대기오염과 운동능력

 

 

 

 

 

1. 대기오염

 

  대기오염은 대체로 연료가 산화하여 에너지를 얻는 과정에서 발생하는 배기가스가 대기에 폐기되어 발생하는 것이다. 이 때 대기로 버려지는 물질을 1차 오염물질이라 하며, 부유입자와 가스상 물질로 나눈다. 또한, 일단 배출된 오염물질이 대기중의 자외선 작용으로 광화학반응, 반응물질의 상대농도, 지형 및 온도의 영향을 받아 새로운 오염물질을 만드는데, 이를 2차 오염물질 또는 광화학적 오염이라고 한다.

 

  대기오염은 자연적인 대기오염과 인위적인 대기오염의 두 종류로 구분된다. 자연적인 대기오염은 화산분화나 해양, 산림 등에서 방출되는 SOx, CO2, CH4, N2O, DMS 등과 같은 오염물질에 의해 발생한다. 인위적으로 방출되는 오염물질은 첫째, 대기의 온실 효과를 강화하는 것, 둘째, 성층권 오존층의 파괴를 초래하는 것, 셋째, 하층 대기의 질을 악화시켜 생물에 나쁜 영향을 주는 것 등 세 가지로 나눌 수 있다.

 

2. 실내공기 오염

 

 1) 군집독

 

 에어로빅댄스, 볼링, 배드민턴, 요가, 대형 헬스센터 등과 같이 실내에서 운동하는 도시인들은 실내 공기 오염의 심각성에 대해서도 알아둘 필요가 있다. 실내에 많은 사람이 모이면 공기의 화학 및 물리적 조성이 변하여 두통, 구토, 불쾌감, 현기증, 권태, 식욕부진 등의 생리적 이상을 초해하는데, 이러한 현상을 총칭하여 '군집독(crowd poisoning)'이라 한다. 이러한 유해인자의 생성은 온도 및 습도의 상승, 무기류, 구취나 체취, 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 등이 원인이다.

 

 2) 일산화탄소

 

 불완전 연소, 석탄가스, 목탄, 담배 연기 속에 함유되어 있는 일산화탄소(CO)는 혈중 헤모글로빈(Hb)과의 친화성이 산소보다 300배나 높아 HbO2의 형성을 저하시키고 혈중 산소 농도를 감소시켜 조직세포에 저산소증을 야기시킨다. 실내 공기 중 0.05-0.1% 정도로도 중독이 되며, 장기간 일산화탄소에 노출시에는 지각 이상, 조기 노화, 신진대사장애, 시력 장애를 가져오고, 다량이면 운동신경을 저하시키고 수족 마비를 가져온다. 혈중 카복시헤모글로빈(COHb) 포화도는 10% 미만이어야 하며, 40%에서는 심한 두통, 허탈이 생기고, 60%에서는 혼수, 경련, 심박동 약화가 일어나고, 70% 이상에서는 사망한다. 따라서, 유해가스가 발생되는 밀폐된 실내는 강력한 환기 시설에 의한 적절한 환기가 필요하다. 많이 사람이 운집하는 Public health center 같은 곳에서 실내 운동을 하는 회원들은 1시간 이상 한 곳에 머물지 말고 실내에서 1시간 이상 장시간 운동할 경우에는 가끔씩 바깥 공기를 마셔주는 것이 좋다.

 

 3) 먼지

 

 먼지(dust)는 겨울철 난방으로 건조한 곳에서 많이 발생한다. 먼지의 성분은 동물성, 식물성, 광물성 등 아주 다양햐며, 이들은 주로 호흡기, 소화기, 피부, 눈 등에 장애를 야기시킨다. 대개 5-10 마이크롬 정도의 크기는 상기도나 비강에서 배출되나 1 마이크롬 정도는 폐포 내의 침착률이 아주 높다. 먼지로 인한 장애는 알레르기성 반응, 결막염, 기관지염, 금속 중독, 결핵, 인풀루엔자, 진폐증, 폐암 등의 원인이 될 수 있다.

 

3. 대기오염이 운동능력에 미치는 영향

 

 대기오염은 화석 연료의 연소로 인해 발생되는 다양한 미립자와 가스들 때문이다. 대기오염은 건강과 운동수행능력에 부정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 따라서, 위의 사진에서 보는 바와 같이 인구가 밀집되어 있는 대도시에서 대기오염은 심각한 실정이다. 걷기, 조깅 을 비롯한 스포츠애호가들은 도시에 집중해서 생활하고 있기 때문에 대기오염이 운동수행에 미치는 영향에 대해서 이해하여 둘 필요가 있다. 대기오염 중에서 운동했을 때의 생리적 이상은 고온일 때 더욱 발생하기 쉽기 때문에 이러한 환경에서는 격심한 운동을 피하는 것이 좋다.

 

  1) 대기오염 물질과 운동능력과의 관계

 

 (1) 오존

 

  - 일산화질소, 이산화질소, 산소, 탄화수소에 자외선 에너지가 부가된 반응싸이클에서 오존(O3)은 대기 중에서 생성된다. 이것들을 총칭해서 광화학산화물이라 한다.

  - 오존은 0.30ppm 이하에서 기도를 흥분시키는 작용을 하고, 1.0ppm 이상일 때는 폐수종을 일으켜 대단히 위험하다.

  - 오존 0.50ppm하에 2시간 노출되는 조건에서 최대산소섭취량의 45% 강도로 운동을 하면 폐활량이 현저히 저하된다.

  - 최대산소섭취량은 오존 0.75ppm 조건에서 2시간 노출되면 약 10% 저하된다.

  - 한편, 오존에 대한 호흡기 기능의 적응 현상도 있어, 매일 2시간씩 0.43ppm 조건에서 노출되면, 노력성 폐활량의 저하도는 처음 2일간에는 크지만, 차츰 줄어드는 적응 현상이 나타났다. 그러나, 장기적인 폐건강을 고려한다면 오존과 다른 대기오염원이 증가하는 낮시간 동안에는 강한 운동을 피하는 것이 좋다.

  - 다양한 농도의 대기에서 연습하는 아마추어 싸이클 선수는 활동에 따른 호흡능력이 바로 오존의 농도와 직접 연관되어 있다.

 

 (2) 이황산가스

 

  - 오존 0.2ppm의 피해가 아황산가스(SO2)에는 1-2ppm에서 나타난다.

  - 건강인의 폐기능에 대한 영향은 적지만, 천식 환자에게는 영향을 끼친다.

  - 천식 환자의 경우, 아황산가스 0.5ppm 조건에서 5분간 운동했을 때 기도저항이 일어났다는 보고가 있다.

 

 (3) 일산화탄소

 

  - 일산화탄소는 산소보다 300배나 헤모글로빈과 친화성이 높기 때문에 쉽게 혈액에 흡수되어 헤모글로빈과 결합하여 카복시헤모글로빈(HbCO) 형태가 되는데, 이는 산소의 수송 능력을 감소시킨다. 또한, 최대하운동과 최대산소섭취량에 영향을 미칠 수 있는 가능성이 있다.

  - 대도시의 대기 중에는 15-100ppm의 일산화탄소가 검출되는데, 비흡연자의 혈중 HbCO양은 1% 이하가 보통이나, 흡연자는 10%를 넘는 경우도 있다. HbCO의 임계 농도는 최대산소섭취량의 4.3% 감소를 필요로 한다.