었다. PM

의 경우 대조 지역 1곳에서, O3의 경우 대조지역 2곳과 공업지역 5 곳에서, SO

의 경우 대조지역 1곳과 공업지역 3곳 에서, CO의 경우 대조지역 1곳에서 알레르기 결막 염의 유병위험도를 의미있게 증가시키는 것으로 나 타났다. 그러나 NO

의 경우 의미있는 유병률 변화 가 있는 지역이 없었다. 알레르기 결막염의 경우 대 조지역에 비해 공업지역에서 유병위험도가 증가하였

으며 그 주요 요인은 O

와 SO

의 농도증가에 따른 것으로 나타났다.

알레르기성 비염의 경우 대기오염물질(PM

, O

, NO

, SO

, CO) 농도 4분위수가 1단위 증가에 대해 알레르기 질환의 유병위험도가 일정한 양상으로 변 하지는 않았다. PM

의 경우 공업지역 1곳, O

의 경 우 공업지역 1곳, NO

의 경우 공업지역 3곳에서, CO의 경우 공업지역 1곳에서 알레르기 비염의 위험 도가 증가하였다. 그러나 SO

의 경우 유병위험도와 역상관 관계를 보여주었다. 알레르기 비염의 경우 공 업지역에서 유병위험도의 상승이 있었으며 관련요인 은 PM

, O

, NO

, CO 등의 농도증가인 것으로 보 인다.

천식의 경우 PM

, O

, NO

, SO

농도 4분위수가 1단위 증가할 때마다 유병위험도가 유의하게 증가하 는 경향이 있었다. PM

의 경우 공업지역 3곳, O

의 경우 대조지역 2곳과 공업지역 4곳, NO

는 공업지 역 2곳에서 천식의 유병위험도가 증가하였다. 그러 나 SO

의 경우 대조지역 1곳과 공업지역 4곳, CO Fig. 3a. Odd ratio in risk of prevalence per IQR increase in air pollutants, by each city (Allergic conjunctivitis, Allergic

rhinitis) Gray color and Black color indicate control area and industrial area, respectively.

의 경우 대조지역 1곳과 공업지역 3곳에서 농도와 유병위험은 역상관이 있는 것으로 나타났다. 천식의 유병위험도가 공업지역에서 대조지역에 비해 높은 경향을 나타내었으며, 이는 PM

, O

, NO

의 농도 증가와 관련이 있었다.

아토피피부염의 경우에는 대기오염물질의 증가에 따른 유병위험도가 대조지역에 비해 공업지역에서 조금 높은 경향이 있으나 개별 물질의 영향에 대한 통계적 유의성은 없는 것으로 나타났다.

IV. 고 찰

알레르기 질환의 유병률 증가는 서구화된 식사습 관, 대기오염, 기후 변화, 개인의 유전적 성향 및 생 체 미생물과 관련된 면역학적인 변화 등과 같은 다 양한 요인이 관련되어 있다.

아직도 논란이 있지 만, 역학 연구와 실험 연구들에서 알레르기 질환의 발생 및 악화와 대기 오염의 관련성에 대해 대기오 염물질이 알레르기 질환의 발생과 증상의 변화에 중 요한 역할을 하는 것으로 보고하고 있다

. 알레르

기 질환과 관련된 오염 물질로는 자동차나 발전소의 연료 소비, 고온에서의 산화 반응과 산업 과정에서 발생되는 실외 대기 오염 물질(PM, O

, NO

, SO

, CO) 과 건축, 연료 소비, 인간의 대사 활동 혹은 특 정 물질로부터 방출되는 실내 대기 오염 요인(간접 흡연, 라돈, CO, CO

, 휘발성 유기화합물(VOCs) 등) 이 있다.

대기오염물질의 경우 환경정책기본법에 대기환경

규제기준의 목표를 설정하고 이 목표치를 달성하기

위한 각종 정책을 추진하여 과거에 비해 점진적 향

상을 보이고 있다. 본 연구에서 10년동안 측정망의

통합 월평균 값을 다른 기준과 직접적으로 비교는

어려우나 대기오염물질별 국내 및 미국과 유럽의 규

제기준과 비교하여 보면, 입자성 물질(PM

, µg/m

)

의 경우 45.1-60.8 µg/m

의 분포이며, 부산(52.9), 대

구 (52.2), 인천(60.8), 서울(55.4) 지역은 한국의 1년

기준 50 µg/m

과 유럽의 기준 40 µg/m

을 초과하

고 있었다. PM

의 경우 규제기준이 다른 나라에 비

해 완화되어 있어 좀 더 강화된 관리방안이 필요하

다는 요구가 있었던 항목이다.

오존의 경우 29.5-

Fig. 3b. for Asthma and Atopic dermatitis

J Environ Health Sci 2017; 43(6): 478-490 http://www.kseh.org/

35.6 ppb 로 한국의 8시간 기준(60), EPA 기준(70), EU 기준(60)보다는 낮은 수준이었다. 이산화질소의 경우 20.3-35.5 ppb로 한국의 1년 기준(30)을 초과 하는 지역이 인천과 서울지역이었으며, 이는 NO

의 주요배출원인 이동오염원과 화석연료 발전소 등의 고온 연소원이 많이 존재하기 때문인 것으로 해석된 다. 이산화황의 경우 4.0-7.9 ppb이고 CO의 경우 0.5-0.8 ppm 으로 각각 우리나라의 1년기준 20 ppb 및 25 ppm보다 낮았다.

전국 7개도시 평균 알레르기 질환의 유병현황에서, 알레르기 결막염의 유병률은 1,000명당 182.0-219.0 명으로 이은희 등이 2003-2004에 전남 일부지역을 대상으로 설문조사한 증상유병률 40.2%보다는 낮았 으나 의사진단 유병률 15.8보다는 높은 수준이었으 며,

이혜숙 등이 2008년 제주시를 대상으로 설문 을 이용하여 18세이하를 전수 조사한 결과 평생유 병률 21.9% 및 치료유병률 12.9%와 유사한 수준이 었다.

지역별로 서울과 대전이 타지역에 비해 높 게 나타났는데 이는 교통량이 많고 이로 인한 질소 산화물의 증가와 이차적 부산물인 오존의 증가와 관 련이 있는 것으로 해석된다. 연도별 유병률은 2003 년 이후 지속적인 증가 추세에 있으며 2010년 이후 에는 비슷하거나 감소추세를 나타내었다.

알레르기 비염의 경우 본 연구에서는 333.4- 419.2(1000 명당)로 황선혜 등이 2004년부터 2010년 까지 국민건강보험공단자료를 기반으로 조사한 10.98- 18.81% 및 2010년에 안강모 등이 전국을 7개 권역 으로 층화하여 ISAAC 설문지 기반의 알레르기 질 환 증상 유병률 18.9%(초등1학년) 및 19.2%(중등1 학년)에 비해 높게 나타났다.

이는 대상자 선정과 정에서 진단명의 적용에 따른 차이와 비염 증상에 대한 처방과정에서 감기동반증상의 처방을 위한 상 병입력을 고려해야할 필요가 있다. 그러나 알레르기 비염의 유병률 증가는 해를 거듭할수록 증가하는 비 슷한 경향을 나타내었다.

지역별로 대구와 인천이 타지역에 비해 높게 나타났고 부산과 광주의 경우는 낮았는데 이는 교통량 많고, 공단을 포함한 지역에 서 증가한 미세먼지와 이산화질소의 증가와 관련이 있은 것으로 해석된다. 연도별 유병률은 2003년 이 후 지속적인 증가 추세에 있으며 이는 홍수종 등이 ISAAC 자료로 분석한 국내의 연구내용과 비슷한 양 상이었다.

천식의 경우 본 연구에서는 238.3-356.7(1000명당) 으로 안강모 등의 연구결과 10.3%(초등1학년) 및 8.3%(중등1학년)와 ISAAC의 자료를 기반으로 분석 하였던 홍수종 등(2008)의 연구결과에 비해 높은 결 과를 나타내었는데 이는 천식의 심한 증상을 부모가 관찰한 결과와 실제 소아에서 네블라이저(흡입형 치 료기) 처방을 위한 상병입력과의 연관성을 감안하여 해석해야할 필요가 있다. 지역별로 대구와 인천이 타 지역에 비해 높게 나타났고 부산과 대전의 경우는 낮았는데 이는 알레르기 비염의 경우와 같이 교통의 요충지와 공단을 포함한 지역에서 증가한 미세먼지 와 이산화질소 및 상대적으로 기온이 높은 지역의 2 차적 산물인 오존의 증가와 관련이 있은 것으로 해 석된다. 연도별 유병률은 2003년 이후 지속적인 증 가하였다가 2010년부터 전반적인 감소 추세에 있으 며 이는 소아 천식 조절을 위한 성공적인 교육과 치 료방법의 개발에 기인할 가능성이 있으며, 그 외에 다른 사회적인 요인이 관여될 가능성도 있다.

아토피 피부염의 경우 본 연구에서는 109.9-171.3 (1000 명당)으로 안강모 등의 연구 결과인 17.9%(초 등1학년) 및 11.2%(증등1학년)와 제주시의 결과인 평생유병률 (21.7%) 및 치료유병률(14.0%)과 비슷 한 정도이다. 지역별로 대전과 인천이 타지역에 비 해 높게 나타났고 부산과 대구의 경우는 낮았는데 아토피 피부염의 경우 대기오염물질과의 의미있는 관련성이 없었다. 연도별 유병률은 2003년 이후 변 화가 없거나 전반적인 감소 추세에 있으며 이는 치 료에 대한 인식도의 변화와 적절한 치료 가이드라인 의 제공과 관련이 있을 것으로 보인다. 그러나 본 연구에서 조사한 알레르기 질환의 10년(2003-2012 년) 평균 유병률은 기존의 국내 연구가 대부분 단면 적 연구, 설문조사 기반, 일부 한정적 지역의 조사 등의 이유와 연구마다 연구대상이 다르고, 질병의 분 류 및 포함된 상병의 종류가 상이하여 직접적인 비 교는 곤란하므로 이를 해석할 때 주의를 필요로 한다.

알레르기 질환 유병률과 대기오염에 대한 우리나

의 연구가 대부분이 단면적인 연구이거나 설문조사

기반의 연구로 두 가지 요소의 변화를 동시에 연관

지어 해석할 수 없는 문제점이 있었다. 이번 연구에

서는 이러한 제한점을 극복하고 시계열적 변화에 적

합한 일반가법모형을 이용하여 대기오염물질의 변화

에 따른 알레르기 질환의 유병률 변화를 파악하고자

하였다. 그러나 시도별 평균자료만을 이용할 경우 대 기오염 측정망의 자료가 희석되는 점이 있고, 지역 구별 자료를 이용하여 분석할 경우 표현할 내용이 너무 복잡하여 모든 자료를 논문으로 제시하기 어려 움이 있다.

따라서 본 연구에서는 일반가법모형으로 지역용도 에 대한 분포를 구분하고 공업지역과 대조지역으로 구분하여 알레르기 질환과 대기오염과의 관련성에 대한 분석을 하였다. 공업지역에서 알레르기 질환의 위험도를 증가시키는 대기오염물질은 입자상 물질 (PM

), 오존, 이산화질소, 이산화황 및 일산화탄소 가 모두 포함되었지만 질환마다 영향을 미치는 물질 은 상이하였다. 알레르기 결막염은 오존과 이산화 황, 알레르기비염은 입자상 물질(PM

), 오존, 이산 화질소, 일산화탄소 등이었으며, 천식의 경우 입자상 물질(PM

), 오존, 이산화질소 등이었지만 아토피피 부염의 경우 관련이 있는 대기오염물질은 없었다.

우리나라의 경우 알레르기 질환의 유병률과 대기 오염물질과의 관련성을 시계열적으로 분석한 자료로 는 배현주 등의 연구에서 PM

의 농도가 10 µg/m3 증가할 때마다 천식의 입원위험이 0.9% 증가하는 것 으로 보고하였다.

또한 김효미 등은 2003년부터 2010 년까지의 국민보험공단 자료를 이용하여 전국 7 대도시의 알레르기 질환과 오존 및 미세먼지와의 관련성을 분석한 결과를 제시한 바 있으며,

연구 대상이 달라 직접적인 비교는 어려우나 오존이 알레 르기 비염과 천식에 유의한 영향을 미치는 점은 본 연구와 유사하며, 알레르기 결막염에 대한 영향을 고 려하지 않은 점과 아토피 피부염에 대한 영향이 본 연구에서는 나타나지 않았으나 이전 연구에서는 유 의하였다는 점이 다른 점이었다.

대조지역에서 알레르기 질환의 유병률 위험도가 높았던 질환은 알레르기 결막염이었으며 대구지역에 서만 알레르기 결막염에 대해 입자상 물질과 오존이 위험도의 상승과 유의한 관련성이 있었다. 이는 대 구지역이 다른 지역에 비해 상대 습도가 낮고, 일교 차가 크며, 교통관련 혼합오염물질의 농도가 상대적 으로 높았던 점이 그 원인인 것으로 생각할 수 있 으나 추후 연구가 필요한 부분으로 보인다.

본 연구에서 고려하였던 대기오염물질과 알레르기 질환 유병률과의 관련성은 알레르기 질환의 유병에 영향을 미치는 다양한 요인 중의 일부를 고려한 것

으로 설명에 한계점이 있을 수 있다. 또한 개인별 자료를 기반으로 종적인 연구를 수행한 것이 아니라 대기오염과 알레르기 질환의 관련성에 대한 2차적 자료를 분석하였으므로 사회인구학적 변수와 도로교 통관련 오염물질에 대한 내용과 알레르기 질환에 대 한 대체요법의 이용 등의 치료방법의 전환에 따른 유병의 변화 및 자녀의 알레르기 질환이 심각할 경 우 상대적으로 오염이 적은 청정지역으로 이주를 하 는 경우도 있으나 이를 반영하지 못한 부분도 제한 점으로 작용하므로 해석에 주의를 요한다. 유럽의 출 생코호트 중 10세 이하 어린이를 대상으로 Land-use regression models을 이용하여 외기의 입자성 물질 (PM

, PM2.5) 농도와 알레르기 질환에 대한 감작정 도를 분석한 연구에서는 명확한 관련성을 밝혀내지 못하였지만,

입자성 물질(PM)과 가스상 물질(O

, NO

, SO

) 및 교통관련 혼합대기오염물질(mixed traffic-related air pollution, TRAP) 은 짧은 기간 동 안 노출되더라도 어린이와 어른 모두에서 천식의 증상악화 위험이 증가하는 것으로 보고한 바 있었 다.

또한, 천식과 대기오염에 대한 종적인 연구에 서 어른의 경우 짧은 기간동안의 대기오염 노출은 천식의 증상을 악화시키지만 연령, 성, 비만도, 교육 정도, 지역에 대한 보정을 하였을 경우 NOx, PM, 교통량(교통부하 및 교통밀도) 등의 대기오염 물질 은 유의한 영향이 없는 것으로 보고하였다.

이처 럼 대기오염물질의 건강영향에 대한 연구결과는 아 직도 논란이 있으며 연구방법과 대상 및 고려된 요 인에 따라 다양하게 나타난다. 특히 우리나라 환경 보건 정책을 뒷받침할만한 국내 연구가 부족하므로 장기적인 추적 관찰 연구가 지속적으로 이루어지기 를 바란다.

V. 결 론

전국 7개 도시에 대해 19세 이하의 국민을 대상 으로 대기오염물질과 알레르기 질환의 관련성을 분 석한 연구결과를 요약하자면 다음과 같다.

1. 대기오염물질별로 국내 및 미국과 유럽의 규제

기준과 비교하여 기준을 초과한 물질은 입자성 물질

(PM

, µg/m

) 과 이산화질소(NO

) 이며, 도시별로 차

이가 큰 물질은 이산화질소, 이산화황, 일산화탄소

등이었다.

J Environ Health Sci 2017; 43(6): 478-490 http://www.kseh.org/

2. 알레르기 질환 중 유병률이 증가하는 양상을 보 이는 경우는 알레르기 결막염과 알레르기 비염이었 으며, 지역별로 알레르기 결막염은 서울, 대전 순으 로 높았고, 알레르기 비염은 인천, 대전이었으며, 천 식의 경우에는 대구, 인천, 광주 순이었고, 아토피 피부염은 대전, 인천 순으로 높았다.

3. 대기오염물질 농도와 알레르기 질환 유병과의 관련성을 분석한 결과 이산화질소와 입자성 분진은 천식의 유병증가와 그리고 이들 물질과 상호작용에 의해 발생한 오존의 자극성은 결막염 유병과 관련이 있는 것으로 보인다.

4. 일반가법모형 분석에서 공업지역 알레르기 질 환의 위험도를 증가시키는 대기오염물질은 입자상 물질(PM

), 오존, 이산화질소, 이산화황 및 일산화 탄소가 모두 포함되었다. 알레르기 결막염은 오존과 이산화황, 알레르기비염은 입자상 물질(PM

), 오존, 이산화질소, 일산화탄소 등이었으며, 천식의 경우 입 자상 물질(PM

), 오존, 이산화질소 등이었지만 아토 피피부염의 경우 관련이 있는 대기오염물질은 없었다.

알레르기 질환의 발생과 악화에는 다양한 요인이 작용하지만 이 연구에서는 대기오염물질과 지역용도 에 따른 영향을 고려하였다. 국내에는 아직 이러한 내용을 다루는 국내 연구가 많지 않아 향후 유전 적, 면역학적 요인뿐만 아니라 실내 오염요인과 개 인노출에 대한 영향과 모델링을 이용하여 보다 자세 한 지역오염수준의 영향을 고려한 지속적인 연구가 필요한 것으로 사료된다.

감사의 글

본 조사사업은 2012년도 대한의학회 의학통계 조 사사업비로 이루어졌습니다. 지원에 감사드립니다.

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