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김 교수팀은 국가독성과학연구소 경남상생협력연구센터 박창범 박사팀과 공동연구를 통해 대구 초미세먼지(PM2.5)에 포함된 타이어 유래 화학물질을 약 10개월간 장기 추적 분석한 결과, 조사 기간 동안 수집된 모든 시료에서 타이어 유래 화학물질이 검출된 것으로 나타났다. 이 가운데 일부 물질은 기온이 높아질수록 농도가 증가하는 경향을 보였다.
자동차 주행 과정에서 타이어가 마모되면 화학물질이 미세입자 형태로 공기 중에 퍼지고, 이는 초미세먼지에 흡착돼 확산된다. 초미세먼지(PM2.5)는 지름 2.5마이크로미터(㎛) 이하의 입자로 폐 깊숙이 침투해 혈류로 이동할 수 있으며, 타이어 유래 물질을 운반하는 ‘화학물질 운반체’ 역할도 한다. 최근에는 배기가스 외에 타이어·도로 마모가 미세먼지의 주요 발생원으로 주목되고 있으나, 국내 장기 연구는 부족한 상황이다.
연구팀은 2024년 10월부터 2025년 7월까지 대구 지역에서 수집한 초미세먼지(PM2.5) 시료 74개를 분석해 타이어 관련 화학물질 9종을 확인했다. 이 가운데 타이어 제조 과정에서 사용되는 화학물질인 벤조티아졸(BTH)과 그 변환 물질인 2-하이드록시벤조티아졸(OTH), 타이어 고무의 산화를 막기 위해 사용되는 6PPD와 그 변환 물질인 6PPDQ 등 4종에 대해 정량 분석을 진행했다.
분석 결과, BTH, OTH, 6PPD는 모든 시료에서 검출됐으며, 6PPDQ도 96%의 높은 검출률을 보였다. 연구팀은 이를 통해 계절과 기상 조건과 관계없이 타이어 유래 화학물질이 지속적으로 검출된 것으로 나타났다고 설명했다.
또한 4종 가운데 OTH는 특히 기온이 높아질수록 농도가 뚜렷하게 증가했다. 평균 농도는 겨울철에 비해 여름에 크게 높아졌으며, 6월에는 최고 농도를 기록했다. 연구팀은 기온이 올라가면 타이어 소재와 도로 먼지에서 화학물질이 더 쉽게 증발하고, 햇빛이 강해질수록 대기 중 산화 반응도 활발해져 BTH가 OTH로 더 많이 전환되기 때문으로 분석했다.
연구팀은 BTH와 OTH에 대해 인체 흡입 위험성도 평가했다. 현재 수준의 노출에서는 즉각적인 건강 위해 가능성은 낮은 것으로 나타났다. 그러나 OTH의 경우 장기간 지속적으로 흡입할 경우 추산된 발암 위험도가 미국 환경보호청(EPA) 기준을 상회하는 것으로 분석됐다. 다만 연구팀은 이 위험성 평가가 단일 도시 자료와 제한된 독성 데이터를 기반으로 한 것으로, 일부 불확실성이 존재한다고 덧붙였다.
김성환 교수는 “이번 연구는 타이어 마모 등 비배기 교통 오염물질이 계절과 관계없이 지속적으로 검출되고 있다는 것을 국내 최초로 장기 데이터로 입증한 것이다. 기온이 오를수록 일부 물질의 농도가 높아지는 만큼, 기후 변화가 진행될수록 이 문제는 더 심각해질 수 있다.”라고 말했다. 이어 “지금 당장 규제 대상이 아닌 비배기 교통 오염물질에도 관심을 가져야 하며, 단순히 미세먼지 총량을 줄이는 것을 넘어 그 안에 담긴 화학물질의 종류와 독성에 주목하는 방향으로 대기질 관리 정책이 발전할 필요가 있다.”라고 덧붙였다.
이번 연구 교신저자는 화학과 김성환 교수, 제1저자는 같은 학과 오승준 석사과정생이다. 연구 결과는 국제학술지 ‘인바이런멘털 리서치(Environmental Research)’ 2월 27일 온라인에 게재됐다.
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