향이 나는 제품은 자동차 배기가스만큼 실내 공기 오염 유발한다

새로운 연구에 따르면 실내에서 향이 나는 제품을 사용하면 공기의 화학 성분이 변화하여 자동차 배기가스만큼이나 많은 대기 오염을 일으킨다고 한다. 연구자들은 이러한 나노 크기 의 입자를 흡입하면 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있다고 말한다.

'대기 오염'이라는 단어를 듣거나 보면 대부분 공장이나 자동차 배기가스 같은 것을 떠올릴 것이다. 이는 집 밖에서 일어나는 오염이다. 하지만 향이 나는 불연성 양초처럼 무해해 보이 는 제품을 사용함으로써 집 안의 대기 오염에 어떻게 기여하고 있는지 생각해 보았나요?
최근 미국의 퍼듀대가 주도한 일련의 새로운 연구에서는 향이 나는 제품(이 경우에는 무향 초)이 폐 깊숙이 들어갈 수 있을 만큼 작은 나노 크기의 입자를 포함하고 있어 호흡기 건강 에 잠재적인 위험을 초래할 수 있다는 사실을 조사했다.
이 대학 토목 및 건축공학부 조교수이자 연구의 공동 교신저자인 누스랏 정은 “숲은 깨끗한 환경이지만 화학적으로 제조된 향으로 가득한 청소 및 아로마테라피 제품을 사용하여 집 안 에 숲을 재현하는 경우 실제로 흡입해서는 안 되는 엄청난 양의 실내 공기 오염이 발생하게 된다"고 말한다.
 
향이 나는 왁스 용융물은 기존 양초를 대체할 수 있는 무연, 무독성의 안전한 방법으로 집 이나 사무실에서 좋은 냄새를 낼 수 있는 것으로 판매되고 있다. 이러한 주장의 진위를 평 가하기 위해 연구진은 기계적으로 환기가 되는 테스트 하우스에서 왁스 용융물을 데울 때 형성되는 나노 입자를 종합적으로 측정했다. 이 작은 집은 실제로 퍼듀대의 ‘제로에너지설계 지침(zEDGE) 연구실’이라는 건축 공학 실험실이다. 대형 건물의 에너지 효율을 테스트하기 위해 설계 및 엔지니어링된 이 실험실에는 일상적인 활동이 실내 공기질에 미치는 영향을 모니터링하는 센서가 가득하다.
퍼듀대 토목공학과 부교수이자 이 연구의 다른 교신저자인 브랜든 부어는 “실내에서 공기 중 입자가 어떻게 형성되는지 이해하려면 1나노미터까지 가장 작은 나노 입자를 측정해야 한다"며 “이 규모에서는 향기가 오존과 반응하여 작은 분자 클러스터를 형성하는 새로운 입 자 형성의 가장 초기 단계를 관찰할 수 있다”고 말한다.
연구진은 이전 연구를 통해 새로운 나노 입자 형성이 식물이나 허브 등의 냄새를 결정하는 방향족 화합물인 테르펜(terpene)이 용융물에서 방출되어 실내 대기 중 오존(O3)과 반응함으 로써 시작된다는 것을 알고 있었다. 연구진은 테르펜이 풍부한 세제로 바닥을 닦거나 시트 러스 향의 방향제를 사용하거나 데오도란트 같은 향이 나는 퍼스널케어 제품을 실내에 뿌리 는 등의 활동을 하면 5분 이내에 실내 공기로 테르펜이 방출된다는 것을 발견했다. 반대로 에센셜 오일 디퓨저를 사용하거나 감귤류 과일 껍질을 벗기면 테르펜이 더 점진적으로 증가 했다.
본 연구에서 향 왁스를 가열하면 실내 공기에 새로운 입자, 특히 100나노미터(nm)보다 작은 입자가 많이 형성되는 것으로 나타났다. 그 결과 대기 중 농도는 입방 센티미터당 100만 나 노 입자(106cm-3)가 넘었으며, 이는 기존의 양초(106cm-3), 가스레인지(105 - 107cm-3), 디 젤 엔진(103 - 106cm-3), 천연가스 엔진(106 - 107cm-3)에서 방출되는 농도와 비슷한 수준 이다. 이에 비해 무향 왁스 용융물을 가열할 때는 테르펜 배출량이 크지 않았다.
연구진은 또한 시간이 지남에 따라 호흡기에 침착된 입자의 수를 측정하는 대기 오염을 연 구하는 유용한 방법인 호흡기 침착 선량률(RD)을 조사했다. 연구진은 실내에서 향 왁스를 녹여 새로운 입자가 형성되면 1.18~100nm 입자의 중간 RD가 분당 290억 개(2.9 x 1010min-1)가 생성된다는 사실을 발견했다. 이는 초당 약 4억 8,300만 개의 입자이다. 향이 나는 왁스가 녹아 형성된 입자의 대부분은 상기도에 침착됐다. 크기가 작기 때문에 세포 사 이를 이동하여 혈류로 들어가 뇌와 같은 장기에 도달할 수 있다.
과학자들은 흡입된 테르펜이 인체 건강에 미치는 영향을 탐구하기 시작했지만, 더 많은 연 구를 통해서만 밝혀낼 수 있는 것이 아직 많이 남아 있다. 하지만 현재로서는 이 연구 결과 가 건물 설계와 환기에 도움이 될 수 있다.

누스랏 정은 “우리의 연구에 따르면 향이 첨가된 제품은 단순히 기분 좋은 향기를 제공하는 수동적인 공급원이 아니라 실내 공기 화학을 능동적으로 변화시켜 건강에 심각한 영향을 미 칠 수 있는 농도의 나노 입자를 형성한다"며 “이러한 과정을 건물과 HVAC(난방, 환기, 공조) 시스템의 설계 및 운영 시 고려해야 노출을 줄일 수 있다”고 강조한다.
이 연구는 ‘환경 과학 및 기술 편지 저널’에 게재됐다.