미세먼지 입자크기에 따른 급성사망 영향과 경제적 손실 비용

Abstract

[한글]대기오염 물질 중 주요 오염원이며, 인체 영향이 큰 미세먼지를 대상으로 하여 입자의 크기별(PM10, PM2.5) 관리 방안을 도출하기 위해, 미세먼지와 급성사망과의 관련성을 확인하고, 이에 대한 농도-반응 함수를 유도하여 현 오염수준에서의 초과사망자수를 산출하였으며, 1인의 통계적 생명가치액을 추정하여 규제 기준 관리에 대한 경제적 손실비용을 산출하였다.우선 미세먼지와 사망과의 관련성 파악을 위하여, 2002년 1월 1일 0시부터 2005년 12월 31일 23시 까지 4년간 서울시 PM10과 PM2.5 시간별 모니터링 데이터와 동일 기간의 서울시 사망원인통계 자료를 입수하여 분석하였다.분석 결과, PM10의 경우 IQR (30.1㎍/㎥) 증가시, 전체사망의 상대위험도는 1.008 (95%CI=0.873-1.039), 호흡기계 질환 사망의 경우 1.045 (95%CI=0.980-1.063), 심혈관계 질환 사망의 경우 1.031 (95%CI=1.028-1.063)로 나타났다.PM2.5의 경우 IQR (17.3㎍/㎥) 증가시, 전체 사망의 상대위험도는 1.045 (95%CI=1.028-1.069), 호흡기계 질환 사망의 경우 1.084 (95%CI=1.033-1.106), 심혈관계 질환 사망의 경우 1.062 (95%CI=1.021-1.113)로 나타났으며, 모든 사망 위해에 대하여 PM2.5의 상대위험도가 더 높게 나타났다.추정된 PM10과 PM2.5에 대한 상대위험도를 통해 농도-반응 함수를 유도하기 위하여, 본 연구에서는 log-linear C-R function을 사용하였다.PM10의 구별 평균 오염도와 노출 인구수를 토대로 농도-반응 함수에 대입하여 전체 사망자수를 추정한 결과 서울시 전체에서 연간 약 306명의 초과사망자가 발생할 가능성이 있는 것으로 추정되었으며, 호흡기계 질환 사망의 경우 연간 약 92명, 심혈관계 질환 사망의 경우 연간 약 282명의 초과사망자가 발생할 가능성이 있는 것으로 추정되었다.PM2.5의 경우 전체 사망자수를 추정한 결과 서울시 전체에서 연간 약 1,488명의 초과사망자가 발생할 가능성이 있는 것으로 추정되었으며, 호흡기계 질환 사망의 경우 연간 약 146명, 심혈관계 질환 사망의 경우 연간 약 486명의 초과사망자가 발생할 가능성이 있는 것으로 추정되어 현 수준의 PM10에 비하여 PM2.5의 사망 위해가 더 높은 것으로 추정되었다.PM 노출로 인한 사망영향의 경제적 손실비용을 산출하기 위하여, 3년간 총 2,635명을 대상으로 사망위해도 저감에 대한 설문조사를 실시하여 지불의사금액을 산출하였으며, 서울 지역의 지불의사금액을 추정한 결과, 지불의사금액(WTP)은 23,544(원/월)로 추정되었고, 1인의 통계적 생명가치액(VSL)은 565,056,000원으로 추정되었다.PM10의 경우, 전체 사망으로 인한 경제적 손실비용은 연간 약 1,731억원으로 추정되었으며, 호흡기계 사망으로 인한 경제적 손실비용은 연간 약 517억, 심혈관계 질환으로 인한 경제적 손실비용은 약 1,595억으로 추정되었으며, PM2.5에 대한 경제적 손실비용을 추정한 결과, 전체 사망으로 인한 경제적 손실비용은 연간 약 8,408억원으로 추정되었으며, 호흡기계 사망으로 인한 경제적 손실비용은 연간 약 823억, 심혈관계 질환으로 인한 경제적 손실비용은 약 2,744억으로 추정되었다.PM10과 PM2.5의 관리에 대한 경제성을 평가하기 위하여, 현 수준에서의 경제적 손실 비용과 규제기준 변경에 대한 경제적 손실 비용의 차이를 산출한 결과, PM10의 기준을 현 수준에서 40㎍/㎥으로 감소시킬 경우 편익은 약 522억원으로 산출되었으며, PM2.5의 기준을 PM10과 동일한 비율을 적용하여 현 수준에서 25㎍/㎥로 감소시킬 경우 편익은 약 1,216억원으로 산출되어 PM2.5의 편익이 더 큰 것으로 나타났다. 단, 호흡기계 질환 사망과 심혈관계 질환 사망의 경우 PM10의 기준을 현 수준에서 40㎍/㎥으로 감소시킬 경우의 편익이 PM2.5를 동일한 비율로 감소시킬 때 보다 더 큰 것으로 나타났다.본 연구의 결과를 종합하여 볼 때, PM 기준 수용 및 모니터링 관리에 대한 국민보건을 위한 정책에 있어서 입자의 크기별 인체영향에 대한 사항을 고려하여 대기질 관리를 해나가는 것이 타당하게 사료된다.

[영문]A cost-benefit analysis of air pollution control presupposes a policy decision about what is to be valued. Cost-benefit analysis is very comfortable tools to be most economical considering together convenience about expense by this development/regulation and environment quality improvement and help though do decision-making efficiently. These cost-benefit analysis for environment is very difficult because of characteristics of product that there is no market for environment quality.Quantitative health risk assessment achieved to presume benefit from improving PM10 and PM2.5 quality in this research, and willingness to pay amount of local residents estimated to calculate a value of statistical life.And synthesizing result of health risk assessment and result of economic assessment, I assumed environment benefits that based on risk management.To evaluate the relationship between PM exposure and daily mortality, I studied time-series analysis of them. Numerous epidemiological studies have shown stronger associations between PM2.5 and both mortality and morbidity than PM10. The association of PM10/PM2.5 with daily mortality was examined in Seoul, during the period of 2002~2005. Generalized additive Poisson models controlling for confounders were used to evaluate the acute effects of particle exposures on total, respiratory, and cardiovascular mortality. An IQR increase of PM10 (30.1 ㎍/㎥) was associated with 1.008 (95% CI: 0.873-1.039) increase in total mortality and PM2.5 (17.3 ㎍/㎥) was associated with 1.045 (95% CI: 1.028-1.069) increase in total mortality.I used the log-linear concentration-response function to evaluate the attributable number of death from PM10 and PM2.5.PM10 caused more than 306 attributable number of all-cause mortality per year and 92 / 282 attributable number of respiratory mortality and cardiovascular mortality, respectively. And PM2.5 caused more than 1,488 attributable number of all-cause mortality per year and 146 / 486 attributable number of respiratory mortality and cardiovascular mortality, respectively.For the benefit comparison between managing PM10 and PM2.5, I estimated a value of statistical life to presume the theoretical mortality rate's benefit that is result or health risk assessment, and used contingent valuation method to investigate a willingness-to-pay to produce a value of statistical life.The monthly average WTP for 5/1,000 mortality reduction over ten years was ￦23,544 per month and the implied value-of-statistical-life (VSL) was ￦565,056,000 per year.I combined the annual attributable number of death and the value of statistical life to calculate the damage cost. The total damage cost of PM10 in ambient air was 173.1 million Won and total damage cost of PM2.5 was 840.8 million Won.I designed the scenario for managing the environmental criteria of PM10 and PM2.5. In these scenarios, annual PM10 standard was 40 / 30 / 20 ㎍/㎥ and PM2.5 was 25/20/15 ㎍/㎥.The benefit of managing PM10 was 52.2 billion Won for reducing current air quality to 40 ㎍/㎥ level. In case of PM2.5, the benefit was 121.6 billion Won for reducing current air quality to 25 ㎍/㎥. It was more economic to manage the PM2.5 criteria than PM10.There were lots of uncertainty for valuing the benefit of PM management and its reduction scenarios. But I determined that the benefits of PM2.5 criteria establishment may be greater than reducing the PM10 criteria.