개요

담배제품 및 배출물 성분에 대한 개요

담배제품 속에 포함된 성분도 중요하지만, 실제 담배 흡연 시 사람에게 노출이 이루어지는 담배 배출물의 성분이 건강위해 측면에서는 더욱 중요합니다.

잘 알려진 바와 같이 궐련을 기준으로 볼 때 담배 제품과 담배 배출물 속에는 최소 7,000종 이상의 화학물질이 포함되어 있으며, 그중에서도 4,000종 정도는 인체 유해 화학물질이고 70종은 발암물질로 확인되고 있습니다.




담배가 타면서 나오는 입자상 물질들은 0.15nm(나노미터)~1.3mm(밀리미터)의 직경을 가지고 있으며, 직접흡연과 간접흡연을 통해 사람들에게 노출됩니다. 시간이 지나면서 입자의 개수는 줄지만 입자 간 화학적 반응이 일어나 그 크기는 커지면서 배출된 장소에 침착되게 되는데 이렇게 배출된 장소에 침착된 담배유래 입자상 물질들이 3차 흡연의 원인이 되기도 합니다.

담배가 타면서 나오는 배출물은 크게 흡연하는 동안에 흡연자에게 직접 들어가는 연기인 주류연(mainstream)과 흡연하는 동안에 공기로 직접 나오는 연기인 부류연(sidestream)이 있으며, 또한 타면서 나온 화학물질과 화학물질들 간의 반응을 통해 결합 혹은 분해로 생성된 화학물질들이 존재합니다. 특히, 담배를 흡입할 때와 흡입하지 않을 때 담배 연소 온도 차이(주류연은 약 900℃, 부류연은 약 400℃ 정도)가 생겨 주류연과 부류연에 포함된 화학물질의 성분과 농도에 차이가 있습니다.




흡연자와 간접흡연 노출자 모두 담배가 연소할 때 나오는 배출물을 흡입하게 됩니다. 간접흡연 노출자의 경우 주로 부류연과 흡연자가 흡입했다 내보내는 주류연에 노출되며, 흡연자의 경우 주로 흡입 시 들이마시는 주류연과 함께 부류연에도 함께 노출되게 됩니다.

따라서 직간접흡연에 따라 노출되는 성분에 차이가 있다기보다는 주로 노출되는 방식에 차이가 있다고 볼 수 있습니다.




담배제품과 그 배출물에는 담뱃잎 그 자체에 있는 성분이 연소되어 나오는 성분 이외에도 담배 연기 흡입 시 느낄 수 있는 부담을 낮추고, 니코틴 흡입 및 중독을 강화하며, 맛과 향을 통해 제품의 매력도를 증가시키고자 하는 등의 목적으로 제조과정 중에 첨가되는 다양한 물질들이 포함되기도 합니다.




담배제품 및 배출물 성분 분석과 공개의 필요성

일상생활에 쓰이는 식품, 약품, 화장품, 그 외 생활용품 등은 제품의 효과성은 물론 안전성에 대한 검사와 그 결과에 대한 책임 있는 관리기관의 감독하에 공개적인 검증이 이루어진 후 판매 혹은 공급이 이루어집니다. 그리고 소비자들은 제품 정보에 관한 확인을 통해 제품 선택을 결정하게 됩니다.




그러나 담배의 경우는 그 성분과 건강위해성에 대한 정보가 담배회사로부터의 정부 또는 일반국민들에게 제대로 공개되지 않고 있습니다. 우리나라의 경우 담뱃갑에 표기된 니코틴과 타르 농도가 공개하고 있는 성분 전부라고 할 수 있습니다. 이는 담배회사의 영업비밀이라고 하나, 7개 주요 담배회사들이 경쟁 브랜드를 대상으로 작성한 담배회사 내부 문건 보고서 100편을 분석한 결과에 따르면 담배회사들은 경쟁사 궐련 제품의 담뱃잎 종류, 습윤제, 첨가물, 가향성분, 연기성분 등에 대해 매우 세세하게 분석한 보고서를 작성하고 회사 내 공유하고 있는 것을 볼 때 이는 법적 의미에서 영업비밀 정의에 충족되지 않습니다.




오히려 규제 당국이나 담배 소비자들 대상의 기밀로 유지되고 있는 것으로 보이며, 세계보건기구 담배규제협약 제9조 및 제10조에서는 담배회사들이 담배제품 및 배출물 성분에 대한 분석 결과를 정부 당국 또는 일반 국민에게 공개해야 함을 명시하고, 정부 당국에도 이를 위한 효과적인 조치를 취할 것을 요구하고 있기도 합니다.

담배제품과 배출물 성분에 대한 정보를 알고 관련 건강위해를 예측할 수 있도록 하는 것은 담배 사용을 예방하고 금연을 독려하는 데 영향력이 크며, 담배제품에 대한 규제의 근거로서도 중요한 역할을 하게 됩니다.




주요 담배 성분

담배제품과 그 배출물에는 암을 유발하는 것으로 알려진 적어도 70개의 발암물질을 포함한 수천 종 이상의 화학물질이 포함되어 있습니다. 그 주요 성분은 다음과 같습니다.




니코틴(nicotine)

담배의 주성분이며 생리학적 중독의 원인이 되는 니코틴은 주로 뇌에 위치한 니코틴 아세틸콜린 수용체와 결합하여 도파민 시스템을 자극합니다. 즉, 도파민 농도를 높임으로써 중독 관련 행동 변화와 의존성 강화의 역할을 하게 됩니다.

니코틴의 인체 내 노출 경로에 따라 호흡곤란, 복통 및 구역 구토, 설사, 근육마비, 피로, 눈 자극 및 손상과 같은 급성기 증상이 나타날 수 있으며, 장기간 노출되면 호흡부전, 뇌심혈관계 질환, 면역체계의 문제, 염증반응의 증가, 그리고 사망의 원인이 될 수도 있습니다.




니코틴은 과거에 살충제와 훈중제로 사용되었으나 이 목적으로는 더 이상 생산 또는 사용되지 않으며, 담배 가공 및 제조 과정에서 노출되는 직업성 노출이나 담배제품 사용으로 인한 노출이 있을 수 있습니다.




타르(tar)

타르는 'Total Aerosol Residue'의 줄임말로, 담배 연기에서 니코틴과 수분의 질량을 뺀 후 남아 있는 고체 및 액체의 총잔여물을 뜻합니다. 즉, 타르는 담배와 다른 식물 등의 물질을 태워서 만들어지는 연소된 입자상 물질로, 연소되지 않고 남아 있는 각종 첨가제 등의 담배 성분과 연소로 인해 생성된 물질을 포함하고 있습니다.

타르는 독성물질로 다양한 생화학적 과정을 통해 시간이 지남에 따라 흡연자의 폐를 손상시키며, 담배 연기에 있는 대부분의 돌연변이 유발 물질과 발암물질을 포함하여 암 발생의 원인이 되기도 합니다. 또한 타르는 치아를 검고 썩게 하며 잇몸 손상, 미감 둔감 등 구강 조직을 해칩니다.




중금속(heavy metal)

비중이 4.0 이상의 무거운 금속 원소들을 중금속이라 하며, 대표적인 중금속 원소로는 Hg(수은), Pb(납), Cd(카드뮴), Cr(크롬), Cu(구리), Ni(니켈), Zn(아연), Mn(망간), Co(코발트) 등이 있습니다.

미량의 구리, 아연, 니켈, 코발트 등 섭취는 생명체 유지를 위해 필요하기도 하나, 과량의 섭취, 흡입, 피부 접촉 등을 통한 급성 및 만성 노출은 사람에게 다양한 건강위해를 일으킬 수 있습니다. 수은은 폐렴, 폐 손상, 신장 독성, 신경정신학적 증상 등의 유발 가능하며, 납은 말초신경병증, 고혈압, 심혈관계질환 위험을 증가시키고, 카드뮴과 크롬은 생식기계 독성, 니켈은 천식 및 만성기관지염과 같은 폐기능 감소 등의 원인이 될 수 있습니다.




특히 카드뮴, 크롬, 니켈, 비소 등은 중금속 원소 중에서도 암을 유발하는 발암물질로 분류되고 있습니다.




카보닐 화합물(carbonly compounds)

카보닐기(carbonyl group)는 유기화학에서 산소 원자와 이중 결합을 형성하고 있는 탄소 원자(C=O)로 구성된 작용기입니다. 카보닐기를 포함하고 있는 화합물은 보통 카보닐 화합물이라고 하며, 대표적인 원소로는 알데하이드(aldehyde)와 케톤(ketone)이 있습니다.




특히, 이 중 담배 연소로 생성되는 성분으로 널리 알려진 포름알데하이드(formaldehyde)와 아세트알데하이드(acetaldehyde)는 발암물질입니다. 아크롤레인은 강한 자극성을 가지고 있어 눈, 피부, 점막, 폐를 자극할 수 있으며, 고농도에 노출되면 중추신경계 억제 증상까지 나타날 수 있습니다. 디알데하이드(dialdehyde)류는 만성폐쇄성폐질환 등 폐 질환을 야기하며, 디케톤(diketone)류는 호흡기 및 폐질환의 원인이 될 수 있습니다.




휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOCs)

구조의 기본골격으로 탄소 원자를 갖는 화합물을 통틀어 유기화합물이라고 부르고 있습니다.

이 중 휘발성 유기화합물은 끊는 점이 낮아서 공기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상 유기화합물을 총칭으로, 산업체에서 많이 사용하는 용매에서 화학 및 제약공장이나 플라스틱 건조공정에서 배출되는 유기가스에 이르기까지 매우 다양하며 끓는점이 낮은 액체연료, 파라핀, 올레핀, 방향족화합물 등 생활 주변에서 흔히 사용하는 탄화수소류가 해당합니다.

휘발성 유기화합물은 가스의 형태로 호흡기를 통해 체내에 침입하기도 하지만 피부를 통해서 침입하는 경우도 많습니다. 휘발성 유기화합물 노출에 의한 급성중독은 마취 증상으로 나타나며, 만성중독은 신경계, 조혈장기, 간장, 신장 등에 장해를 일으킵니다.




대표적인 담배 첨가제 추출용매의 오염물질이자 연소 생성물인 벤젠은 백혈병을 유발합니다.




다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons)

다환방향족탄화수소는 두 개 또는 그 이상의 벤젠고리가 융합된 유기화합물로, 탄소와 수소를 함유한 유기물질이 고온에서 열분해 및 열 공정 등을 통해 불완전연소로 인하여 주로 발생합니다.

다환방향족탄화수소가 인체에 흡수되면 대사 과정을 거치며 DNA에 결합할 수 있는 형태로 변화되고, 일부는 암을 유발하게 됩니다. 이러한 이유로 일반 대기는 물론이고 산업장에서도 매우 엄격하게 관리되는 오염물질입니다. 미국 환경청(US Environmental Protection Agency, EPA)은 발암성에 근거하여 PHAs 중 우선 대상물질로 16종을 정하였습니다.




특히, 담배 성분인 Naphthalene, benzo(a)pyrene, benz(a)anthracene, dibenz[a,h]anthracene, chrysene, Indeno(1,2,3-cd)pyrene, Benzo(c)phenanthrene 등은 유전 독성과 발암성을 나타내는 것으로 알려져 있습니다.




유해가스(hazardous gas pollutants)

담배 배출물에서 발생 될 수 있는 유해 가스는 암모니아, 일산화질소, 일산화탄소, 이산화질소, 이산화탄소 등이 있습니다.

암모니아는 염기성 가스로 자극성이 강하며, 농도가 높아질 경우에는 매우 위험한 독성가스라고 알려져 있습니다.

일산화탄소(CO)는 무색, 무취에 자극성이 없는 기체로 불완전 연소산물인데, 혈중 헤모글로빈과의 친화력이 산소보다 약 200~300배 강하여 혈중의 산소농도를 떨어뜨립니다. 지속되면 조직세포에 공급할 산소가 부족해져 무산소증(anoxia)을 일으킬 수 있습니다. 일산화탄소는 연탄가스 중독으로도 많이 알려져 있는데, 이 가스는 실내에서 0.1% 이상의 농도에 노출되면 생명에 악영향을 줄 수 있습니다.

이산화질소는 호흡기, 천식, 폐 질환에 영향을 주며, 특히 어린이에게 호흡기질환을 일으키는 것으로 보고되고 있습니다.




방사성물질(radioactive material)

방사성 물질은 방사선을 방출하는 물질을 말합니다. 방사성동위원소가 대표적인 예인데 우라늄, 플루토늄, 방사성요오드 등이 있으며, 방사성동위원소는 모든 원소마다 여러 개가 존재하고 방출하는 방사선의 종류에 따라 알파선, 베타선, 감마선 방출 핵종으로 나눌 수 있습니다.




그중 담배 성분으로 알려진 Polonium-210(Po-210)은 시안화수소(hydrogen cynide, 속칭 청산)에 비해 인체에서 25만 배의 독성을 가지며, 기관지암을 유발할 수 있습니다.




다이옥신류(dioxine)

담배 성분 중 하나인 다이옥신은 실험 동물에서 강력한 면역독성과 흉선의 위축, 골수 기능 저하, 난소와 자궁의 위축과 기능부전, 수태율 저하와 유산율의 증가를 유발하였고, 암의 발생까지도 확인되었습니다. 실험 동물에서 입증된 암으로서는 갑상선암, 폐암, 구강암, 비강암, 피부암 등이 있습니다.




담배특이니트로스아민(tobacco-specific nitrosamines, TSNA)

담뱃잎 유래의 담배특이니트로스아민은 담배 중에 다량으로 존재하는데, 다양한 동물실험에서 조직특이적인 발암성(암을 일으키는 성질)을 나타냈습니다.




현재까지 담배제품 또는 담배 연기 중에서 발견된 담배특이니트로스아민은 약 7종류가 보고되고 있으며, 이들 중에는 NNK(4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone), NNN(N-Nitrosonornicotine) 등의 발암성이 더 높은 것으로 높은 것으로 알려져 있습니다.




시안화물(cyanide)

시안화물은 세포 질식제로 알려져 있으며 인체에 노출 때 치명적 중독증상을 초래합니다. 시안화물은 흡수되는 경로에 따라 독성작용의 발현 시간에 차이가 있을 뿐 호흡, 경구, 피부, 주사 등 모든 방법으로 인체에 흡수되어 독성작용을 나타낼 수 있습니다.

담배의 시안화수소는 그 분자량이 매우 작고 상온에서 비이온 상태로 존재하기 때문에 흡입하는 경우 폐포막을 쉽게 통과하여 노출되며, 수 초 내에 중독증상이 나타납니다. 또한, 고체인 시안화염(cyanide salt)을 음독하면 수십 분 내에, 시안화물 선구물에 노출될 수 있으며, 이 경우에는 수 시간 지난 후 중독증상이 발현될 수 있습니다, 소량의 경우 우선 호흡 경련 등의 자극 증상이 있고 점차 호흡마비를 일으킬 수 있습니다.




산류(acid)

담배에 포함된 아세트산(acetic acid) 포름산은 대표적인 카복실산 중 하나입니다. 높은 농도의 증기를 흡입하면 코안 쪽, 목, 폐에 심각한 손상을 입을 수 있으며, 호흡곤란도 나타날 수도 있습니다.




할로겐 화합물(halogen compounds)

할로겐 화합물은 할로겐 원소와 다른 원소의 화합물을 통틀어 이르는 용어이며, 그 종류로는 플루오린화물, 염화물, 브로민화물, 아이오딘화물 등이 있습니다.




담배 성분 중 하나인 탄화수소 화합물은 1개 이상의 수소(H)가 할로겐(F, Cl, Br, I)으로 치환된 화합물입니다.




모든 할로겐 화합물은 장기적인 건강위험 연구도 계속되고 있으나, 급성 혹은 단기 노출에 대한 위험성이 중요시되고 있습니다. 할로겐화탄화수소의 주요 급성 독성효과는 무감각증과 심장 과민 반응이며, 특히 심장 과민 반응은 일차적인 독성 문제라고 알려져 있습니다.




알코올류(alcohol)

담배 제조과정의 생성물로 알려진 알코올류로는 메탄올과 페놀(방향족탄화수소에 하이록시기(-OH)가 붙은 화합물로 알코올과 비슷한 성질을 가짐)이 있습니다.

메탄올은 메탄(CH4)의 H 하나가 하이드록시기로 치환된 물질로, 우리가 흔히 접하는 공업용 알코올 중 하나로 메틸알코올이라고도 불립니다. 메탄올 노출되면 의식 수준의 저하, 신체 능력의 빈약화, 구토, 복통, 호흡에 의한 특이적인 구취 등이 나타납니다. 빠른 경우에는 노출된 지 12시간 후에 시각 장애가 생길 수 있으며, 장기적으로는 실명이나 신부전이 발생할 수 있습니다.

또한, 페놀은 피부, 눈, 코, 목 및 신경계에 자극을 일으킬 수 있습니다. 페놀 노출에 의한 증상으로는 체중 감소, 쇠약, 탈진, 근육통 및 통증이 있습니다. 심하게 노출된 경우에는 간 또는 신장 손상, 피부 화상, 떨림, 경련 및 연축(근육의 불규칙 수축, 잔떨림)을 유발할 수 있습니다.




살충제류(pesticide)

살충제의 한 종류인 하이드라진(hydrazine) 역시 담배 성분의 하나로, 매우 독성이 강한 화합물입니다.

높은 농도의 하이드라진에 짧은 시간 노출되는 것만으로도 눈과 코, 목에 통증을 느끼고 현기증과 두통, 메스꺼움, 폐부종, 발작, 혼수상태 등의 증상이 일어날 수 있습니다. 또한 간과 신장 및 중추신경계에 손상을 줄 수 있으며, 부식성이 있어 피부 접촉으로 인해 피부염을 일으킬 수 있습니다. 이 때문에 미국 환경보호청에서는 하이드라진을 인체 발암물질로 지정하였습니다.




니트로 화합물(nitro-compounds)

담배의 대표적인 니트로 화합물은 니트로 벤젠으로, 장기간 또는 반복적으로 노출되면 혈액, 비장 그리고 간에 악영향을 줄 수 있습니다. 또한, 사람에게 발암성이 있을 수 있으며, 동물실험 결과에서는 사람에게 생식 또는 발달 독성이 나타날 수 있다고 보고되었습니다.




아민류(amines)

나프틸아민에 노출될 경우, 중추신경계에 영향을 끼쳐 두통, 어지럼증 등이 나타날 수 있습니다. 특히, 흡입할 경우에는 호흡곤란, 섭취할 경우 메스꺼움 및 구토를 유발할 수 있다고 알려져 있다.




담배에 포함된 대표적인 아민류로 알려진 1-나프틸아민은 나프탈렌에서 파생된 방향족 아민으로 방광암을 유발할 수 있습니다.




첨가제

첨가제는 담배 제조과정에서 인공적으로 첨가되는 물질로 가향제, 보존제, 흡습제, 항균제 등과 같은 역할을 합니다. 현재까지 알려진 첨가제는 600여 종이며, 개별 브랜드별로는 40종 또는 그 이상의 물질이 첨가제로 사용되고 있습니다.




첨가제 사용은 목 넘김을 좋게하여 새롭게 담배를 시작하는 사람들이 사용하기 쉽게 하고, 맛과 냄새를 좋게 하는 역할을 하는 것은 물론, 중독과 독성을 강화시키고, 제품에 대한 매력도를 증가시킵니다.

제품의 맛과 향을 유지하기 위하여 많은 제품에 포함된 것으로 알려진 멘톨의 경우 니코틴의 흡수와 생리활성을 증가시켜 중독을 강화시키는 역할을 하며, 암모니아도 니코틴의 체내 흡수력을 높이는 첨가제로 알려져 있습니다. 담배의 맛과 향을 위해 첨가되는 설탕도 니코틴 흡수를 돕는 것은 물론, 연소과정에서 알데하이드를 생성하며, 알데하이드 중 아세트알데하이드는 니코틴 중독을 강화시키고 호흡기 독성과 발암성을 가지는 물질입니다.

연소하지 않은 상태에서도 사람에서의 독성이나 발암성 가능성이 있는 첨가제로 가지거나 가질 것으로 생각되는 첨가제로는 Titanium dioxide, diacetyl, guaiacol 등이 있으며, 연소를 통해 인체 독성이나 발암성을 보이는 물질로는 아세트알데하이드나 포름알데하이드를 생성하는 sorbitol, 아크롤레인을 생성하는 glycerol, 벤젠이나 톨루인 등을 생성하는 b-damascone 등이 있습니다.




특히, 식품으로서는 일반적으로 안전하다고 알려진 guar gum, liquorice, diacetyl의 경우도 담배에 첨가된 경우는 연소과정과 흡입이라는 노출 방식을 통해 잠재적 독성이 있을 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

멘톨과 티몰(멘톨과 매우 유사한 물질) 같은 물질은 목 넘김을 좋게 하는 것은 물론 기관지를 확장하여 흡입량을 늘리고 더 깊이 들이마시도록 하는 역할을 하는 것으로 알려져 있고, 설탕, 코코아, 과일 추출물 등의 첨가제는 단맛을 증가시키거나 다양한 향을 내게 함으로써 제품의 매력도를 증가시키는데 사용됩니다.




다양한 맛과 향으로 제품의 매력도를 향상시키는 것 이외에도, 아로마와 같이 주변 사람들에게 담배 냄새로 인한 불편감을 주지 않는 데 도움이 된다거나 비타민, 오메가, 차콜필터 담배 등과 같이 건강에 도움이 된다는 이미지를 심어주기 위한 첨가제 등이 있습니다.

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