대기 오염물질 감소로 급증한 감염증이 있다?

ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ공기 오염은 호흡기 질환뿐만 아니라, 정신건강 및 인지기능 저하, 남성 불임 등 다양한 건강상 피해를 초래하기 때문에 청정한 대기 확보는 세계적인 과제라고 할 수 있다. 

깨끗한 공기와 에어로졸로 퍼지는 감염증 확산 사이에서 의외의 연관성이 발견되었다는 연구 결과가 나왔다. 논문은 미 국립과학원회보 넥서스(PNAS Nexus)에 게재됐다. 

1976년 7월 미국 필라델피아 재향군인 행사에서 집단 발생해 '재향군인병'이라고도 불리는 레지오넬라증(Legionellosis)은 레지오넬라균종(Legionella species)에 의한 3급 법정전염병이다. 

최근 급증하는 추세이며 레지오넬라균종 중 레지오넬라 뉴모필리아(L. pneumophila) 균에 의한 폐렴이 가장 대표적이다. 2000년 약 1100건이었던 증례 보고가 2018년에는 약 1만건으로 거의 9배로 늘었고, 유럽·캐나다 일부에서도 발생 사례가 5~7배 증가한 것으로 나타났다.

레지오넬라증은 원인균인 병원성 레지오넬라균에 의해 감염되는 급성 호흡기 질환이다. 레지오넬라균은 호수·냇가 등 자연환경에도 존재하나 과거 대규모 발생 사건에서는 에어컨이나 업무용 환기 시스템, 공장 냉각탑, 건물 급수시설과 같은 환경에서 오염된 물속의 균이 공기 중에 퍼져 비말 형태로 인체에 흡입돼 전파된 것으로 알려졌다. 일반적으로 사람 간 전파는 되지 않는다. 

그러나 산발적인 레지오넬라증은 원인불명인 경우가 많고 전체적인 발생 건수 증가의 배경도 분명치 않다.

이에 원인 규명에 나선 뉴욕주립대 올버니 캠퍼스 연구팀이 1992~2019년 사이 미국 질병예방관리센터에 보고된 사례를 분석한 결과, 레지오넬라증 유행이 미국에서 가장 심각한 곳은 뉴욕주로 밝혀졌다.

연구팀은 뉴욕주의 습도·기온·강수량·자외선량 등의 환경요인과 레지오넬라증 발병률을 분석했으나 레지오넬라증의 장기적 증가와의 연관성은 발견되지 않았다.

이후 조사를 통해 대기 중 이산화황(SO2) 농도 감소가 레지오넬라증 증가와 유사한 비율로 진행되고 있다는 사실을 밝혀냈다. 즉 대기 중 SO2가 줄어들면서 레지오넬라증 보고가 늘고 있다는 것. SO2는 주요 대기오염물질 중 하나로 질소산화물과 함께 산성비의 원인 물질로도 알려져 있다.

아래는 뉴욕주 레지오넬라증의 증례 보고(검은색◆)를 뉴욕주 2개 지점의 SO2 농도(파란색●과 보라색▲)와 비교한 것이다.

그래프를 보면 레지오넬라증 증가와 SO2 농도가 대칭적인 움직임을 보이는 것을 알 수 있다. 분석을 통해 같은 기간에 빗물의 pH(분홍색)와 냉각탑 유래 액체방울의 pH(노란색)이 상승하고 있다는 사실, 즉 공기 중 물방울의 산성도 저하도 확인된다. 

연구팀이 진행한 화학모델 시뮬레이션 결과, 대기 중 SO2가 물방울에 흡수되면 황산으로 변해 물방울을 산성으로 만들어 레지오넬라균 서식이 어려워진다는 것을 확인했다. 또 뉴욕주 2개 지점에서 기록된 SO2 농도 저하로 물방울 산성도는 최소 10분의 1로 낮아졌다.

이를 바탕으로 연구팀은 "SO2에 의한 대기오염이 감소한 결과, 냉각탑 등에서 방출되는 에어로졸의 산성도가 저하되고 오염된 비말에 포함되는 레지오넬라균 생존 기간이 늘어나 레지오넬라증이 증가한 것"이라는 결론을 내렸다.   

아울러 연구팀이 레지오넬라증이 발생한 장소를 매핑한 결과 레지오넬라증 환자가 거주하는 장소와 그곳에서 냉각탑까지의 거리 사이에 명확한 관련성이 드러났다. 구체적으로 냉각탑에서 7.3km에서 떨어진 지역에서는 레지오넬라증으로 인한 입원 위험이 유의하게 높았다.

연구팀은 "이는 어디까지나 관련성을 시사하는 것이지 인과관계를 증명한 것은 아니다"라고 지적하면서도 "향후 양질의 대기와 그 이점을 유지하면서 이번 연구 성과를 활용해 레지오넬라증을 줄이기 위한 전략 수립이 중요하다"고 밝혔다.