미세 먼지는 대기 중에 떠다니는 입자로, 여러 유해 물질이 붙어 독성을 일으킨다. 주로 공장 매연이나 자동차 배기가스에서 나오는 황산염·질산염, 단백질 식품이 탈 때 나오는 발암물질 다환방향족탄화수소(PAH), 내분비계 교란 물질인 휘발성유기화합물(VOC), 중금속 등이 붙어있다.

미세 먼지(PM10) 농도가 10㎍/㎥ 증가할 때마다 만성폐쇄성폐질환으로 인한 입원율은 2.7%, 사망률은 1.1% 증가한다. 특히 폐포까지 들어가는 초미세 먼지(PM2.5) 농도가 10㎍/㎥ 증가할 때마다 폐암 발생률이 9% 증가하는 것으로 나타났다. 초미세 먼지에 장기간 노출될 경우 심근경색과 같은 허혈성 심장질환의 사망률은 30~80% 증가한다.

미세먼지는 건강한 성인에게도 영향을 미친다. 캐나다 토론토종합병원 심장내과 연구팀이 건강한 성인 25명을 대상으로 고농도의 미세 먼지(150㎍/㎥)를 주입한 밀폐 공간에 2시간 동안 머물게 한 뒤 심전도 검사를 한 결과, 심장박동이 불규칙해지는 것으로 나타났다.

독성을 가진 미세 먼지가 우리 몸속으로 들어오면 면역을 담당하는 세포가 미세 먼지를 제거하려고 하는 과정에서 염증반응이 나타나 호흡기, 심혈관계 등이 손상되는 것이다.

최근들어, 미세 먼지가 치매·우울증 등 뇌신경계 질환도 유발한다는 보고가 많다.

일반적으로 뇌는 혈액이 뇌 조직으로 들어갈 때 유해물질을 걸러내는 장벽이 있기 때문에 미세 먼지가 침투하기 어렵다. 그러나 미세 먼지는 이 장벽을 뚫고 뇌로 직접 침투할 수 있다. 미세 먼지가 뇌 속으로 들어가면 염증반응이 일어나고 혈전이 생겨 뇌졸중을 유발할 수 있다. 또 신경세포를 손상시켜 알츠하이머성 치매도 유발할 수 있다.

최근 미국 서던 캘리포니아대학에서 65~79세 여성 3647명을 대상으로 초미세 먼지 농도와 치매 발생률을 조사한 결과, 초미세 먼지 농도가 높은 지역에 사는 여성이 낮은 지역에 사는 여성에 비해 인지기능 저하 위험이 81%, 치매 발생률이 92% 높은 것으로 나타났다.

서울대 의대 예방의학교실 홍윤철 교수는 "미세 먼지 농도가 높은 지역에 사는 사람이 우울증 위험도 높다"며 "미세 먼지가 뇌로 침투해 신경전달물질의 균형을 깨는 것이 원인이라고 추측한다"고 설명했다.

또한 임산부와 영유아도 미세먼지로 인한 피해로부터 자유롭지 못하다.

임신부가 미세 먼지에 노출되면 자궁 속 태반의 혈액순환이 저하되어 태아에게 영양공급이 잘 안 되면서 저체중아 출산, 조산·사산, 태아 기형 등이 나타날 수 있다.

영유아나 어린이는 면역체계가 불완전하기 때문에 어른보다 미세 먼지로 인한 건강 피해가 더 크다. 어릴 때 미세 먼지에 과도하게 노출되면, 천식 발병 위험이 높아지고 신경인지 발달에 영향을 줘 지능지수(IQ)가 낮아지며, 자폐스펙트럼장애와 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 등의 위험이 높아진다. 아토피 피부염 같은 알레르기 질환은 물론, 비만이나 성조숙증과도 연관성이 있다는 연구결과가 지속적으로 발표되고 있다.