국내에서는 가정, 사무실, 다중이용시설에서 실내 습도를 유지하고, 바이러스에 의한 감염과 호흡기 질환을 예방하기 위해서 가습기를 사용하고 있다.^1,2) 그러나 가습기 사용 시 수증기가 공기 중으로 분사되어 실내의 습도가 높아져 세균, 곰팡이, 조류 등이 발생될 수 있다.³⁾ 또한, 오염된 증기가 실내로 방출되어 호흡기 질환과 같은 건강 위해를 초래할 수 있다.^4,5) 이런 이유로 생활화학제품 제조회사들은 가습기 내부의 물에 첨가하여 미생물 번식과 물때 발생을 예방하는 용도로 가습기살균제(humidifier disinfectant) 사용을 권장하였다.⁶⁾

1994년부터 약 20여 종의 가습기살균제 제품이 국내에서 판매되었고, 질병관리본부에서 가습기살균제 화학성분 분석결과 이들 제품에서 위험성이 확인되면서 2011년 전면 사용 금지되었다.⁷⁾ 2011년 11월 질병관리본부에서 가습기살균제 1차 피해조사를 시작하였고, 2012년 2월 질병관리본부에 의해 가습기살균제와 폐 손상의 인과관계가 공식적으로 확인되었다. 가습기살균제 제품의 주요 활성 성분(active substance)은 폴리헥사메틸렌 구아니딘(polyhexamethylene guanidine, PHMG), 염화에톡시에틸구아니딘(Oligo(2-) ethoxyethoxyethyl guanidine chloride, PGH), 클로로메틸이소티아졸리논(chloromethylisothiazolinone, CMIT)과 메틸이소티아졸리논(methylisothiazolinone, MIT), 염화벤잘코늄(benzalkonium chloride, BKC) 등 이었다.^8-10) 가습기살균제의 주요 활성 성분들은 역학조사와 동물흡입시험을 실시한 결과 가습기살균제가 폐 손상, 천식, 간질성 폐질환 등의 건강 피해를 발생시키는 것으로 보고되었다.^11,12)

가습기살균제 사용으로 인한 피해신청자는 2022년 11월 기준으로 사망자 1,795명을 포함한 7,799명이며, 현재도 지속적으로 피해신청자가 접수되고 있다.¹³⁾ 환경부 산하 환경산업기술원은 2022년 기준으로 제5차 노출조사가 진행 중이고, 환경노출조사는 조사원이 피해신청자와 직접 대면하는 조사방법(face-to-face interview)으로 진행되고 있다.¹⁴⁾ 가습기살균제와 폐질환의 인과관계를 규명하기 위해서는 환경노출, 조직병리, 영상의학, 임상 등 필요한 분야의 조사를 실시한 후 임상의사와 보건학 전문가로 구성된 위원회의 심의를 거쳐 판정등급을 결정하고 있다.¹⁵⁾

일반적으로 살생물제(biocide)에 포함되어 있는 화학물질에 대한 노출을 직접적으로 평가하는 방법으로는 개인시료와 생물학적 모니터링으로 구분할 수 있다.¹⁶⁾ 그러나 가습기살균제 노출 피해 사건은 과거노출(past exposure)이기 때문에 직접적으로 평가하는 방법이 불가능하다. 따라서 간접적인 방법인 설문지 방법은 기억오류(recall bias)가 존재할 수 있지만 특정 생체지표(biomarker)가 없어 유일한 노출평가 방법이 될 수 있다.^17,18)

본 연구에서는 노출한계(margin of exposure, MOE)를 기준으로 노출등급화를 시도하였고, PHMG를 사용한 피해신청자의 임상판정과 사회인구학적∙노출 특성을 분석하여 가습기살균제 노출과 폐 손상과의 연관성을 파악할 수 있는 근거를 제시하고자 하였다.

1. 가습기살균제 환경노출조사

피해신청자 조사는 현장 조사지를 이용하여 조사원이 직접 면접하여 응답을 기입하는 ‘조사원 면접 설문(interviewer-administered questionnaire)’을 시행하였다. 설문지는 신청자의 신상정보와 같은 사회인구학적 특성과 사용공간에 대한 체적, 분무 방향 및 가습기와 호흡기 사이의 거리, 사용한 제품 등 노출 특성과 관련된 자료를 수집하였다. 2022년 11월 기준으로 철회자를 제외하고 7,600명(1차 361명, 2차 169명, 3차 669명, 4차 5,483명, 5차 918명)이었다. 본 연구에서는 전체 피해신청자 중 PHMG를 사용하였고, 노출등급과 임상판정을 받은 3,753명을 대상으로 진행하였다. 본 연구는 대구가톨릭대학교의 연구윤리심의위원회(Institutional Review Board, IRB)의 승인(No. CUIRB-2022-0046)을 취득한 후 승인에 따른 표준 절차에 따라 진행하였다.

2. 가습기살균제 활성물질에 대한 독성 정보

PHMG의 화학물질 정보는 국립환경과학원에서 제공하는 화학물질정보시스템을 이용하여 유독물질 성상과 독성 및 관리 정보 요약서(유독물질 번호: 2012-1-643)를 참고하였다.¹⁹⁾ PHMG에 노출될 수 있는 주된 노출 경로(exposure routes)를 고려하여 흡입에 대한 급성독성, 표적장기-반복노출, 무영향관찰농도(No Observed Adverse Effect Level, NOAEL)를 조사하였다.²⁰⁾

3. 노출 농도 및 노출등급 분류

PHMG의 제품별 농도는 옥시싹싹 뉴가습기 당번(1,280 μg/mL), 롯데마트 와이즐렉 가습기살균제(1,310 μg/mL), 베지터블홈 가습기 클린업(6,920 μg/mL)이었다. PHMG의 공기 중 살균제 농도는 환경 노출 설문지의 노출 특성인 사용량, 사용한 공간의 체적을 기준으로 분류하였다. 발생량(µg/hr)은 1회 살균제사용량(mL)에 하루 중 사용시간(hr)을 나눈 후 제품 내 살균제 함유농도(µg/mL)를 곱하여 계산하였다. 실내에서 가습기 사용 시 시간당 공기 교환 횟수(air change per hour, ACH)=환기율(m³/hr)/체적(m³)는 0.71 ACH를 적용하였고, 주택의 실내공기질에서 정상상태(steady-state)를 가정하고, 완전혼합(completely mixed condition)된 하나의 공간으로 물질수지(mass-balance) 방법을 적용하였다(식 (1)).^21,22) 가습기를 통해 분사되는 가습기살균제는 에어로졸(aerosol) 형태로 초미세입자(ultrafine particle)에 해당되어 시간에 따른 제거율을 고려한 감소상수(hr^–1)는 Diapouli 등(2013)²³⁾과 Yao 등(2020)²⁴⁾이 제시한 0.33 hr^–1을 적용하였다.

(1)$$CA=\frac{G}{V\left(I+K\right)}$$

CA=concentration in air (µg/m³), G=generation rate (µg/hr), V=volume of indoor environment (m³), I=air change per hour (hr^–1), K=deposition constant (hr^–1).

PHMG에 대한 노출 농도는 아만성 또는 만성노출을 가정하여 공기 중 노출 농도(µg/m³)×흡수율×하루 중 노출시간(hr/day)×노출빈도(day/year)×노출기간(year)에 평균 노출시간(hr)을 나누어 산출하였다(식 (2)).²⁵⁾ 호흡기로 흡입된 후 폐에 침착하여 잔류하는 가습기살균제 용량을 추정하기 위해서 폐 흡수율(inhalation absorption rate)은 Shim 등(2018)²⁶⁾이 제시한 0.74를 적용하였다.

(2)$$EC=\frac{CA\times ABS\times ET\times EF\times ED}{AT}$$

EC=exposure concentration (μg/m³), CA=concentration in air (μg/m³), ABS=absorption rate (fraction), ET=exposure time (hr/day), EF=exposure frequency (day/year), ED=exposure duration (year), AT=averaging time (hr).

노출등급 분류는 노출 농도를 산출한 후 MOE를 기준으로 등급화하였다. MOE는 위해도를 설명하는 접근법으로 상대적인 위해도 차이를 나타내기 위해 사용된다. 환경보건법의 환경 위해성평가 지침에 따라 만성 노출인 NOAEL 값을 적용한 경우 MOE가 100 이하이면 위해가 있다고 판단하여 100 이하는 고노출(Class 2), 100 초과는 저노출(Class 1)로 노출등급을 2단계로 분류하였다. PHMG의 NOAEL 값은 Rats를 이용한 28일 흡입독성 시험결과 시작점(point of departure, POD)인 150 μg/m³로 선정하였고, 노출 수준은 MOE의 위해 기준이 될 수 있는 1.5 μg/m³를 적용하였다.¹⁹⁾ 임상등급은 피해구제위원회의 심의를 거쳐 불인정(Class 1), 인정(Class 2)으로 구분하였다.

4. 통계분석

노출계수와 노출등급은 빈도분석과 기술통계 결과로 제시하였다. 노출등급과 임상등급의 연관성을 알아보기 위해 카이제곱(chi-square) 검정을 실시하였고, 유의수준이 0.05 미만일 경우(p<0.05) 통계적으로 유의하다고 판단하였다. 이와 더불어 종속변수는 임상등급을 적용하고, 독립변수는 사회인구학적∙노출 특성을 추출하여 로지스틱 회귀분석(logistic regression analysis)을 실시하였다. 종속변수는 폐질환 인정/불인정으로 구분하였고, 독립변수는 성별, 흡연력, 피해발생나이와 같은 사회인구학적 특성과 사용한 가습기살균제의 수와 종류, 사용 빈도 등 노출 특성을 적용하였다. 설문조사 결과 및 연구 결과의 통계적 검정은 SPSS ver. 19 (IBM Company, USA)를 사용하였다.

1. 가습기살균제 노출계수

PHMG를 사용한 피해대상자 3,753명의 노출계수를 Table 1에 제시하였다. 사용한 공간의 체적은 38.31±158.88 m³, 노출시간은 13.10±6.01 hr로 나타났다. 일일 살균제 사용량은 16.19±16.07 g/day로 가습기에 1~2번 정도 넣고 사용하였고, 연간 노출 빈도는 305.50±66.29 day/year이었다. PHMG에 노출 기간은 2.45±2.33 year로 2년 이상이었고, 가습기를 사용한 기간을 나타내는 평균화 시간은 15,908.57±13,650.56 hr로 노출되는 기간보다 길었다. PHMG의 공기 중 농도는 71.96±107.47 μg/m³, 노출 농도는 15.21±23.28 μg/m³였다.

Table 1 . Respondent exposure factors using PHMG (N=3,753).

Variable	Mean±SD	Percentile
		25th	50th	75th	95th
Volume of indoor environment (m3)	38.31±158.88	24.00	29.97	37.24	60.97
Exposure time (hr)	13.10±6.01	5.83	11.00	15.75	24.00
Daily usage amount (g/day)	16.19±16.07	10.00	10.00	20.00	30.00
Exposure frequency (day/year)	305.50±66.29	336.00	336.00	336.00	336.00
Exposure duration (year)	2.45±2.33	0.83	1.69	3.25	7.08
Averaging time (hr)	15,908.57±13,650.56	5,712.00	12,432.00	22,512.00	44,016.00
Concentration in indoor air (μg/m3)	71.96±107.47	29.73	47.19	79.28	197.04
Exposure concentration (μg/m3)	15.21±23.28	5.83	9.71	16.52	42.22

2. 노출 농도에 따른 노출등급화

PHMG에 대한 NOAEL 값인 150 μg/m³ 노출기준으로 저노출과 고노출로 구분 후 노출 농도를 제시하였다(Table 2). 저노출 피해신청자는 108명으로 2.9%로 나타났고, 노출 농도는 0.93±0.37 μg/m³로 노출수준 1.5 μg/m³ 미만, MOE 100 초과로 나타났다. 고노출 피해신청자는 3,645명으로 97.1%로 노출 농도는 15.63±23.49 μg/m³로 노출수준은 1.5 μg/m³ 이상 MOE 100 이하로 나타났다. 노출 농도는 고노출에서 약 17배 높았다.

Table 2 . Classification of exposure rating on the basis of margin of exposure (MOE) on PHMG.

Exposure rating	Exposure level (μg/m3)	MOE	N	Exposure concentration (μg/m3)
				Mean±SD	Percentile
					25th	50th	75th	95th
Class 1	<1.5	>100	108	0.93±0.37	0.71	0.99	1.21	1.46
Class 2	≥1.5	≤100	3,645	15.63±23.49	6.06	9.95	16.85	43.20

3. 노출등급 분류와 임상등급 비교 평가

가습기살균제 사용으로 인한 노출 농도와 폐질환의 연관성을 분석하기 위하여 피해구제위원회의 심의를 거쳐 인정된 인정/불인정으로 판정된 폐질환 임상판정과 고노출/저노출 분류된 노출등급의 2×2 교차표를 제시하였다(Table 3). 저노출에 건강영향이 불인정된 피해신청자는 102명, 고노출에 건강영향이 인정된 피해신청자는 363명이었다. 저노출로 평가되었지만 건강영향이 인정된 피해신청자는 6명, 고노출로 평가되었지만 건강영향이 불인정으로 판단된 피해신청자는 3,282명으로 나타났다. 교차표에 대한 검정은 통계적으로 유의하지 않았다(p=0.142).

Table 3 . Cross-tabulation of exposure and clinical ratings of PHMG.

		Clinical rating		Total	p-value
		Class 1	Class 2
Exposure rating	Class 1	102	6	108	0.142
	Class 2	3,282	363	3,645
	Total	3,384	369	3,753

4. 폐질환 영향요인 분석

폐질환 임상판정을 종속변수로 설정하고, 설문지를 통해 얻은 사회인구학적∙노출 특성을 독립변수로 설정하여 로지스틱 회귀분석을 실시하였다(Table 4). 회귀모형의 Hosmer-Lemeshow 통계량은 χ²=18.268, df=8, p=0.019로 회귀모형이 적합하지 않은 것으로 나타났다. 영향요인으로 선택된 변수 중 성별, 피해발생 나이, 가정에서 사용한 생활화학제품 수, 사용한 가습기살균제의 수, 사용한 가습기살균제 종류, 사용 빈도, 총 사용 개월 수, 수면 시 가습기 사용시간, 가습기 분무방향, 가습기와 호흡기 사이의 거리를 포함한 10개의 변수가 유의한 영향요인으로 나타났다(p<0.05).

Table 4 . Logistic regression analysis of exposure and socio-demographic factors affecting the lung disease on the whole group.

Variables	OR	95% CI
Sex	0.712	0.517~0.981*
Smoking status
Non smoker	(Ref)	(Ref)
Past smoker	9.7E+07	<0.001
Current smoker	4.8E+07	<0.001
Affected age	0.986	0.978~0.993***
The number of household chemical products	1.079	1.015~1.148*
The number of humidifier disinfectant	1.379	1.162~1.635***
Brand of humidifier disinfectant
Oxy	(Ref)	(Ref)
Lotte	2.860	0.366~22.349
Homecare	9.631	1.138~81.483*
Daily usage amount	1.004	0.996~1.012
Daily usage time	0.986	0.959~1.013
Usage frequency	1.642	1.353~1.992***
Total number of months in use	0.978	0.970~0.986***
Hours of use during sleep	0.912	0.856~0.971**
Spraying direction
Opposite	(Ref)	(Ref)
Body	1.238	0.707~2.170
Breathing zone	1.833	1.326~2.533***
Distnace between humidifer and respiratory system
≥2 m	(Ref)	(Ref)
1~2 m	2.095	1.211~3.623***
0.5~1 m	1.380	0.893~2.132
<0.5 m	1.101	0.735~1.651

CI: confidence interval, OR: odds ratio..

*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.0001..

남성이 여성에 비해 폐질환 발생 가능성이 낮았다(OR: 0.712, 95% CI: 0.517~0.981). 피해 당시 나이가 많을수록 폐질환 발생 가능성이 낮았고(OR: 0.986, 95% CI: 0.978~0.993), 총 사용 개월 수가 길수록 폐질환 발생 가능성은 낮았다(OR: 0.978, 95% CI: 0.970~0.986). 가정에서 사용한 생활화학제품의 수가 많을수록 폐질환 발생 가능성은 증가하였고(OR: 1.079, 95% CI: 1.015~1.148), 동일하게 사용한 가습기살균제의 수가 많으면 폐질환 발생 가능성이 증가하였다(OR: 1.379, 95% CI: 1.162~1.635). 사용한 가습기살균제 종류는 제품 내 살균제 함유농도가 6,920 μg/mL로 가장 높은 베지터블홈 가습기 클린업을 사용했을 때 폐질환 발생 가능성이 증가했다(OR: 9.631, 95% CI: 1.138~81.483). 사용 빈도는 자주 사용할수록 폐질환 발생 가능성이 증가하였다(OR: 1.642, 95% CI: 1.353~1.992). 수면 시 가습기 사용시간이 길어질수록 폐질환 발생 가능성은 감소했다(OR: 0.912, 95% CI: 0.856~0.971). 가습기 분무방향은 호흡기 영역(OR: 1.833, 95% CI: 1.326~2.533)으로 사용하였고, 가습기와 호흡기 사이의 거리는 1 m 이상 2 m 미만에서 폐질환 발생 가능성이 증가했다(OR: 2.095, 95% CI: 1.211~3.623).

PHMG의 NOAEL 값을 기준으로 MOE를 이용하여 2단계로 노출등급을 구분하였고, PHMG를 사용한 피해신청자를 대상으로 사회인구학적∙노출 특성과 관련된 항목들과 임상등급을 비교하여 영향요인을 분석하였다. 가습기살균제 피해자들의 살균제 노출에 따른 건강영향의 연관성의 파악을 위해서 정확한 평가가 필요하지만 과거노출로 인한 기억오류로 인해 한계점이 존재할 수 있다.⁸⁾ 또한, 설문지를 이용한 건강 영향 연구에서 정보 바이어스(information bias)로 인해 연구대상자로부터 얻은 정보가 부정확하여 과소 또는 과대평가될 수 있다.²⁷⁾

PHMG를 사용한 피해신청자의 노출 농도는 15.21±23.28 μg/m³로 NOAEL 값인 150 μg/m³를 노출기준으로 선정하여 등급화하였을 때 3,645명이 MOE 100 미만으로 노출에 따른 건강영향 가능성을 나타내었다. 폐질환 임상등급(인정, 불인정)과 노출등급(고노출, 저노출)의 검정 결과 저노출로 평가되었지만 건강영향이 인정된 피해신청자는 6명, 고노출로 평가되었지만 건강영향이 불인정으로 판단된 피해신청자는 3,282명으로 교차표에 대한 검정은 유의하지 않았다. 이것은 설문지를 이용한 노출등급 분류는 임상 판정을 통해 결정된 임상등급과 상관관계가 낮을 가능성이 있다.²⁸⁾ 또한, 설문조사 시 과대 응답하여 결과가 과대평가 되었거나, 노출시점이 오래되어 미약한 피해증상은 이미 회복되어 피해증상이 호전되었을 가능성도 있다.²⁹⁾

임상판정과 사회인구학적∙노출 특성의 로지스틱 회귀분석 결과 성별, 피해발생나이, 가정에서 사용한 생활화학제품 수, 사용한 가습기살균제의 수, 사용한 가습기살균제 종류, 사용 빈도, 총 사용 개월 수, 수면 시 가습기 사용시간, 가습기 분무방향, 가습기와 호흡기 사이의 거리를 포함한 10개의 변수가 통계적으로 유의한 영향요인으로 나타났다(p<0.05). 사용한 가습기살균제 종류에서 베지터블홈 가습기 클린업 제품 사용 시 폐질환 발생 가능성이 증가하는 것은 제품 내 농도가 6,920 μg/mL로 높아 호흡기 흡입량이 가장 높은 영향으로 추정할 수 있다.³⁰⁾ 남성이 여성보다 폐질환 피해 발생 가능성이 낮은 것으로 나타났는데, 일반적으로 질병 및 건강영향에 대한 발생률이 여성이 남성에 비해 더 높게 나타날 수 있는 것으로 판단할 수 있다.^31,32) 수면 시 가습기 사용시간과 총 사용 개월 수가 증가할수록 폐질환 발생 가능성이 감소한 것은 가습기를 사용한 공간의 체적에 따라 수면 중 호흡률이 달라지는 것을 고려할 수 있고, 총 사용 개월 수와 상관없이 단기간 고노출로 인해 피해신청자가 이미 사망하였을 수 있다.^15,30) 또한, 피해 당시 나이가 많을수록 폐질환 발생 가능성이 낮은 것은 영유아 및 어린이가 환경오염물질에 취약한 집단으로 발생 가능성이 더 높을 것으로 판단된다.³³⁾

본 연구에서는 가습기 환경 노출 농도 계산법을 이용하여 PHMG가 함유된 가습기살균제 제품을 MOE를 기반으로 하여 새롭게 노출등급화 후 임상적 자료와 비교분석을 통해 영향요인을 도출하였다. 또한, 피해신청자를 대상으로 사회인구학적∙노출 특성과 폐질환 발생 가능성에 영향을 주는 요인에 대해서 분석을 진행하였다. 그러나 노출 시점이 오래된 과거노출 상황을 기억에 의존하여 조사가 진행되어 과소∙과대평가되는 한계가 있다. 추후 연구에서는 당시의 노출을 추정할 수 있고, 회상에 도움이 되는 시각화자료를 추가할 수 있다. 노출조사 및 판정방법의 고도화를 통해 피해신청자의 개인적∙심리적 요인을 고려할 수 있는 개정판 사건충격척도(Impact of Event Scale-Revised, IES-R)를 설문지에 적용하고, 가습기살균제 피해신청자의 피해구제를 위한 지속적인 연구가 필요하다.

본 연구에서는 환경노출 설문조사를 통해 PHMG를 사용한 3,753명의 노출계수를 산출하였고, MOE를 기준으로 새로운 노출등급을 산정하여 임상등급과 비교평가 및 폐질환에 영향을 줄 수 있는 요인에 대해서 분석을 진행하였다. 노출등급화 결과 MOE 100 미만으로 고노출된 피해신청자는 97.1%로 평가되었지만 임상등급과 일치하는 것은 9.9%로 과거노출로 인한 과대평가의 한계점을 분석하여야 한다. 로지스틱 회귀분석 결과 성별, 피해발생나이, 가정에서 사용한 생활화학제품 수, 사용한 가습기살균제의 수, 사용한 가습기살균제 종류, 사용 빈도, 총 사용 개월 수, 수면 시 가습기 사용시간, 가습기 분무방향, 가습기와 호흡기 사이와 같은 요인이 폐질환에 유의한 영향요인으로 나타났다. 노출등급과 임상등급의 불확실성을 줄이기 위해서는 과소 또는 과대평가된 부분을 고려하여 분석할 필요가 있다.

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

민기홍(연구원), 신정현(연구원), 조은경(연구원),

정다영(연구원), 류지윤(연구원), 김동준(연구원),

우재민(연구원), 배성호(연구원), 신지훈(연구원),

이슬아(연구원), 최윤형(교수), 양원호(교수)