빅데이터를 이용한 대기오염의 건강영향 평가 및 피해비용 추정(Ⅱ)

Abstract

This three-year project aims to assess the long-term effects of air-pollution on human health using cohort DB provided by the National Health Insurance Service and to estimate the associated economic costs in Korea. The ultimate goal is to construct a policy-evaluation framework by linking the health end-points such as mortality and morbidity to the unit-values of mortality and morbidity such as cost of illness (COI) and value of statistical life (VSL). The main findings of the first (2015) and second year (2016) are following. The first year (2015) focused on the assessment of health risks of morbidity which are measured by new and repetitive admissions of respiratory diseases. The former analysis used the time-varying survival model and the latter used generalized additive model with cohort DB. The results suggest that the health risks of new admissions are relatively higher in Seoul compared to those of nation-wide for all of the 5 pollutants (i.e. PM10, CO, O3, NO2 and SO2) and higher for the age group of 15-and-younger than the pooled group for CO, NO2 and SO2. In addition, the estimation results from the health risks of repetitive admissions indicates that the risks are relatively higher for the age group of 65-and-older than the pooled group for PM10, CO, O3, and SO2. The COI for the respiratory diseases includes direct medical expenditures covered by insurance and individuals, personal out-of-pocket expenses such as transportation costs and costs of employing nursing services, and opportunity costs associated with lost productivity due to the illness. The main data sources are the cohort DB provided by the National Health Insurance Service and the Korea Health Panel Survey. In 2013, the total COI was estimated as 3,766 thousand won per hospital-admission episode of respiratory diseases where direct medical expenditures, personal out-of-pocket expenses, and opportunity costs associated with lost productivity comprised 51.1%, 15.2%, and 33.7%, respectively. The keywords of the second year (2016) of the study are PM10, mortality, value of statistical life(VSL). The estimation of health risks focused on the mortality due to PM10 where we began with investigating the causality between the long-term exposure to PM10 and mortality of all diseases/mortality of cardiovascular disease using the difference-in-difference method. Next, we developed the comorbidity index in Korean contexts and estimated the mortality risks of all diseases/mortality of cardiovascular disease after incorporating comorbidity index into analysis. The results indicates that an increase of 1㎛/㎥ in annual-average concentration of PM10 raises the mortality risk by 1.29% for the in-patients of 7 metropolitan areas between 2007 and 2013. The estimates of VSL were derived based on the willingness-to-pay(WTP) estimates associated with reducing the mortality risk by 0.0001 due to air pollution using contingent valuation method(CVM). The CVM survey questionnaire was composed of four sections: 1) questions on the recognition of and awareness on the air pollution and associated heath effects, 2) questions on the concepts of probability, 3) questions to derive WTP, and 4) questions on social？demographic characteristics of respondents. The questionnaire was revised through expert consultations and a focus group interview. A proportionate stratified sampling method was applied for sampling where the stratification was based on the composition of population in terms of areas (or cities), ages, gender from Population and Housing Census(2010). As a result, the total of 1,000 male/female adults between 20 and 65 years olds were sampled from 16 cites. Face-to-face survey was conducted by the Gallup Korea. The WTP associated with reducing the mortality risk by 0.0001 due to air pollution was estimated as 10,141won and the resulting VSL was calculated as 1,014million won.

본 연구는 국민보험공단의 표본코호트DB를 포함한 빅데이터를 활용하여 대기오염으로 인한 건강영향을 정량적으로 평가하고, 평가결과에 기반한 사회적 비용 산정을 통하여 관련 정책평가의 기반을 마련하고자 하는 목적으로 기획되었다. 특히 최근 활용 가능하게 된 표본코호트DB를 활용하여 대기오염으로 인한 만성 건강영향 평가체계를 개선하고, 건강영향(Health End-Point)을 고려한 단위가치를 추정함으로써 건강영향과 경제성 분석의 연결고리를 강화하고자 하였다. 1차년도(2015) 및 2차년도(2016)의 부문별 연구내용을 요약하면 다음과 같다. 1차년도(2015) 건강영향은 대기오염으로 인한 호흡기계 질환 신규 입원과 반복입원(재입원)위험을 중심으로 평가하였다. 대기오염의 호흡기계 신규 입원위험 분석결과, 미세먼지(PM10), 이산화황(SO2), 오존(O3)의 경우, 대기오염의 장기 노출 농도 증가는 호흡기계 신규 입원위험을 유의하게 높였다. 이산화질소(NO2)와 오존(O3)으로 인한 호흡기계 신규 입원위험은 전국에 비해 서울 지역에서 높았으며, 65세 이상 연령집단의 경우 미세먼지(PM10)의 영향을 전체 연령에 비해 더 많이 받는 것으로 나타났다. 시계열 패널자료를 구축하여 대기오염으로 인한 재입원위험을 평가한 결과, 65세 이상 연령집단에서 미세먼지(PM10), 일산화탄소(CO), 오존(O3), 이산화황(SO2)이 증가할수록 입원 증가와 유의한 연관성을 보였다. 한편 1차년도 건강영향(Health End-Point)에 연계하기 위한 단위가치로는 질병비용(COI)을 선택하였다. 질병비용(COI)은 동일한 질병군에 대한 의료비용, 교통비용, 간병비용, 생산성 손실비용 등을 포함하였다. 질병비용(COI) 항목별 산출결과(약제비용 제외)를 요약하면, 2013년 기준, 호흡기계 입원 에피소드당 총 질병비용 합계는 377만 원으로 집계되었다 이 중 의료비용이 192만 4,000원으로 총비용의 51%, 교통비용은 18만 3,000원으로 간병비용은 38만 8,000원으로 계산되었으며, 생산성 손실비용은 127만 원으로 총비용의 33%를 차지하는 것으로 나타났다. 2차년도(2016) 건강영향 평가의 키워드는 미세먼지와 사망영향이다. 먼저 대기오염의 장기 노출과 사망영향 간의 인과성을 파악하고, 동반질환지수 개발 결과를 반영하여 미세먼지 장기 노출로 인한 총사망 영향을 분석하였으며, 심혈관계 질환을 대상으로 단기 급성 사망영향을 분석하였다. 2007~2013년, 전체 연령을 대상으로 이중차분법을 적용한 인과성 분석결과, 미세먼지 연평균 농도와 총사망, 심혈관계 사망은 인과성이 있는 것으로 나타났다. 특히 다양한 지연연도(Lag) 변수를 적용한 결과, 총사망의 경우 4년치(지연연도 0~3년) 평균 미세먼지 농도 증가시 심혈관계 사망의 경우 2년치(지연연도 0-1년) 평균 농도 증가에서 가장 높은 사망위험도 2.3% 및 9.7%의 증가를 보이는 것으로 나타났다. 또한 2007~2013년 7개 광역도시 전체 입원환자를 대상으로 진행한 미세먼지 장기 노출로 인한 총사망영향 분석결과, 동반질환지수를 보정하였을 때 미세먼지 1년 평균 농도가 1㎍/㎥ 증가하면 총사망위험도가 1.29증가하는 것으로 나타났다. 2차년도(2016) 단위가치 추정의 키워드는 통계적 명가치(VSL)이다. 본 연구에서는 조건부 가치측정법을 활용하여 대기오염으로 인한 사망 가능성을 0.0001 감소시키는 정책 시나리오를 대상으로 응답자의 지불의사액(WTP)을 도출하였다. 설문지는 대기오염 및 관련 건강영향에 대한 인식조사와 통계적 생명가치(VSL) 도출을 위한 질문으로 구분하여 구성하였다. 질문지 설계 시 응답자가 확률의 개념을 이해하고 있는지를 파악하기 위한 기초 질문을 포함하였으며, 다수의 내·외부 전문가 자문회의를 거쳐 설문지 초안을 작성한 후 집단심층면접을 통해 수정·보완하였다. 사전조사를 거쳐 본 설문조사를 진행하였고, 설문표본은 전국 16개 도시, 만 20~65세 성인 남녀 1,000명을 통계청의 인구주택총조사(2010)를 근거로 지역, 연령, 성별로 비례추출하였다. 단일경계 스파이크 모형 적용 결과, 대기오염으로 인한 사망 가능성을 0.0001 감소시키기 위한 연간 지불의사액(WTP)은 1만 141원으로 추정되었다. 이를 기반으로 할인율을 적용하지 않을 경우의 통계적 생명가치는 약 10억 1400만 원으로 산출되었으며, 지불기간 10년과 한국개발연구원 예비타당성조사 사회적 할인율 5.5%를 적용하여 도출한 통계적 생명가치는 약 8억 600만 원으로 추정되었다.