Fig 1. 전자파의 분류 한국방송통신전파진흥원

[전자기파의 종류와 인체 영향]

전기가 흐를 때 그 주변에 전기장과 자기장이 동시에 발생하는데 이를 전자기장 (electromagnetic field, EMF) 이라고 하며 여기서 생기는 파동을 전자기파라고 한다. 태양광, 지구 자기장 등이 자연적인 전자기파 환경이라면, 전기, 통신, 가전제품, 송전탑, 휴대폰, WiFi, 기지국 등은 인위적인 전자기 환경이다. 전자기파는 저주파 의료기나 CT, MRI 와 같이 의학적으로 유용하게 이용될 수도 있다. 전자기파는 주파수 대역에 따라 극저주파 (Extreme low frequency, ELF), 저주파, 무선주파수 (Radio frequency, RF) 와 적외선, 가시광선, 자외선, X-선, 감마선 등으로 분류될 수 있다. 흔히 말하는 전파는 3,000 GHz 이하 대역의 전자기파를 일컬으며 일상생활에서 노출되는 인위적인 전자파는 대부분 여기에 속한다 (Fig 1). 가장 낮은 대역의 주파수는 극저주파 (3-3,000 Hz) 라고 하며 전력선, 전기기기와 산업기기 등이 여기에 포함된다. 높은 고주파 대역은 무선주파수 (30 kHz-300 GHz) 라고 하며 휴대전화, 무선전화, Wi-Fi, 블루투스, 아마추어 통신 등이 여기에 포함된다. 그러므로 전자기파가 인체에 미치는 영향 연구는 크게 극저주파와 무선주파수에 대한 연구로 나누어 볼 수 있다 (Fig 2).

Fig 2. 극저주파와 무선주파수의 예

전자기파가 인체에 미치는 영향은 주파수 범위와 세기에 따라 다르다. 일반적으로 단기적인 노출 시에 발생할 수 있는 1) 자극 영향과 2) 열적 영향, 그리고 장기적인 노출 시에 발생할 수 있는 3) 비열적 영향으로 나눌 수 있는데, 자극 영향은 주로 전류에 의한 신체 자극으로 인한 것이며, 열적 영향은 휴대폰을 오래 사용 시 신체에 열이 발생하는 현상이다. 비열적 영향은 오랜 기간 노출되었을 때 발생할 것으로 생각되며 전자파 과민증이나 신경발달 장애 등과 관련 있을 수 있으나 아직까지 가장 잘 알려져 있지 않다. 300 GHz 이하의 주파수는 범위에 따라 인체보호기준이 확립되어 있어서 저주파 대역은 전류밀도로, 고주파 대역은 전자파 인체흡수율 (SAR) 이 기준으로 제시되고 있다. 인체보호기준을 초과하는 강한 전자파는 인체에 변화를 유발하고 건강에 영향을 줄 수 있다. 그러나 일상 생활에서 노출되는 약한 전자파가 건강에 영향을 주는지에 대해서는 논란의 여지가 있다.

- 극저주파 전자제품: TV, 컴퓨터, 에어컨, 냉장고, 전기레인지, 비데, 전기안마기, 전기장판, 가정용 저주파 의료기 등은 대표적인 극저주파 발생 제품들이다. 신체에 밀착하여 사용하는 제품들을 사용 시에는 더 많은 전자파에 노출 될 수 있다. 대부분의 전자제품들은 신체로부터 약 30 cm 정도 떨어져 사용하면 안전한 편이나, 소아의 경우 여러 전자제품을 장시간, 복합적으로 사용하는 것은 피하는 것이 좋다. 일상 속의 전자제품들의 전자파 측정의 비교는 Fig 3 에 나타나 있다.

- 무선주파수 기기: 영유아와 어린 소아들은 직접 전자기기를 사용하지 않아도 거주 환경이나 실내의 WiFi 등으로부터 간접적으로 노출될 수 있으며, 청소년기에는 휴대전화에 의한 무선주파수 전자파에 노출이 많다. 휴대전화는 정지 상태에서 통화하는 경우보다 통화 연결 중에 전자파가 더 많이 발생하며, 지하철이나 고속철 등 빠르게 이동하는 교통시설에서 통화하는 경우 전자파가 더 많이 발생한다. 

Fig 3. 국내 가전기기의 전자파 비교 (국립전파연구원/국립전파연구원 가전제품사용 가이드라인) 

 [전자기파와 발암가능성에 대한 논란]

전자기파의 발암가능성은 가장 많은 우려와 논란이 있어온 부분이다. 국립전파연구원 (https://rra.go.kr/ko/index.do) 을 비롯한 관련 기관 사이트들에서는 일반인들의 이해를 돕기 위한 전자파 관련 정보 (인체기준, 제품별 전자파 측정, 노출을 줄이는 사용 가이드 등) 들을 자세히 안내하고 있고, 기지국의 정보나 영유아 및 어린이 다중 이용 시설의 전자파 인체안전 평가신청  (https://emf.kca.kr/main.do) 과 같은 실질적인 정보도 제공하고 있다. 그러나 일상 생활에서 노출되는 전자파의 인체 유해성에 대해서는 근거가 불충분하다는 식으로 기술되어 있는 경우가 많다. 공공 사이트들의 인체 안정성에 대한 홍보자료는 WHO 보고서를 근거로 제시하는 경우가 많고 인용을 반복하면서 내용이 약간씩 달라기도 한다. 그러므로 임상 의사로서는 정확한 사실을 이해하기 위하여 WHO 의 의견이 과연 무엇인지 객관적으로 검토해 볼 필요가 있다.

- 극저주파의 발암가능성

송전시설 주변에 거주하는 아동에서 백혈병의 발생이 높다는 사실은 수 십 년 간 연구되어 왔으며 주로 역학적인 연구에 의한 것이다. 우리나라에서도 2007 년 하 등의 연구에 의해 송신탑까지 거리가 가까운 곳에 거주하는 소아청소년들이 백혈병 발생 위험도가 더 높다는 결과가 발표된 바 있다. WHO 에서는 1996-2007 년 국제 전자계 프로젝트 (Internatinal EMF project) 를 시행하고 과학적인 데이터들을 검토하여 2007 년에 공식 보고서를 발표하게 된다. 한편 EMF project 기간 중 WHO 산하 국제암연구소 (IARC 2002) 에서는 방대한 양의 문헌조사를 통하여 극저주파를 Group 2B: 가능성이 있는 발암물질 (Possible carcinogen) 로 분류하였다. 2B 등급은 인체에서 증명되지는 않았고 동물실험에서도 충분히 증명되지는 않았으나 역학적 연구결과 암을 일으킬 가능성이 있음을 의미한다. 2B 등급에 속하는 다른 물질로는 아세트알데하이드, 수은, 디젤유, 장아찌, 김치 등이 있다. 그런데 WHO 의 EMF project 그룹의 최종 보고서의 앞 부분에서는 IARC 의 결과를 인정하고 뒷부분에서는 IARC의 결과에 방법론적인 문제가 있고 인과관계가 더 증명되어야 한다는 입장을 부가적으로 제시하였다 (2007). IARC 와 EMF project 모두 WHO 산하에 있음에도 불구하고 이러한 입장 차이를 보이는 것은 주로 의학자 또는 전기 산업관련자들로 이루어진 두 그룹의 위원들의 차이에서 일부 기인한 것일 수도 있다.

따라서 의료인으로서 극저주파의 인체영향에 위험을 평가할 때는 IARC 의 백혈병 위험 가능성에 대한 의견과 WHO EMF project 의 입장을 모두 고려하여 종합적으로 판단하되 과도한 우려와 방심을 모두 경계하여야 할 것이다. 특히 송전시설이 학교나 유아원 등 소아청소년이 장시간 머무르는 시설을 통과하는 것은 되도록 피하여야 한다. 눈에 보이지 않게 전선을 매립하는 지중화의 경우도 전자파의 노출을 완전히 차단할 수 있는 것이 아닐 수 있다.

- 무선주파수의 발암가능성

무선주파수가 인체에 미치는 영향 중 뇌종양과의 관련성은 가장 논의가 활발한 분야라고 할 수 있다. 13 개국의 성인 휴대전화 무선주파수 전자파 노출과 뇌종양 발생과의 연관성을 조사한 INTERPHONE study (2000-2004) 에서는 10 년 이상 휴대전화를 사용한 쪽의 뇌에 신경교종 및 청신경초종이 의미 있게 증가하였다고 보고하였다. INTERPHONE study 는 후에 IARC의 ‘무선주파수 전자기파와 발암성’에 대한 보고서에서 극저주파와 마찬가지로 RF 전자기파가 Group 2B 의 발암 가능성이 있는 물질 (2011) 이라고 채택하는 근거 중의 하나가 된다. 그러나 2014 년 WHO 는 IARC 가 휴대전화 전자파가 발암 가능성이 있다고는 하나 아직 장기적 영향에 대한 연구결과가 다 밝혀진 것이 아니므로 결론을 내리기를 보류하였다. 또 기지국과 무선 네트워크 기술이 건강에 해롭다는 뚜렷한 증거도 없다고 하였다. 즉 WHO 는 극저주파와 마찬가지로 무선주파수 전자기파에 대해서도 IARC 와 달리 유해성에 대한 판단 보류의 입장을 보여 주었다고 할 수 있다. 일부 과학자들은 이러한 WHO 의 태도가 인체 유해성에 대한 충분한 논의가 없이 5G 와 사물 인터넷 시대로 진입하는 길을 열어주었다고 비판 하고 있다.

[전자기파가 소아청소년의 신경 발달에 미치는 영향]

WHO 는 EMF project 를 진행하는 중에 ‘EMF 가 어린이에게 미치는 영향’ 이라는 주제로 워크샵을 시행 후 논문집 형태로 발표하였다 (2004). 워크샵에서는 휴대전화를 비롯하여 전자파가 어린이에게 미치는 다양한 사실을 다루었으나 결론적으로 전자기파가 어린이에게 더 해롭다고 하기에는 직접적인 증거가 없다고 하였다. 그러나 어린이를 대상으로 연구를 시행하는 것은 쉽지 않으므로 불확실한 영향을 고려하여 되도록 신체로부터 멀리 떨어져 사용하고, 학교와 유아원 등에서 전자기파에 노출되는 것을 최소화 하는 것을 권고하였다.

WHO 의 의견과는 별도로 소아청소년을 다루는 의사들은 전자기파가 어린이에게 미치는 연구결과들과 영향을 숙고해 볼 필요가 있다. 휴대폰 사용이 사람과 동물에 미치는 영향에 대한 많은 의학적 연구결과들은 두통, 수면이상, 시냅스 가소성의 변화, 신경전달물질 분비와 신경세포주기의 이상 등을 보고하고 있다. 또 만성적인 무선기술 전자파에 노출되는 것은 정상 성장, 신경계, 면역, 대사 기능과 같은 생리적 기능에 대한 부정적 효과와 관련될 수 있다 (Sage and Burgio 2018). 지면 관계상 간략한 현재까지의 주요 결과들을 요약하면 아래와 같다.

소아 머리의 특성에 따른 전자파 흡수율 차이 연구들은 소아의 두개골이 성인에 비해 얇으며 전자파 흡수율도 성인에 비하여 훨씬 더 높을 수 있음을 보여준다. 출생 전에 고용량의 전자파에 노출에 대한 동물실험 결과들은 대뇌 피라미드세포의 소실과 출생 후 인지기능과 기억의 감소와 같은 변화를 보여 주었다 (Bas 2009). 전자기파가 산화 스트레스와 활성산소를 유발하여 세포 손상을 일으킨다는 연구결과가 보고된 바 있으나 일관적이지 않다. 소아청소년 및 성인에서 무선 주파수 노출이 인지 융통성, 억제기능과 같은 인지 기능에 미치는 영향과 수면에 미치는 영향에 대한 연구결과들은 일관적이지 않다 (Guxen 2016). 휴대전화로 인한 수면 문제는 자주 깨어나거나, 블루 라이트 등이 원인일 수도 있다. 독일에서는 아동들에게 학교에서 태블릿과 노트북을 제공하고 학업능력의 변화를 추적하였는데, 전자학습을 한 학생들의 학업성취가 더 높은 것은 아니었고, 주의집중도는 더 낮았다 (Schaumburg 2007). 출생 전의 전자파 노출도 문제가 될 수 있다. 임신기간 휴대폰을 사용한 임신부의 자녀는 사용하지 않는 임신부의 자녀에 비하여 행동 문제가 더 많았다는 보고 등이 있다 (Divan 2008).

[5G 전자파와 인체영향]

5G 기술의 등장으로 언제 어디서나 대용량 접속을 가능한 초연결 네트워크 환경 (증강현실, 3D 서비스, 고속열차, 비행기, 사물 인터넷, 자율주행, 원격진료 등)이 가능해 진다는 기대가 커지고 있다. 최근 과학기술정보통신부는 세계 최초로 5G 주파수 공급 (3.5 GHz and 28 GHz 대역) 을 시작하였다. 그러나 5G 주파수 대역의 영향은 아직 충분히 밝혀지지 않았다. 3.5 GHz 인체영향은 기존의 4G 와 유사하고 기존의 기지국을 활용하는 것이 가능할 것으로 보이나 28 GHz 전자파는 전파 특성이 상이할 수 있고, 인체영향도 다르게 고려되어야 한다. 5G의 기지국은 이전과 다르게 전파를 스마트폰에 집중하는 방식이므로 평균된 전자파세기는 LTE 보다 낮을 수 있으나 데이터 통신량이 많을 때에는 집중되는 전자파의 양이 많아질 우려가 있다는 주장도 있다.

[새로운 기술과 사전주의 원칙]

사전주의 원칙 (The precautionary principle) 이란 인간의 활동이 유해한 영향을 미칠 가능성이 있으나 과학적으로 확실하지는 않은 상황에서는 유해성을 피하거나 줄이는 방향으로 행동하여야 한다는 권고이다 (UNESCO 2015, EC 2017). 특히 건강에 미치는 영향이 더 클 수 있으나 스스로 환경을 결정할 수 없는 어린이와 청소년의 경우에는 이와 같은 원칙이 위험을 최소화 하는 조치라고 할 수 있다. 프랑스와 러시아와 같은 국가들은 휴대전화 광고나 어린이에게 휴대전화를 판매하는 것을 제한하고 학교와 유아시설에서는 WiFi 보다는 유선을 사용하도록 권장하고 있다. 우리나라도 소아청소년을 위한 전자기파 정책을 재점검하고 실질적인 보호조치들을 마련해야 할 필요가 있다.  

[결 론]

소아청소년 건강에 대한 전자기파의 안정성에 대한 과학적 결과들은 더 밝혀져야 하고 과도한 불안이나 낙관을 경계하여야 한다. 전자파의 영향에 대한 연구 결과들이 일관적이지는 않으나, 어린이의 신경계가 성인에 비하여 전자파에 더 취약하다는 것은 사실이며 전자기파는 소아청소년들에 열적 또는 비열적인 신체 영향을 끼칠 가능성이 있다. 주로 역학적 결과들에 의한 것이기는 하나 전자기파가 인간에게 발암가능성이 있다는 IARC의 의견은 간과하거나 산업정책 위주로 편향 해석하여서는 안 될 것이다.

그러므로 새로운 전자기파 기술의 도입 시 사전주의 원칙이 적용되어야 하고, 안정성이 확보될 때 까지는 소아청소년에 대한 전자파 노출은 최소화 되어야 한다. 이는 5G 주파수 기술에도 해당된다. 사전주의 원칙이 지켜지기 어려운 경우 소아청소년을 보호하는 법령 등이 제정될 필요가 있다. 특히 학교 등 어린이가 장시간 머무는 시설에는 더 엄격한 기준이 필요하다. 끝으로 인체 건강과 관련된 국내의 전자기파 관련 대책을 수립 시에는 전파 산업 관련기관, 기초 연구자들뿐만 아니라 임상의학자들의 의견이 더 반영되어야 할 것이다.

(본 내용은 제 69차 춘계학술대회에서 발표한 ‘전자기장과 신경발달장애’ 내용을 수정한 것임)

=휴대전화 전자파 과다노출 방지를 위한 권고= 

1. 휴대폰 통화는 가급적 짧은 시간에 마친다 

2. 휴대폰을 얼굴 한쪽에만 대고 사용하는 것 보다 양쪽을 사용한다 

3. 유아, 어린이는 전자파 영향에 더 민감하므로 휴대전화 사용을 자제 한다.

4. 휴대폰을 기지국과 연결시키는 초기에 휴대폰이 큰 세기의 전파를 방출한다. 

- 통화 수신음이 들릴 때까지는 귀에서 휴대폰을 약간 멀리할 것.  

- 고속 자동차나 고속 기차에서는 휴대폰의 사용을 자제.

- 휴대폰 전파 신호표시가 작은 곳에서는 사용을 자제

5.  휴대전화가 얼굴에서 조금이라도 떨어지면 전자파흡수율 저하

- 통화대신 문자메시지(SMS)를 사용 

- 유선이어폰, 무선이어폰, 핸즈프리 사용

- 휴대폰을 볼에서 5-10 mm 정도 조금 띄어 사용

- 통화 시 휴대폰 몸체의 하단부를 코 쪽으로 약간 올린다. 

6. 시중에 판매되는 휴대폰 전자파 차단 제품은 SAR 감쇄에 효과 없다

(김윤명, 2012 등을 참고로 변형) 

한양대학교 문진화