화력발전소와 건강 이 종 태 고려대학교 환경보건학과 2013.02.21.

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1 화력발전소와 건강 이 종 태 고려대학교 환경보건학과

2 목차 배출오염 현황 배출오염물질과 건강 SO2, NO2/x, PM O3 Hg 관리현황 결론

3 배출오염 현황 화력발전소 무연탄, 유연탄, B-C, LNG 발전과정 석탄연소 시 배출오염 석탄사용 과정
채굴-선탄-운반-연소-연소 후 폐기물 5대 사망원인 중 4건: 심장병, 암, 뇌졸증, 만성호흡기 질환 (a report from PSR, 2009) SO2, NOx, fine particulate matter, mercury

4 배출오염 현황 석탄사용 과정 채굴: 탄폐증, 진폐증 선탄: 슬러지발생으로 인한 중금속 오염
운반: 석탄먼지 및 수송차량 배기가스 연소: SO2, NO2/x, PM, Hg 등 연소 후 폐기물

5 배출오염 현황 SOx NOx 국립환경과학원 대기오염물질 배출량 통계 (2009) 업종 배출량(Ton) % 순위 폐기물
3,014 0.7 6 제조업 112,852 27.0 1 생산공정 92,639 22.1 2 비산업 57,840 13.8 5 비도로 67,225 16.1 4 도로 855 0.20 7 에너지산업 84,308 20.1 3 업종 배출량(Ton) % 순위 폐기물 16,666 1.6 7 제조업 167,140 15.7 3 생산공정 55,206 5.2 6 비산업 86,749 8.2 5 비도로 200,075 18.8 2 도로 389,134 36.6 1 에너지산업 147,057 13.8 4

6 배출오염 현황 CO PM10 국립환경과학원 대기오염물질 배출량 통계 (2009) 업종 배출량(Ton) % 순위 폐기물
2,533 0.3 8 제조업 16,645 2.0 6 생산공정 18,284 2.2 5 비산업 82,842 9.8 2 비도로 61,929 7.3 3 도로 618,328 73.1 1 에너지산업 37,951 4.5 4 업종 배출량(Ton) % 순위 폐기물 332 0.3 8 제조업 81,090 65.3 1 생산공정 7,068 5.7 4 비산업 2,109 1.7 6 비도로 12,573 10.1 3 도로 16,541 13.3 2 에너지산업 4,205 3.4 5

7 배출오염 현황 연소 시 직접 배출 – SO2, NOx, PM10/2.5
이차오염물질 – nitrates, sulfates 등 SOA, O3 CO2 등 온실가스

8 배출오염과 건강

9 배출오염과 건강 SO2 산성비의 원인 천식발작 호흡기 증상 및 기도염증

10 배출오염과 건강 NO2/x 산성비의 원인 오존 생성의 전구물질 기도반응 증가 천식 등 급성 호흡기 질환 만성폐쇄성 폐질환

11 배출오염과 건강 PM 급·만성 호흡기 질환 심혈관계 질환 폐암 조기사망
Particle size and chemical composition Smaller and anthropogenic

12 The adverse effects of fine particle air pollution on respiratory function in the elderly Jong-Tae Lee, Ji-Young Son, Yong-Sung Cho Sci Tot Environ 2007;385:28-36

13 Estimated change (l/min)
The adverse effects of fine particle air pollution on respiratory function in the elderly Table 4. Estimated change in peak expiratory flow rates and 95% confidence intervals (CIs) for two separate particle sizes using mixed modelsa Pollutants Estimated change (l/min) 95% CI PM2.5 (10 µg/m3) -0.54 -0.89, -0.19 PM10 (10 µg/m3) -0.39 -0.63, -0.14 aThe model included the following variables: an intercept, categorical variables of survey and sex, date, age, air temperature, relative humidity

14 A comparison of mortality related to urban air particles between periods with Asian dust days and without Asian dust days in Seoul, Korea, Jong-Tae Lee, Ji-Young Son, Yong-Sung Cho Environ Res 2007;105:409-13

15 A comparison of mortality related to urban air particles between periods with Asian dust days and without Asian dust days in Seoul, Korea, Table 2 Estimated percentage increases in the risk of total death and 95% confidence intervals for total death by an interquartile range (IQR)1 using a single-pollutant model2 Air Pollutants [lag time] Percentage increases Model with Asian dust days included (N=1827 days) Model without (N=1764 days) PM10 (µg/㎥) [lag1+2+3] 0.7 (0.2, 1.3) 1.0 (0.2, 1.8) CO (ppm) [lag1] 3.3 (2.5, 4.1) 3.3 (2.5, 4.2) NO2 (ppb) [lag1] 2.4 (1.6, 3.1) 2.5 (1.7, 3.3) SO2 (ppb) [lag1] 2.7 (1.8, 3.5) O3 (ppb) [lag1+2] 0.4 (-0.6, 1.4) 0.5 (-0.5, 1.5) 1 The IQR was 41.49µg/㎥ for PM10, 0.54ppm for CO, 17.93ppb for NO2, 3.06ppb for SO2, 21.03ppb for O3 2 The model included the following variables: an intercept, indicator variables for days of the week, and smooth spline functions for date, temperature, humidity, and air pressure

16 배출오염과 건강 PM (mortality effect of chemical-specific fine particles)
Mortality corresponded to 10 ug/m3 increases of PM10 Harvard-Six Cities by Laden et al.(EHP 2000) Source Soil (Si) Car (Pb) Coal (Se) Mortality (%) -2.3 3.4 1.1 (95% CI) (-5.8, 1.2) (1.7, 5.2) (0.3, 2.0)

17 배출오염과 건강 O3 천식 등 급성 호흡기 질환 폐기능 저하 및 기도염증 조기출산 및 저체중

18 배출오염과 건강 Hg 기후변화 “mad hatters” 신장손상 미나마타병 혹서 등 기온 변화와 대기오염
대기광화학 반응: 2차 오염물질 생성 증가

19 배출오염과 건강 화석연료사용 대기오염 (ozone & SOA) 기후변화(기온상승) 온실가스배출 Pollen & CO2
가뭄 및 산불 Ground-level ozone Diesel, NOxs Asthma attacks Other Respiratory Illnesses Premature Deaths Heart Diseases 대기오염 (ozone & SOA) 온실가스배출 기후변화(기온상승) Heat-Related Deaths Infectious Diseases Injuries from Extreme Weather Event Allergies

20 배출오염과 건강

21 배출오염과 건강 정리- 직접적 건강영향(호흡기계) 질병 혹은 상태 증상/결과 취약집단 총 질병부담 오염물질 천식악화
기침, 천명, 숨가쁨 유아,성인 의사방문횟수:1.06천만번(2006) NO2. O3, PM 천식발생 새로운 천식 발생, 기침, 천명, 숨가쁨 유아 유아:전체 유아의 9.1% 성인:전체 성인의 7.3% 확실치않음(NO2,O3,PM2.5) 만성폐쇄성폐질환 만성폐쇄성기관지염이 있는 폐기종, 기도 좁아짐, 숨가쁨 흡연자,성인 미국의 4번째 주 사망원인 NO2, PM 폐기형 (stunted lung development) 폐기능 감퇴, 천식과 기타 폐질환 발생의 위험인자 모름 NO2,PM2.5 영아사망률 1살 미만 영아의 사망률 영아 전체 영아사망률의 25% 폐암 숨가쁨, 천명, 만성적 기침 성별불문 미국 암 사망률의 주 원인 PM

22 급성 마비, 언어 장애, 시력 감퇴, 걷기 장애, 어지럼증, 두통
배출오염과 건강 정리- 직접적 건강영향(신경계) 질병 혹은 상태 증상/결과 취약집단 총 질병부담 오염물질 심장부정맥 심박수 이상, 기절, 가슴 통증, 숨가쁨 성인,고혈압환자, 심혈관계 질환자 모름 NO2, PM2.5 급성심근경색 가슴 통증, 심장 발작 성인, 당뇨 환자, 고혈압자 2006년 7백9십만명 사망 PM2.5 울혈심부전증 숨가쁨, 피로, 고혈압, 부종, 사망에 이르기도함 성인, 고혈압자, 당뇨환자, 심혈관계 질환자 2006년 60,377명 사망 허혈성 뇌졸중 급성 마비, 언어 장애, 시력 감퇴, 걷기 장애, 어지럼증, 두통 노인,고혈압환자,당뇨 환자 전체 뇌졸중의 87%에 해당 NO2, PM2.5, PM10, SO2 발달장애 IQ감퇴, 정신질환 태아,영유아 전체 출생아의 15.7% Hg

23 배출오염과 건강 정리- 간접적 건강영향(기후변화) 건강영향 기여 요소 지구온난화 기전 취약집단
열경련, 열사병, 일사병, 열실신 혹서 온실가스효과 유아, 노인, 도시 거주자, 심혈관계 질환, 비만, 호흡기계 질환 환자 수인성 박테리아에의한 설사 홍수, 극한 기상현상 증가 해수면상승 유아 (설사성 질환으로 사망) 익사 홍수 유아, 노인 천식 악화, 만성 폐쇄성 폐질환,기타폐질환 대기오염, 혹서 고온에 의한 지표오존증가 화석연료사용증가로 PM증가 공기 알러젠 증가 유아, 노인, 호흡기계질환 환자 감염성 질환 매개곤충과 매개쥐의 증가 매개동물과 곤충의 서식지 변화 고온에 의한 번식력과 발달 증가 유아, 면역기능이 손상된 사람, 저개발국가 심혈관계질환 대기오염 성인과 노인 기아, 영양실조, 기근, 굶주림 수확량 감소, 농작물 손실 해충의 서식지 증대 식물병원체의 생활사 변화 해수면상승으로 인한 농경지 손실 유아와 빈곤층 전쟁, 집단이주, 폭력 수확량 감소, 인프라 손실, 사회 불안정 위의 모든 요소 유아, 노인, 기타 환자들(underlying medical conditions) 정신질환 다양함

24 관리현황 국내 미국(2012.11. 개정안) 대기환경보전법 제 15조: 배출허용농도
수도권대기총량관리제: 질소산화물, 황산화물, PM10 미국( 개정안) 배출농도가 아닌 시간당 전력별 총량규제 PM 중 일부 중금속별 규정, HCl, Hg 등 포함

25 결론 정책제언(PSR in US) CO2 저감 (350 ppm) NO2 및 오존 저감
MACT for mercury and other hazardous air pollutants 청정에너지 대안 모색 신설 화력발전소 건설 반대 및 기존 발전소 점진적 폐쇄

26 Jong-Tae Lee, Ji-Young Son, Yong-Sung Cho
Benefits of mitigated ambient air quality due to transportation control on childhood asthma hospitalization during the 2002 Summer Asian Games in Busan, Korea Jong-Tae Lee, Ji-Young Son, Yong-Sung Cho JA&WMA 2007;57:968-73

27 Figure 1 Study period sections analyzed in the study.
September 8 September 29 October 15 November 4 Asian Game Period/Block II Pre-Asian Game Period/Block I Post-Asian Game Period/Block III Baseline Period Effective Period Figure 1 Study period sections analyzed in the study. Figure 2 Percent changes of air pollution levels in Busan during the effective period (post-Asian Games period, from October 15 to November 4) compared with the baseline periods (pre-Asian and Asian Games periods, from September 8 to October 14) in several calendar years.

28 (95% confidence interval) 1.01 (0.74-1.38) 1.35 (1.01-1.80) 1.34
Table 1 Estimated relative risks and their 95% confidence intervals of hospital admissions for asthma by an interquartile range (IQR)1 in the daily concentrations of ambient air pollutants using a single-pollutant model2 (data from September 8 to November 4 of 2002) Pollutant CO NO2 SO2 PM10 O3 RR (95% confidence interval) 1.01 ( ) 1.35 ( ) 1.34 ( ) ( ) 1.24 ( ) 1An IQR is 0.44 ppm for CO, ppb for NO2, 3.64 ppb for SO2, μg/m3 for PM10, and ppb for O3 2The model included the following variables: an intercept, indicator variables for day of week, a variable for each pollutant; and smooth functions for date, temperature, humidity, and air pressure. Table 2 Estimated relative risks and daily mean (SD) of hospital admissions for asthma among the children less than 15 years of age during the post-Asian Game period compared with the baseline period (pre-Asian and Asian Game periods) using a baseline model with an interaction term by year1 Year 2002 2003 RR (95% Confidence Interval) 0.73 (0.49, 1.11) 1.78 (1.27, 2.48) Daily mean (SD) asthma hospital admissions Baseline period2 5.5 (3.9) 4.1 (2.8) Effective period3 3.3 (2.3) 6.2 (3.4) % change -40 +51.2 1The model included the following variables: an intercept, indicator variables for day of week, calendar year and period, an interaction term of year and period; and smooth functions for temperature, humidity, air pressure 2From September 8 to October 14;3From October 15 to November 4

29 결론 화력발전소 운용 환경영향평가 시 발전소 건설과 운용의 비용 중 건강비용에 대한 고려 관리기준의 강화 또는 개정
이차오염물질로 인한 건강피해 기후변화로 인한 건강피해 관리기준의 강화 또는 개정 규제물질 확대; 기준변경