풍력발전은 질병을 일으킬까? WHO∙미국∙영국∙호주∙스위스∙캐나다의 대답

풍력터빈 증후군, 2009년 처음 등장

세계 최초의 풍력발전은 스코틀랜드에서 1887년에 시작된 것으로 전해진다. 우리나라에선 1998년 제주 행원풍력단지에서 첫 상업 풍력발전이 시작됐다. 2024년 기준 풍력발전은 세계 발전량의 8.1%를 차지한다. 풍력발전의 역사는 길고, 풍력발전은 널리 보급돼 있다. 풍력발전의 오래된 역사만큼이나 풍력발전에 대한 우려도 깊고 길었다.

유럽에선 12세기 후반부터 풍차가 등장해 발전은 아니지만 여러 형태로 풍력을 이용했다. 풍차 날개가 돌아가는 소리, 회전축과 연결된 기어가 맞물리며 돌아가는 소리 등 주로 소음과 관련된 피해가 주를 이뤘다.

바람의 힘으로 전기를 일으키게 된 풍력발전의 시대에도 이슈는 비슷했다. 풍력터빈에서 발생하는 소음이 짜증 또는 불쾌함(annoyance)을 유발한다는 호소가 이어졌다. 주로 풍력터빈 날개가 바람을 가르는 소리, 바람이 지나가면서 풍력발전기와 부딪히는 소리가 거슬린다는 주장이었다.

풍력발전과 관련된 건강 피해가 이슈로 부각되기 시작한 건 2000년대 후반 ‘풍력터빈 증후군(wind turbine syndrome)’이라는 개념이 등장하면서다. 2009년 미국의 소아청소년과 의사인 니나 피어폰트가 같은 제목의 책을 펴내면서 알려졌다. 책에서 저자는 풍력발전기 인근에 거주하는 23명을 인터뷰한 내용을 다뤘다.

주민들은 수면 장애와 수면 부족, 두통, 이명(귀 울림), 귀 압박감, 어지럼증, 현훈(빙빙 도는 어지럼), 메스꺼움, 시야 흐림, 빈맥(빠른 심박수), 과민성, 집중력과 기억력 문제, 그리고 깨어 있을 때나 잠자는 동안 신체 내부에서 움직임이나 떨림이 느껴지는 감각과 함께 나타나는 공황 발작 등의 증상을 나타냈다고 밝혔다. 피어폰트는 책을 통해 소음·진동, 특히 저주파 성분을 가진 소음과 진동이 균형 감각과 위치 감각을 교란한다는 메커니즘을 제시했다.

이후 호주를 비롯한 세계 각지에서 풍력발전기 인근 지역 주민들의 건강 피해에 대한 보고가 쏟아졌고, 풍력발전에 반대하는 단체들이 활동을 펼쳤다.

국제기구와 각국 정부, 풍력소음과 건강영향 연관성 조사

풍력발전 건강 피해를 호소하는 주민과 시민단체의 반발이 커지자, 국제기구와 각국 정부는 조사에 나섰다. 결론부터 말하자면 풍력발전이 특정 질병을 유발한다는 인과관계를 인정한 국제기구 또는 국가는 없다. 다만, 풍력발전 소음 수준 등은 불쾌감과 높은 연관성을 나타낸다는 점은 밝혀졌다. 또한 장기간의 소음 또는 불쾌감이 스트레스를 유발해 건강에 영향을 줄 가능성은 열어놓고 있다.

특정 물질 또는 에너지가 인체에 어떤 영향을 주는지를 살펴보는 방법은 여러 가지가 있다. 신약 개발 과정에서 직접 사람에게 새로 개발된 약을 먹여보고 먹지 않은 대조군과 비교해 효능 효과와 부작용 등을 평가하는 임상실험 방법이 있다. 그렇지만 일부 특수한 상황을 제외하고는 사람에게 악영향을 줄 수 있는 인체 대상 노출 실험을 하는 경우는 없다. 비윤리적이고 비인도적이기 때문이다.

따라서 특정 요소에 대한 인체 노출의 영향을 평가하는 방법으로는 역학조사의 연구 방법을 채택하는 경우가 많다. 질병 또는 특정 증상을 나타내는 사람들을 찾아내고 그 원인이 무엇인지를 역추적하는 방법이다.

풍력발전이 건강 피해를 일으키는지에 대한 조사도 주로 역학조사 방식으로 이뤄진다. 이미 풍력발전이 이뤄지고 있는 곳을 대상으로 주민들이 어떤 피해를 호소하고 있는지, 피해 양상은 어떤 요인에 따라 달라지는지 등을 확인해 인과관계를 찾아내는 방식이다.

각국 연구진들은 특정 풍력발전 단지 인근 지역 주민들을 대상으로 건강 상태에 대해 설문조사를 실시한다. 풍력발전이 설치되기 전과 이후에 건강 상태는 어떻게 달라졌는지, 어떤 증상이나 불편을 나타내고 있는지 등을 우선 파악한다. 대체로 조사 대상이 많을수록, 조사 기간이 길수록 연구의 신뢰도는 높아진다.

국제기구나 각국 정부는 풍력발전과 건강 피해의 연관성을 찾기 위해 주로 독립된 연구팀에 조사를 의뢰한다. 연구팀은 풍력발전과 건강 피해의 연관성을 다룬 기존의 연구를 끌어모아 데이터를 추출하고 연구에서 다룬 근거의 질을 평가한다.

세계보건기구, “풍력–건강피해 입증 근거 매우 낮아”

세계보건기구(WHO)는 2018년 유럽 지역의 환경소음 가이드라인을 발표했다. (WHO, Environmental Noise Guidelines for the European Region, 2018, 86p) 이 보고서에서 WHO는 풍력터빈을 도로교통, 철도교통, 항공, 레저 분야와 함께 주요 환경소음 발생원으로 다뤘다.

WHO는 체계적 문헌 고찰 방식으로 이미 발표된 소음 관련 연구를 분석해 가이드라인을 작성했다. 이때 문헌 고찰 결과의 근거 수준은 ‘권고 평가, 개발 및 평가 등급(GRADE, Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation)’ 체계를 기반으로 평가했다. 이는 의료 분야에서 체계적 문헌고찰 및 임상진료지침 개발 시 근거의 확실성(질)과 권고의 강도를 체계적으로 평가하는 국제 표준 방법론이다.

GRADE는 근거의 확실성을 네 단계로 분류한다. 해당 연구 결과가 실제 효과를 얼마나 정확하게 반영하고 있는지에 대한 ‘확신’의 정도를 의미한다. 높음(high)-중간(moderate)-낮음(low)-매우 낮음(very low)으로 평가한다. 일반적으로는 체계적 문헌고찰 및 메타분석>무작위 대조시험>코호트 연구>환자-대조군 연구>단면 연구>사례보고·사례연구>전문가 의견 순으로 근거가 높다고 평가한다.

그렇지만 GRADE 방법론에서는 이런 기준 외에 연구의 제한점, 불일치성, 간접성, 부정확성, 출간 편향 등을 고려해 근거 수준을 하향 조정한다. 효과가 매우 크게 나타나거나, 용량 반응 관계가 뚜렷하게 나타날 경우, 모든 혼란 변수를 고려해도 효과가 확실하다면 근거 수준을 상향 조정하기도 한다.

그런데 WHO는 삶의 질·정신건강 등에 대한 영향과의 인과관계를 확정적으로 입증할 만큼의 근거 수준은 매우 낮다고 평가했다. 풍력 소음과 관련해 검토한 연구 대부분이 관찰연구이며 방법론적 한계가 컸다는 이유였다. 다만 WHO는 환경소음 연구 전반에서 ‘소음에 대한 불쾌감(annoyance)’과 ‘수면 방해’가 가장 흔히 보고되는 영향이라고 지적했다. WHO는 정량적 지표로 발표하지는 않았지만, 환경소음 노출 변화에 관한 리뷰에선 41개의 논문 가운데 불쾌감을 연구한 논문은 23편(56%), 수면 방해는 11편(27%)으로 나타나, 두 지표가 가장 빈도가 높았다.

이런 맥락에서 WHO는 “평균적인 소음 노출에 있어, 풍력터빈에서 발생하는 소음을 가중등가소음도(Lden) 기준 45데시벨(dB) 이하로 낮출 것”을 권고했다. 이어 “해당 수준보다 소음도가 높으면 부정적 건강 영향과 연관되기 때문”이라고 덧붙였다. WHO 가이드라인은 풍력터빈 소음과 관련해 10% 이상의 주민이 매우 높은 불쾌감을 느끼게 되는 소음 수준이 45dBLden(day-evening-night sound Level, 가중 등가 소음도) 정도로 확인된 연구 결과를 근거로 삼았다. 수면 방해, 심혈관 질환, 인지 기능, 청력 장애 등 다른 질병에 대한 증거는 매우 낮거나, 연구 자체가 없는 것으로 나타났다.

WHO가 내놓은 이 보고서는 미국을 비롯한 각국 정부가 “풍력발전은 건강 피해를 일으킨다는 직접적인 증거가 없다”고 주장하는 주요 근거로 인용되고 있다.

호주, “풍력–건강 영향 일관된 증거 없어”

호주 정부 산하 국립보건연구위원회(National Health and Medical Research Council, NHMRC)는 2015년 ‘풍력 발전과 인간 건강에 관한 증거’라는 보고서를 발간했다(23~24p).

이 보고서는 신체건강과 풍력발전 소음을 다룬 7개의 연구를 검토했는데, 만성질환, 심혈관 질환, 혈압, 두통, 이명, 현기증, 청력 손실 등의 신체 증상과 풍력발전의 연관성을 조사했다.

그 결과 “풍력발전이 인간 건강에 악영향을 준다는 일관된 증거는 없다”고 결론지었다. 이 보고서는 신체 건강과 정신 건강, 불쾌감, 수면, 삶의 질로 구분해 풍력발전의 영향을 검토했다.

이후 호주 정부는 꾸준히 후속 연구를 검토해 보고서를 업데이트하고 있다. 호주 연방 정부가 풍력발전의 소음과 건강 영향을 모니터링 하기 위해 설립한 ‘풍력터빈 독립 과학위원회(Independent Scientific Committee on Wind Turbines)’는 2022년 최종 보고서를 펴냈다. 이 보고서는 “위원회는 현재까지 풍력터빈 소음이 사람들에게 미치는 유일한 영향은 불쾌감(Annoyance)이라는 일관된 증거가 있다는 것을 발견했다”(5p)라고 밝혔다.

스위스·네덜란드, 풍력–건강 연구결과 “일관성 없음”

스위스 연방 환경청은 네덜란드 국립공중보건환경연구소(National Institute for Public Health and the Environment)에 풍력터빈 소음이 지역 주민 건강에 미치는 영향에 대한 연구를 의뢰했다. 네덜란드 연구진은 2017~2020년 발표된 12편의 리뷰 논문과 이들이 다루고 있는 57편의 원문 연구 논문을 분석했다.

분석 대상 논문들은 풍력터빈이 불쾌감, 수면 장애, 심혈관 질환, 대사 장애, 정신 및 인지 기능에 미치는 영향에 대해 다뤘다. 풍력터빈의 시각적 측면과 지역 주민의 의사 결정 과정과 같은 비음향적 요인으로 인한 불쾌감에 대해서도 조사했다.

문헌 연구 결과, 풍력터빈 소음으로 인한 영향 가운데 연관성이 확인되는 것은 불쾌감이었다. 풍력터빈 소음 수준과 불쾌감 사이에는 강력한 연관성이 나타났고, 소음 수준이 높을수록 불쾌감을 크게 느끼는 주민의 비율이 증가하는 경향이 확인됐다.

분석 대상이 된 핀란드 연구를 예로 들면, 소음 수준은 실외에서 심한 불쾌감을 느낀 비율과 유의미한 상관관계를 나타냈는데, 오즈비(Odds Ratio, OR) 1.41을 기록했다. 소음 수준이 한 단계 높아질 때마다 심한 불쾌감을 느낄 확률이 1.4배 높아진다는 뜻이다. ‘오즈비’란 통계학에서 특정 사건이 발생할 확률과 발생하지 않을 확률의 비율(오즈)을 두 집단 간에 비교한 값이다.

노르웨이 연구에선 풍력터빈 소음이 도로에서 발생하는 소음보다 17~18데시벨 작아도 같은 정도의 불쾌감을 유발하는 것으로 나타났다. 주민들이 도로 소음보다 풍력터빈 소음을 더 불쾌하게 받아들인다는 뜻으로 풀이된다.

다만, 저주파 소음이 일반 소음에 더해 불쾌감을 유발한다는 증거는 발견되지 않았다. 연구소는 “다른 건강 영향에 대한 과학적 연구 결과는 없거나 일관성이 없으며, 풍력터빈 관련 소음 수준과의 명확한 연관성을 확인할 수 없다고 결론지을 수 있다”고 밝혔다.

캐나다, “풍력–주요질환 연관성 없다”

2012년 7월, 캐나다에선 약 400기의 풍력터빈, 18곳의 풍력발전 단지 주변에 거주하는 성인 주민 1,238명을 대상으로 하는 대규모 역학연구가 진행됐다. 풍력터빈 소음과 건강지표 사이의 연관성을 분석하는 게 목표였다. 이 연구에선 각 주택과 풍력터빈의 위치를 고려해 풍력터빈 소음을 모델링해 소음 노출 수준을 분류했다. 이어 주민들에게 수면의 질, 어지러움, 두통, 이명 등 건강지표와 풍력터빈 소음에 대한 불쾌감(annoyance)과, 경관 변화, 그림자 깜빡임, 반짝임 등 시각적 요인에 대한 불쾌감 정도를 자기기입식으로 보고하도록 했다.

그 결과 혈압, 심박수, 항고혈압제 사용 여부, 심혈관질환, 귀 관련 질환 등 주요 객관적 건강지표는 풍력터빈 소음 수준과 통계적으로 유의한 연관성이 나타나지 않았다. 연구진은 코크란-맨텔-헨젤 카이제곱 검정(The Cochran Mantel-Haenszel chi-square test)을 사용해 변수 간의 연관성을 검증했다. p값이 0.05보다 작으면 통계적으로 유의미한 것으로 간주된다. ‘작년보다 건강 악화’(0.172), 편두통(0.230), 어지러움(0.257), 이명(0.735), 만성통증(0.899), 천식(0.243), 관절염(0.639), 고혈압(0.738), 만성폐쇄성폐질환 등(0,767), 당뇨병(0.689), 심장질환(0.211), 심한 수면 장애(0.430), 불안·우울 관련 약물 복용(0.247) 등으로 분석 대상이 된 모든 질병과 풍력 소음과의 유의한 연관성이 나타나지 않았다.

다만, 수면제 복용(0.0083)은 유의한 연관성을 나타냈는데, 풍력 소음 수준이 가장 낮은 범주에서 사용률이 더 높게 나타났다. 소음이 커질수록 수면제 복용률이 높아지는 선형 비례관계를 나타내는 것은 아니라는 뜻이다.

총 수면시간·수면효율, 각성지수 등에서도 풍력터빈 소음 수준에 따른 명확한 용량‑반응 관계는 확인되지 않았다. 소음 수준이 높으면 수면의 질도 떨어질 것 같지만 조사 결과는 그렇게 나오지 않았다. 다만, 소음 수준이 높아질수록 높은 불쾌감(highly annoyed) 비율이 유의하게 증가했다. 특히 풍력 터빈 소음 수준이 35dB를 초과했을 때 불쾌감 증가가 뚜렷하게 나타났다.

높은 불쾌감을 느끼는 집단은 수면의 질 저하, 스트레스·정서 상태 악화, 전반적 건강 상태 저하 자가보고 등의 지표가 악화되는 경향이 나타났다. 연구진은 “풍력터빈 소음이 주요 질환(심혈관질환 등)과 직접적으로 연관된다는 증거는 찾지 못했다”고 결론 내렸다.

영국, “풍력소음은 불쾌감 유발…건강 영향 근거는 부족”

영국 보건안보청(UK Health Security Agency)은 2024년 ‘풍력터빈 소음과 관련된 건강 영향 – 2020년~2024년 자료에 대한 신속 검토’라는 논문을 발표했다. 논문은 2020~2024년까지 발표된 풍력터빈과 건강의 연관성에 관한 22건의 연구를 검토했다. 앞에서 다룬 네덜란드 국립공중보건환경연구소 리뷰의 후속 작업 성격이 짙다.

리뷰 대상이 된 논문 가운데 16개가 불쾌감을 다루고 있었고, 12개가 수면장애를 다뤘다. 두통, 어지러움, 이명, 귀 먹먹함, 부정맥을 다룬 논문이 한 편, 정서와 기분을 다룬 논문이 한 편 있었다. 암, 우울증, 당뇨병, 심장병 등 다른 건강 영향을 다룬 논문도 한 편 있었다. (여러 가지 연구 대상을 중복해서 다룬 논문들이 있기 때문에 합계가 일치하지 않는다.)

풍력터빈 소음은 불쾌감과 일관된 연관성을 나타냈다. 수면 장애와 연관성에 대한 결론은 엇갈렸다. 다른 건강 영향에 대한 연구는 증거가 약하거나 결과가 엇갈렸다.

과민성, 적대감, 분노를 다룬 연구^🔖와 메스꺼움을 다룬 연구^🔖에선 풍력터빈에서 기인하는 비율이 적은 것으로 나타났다. 다른 두 연구^🔖에선 메스꺼움, 편두통 또는 두통 등 건강 영향 사이에 유의미한 연관성이 없다고 보고했다. 암, 우울증, 당뇨병, 심장병 등 다른 건강 영향에 대해 보고한 연구에서도 풍력터빈 소음과의 연관성은 발견되지 않았다.

논문은 “확인된 연구들의 결과는 이전 리뷰(네덜란드 국립공중보건환경연구소 리뷰) 결론과 대체로 일치한다”라고 밝혔다. 풍력터빈 소음은 불쾌감을 유발한다는 근거가 확인됐지만, 질병 등 나머지 건강 영향을 유발한다는 직접적인 근거는 명확하지 않다는 설명이다.

미국, “직접적 연관성이 없다”

미국 정부도 풍력발전이 직접적인 건강 문제를 일으킨다는 증거가 없다는 입장이다. 미국 연방 에너지부 홈페이지는 “풍력터빈이 인체 건강에 미칠 수 있는 잠재적 영향에 대한 우려는 새로운 풍력 발전 프로젝트가 제안될 때 종종 논의되는 주제이지만, 광범위한 과학적 증거는 풍력터빈에 대한 인체 노출과 건강 문제 사이에 직접적인 연관성이 없음을 시사한다”고 밝혔다.

미국 에너지부는 2012년 발간한 메사추세츠 주 풍력터빈 건강 영향 연구 보고서를 근거로 제시한다.

보고서는 의학, 역학, 독성학, 신경학, 음향학 등 다양한 분야의 독립적인 전문가 패널이 과학적 문헌과 사례들을 검토해 작성했다. 보고서는 ▲소음 및 저주파의 불쾌감, 수면 방해, 질병과의 연관성 ▲그림자 깜빡임의 간질 발작과 기타 영향 ▲얼음 비산 ▲풍력 발전 증후군(Wind Turbine Syndrome) 우려 등에 대해 다뤘다.

보고서는 풍력터빈 소음과 불쾌감 및 수면 방해에 대해선 제한적인 증거가 있다고 평가했다. 풍력터빈 소음이 당뇨병, 고혈압, 이명, 심혈관 질환, 편두통 등을 직접 유발한다는 증거는 불충분하거나 없는 것으로 나타났다.