[미국] 오존 기준 감축에 대한 평가
미국 환경보호청(EPA; Environmental Protection Agency) 산하 OAQPS(Office of Air Quality Planning and Standards) 소속의 직원은 오존(ozone, O3)에 대한 대기 중 기준 농도(NAAQS; National Ambient Air Quality Standards)에 대한 정책 평가(PA; policy assessment)에 대한 최종 보고서를 발표했다.
참모 건의서(staff recommendation)는 현재 75 ppb(parts per billion)의 오존 기준을 60~70ppb의 범위 이내 또는 70 ppb 이하로 추가적으로 감축할 것을 제안하고 있다.
* 배경
1990년 마지막으로 개정된 대기 오염 방지법(CAA; Clean Air Act)은 EPA로 하여금 대중 건강과 환경에 유해한 것으로 간주되는 다수 및 다양한 공급원으로부터 널리 확산된 오염물질에 대한 NAAQS를 제정하게 했다. 대기 오염 방지법은 두 가지 유형의 국가 대기 질 기준을 수립했다.
① 1 차 기준(primary standards)은 이전에 심장 또는 폐 질환(천식)을 가지고 있는 사람, 어린이 및 노인 등처럼 위험군의 건강을 포함한 공중 보건(public health)을 보호하기 위하여 한계치를 설정했다. ② 2 차 기준(secondary standards)은 시정 장애, 동물, 농작물, 식생 및 건물 등에 대한 피해에 대한 보호를 포함하는 공공 복지(public welfare)를 보호하는 한계치를 설정하는 것이다. CAA는 기준이 되는 표준에 과학적 뒷받침을 갖춘 보편적 정례 검토를 필요로 한다.
CAA 하에서 각 주는 NAAQS를 유지하고, 어떻게 달성할 것인가를 기술하는 계획, 즉 SIP(State Implementation Plan)를 개발해야만 한다. 일반적으로 SIP는 모니터링, 모델링, 배출 목록, 제어 전략 등과 같은 프로그램의 집합과 NAAQS를 유지 및 달성하는데 주 정부가 사용하는 문서(정책 및 규제)로 구분된다. 주는 EPA에 계획을 보내기 전 대중의 승인을 허락받아야만 한다.
현재 오존 기준은 이전의 검토 주기의 말기인 2008년에 수립됐다. 이러한 기준은 1 차 오존 기준 75 ppb, 2 차 오존 기준은 1 차 기준과 동일하게 설정됐다. 이러한 2008년 기준은 CAA의 요청에 따라 현재 재검토 중이다.
2010년 1월 EPA는 대중 건강을 보호하기 위하여 고안된 8 시간 1 차 오존 기준을 60~70 ppb 범위 이내의 수준으로 강화할 것을 제안했다. 또 EPA는 삼림, 공원, 야생 생물 피난처 및 자연 보호 구역 등을 포함한 생태계와 민감한 식생을 보호하도록 고안된 뚜렷한 누적, 계절적 2 차 기준을 제안했다. 또 EPA는 7~15 ppm-hours 범위 내로 2 차 기준을 설정할 것을 제안했다.
2011년 9월 오바마 대통령은 EPA가 보다 더 엄격한 기준을 반영한 NAAQS 규칙 제정에 대한 초안을 철회할 것을 요청했다. 동시에 오바마 대통령은 2013년 오존 기준의 재검토를 이끌어낸 과학의 갱신이 진행 중이었기 때문에, 그는 주 및 지역 정부가 곧 재검토될 새로운 기준의 수행을 시작하는 것을 지지하지 않았다.
이러한 현재 PA의 최초의 외부 검토 초안이 2012년 8월 생성됐으며, 2 차 외부 검토 초안은 2014년 1월 발표됐다.
PA는 ISA(Integrated Science Assessment for Ozone), HREA(Health Risk and Exposure Assessment for Ozone) 및 WREA(Welfare Risk and Exposure Assessment for Ozone) 등에서 평가 및 제시된 과학 및 기술적 정보를 근간으로 하고 있다. PA는 상응하는 과학적 증거 및 기술적 정보와 현재의 기준을 보유할 것인지 수정할 것인지를 결정하는 데 있어서 EPA 관료에게 요구되는 판단 사이의 격차에 가교 역할을 하는 데 있다.
* 결과
현재 과학은 인간 건강에 대한 오존 노출(O3 exposure)의 유해한 효과에 대하여 보다 더 포괄적인 증거를 제공하고 있다. 오존 노출의 결과로 발전하는 2 차 산화 물질은 세포, 조직 및 호흡기 시스템의 전체 기관 수준 등에서 수많은 반응을 유발한다. 이러한 핵심적인 시작 사건은 호흡기 시스템 외부(심혈관 효과)에 영향을 끼칠 뿐 아니라, 다양한 호흡기 부작용을 초래할 가능성이 있다.
오존 흡입은 천식이 있는 사람, 특정 유전자 변형(산화 스트레스와 감염 관련)을 가진 사람, 특정 영양분(비타민 C, 비타민 D)이 결핍된 식이를 섭취한 사람, 가장 큰 노출을 경험한 사람 및 어린이와 노인 등과 같은 특정 생애(어린이와 노인)에서 인간에게 가장 큰 위험을 노출시킨다.
75 ppb 기준은 대중 건강 보호에 중요한 개선을 제공하는 한편, 이용할 수 있는 건강 증거와 노출/위험 정보는 현재 기준에 의해 제공된 대중 건강 보호의 타당성에 의문을 제기한다고 EPA 직원은 결론지었다.
수정된 1 차 기준에 대하여 권고된 60~70 ppb 새로운 범위에 대한 특성은 다음과 같다.
1. 70 ppb의 수준은 호흡기 효과의 폭넓은 범위를 반영하기 위하여 보고된 오존 노출 농도 이하이다. 70 ppb의 수준은 호흡기 증상의 발생과 폐 기능 감소의 결합이 보고된 가장 낮은 노출 농도(72 ppb) 이하이다. 또 70 ppb는 폐 기능 감소와 폐 염증을 초래하는 것으로 증명된 가장 낮은 노출 농도(60 ppb) 이상이다.
75 ppb 기준과 비교했을 때, 70 ppb는 다음과 같은 결과가 기대된다. (1) 70 ppb 또는 그 이상에서 다수 노출의 발생을 거의 제거하는 건강한 성인에서 호흡기 효과를 유발하는 오존 농도에 대한 노출 발생 우려를 45~95%까지 줄일 수 있을 것이다. (2) 15~35%까지 오존에서 유발된 폐 기능 감퇴의 발생을 줄일 수 있을 것이다. (3) 현재의 기준을 충족해야만 하는 지역에서 상당한 오존 건강 효과 연관을 보고한 역학 연구에서 제시된 단기 및 장기 오존 농도를 보다 더 효과적으로 유지할 수 있을 것이다. (4) 오존과 관련된 유병률과 사망률의 위험을 줄이는 것, 특히 대기 중 오존 농도의 분포의 보다 더 상층 비율과 관련이 있는 위험 등을 줄일 수 있다.
2. 65 ppb 수준은 호흡기 증상의 발생과 폐 기능 감퇴의 결합이 보고된 가장 낮은 노출 농도 이하이다. 65 ppb의 수준은 폐 기능 감퇴와 폐 염증을 유발하는 것으로 증명된 가장 낮은 노출 농도 이상이다.
70 ppb 수준의 기준과 비교할 때, 65 ppb로 수정된 기준은 다음과 같은 현상이 예측된다. (1) 현재의 수준과 비교했을 때 약 80~100%까지 노출 발생 우려를 추가로 줄일 수 있으며, 70 ppb 이상 및 80 ppb에서 노출을 거의 제거할 수 있고, 60 ppb 또는 그 이상에서 노출을 감소시킬 수 있을 것이다. (2) FEV1 감소의 발생은 > 10%, 15% 및 20%(현재 수준과 비교했을 때 약 30~65%가까이) 등으로 추가로 줄일 수 있을 것이다. (3) 현재 기준을 충족해야만 하는 지역에서 상당한 오존 건강 효과 연관성을 보고했던 역학 연구에서 제시하는 오존 농도 이하의 단기 및 장기 오존 농도를 보다 더 효과적으로 유지할 수 있을 것이다. (4) 오존과 관련된, 특히 대기 중 오존 농도의 상층 분포와 관련된 유병률과 사망률의 위험을 추가로 더 줄일 수 있다.
2 차 기준에 관하여, EPA 직원은 17-7 ppm-hr 범위의 수준을 고려하는 것이 적절하다고 결론지었다.
그림1> 2014년 7월 2일 8-h 오존 비달성 지역(2008년 기준).
[원문보기]
EPA staff policy assessment recommends reduction in ozone standard from 75 ppb to 60-70 ppb
The staff of the US Environmental Protection Agency’s (EPA) Office of Air Quality Planning and Standards (OAQPS) has released the final version of the policy assessment (PA) for the review of the ozone (O3) National Ambient Air Quality Standards (NAAQS).
Among the staff recommendations are to further reduce the primary ozone standard from the current 75 ppb (parts per billion) to a revised level within the range of 70 ppb to 60 ppb—and preferably below 70 ppb.
Background. The Clean Air Act (CAA), which was last amended in 1990, requires EPA to set NAAQS for wide-spread pollutants from numerous and diverse sources considered harmful to public health and the environment. The Clean Air Act established two types of national air quality standards:
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Primary standards set limits to protect public health, including the health of at-risk populations such as people with pre-existing heart or lung disease (such as asthmatics), children, and older adults.
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Secondary standards set limits to protect public welfare, including protection against visibility impairment, damage to animals, crops, vegetation, and buildings.
The Clean Air Act requires periodic review of the science upon which the standards are based and the standards themselves.
Also under the CAA, each state must develop a plan—the State Implementation Plan (SIP)—describing how it will attain and maintain the NAAQS—i.e., a plan as to how it will clean up polluted areas and keep them clean. In general, the SIP is a collection of programs (monitoring, modeling, emission inventories, control strategies, etc.) and documents (policies and rules) that the state uses to attain and maintain the NAAQS. A state must engage the public in approving its plan prior to sending it to EPA for approval.
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| 8-hour ozone non-attainment areas (2008 standard) as of 2 July 2014. Non-attainment areas are those where the standards are not met. Click to enlarge. |
The current O3 standards were established in 2008 at the end of the previous review cycle. These standards include a primary O3 standard of 75 ppb, and a secondary O3 standard set identical to the primary standard. These 2008 standards are now under review, as required by the CAA.
In January 2010, EPA proposed strengthening the 8-hour primary ozone standard, designed to protect public health, to a level within the range of 60-70 ppb. EPA also proposed a distinct cumulative, seasonal secondary standard, designed to protect sensitive vegetation and ecosystems, including forests, parks, wildlife refuges and wilderness areas. EPA also proposed to set the level of the secondary standard within the range of 7-15 ppm-hours. (
Earlier post.)
In September 2011, President Obama requested that EPA withdraw the agency’s draft Ozone National Ambient Air Quality Standards (NAAQS) rulemaking reflecting these more stringent standards. At that time, the President said that since work was already underway to update the science that would result in the reconsideration of the ozone standard in 2013, he did not support asking state and local governments to begin implementing a new standard that will soon be reconsidered.
The first external review draft of this current PA was produced in August 2012, with the second external review draft released in January 2014.
The PA is based on the scientific and technical information assessed and presented in the Integrated Science Assessment for Ozone (ISA); the Health Risk and Exposure Assessment for Ozone (HREA); and the Welfare Risk and Exposure Assessment for Ozone (WREA). The PA, said the staff, is intended to “bridge the gap” between the relevant scientific evidence and technical information and the judgments required of the EPA Administrator in determining whether to retain or revise the current standards.
Findings. Staff found that current science provides even more comprehensive evidence of the deleterious effects of O3 exposure on human health. Secondary oxidation products, which develop as a result of O3 exposure, initiate numerous responses at the cellular, tissue, and whole organ level of the respiratory system. These key initiating events have the potential to result in a variety of adverse respiratory effects, as well as effects outside the respiratory system (e.g., cardiovascular effects).
Ozone inhalation poses the greatest risk to people in certain lifestages (i.e., children, older adults), people with asthma, people with certain genetic variants (related to oxidative stress and inflammation), people with diets limited in certain nutrients (antioxidant vitamins C and E), and people experiencing the largest exposures (e.g., outdoor workers, children).
While staff concluded that while the 75 ppb standard provides “important improvements in public health protection,” the available health evidence and exposure/risk information “call into question the adequacy of the public health protection provided by the current standard.”
Specific to the recommended new range of 60-70 ppb for the revised primary standard, staff concluded that:
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A level of 70 ppb is below the O3 exposure concentration that has been reported to elicit a broad range of respiratory effects. A level of 70 ppb is also just below the lowest exposure concentration at which the combined occurrence of respiratory symptoms and lung function decrements have been reported (72 ppb). A level of 70 ppb is also above the lowest exposure concentration demonstrated to result in lung function decrements and pulmonary inflammation (60 ppb).
Compared to the 75 ppb standard, 70 ppb would be expected to (1) reduce the occurrence of exposures of concern to O3 concentrations that result in respiratory effects in healthy adults by about 45 to 95%, almost eliminating the occurrence of multiple exposures at or above 70 ppb; (2) reduce the occurrence of moderate-to-large O3-induced lung function decrements by about 15 to 35%; (3) more effectively maintain short- and long- term O3 concentrations below those present in the epidemiologic studies that reported significant O3 health effect associations in locations likely to have met the current standard; and (4) reduce the risk of O3-associated mortality and morbidity, particularly the risk associated with the upper portions of the distributions of ambient O3 concentrations.
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A level of 65 ppb is below the lowest exposure concentration at which the combined occurrence of respiratory symptoms and lung function decrements has been reported. A level of 65 ppb is above the lowest exposure concentration demonstrated to result in lung function decrements and pulmonary inflammation.
Compared to a standard with a level of 70 ppb, a revised standard with a level of 65 ppb would be expected to (1) further reduce the occurrence of exposures of concern (by about 80 to 100% compared to the current standard), decreasing exposures at or above 60 ppb and almost eliminating exposures at or above 70 and 80 ppb; (2) further reduce the occurrence of FEV1 decrements > 10, 15, and 20% (by about 30 to 65%, compared to the current standard); (3) more effectively maintain short- and long-term O3 concentrations below those present in the epidemiologic studies that reported significant O3 health effect associations in locations likely to have met the current standard; and (4) further reduce the risk of O3-associated mortality and morbidity, particularly the risk associated with the upper portion of the distribution of ambient O3 concentrations.
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A level of 60 ppb corresponds to the lowest exposure concentration demonstrated to result in lung function decrements and pulmonary inflammation. Compared to a standard with a level of 70 or 65 ppb, a revised standard with a level of 60 ppb would be expected to (1) further reduce the occurrence of exposures of concern (by about 95 to 100% compared to the current standard), almost eliminating exposures at or above 60 ppb; (2) further reduce the occurrence of FEV1 decrements > 10, 15, and 20%, (by about 45 to 85% compared to the current standard); (3) more effectively maintain short- and long-term O3 concentrations below those present in the epidemiologic studies that reported significant O3 health effect associations in locations likely to have met the current standard; and (4) further reduce the risk of O3-associated mortality and morbidity, particularly the risk associated with the upper portion of the distribution of ambient O3 concentrations.
With regard to the secondary standard, staff concluded that it is appropriate to give consideration to a range of levels from 17 to 7 ppm-hr
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