한국과학기술정보연구원
전 문 연 구 위 원 이 호 동
(hodeelee@reseat.re.kr)
1. 서언
○ 자외선이 강한 날에 외출하고자 할 때 요즘은 무엇인가 대비해야 한다
는 인식이 강해졌다. 일기예보에서도 자외선 예보 또한 일상이 되었다.
일본의 경우 2005년부터 일본 부근의 자외선 예측분포도를 기상청 홈페이지에 게재하고 있다. 이와 같이 자외선 정보에 주의가 모아지는 데
는 자외선에 의한 건강 피해가 알려져 있기 때문이다.
○ 세계보건기구(WHO)가 진행하고 있는 INTERSUN 프로젝트에서는 자외선에 의한 건강 피해로부터 인간을 지키려는 목적으로 워크숍이나
전문가 회의를 적극적으로 개최하여 자외선 대책의 필요성을 알리고있다.
과거 여름휴가를 통해 피부를 까맣게 하는 것은 이제 옛일이 되었다.
피부를 태우는 것이 건강한 이미지를 갖지만 건강에 대한 주의신호라고 인식할 필요가 있다.
2. 파장에 따른 영향 차이
○ 태양광에 포함되어 있는 자외선은 파장에 따라 UV-A(315~400㎚), UV-B(280~315㎚), UV-C(100~280㎚)로 분류된다.
이 가운데 UV-C는 오존층에서 차단되어 지상에는 다다르지 않는다. 지상에 다다르는 전 태양광
에너지에서 차지하는 자외선은 5~6%이다. 그 대부분은 UV-A이다.
UV-B는 오존층에 흡수되는 것도 있어 0.2%에 지나지 않는다. 그러나 생물의 DNA를 손상시키기 때문에 그 영향이 심각하다.
○ 일광욕에는 2가지의 단계가 있다.
처음에는 피부가 새빨갛게 되다가 심할 경우에는 수포를 수반하는 햇볕에 의한 화상이 일어난 다음에 멜라닌 색소가 침착하여 피부가 검게 된다. 햇볕에 타면 우리들 몸이 멜라 모니터링분석 2 ReSEAT 프로그램(http://www.reseat.re.kr)
닌 색소를 형성하여 자외선을 흡수함으로써 세포 자체에의 영향을 감소시키고자 하는 방어 반응이다. 그러나 과도하게 태우게 되면 UV-B가
DNA를 손상시키기 때문에 염증 반응이 일어난다.
○ DNA의 흡수 피크와 파장 영역이 겹치는 UV-B는 DNA에 흡수되어DNA 분자쇄 내의 인접한 피리미딘 염기(시토신과 티민)와 결합하여 2
량체를 형성함으로써 손상을 일으킨다. 자외선은 몸에 침투하는 항원의정보를 임파구에 전달하는 표피 중의 랑겔한스(Langerhans) 세포의 저
하시키는 등의 면역기능을 억제한다. 이 때문에 DNA 손상으로 생기는이상을 적절히 제거하지 않으면 피부암 발생률이 높아진다.
○ UV-A는 광선 과민증으로 불리는 피부 이상을 일으킨다.
어떤 이유로체내로 들어온 화학물질이 주로 UV-A를 흡수하는 광 증감 반응에 의해 피부를 자극하고 선번(sunburn) 현상을 일으키는 것이 원인이다. 최근 고령자의 약제성 광선 민감증 환자가 증가하고 있다. 광과 생명과환경의 관계를 연구하는 한 교수는 약물을 섭취하는 기회가 증가하기
때문이 아닌가라고 분석하고 있다.
3. 자외선 대책은 “아는 것”으로부터 출발
○ 자외선에 의한 건강 피해가 대두하기 시작된 배경에는 오존층의 파괴가 있다. 1980년대 나타난 프레온 가스에 의한 성층권 오존층의 파괴로
본래 오존층에서 흡수되는 UV-B가 지표에 도달하게 된 것이다. 북위30~60도의 인간생활권에서 UV-B는 증가 경향에 있다.
○ 오존층이 1% 파괴되면 UV-B는 2% 증가하고, 피부암이나 백내장의 발병, 면역 기능의 저하가 3~5% 증가한다고 알려져 있다. 자외선의 위험
성을 파악하기 위해서는 자외선의 양을 정확히 알 필요가 있다.
최근 태양 UV-B 측정기가 개발되어 태양 자외선의 양을 직접 성분과 대기 중에서 산란된 성분으로 나누어 측정하고 있다.
○ 맑게 갠 날에는 UV-B의 80% 이상, 쾌청한 경우에도 UV-B의 50% 이상이 산란광이다.
산란광은 직사광이 다다를 수 없는 응달에도 들어갈 수있다.
따라서 자외선 대책으로 산란광의 차단도 중요하다고 거론되고 모니터링분석 3ReSEAT 프로그램(http://www.reseat.re.kr)
있다. 자외선의 강도는 인체에의 영향을 알기 쉽게 표시한 UV 인덱스가 국제 지표로 표시된다.
○ 성인도 물론이지만 소아기(18세 미만)의 자외선 대책은 특히 중요하다.
WHO에서는 일생에 받는 자외선 양의 대부분은 18세까지 동안 받는다
거나, 신진대사가 왕성하고 환경에 대해 민감한 소아기에 햇볕을 쪼이면 그 후 피부암이나 백내장의 발생 가능성이 높아진다고 경고하고 있
다.
4. 사용하는 목적과 기능의 양립
○ 자외선이 무엇인지를 알아야 그 방어대책이 가능하다. 바로 생각되는것이 피부에 약을 발라 햇볕에 타는 것을 방지하는 방법이다. 햇볕에
타는 것을 방지하기 위해서는 자외선 흡수제와 자외선 산란제가 배합되어 사용되고 있다. 자외선 흡수제는 분자 내에 공액 2중 결합을 갖
는 화합물로 자외선을 흡수하면 전자가 여기 상태로 된다. 여기 상태의 전자는 열방사나 형광에 의해 에너지를 방출하여 기저 상태로 돌아
가 다시 자외선을 흡수한다. 결국 이렇게 흡수된 에너지를 다른 에너지로 변환하고 자외선을 차단하는 효과를 발휘한다.
○ 자외선 흡수제는 흡수 피크의 파장대에 의해 UV-A 흡수제와 UV-B 흡수제로 나눌 수 있다. 대표적인 UV-B 흡수제는 메톡시계피산 에틸헥실
(methoxycinnamate etherhexyl)이다. 효과의 크기와 안전성 면에서 세계적으로 가장 많이 사용되고 있다. UV-A 흡수제는 종류가 많지 않다.
최근에는 UV-A와 UV-B 모두를 흡수할 수 있는 화합물도 개발되어 주목을 받고 있다.
○ 자외선 산란제로는 높은 굴절률을 가진 산화티탄이나 산화아연 미립자가 사용된다. 산란뿐만 아니라 광 에너지를 받아 전자가 가전자대로부
터 전도대로 여기(excitement)되기 때문에 자외선을 흡수하는 일도 있다.
○ 자외선 방어의 효과를 평가하는 실험으로는 생체를 이용하는 실험법이통상 사용되나, 최근에는 윤리적인 견지에서 생체를 사용하지 않는 시
모니터링분석 4
ReSEAT 프로그램(http://www.reseat.re.kr)
험법을 개발하려 하고 있다. 주로 UV-B의 방어 효과를 평가하는SPF(Sun Protection Factor)치는 자외선차단크림을 바른 부분이 바르지
않은 부분에 비해 빨갛게 되기 어려운 정도를 수치화한 것이다. UV-A는 피부의 흑화(黑化)를 지표로 하고 있으나 국제적인 평가법의 통일은
아직 없다.
5. 쾌적하게 지내면서 UV 차단
○ 의복에 의해 자외선을 차단하는 것도 햇볕 그을림 방지대책의 하나이다. 섬유 자체가 갖는 차단효과는 소재에 따라 다르다. 일반적으로 식
물 유래 섬유(면, 레이온)보다도 동물 유래 섬유(양모)나 폴리에스테르가 효과가 크다. 섬유의 분자구조에 방향족이나 아미노기를 함유하고
있으면 자외선 흡수량이 증가하여 차단효과가 커진다. 천을 구성하는실의 형상이나 편직, 제직 방법도 중요한 인자이다. 실의 단면이 둥글
게 균일한 것보다도 단면이 이형으로 구김이 있는 실 쪽이 차단효과가크다. 진한 색의 천일수록 자외선 차단 효과가 크다.
○ 자외선이 강하게 되는 여름의 의복으로 실의 밀도가 높으면 통풍이 나쁘고, 농색의 천이면 가시광과 적외선을 흡수하여 열을 모은다. 여기에
등장한 것이 UV 차단 섬유이다. 산화티탄을 폴리에스테르에 혼합하여차단효과를 높인다. 1990년에 등장하였다.
○ 천이나 의류가 자외선을 차단하는 효과는 전체 자외선 양에 대하여 어느 정도 자외선을 차단할 수 있는가 하는 차폐율(%)로 표시되어 왔다.
그러나 최근 자외선 대책의 선진국인 오스트레일리아에서 표준화된UPF(Ultraviolet Protection Factor)가 사용되고 있다. 차폐율은 UV-A,
UV-B를 구별하지 않고 산출되나, UPF에서는 생체에 대한 피해가 심각한 UV-B의 차단효과를 보다 엄격히 평가하여 산출한다. UPF치는 15
이상에서 방어 효과가 인정된다.
○ UV 차단 섬유는 운동복, 모자, 우산 등 옥외용의 일용 제품뿐만 아니고 의료용으로도 사용되고 있다. 차단율 99%의 차단 효과가 큰 직물은
색소성 건조증 환자에게 제공된다. 섬유의 기능이 높을수록 사회에 대한 공헌을 한다.
모니터링분석 5
ReSEAT 프로그램(http://www.reseat.re.kr)
6. 장점을 알고 현명하게 친구 되자
○ 건강 피해라고 하는 부정적 측면만을 소개한 자외선이 우리들 생물체에 없어서는 안 되는 빛이라는 점도 간과해서는 안 된다. 뼈와 이빨의
성장에 필요한 비타민 D는 피부에 존재하는 전구체인 7-디히드로콜레스테롤이 UV-B를 흡수하여 합성된다. 다만 혈중 농도가 일정하게 유지
되기 때문에 UV-B를 많이 쪼여도 합성량은 증가되지 않는다. 1일 15분산책으로도 충분하다.
○ 자외선은 병을 치료하는 데 사용된다. 광화학 요법에서는 광 알레르기반응을 일으키지 않는 감광성 물질(증감제)을 복용 또는 도포한 환자에
게 UV-A를 조사하여 치료로 연결시킨다. 대표적인 감광성 물질은 8-메톡시 솔라렌(Psoralen)으로 주로 표피 이상 증식성 환자의 치료에 사용
되고 있다. 고대 이집트에서는 피부가 하얗게 되는 백반증의 환부에 미나리과 식물의 열매를 으깨어 도포하고 태양광을 조사하여 치료하였다.
20세기에 들어와 이 열매에 포함된 유효성분인 8-메톡시 솔라렌에 자외선이 작용하기 때문이란 것을 알고 광화학 요법으로 응용된 역사가
있다.
○ UV-C는 지상에 도달하지 않으나 이 파장대역의 빛이 살균등으로 이용되고 있다. 가열 살균할 수 없는 계란의 표피 살균에 적당하다. 또한
염소 살균이 바람직하지 않은 수족관의 물이나 대중목욕탕의 뜨거운물도 이 살균등이 사용되고 있다.
출처 : 化工誌編輯幹事會, “紫外線と賢く付き合う”, 「化學と工業(日本)」, 61(8), 2008, pp.775~779
