170데시벨..세상에서 가장 시끄러운 소리는

소음 [중앙포토]

소음(騷音, Noise)은 시끄러운 소리, 원하지 않는 소리를 말한다.
같은 소리도 소음이 될 수도, 아닐 수도 있다.

소음이냐 아니냐는 인간·공간·시간이란 세 요소에 의해 결정된다.

아무리 큰 소리라도 내가 원해서 듣는 음악은 소음이 아니다.
또, 평소에 내가 즐겨 듣던 음악이라도 원하지 않는 시간과 장소에서 듣거나, 원하지 않는 사람이 낸다면 소음이 될 수 있다.

귀를 즐겁게 하던 소리라도 잠을 방해하거나 독서·학습을 방해하게 되면 소음이 된다.
개인의 성격, 심신 상태에 따라서도 소음이 될 수 있다.

(※층간소음과 항공기 소음 문제는 별도로 다룰 예정입니다)

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생활 속에서 듣는 소음, 얼마나 클까

서울 서초구청 소음 특별기동대가 소음민원이 들어온 공사현장에서 소음을 측정중이다. [사진 서초구청]

소리의 크기를 수치로 표시할 때 데시벨(deci-Bel, ㏈)이란 단위를 사용한다.

일상생활에서 듣는 소음을 크기 순서로 나열하면 다음과 같다.

겨우 들을 수 있는 소리는 0㏈이다.
일반적은 숨소리는 10㏈ 정도다.

속삭이는 소리는 20㏈이다.
나뭇잎이 부딪히는 소리는 20㏈이다.

조용한 농촌, 심야의 교외 지역의 소음도는 30㏈ 정도다,
벽시계 소리는 30㏈ 정도다.
조용한 도서관에서 나는 소음은 30㏈ 정도다.

조용한 주택의 거실은 40㏈이다.
냉장고 소리는 40㏈ 정도다.
사람의 일반적인 대화 소리는 40~60㏈ 정도다.

조용한 사무실의 소음은 50㏈ 정도다.
일반적인 빗소리는 50㏈ 정도다.
백화점 내 소음은 50㏈ 정도다.

에어컨 실외기 소음은 50~70㏈ 정도다.
세탁기를 돌릴 때는 50~60㏈이지만, 탈수할 때는 60~70㏈로 커진다.

1m 거리에서 말하는 소리는 60㏈이다.
전화벨 소리는 60~70㏈ 정도 된다.

번잡한 길거리 소음은 70㏈이다.

여름철 매미 소리는 70~80㏈ 정도이며, 낮에 우는 매미 소리가 밤보다 5㏈ 정도 더 크다.

백화점 비빔밥집 손님들이 내는 실내소음도는 70~80㏈은 된다.

군 사격장에서 개인화기(소총) 사격 때 130m 떨어진 곳에서 측정한 소음은 73~75㏈ 수준이다.

진공청소기 소음도는 80㏈ 정도다.
지하철이나 자동차 소음은 80~90㏈ 정도다.

소음성 난청을 유발하는 소음은 90㏈ 정도다.
잔디 깎기 소음은 90㏈ 정도다.
파친코 점포 내 소음은 90㏈이다.
소음이 심한 공장 안 소음은 90㏈ 정도다.

경남 창원시 구암동 고가철도 소음측정. [중앙포토]

전차가 통과하는 선로 육교 밑 소음은 100㏈이다.
착암기·전기톱 소리나 자동차 경적은 100㏈ 정도 된다.
오토바이가 2m 앞을 지나갈 때 소음은 100㏈ 정도다.

록밴드의 소리는 110㏈ 정도다.
시끄러운 MP3 플레이어 소리는 110~130㏈까지도 커진다.

남아프리카공화국 축구 팬들의 응원 도구인 부부젤라는 113~131㏈까지 소리를 낼 수 있다.
배기관을 불법 개조한 오토바이는 117㏈까지 소음이 발생한다.

사람이 고통을 느끼기 시작하는 소음은 120㏈부터다.
앰뷸런스가 지나갈 때 나는 소음은 120㏈ 정도다.

최근 미국 매사추세츠대학과 브라질 국립아마존연구소가 발표한 바에 따르면 방울새의 울음소리는 최대 125㏈에 이르렀다. 세상에서 가장 시끄러운 새다.

제트엔진이나 전동 드릴 소음은 130~150㏈ 수준이다.

발사대를 떠나는 로켓 소음은 170㏈이다.
흔히 들을 수 있는 소리는 아니지만 사람이 들을 수 있는 가장 시끄러운 소리인 셈이다.

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소음에 노출되면 어떤 피해가 생길까

소음 난청[중앙포토]

소음은 인체에 다양한 영향을 미친다.

심리적인 영향으로는 불안, 초조, 스트레스를 가져온다.

생리적 영향으로는 맥박 증가, 혈압 상승, 위액 분비 저하, 호르몬 분비 이상을 가져온다.

신체적으로는 동맥경화, 위궤양, 태아의 발육저하로 연결된다.

소음은 일시적 난청, 영구적 난청을 낳기도 한다.

소음의 크기에 따른 영향을 보면 다음과 같다.

20㏈까지는 쾌적한 수준이어서 별다른 영향이 없다.
30㏈에서는 수면에 거의 영향이 없다.
40㏈에서는 수면의 깊이가 낮아진다.

50㏈에서는 호흡과 맥박수가 늘어나고, 계산력이 저하된다.
60㏈에서는 수면 장애가 시작된다.

70㏈에서는 말초혈관이 수축한다. 정신집중력이 저하되고, TV·라디오 청취가 방해를 받는다.
80㏈에서는 청력 장애가 시작된다. 양수막 조기 파열 현상이 나타날 수 있다.

90㏈에서는 난청 증상이 시작되고, 소변량도 늘어난다.
100㏈에서는 작업량이 저하되고, 단시간 노출 시에는 일시적 난청이 올 수 있다.

120㏈을 넘어서면 고통을 느끼기 시작한다.

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사람이 듣기 싫어하는 소리

칠판을 손톱이나 분필로 긁는 소리는 사람이 듣기 싫어하는 소리 중 하나다. [중앙포토]

병을 칼이나 자로 긁는 소리, 유리잔을 포크로 긁는 소리, 칠판을 분필이나 손톱으로 긁는 소리, 여자의 비명, 아기 울음소리, 앵글 그라인더(갈고, 광을 내는 데 사용하는 휴대용 전동 공구) 작업 소리, 자전거 브레이크 소리, 전기 드릴 소리….

사람이 듣기 싫어하는 소리를 연구한 영국 뉴캐슬대학 연구팀이 지난 2012년 발표한 가장 듣기 싫어하는 소리 목록이다.

이들은 13명의 자원자를 대상으로 다양한 소리를 들려주면서, 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 뇌를 촬영했다.
듣기 싫은 소리를 들려주면 뇌 측두엽 편도체에서 청각을 담당하는 피질이 활성화되고, 부정적인 반응을 보였다.

사람이 들을 수 있는 가청 주파수는 16㎐~20㎑(2만㎐) 사이인데, 듣기 싫어하는 소리는 2000~5000㎐ 주파수 범위에 있는 것으로 확인됐다.
우리의 귀가 가장 민감한 영역이다.

우리 귀가 왜 이 영역에 가장 민감한지는 분명하지 않지만, 본능적으로 불편할 수밖에 없는 비명도 이 영역에 들어있다.
이 주파수에 민감하게 반응할수록 생존에 유리했고, 이것이 인류 진화과정에 반영됐을 수도 있다.

한편, 100㎐ 이하의 저주파 소음도 스트레스를 유발한다.
보통 ‘우웅~’하는 소리로 귀에는 잘 들리지 않지만, 몸은 반응한다.

저주파는 공장이나 사업장에 설치된 송풍기·공조기·발전기·변전기·집진기나 펌프, 풍력발전기 등에서 발생한다.
기차나 버스를 오래 탈 때 피곤함을 느끼는 것도 이 저주파 소음 탓이다.

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소음이 무기로 사용된다

미국에서 사용하고 있는 음향대포 [중앙포토]

지난달 20일 홍콩의 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 중국과학원의 발표를 인용해 중국이 세계 최초로 소요 진압에 사용할 수 있는 휴대용 음파총(sonic gun)을 개발했다고 보도했다.

총 모양으로 생긴 이 장치는 저주파 음을 사용하는데, 고막·안구·위·간·뇌 등에 진동을 일으켜 극도의 불편함을 유발해 군중을 해산시키는 데 사용할 수 있다는 것이다.

지난 2005년 영국에서는 아마추어 발명가가 10대 청소년들에게만 들리는 고주파 소음총을 개발했다.
가게에서 물건을 슬쩍하거나 몰려다니며 싸움을 벌이는 것을 막기 위해서였다.

가청주파수 중에서도 높은 쪽인 16~18.5㎑의 고주파를 발생시키는 이 소음총은 이듬해 ‘모스키토’라는 상품으로 출시됐는데, 유럽연합 인권기구는 지난 2010년 판매 금지를 권고하기도 했다.

이라크 전쟁 때 미군은 군중 통제용으로 ‘지향성 음향장비(LRAD, Long Range Acoustic Device)’를 사용했다.
이 '음향대포'는 2.5㎒의 고음을 최대 125㏈까지 낼 수 있다.

한국에서도 2010년 경찰 시위진압용으로 이 장비를 도입하려다 반대 여론이 거세 백지화했다.

영국에서는 2012년 런던올림픽 때 테러 대응을 위해 이 ‘음향대포’를 동원하기도 했다.

한편, 쿠바 주재 미국 외교관들 2016년부터 원인을 알 수 없는 이유로 뇌 손상과 청력 손실, 메스꺼움, 두통, 이명 등 괴증상을 나타냈다.
이러한 괴증상은 쿠바 측의 음파 공격 탓일 가능성이 제기됐다.

하지만 구체적인 증거를 찾지 못했고, 쿠바 정부도 강력히 부인했다.

지난해 5월에는 중국에 주재한 미국인들이 비슷한 증세를 보이기 시작했다.

일부 전문가들은 쿠바나 중국 측에서 도청하는 과정에서 극초단파(microwave)를 발사한 탓이라는 지적을 내놓기도 했다.

하지만 지난 1월 쿠바 아바나 미국 대사관 직원을 괴롭힌 것은 음파 공격이 아니라 짝짓기 철 암컷을 애타게 부르는 수컷 귀뚜라미의 울음소리였다는 조사 결과가 발표됐다.
미국 정부는 이상한 소리가 들린다는 미 중앙정보국(CIA) 요원들 대화가 발단이 돼 벌어진 ‘집단 심인성 질환’, 혹은 ‘집단 히스테리’ 증상으로 결론을 내렸다.

지난 7월에는 다시 이들 외교관의 뇌를 자기공명영상(MRI)으로 촬영했더니 정상적인 뇌와 차이를 보였다는 연구결과가 발표됐다.
이 문제는 아직도 미스터리로 남아있다.

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좋은 소음도 있다

'카페에서 공부하는 사람들'의 줄임말인 일명 '카공족'이라 불리는 학생들이 카페에서 스터디 모임을 가지고 공부를 하고 있다. [중앙포토]

백색 소음(White Noise)은 다양한 주파수 대역에서 동일한 강도를 갖는 혼합된 소리를 말한다. 넓은 진동수 대역에 걸친 소리다.

일상생활에서 접하는 뒤섞인 소리이고, 특별히 의식하지 않으면서도 보호감을 느낄 수 있는 소리이기도 하다.
소리가 어디에서 나는지 의식하지 않게 되는 상황이어서 고요한 상태보다 오히려 공부에 집중하는 데 도움이 되기도 한다.

일부 대학생들의 경우 조용한 집이나 도서관이 아닌 다소 소란스러운 카페에서 공부가 더 잘 된다고 주장하는 것도 백색 소음과 관련이 있을 수 있다.
실제 실험을 통해 백색 소음이 공부에 도움이 된다는 결과도 있다. 실험 참가자의 학습 능력과 기억력을 약간 향상했다는 보고도 있다.

또, 백색 소음이 주의력 결핍 과잉행동(ADHD) 장애를 가진 중고등 학생의 인지 기능을 향상하는 것으로 나타났다.
하지만 ADHD를 갖고 있지 않은 학생의 경우는 수행 능력은 감소시키는 것으로 밝혀졌다.

백색소음이 배경 소음을 차단하여 근로자의 기분과 성과를 향상하는 데 효과적이지만, 복잡한 카드 분류 작업에서는 인지 기능을 떨어뜨리기도 한다는 보고도 있다.

한편, 립스틱 뚜껑을 닫을 때 나는 소리처럼 필요한 소리도 있다.
뚜껑이 잘 닫혔는지 확인하지 않아도 소리만 듣고 판단할 수 있기 때문이다.

상품을 디자인할 때 부정적인 소리를 없애고, 긍정적인 소리를 키우는 것이 필요한데, 이를 맡는 사람을 사운드 디자이너라고 한다.

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우리는 어떻게 소리를 들을까

귀의 구조 [중앙포토]

소리가 전달되는 과정은 복잡하다.
소리는 파장, 즉 음파(音波)의 형태로 전달된다.

귓바퀴를 통해 소리는 귓구멍으로 들어간다.
고막에 도달한 음파는 고막을 진동시킨다.
고막 뒤에는 공기로 채워진 공간 고실(鼓室)이 있다.

고실 안에는 세 개의 귓속뼈(청소골. 聽小骨)이 있다.
망치뼈와 모루뼈, 등자뼈를 거치면서 소리는 증폭된다.

속귀의 달팽이관(와우각, 蝸牛殼)에는 모세포가 있다.
이 모세포 끝의 TRTA-1이라는 단백질이 소리를 전기신호로 바꾼다.
모세포 세포막에 도넛처럼 자리 잡고 있는 이 단백질은 소리가 없을 때 구멍을 닫고 있다,
음파가 와서 이 단백질을 때리면 구멍이 열리고 칼륨과 칼슘이온이 모세포로 들어가면서 전기신호가 발생한다.

달팽이관은 다양한 소리를 각각의 주파수에 따라 구별해 감지한다.
달팽이관에서 나온 청신경은 대뇌 측두엽으로 연결된다.

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늘어나는 난청 환자

국민 10명 중 3명은 속삭이는 소리가 잘 들리지 않는 최소난청을 겪는 것으로 나타났다. 귀가 먹먹하고 '삐~'소리가 들릴 때는 병원을 찾아 진단을 받는 것이 좋다. [중앙포토]

달팽이관의 모세포는 손상이 되면 재생이 불가능하다.
그래서 한번 난청이 되면 회복하기 어렵다.

소음성 난청은 지속적인 소음이나 스트레스로 인해 청각세포가 손상을 받아 생기는 소음성 난청도 있고, 나이가 들면서 달팽이관의 기능이 전반적으로 떨어지거나 뇌 기능의 저하로 생기는 노인성 난청도 있다.
돌발성 난청의 경우 1주일 또는 수주일 만에 급격히 청력을 잃어버리는 경우다.

지난 2017년 6월 문일준 삼성서울병원 이비인후과 교수팀은 2010~2012년 국민건강영양조사를 바탕으로 12세 이상 국민 1만6630명을 조사한 결과를 발표했다.
국민 10명 중 3.7명이 최소난청 유병률을 가진 것으로 나타났다는 것이다.

최소난청은 난청(청력 역치 25㏈ 이상)과 정상 청력(역치 0㏈)의 중간 단계로 청력 역치가 15㏈ 이상인 경우다.

지난해 국민건강보험공단의 발표에 따르면, 2017년 난청으로 진료받은 사람은 34만9000명으로 2012~2017년 사이 난청으로 진료받은 사람은 연평균 4.8%씩 증가했다.
50대 이상 환자가 68.5%를 차지했고, 65세 이상 노인의 38%가 노인성 난청을 가진 것으로 알려졌다.

난청환자 현황

청소년의 경우 MP3 등 음향기기의 과다한 사용도 난청이 늘어나는 원인으로 지목되고 있다.

난청을 방치하면 우울증이나 치매로 이어질 수 있다.
귀가 잘 들리지 않으면 의사소통이 힘들고, 이 때문에 사회적 고립에 빠져 우울증으로 이어진다는 것이다.

한편, 지난 8월 미 존스홉킨스대 연구팀은 달팽이관의 모세포 생성과 발달을 조절하는 단백질을 발견했다.
이에 따라 관련 연구를 계속할 경우 잃어버린 청력을 회복할 수 있는 치료방법이 개발될 수도 있을 것으로 기대되고 있다.

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다양하고 복잡한 소음 기준

영등포 경찰서 집회 소음관리팀이 여의도 새누리당 앞에서 열린 집회에서 소음을 측정하고 있다. [중앙포토]

일상생활에서 소음을 줄이도록 하기 위해 마련된 환경소음 기준은 도로변과 일반지역으로 나뉜다.
도로변 전용·일반 주거지역 기준은 낮(오전 6시~오후 10시) 65㏈, 밤(오후 10시~오전 5시) 55㏈이다.
도로변 상업·준공업지역은 낮 70㏈, 밤 60㏈이다.
도로변 공업지역은 낮 75㏈, 밤 70㏈이다.

일반지역 중에서 전용주거지역은 낮 50㏈, 밤 40㏈로 가장 기준이 강하다.
일반주거지역은 낮 55㏈, 밤 45㏈이며, 상업·준공업지역은 낮 65㏈, 밤 55㏈이다.
공업지역은 낮 70㏈, 밤 65㏈이다.

공장에서 배출하는 소음에 대한 허용기준은 주거지역의 경우 낮(오전 6시~오후 6시) 50~55㏈. 저녁(오후 6시~자정) 45~50㏈, 밤(자정~오전 6시) 40~45㏈이다.

또, 상업지역·준공업지역에서는 낮 65㏈, 저녁 60㏈, 밤 55㏈이다.

공사장 소음 허용기준을 보면, 주거지역이나 학교·병원·도서관 근처 등에서는 오전 5~7시에는 60㏈, 주간에는 65㏈, 오후 6~10시는 60㏈, 오후 10시부터 다음날 오전 5시까지는 50㏈이다.
주거지역 등이 아닌 곳의 공사장은 오전 5~7시에 65㏈, 주간에는 70㏈, 오후 6~10시는 65㏈, 오후 10시부터 다음날 오전 5시까지는 50㏈을 초과해서는 안 된다.

집회 및 시위에 관한 법률은 구체적인 데시벨 수치를 명시해 소음 크기를 제한하고 있다.

집회와 시위의 경우 주거지역과 학교 주변, 종합병원과 공공도서관 주변에서는 확성기 등의 소음도가 주간(해 뜬 후~해 지기 전) 65㏈, 야간(해진 후~해뜨기 전) 60㏈ 기준을 초과하면 안 된다.

광장과 상가 주변에서 집회와 시위를 할 때도 주간 75㏈, 야간 65㏈의 기준을 지켜야 한다.

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소리 크기는 어떻게 계산할까

서울 서초구청 건축과 공무원들이 소음 민원이 들어온 건축 현장에서 소음을 측정하고 있다. [사진 서초구청]

소리는 파장, 즉 음파(音波)다. 음파의 진폭은 소리의 크기(음량)를, 음파의 진동수는 소리의 높이(음정)를, 파동의 모양은 색깔(음색)을 결정한다.

소리의 크기를 수치로 표시할 때 데시벨(deci-Bel, ㏈)이란 단위를 사용한다.
보통 소리의 감각적인 크기 레벨을 그 특성에 따라 주파수를 보정해 A, B, C, D로 표시한다.
그 중 A 특성은 사람의 귀가 고주파수일수록 민감한 반응을 나타내는 청감 특성을 고려해 보정한 것으로 일반적인 소음도를 평가할 때 사용되며 ㏈(A)로 표시한다.
일반적으로 ㏈이라고 하면 ㏈(A)을 의미한다.

또 소리의 세기는 음파가 퍼져나가는 한 지점에서 측정한 에너지(힘)의 크기, 단위 면적을 통과하는 소리의 힘을 말하는데, 즉 와트(W)로 표시할 수 있다.

사람이 고통 없이 들을 수 있는 소리의 최대에너지(I)는 1W/m²이고, 사람이 들을 수 있는 최소에너지(Io)는 10-12 W/m² 이다.

소음의 크기를 구하는 공식은 ㏈ = 10 × log(I/Io)이다. 예를 들어 10-10 W/m²의 에너지를 가진 소리는 최소에너지(Io)보다 100배이다.
㏈ = 10 × log(100/1) = 10 × log(100) = 10 × 2 = 20 ㏈이 된다.

이런 방식으로 사람이 대화할 때 나오는 소음의 크기인 10-8 W/m²는 10 × log(104) = 10 × 4 = 40㏈로 계산된다.
한편 ㏈ 값으로 3㏈이 높아지면 소리 에너지는 두 배로 커지게 된다.

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도로변 아파트 소음도는

녹색연합은 지난 6월 조류충돌 사고가 지속적으로 발생되는 충남 서산시 649번 지방도로 투명 방음벽에 시민들과 충돌방지 스티커를 부착했다. 녹색연합은 이 캠페인을 통해 고잠교차로 구간 방음벽에서 연간 100마리 이상 새들의 죽음을 막을 수 있다고 설명했다. [녹색연합 제공=뉴스1]

시민들이 가장 흔하게 노출되는 소음은 도로변이나 철도 주변의 교통소음이다.
도로변에 위치한 건물이나 주택의 경우 도로를 빠르게 달리는 자동차 소음에 시달리게 된다.

소음을 차단하기 위해 도로와 주거지역 사이에 방음벽을 설치하지만, 고층 아파트의 경우 소음을 완벽하게 차단할 수는 없다.
소음이 높은 곳으로도 잘 퍼져나가기 때문이다.

오래전 국립환경연구원(현 국립환경과학원)에서는 아파트에 들어가 살아보지 않더라도 간단한 방법을 통해 도로 소음이 가장 심한 층을 미리 알아내 피할 수 있는 방법(수식)을 제시하기도 했다.

수식은 의외로 간단해 y=0.2467x+4.159가 전부다.
도로와 아파트 간의 거리(m)를 x에 대입하면 가장 소음이 심한 층(y)이 나오는 것이다.

예를 들어, 아파트와 도로와의 거리(x)가 8m면 y=6.13이므로 6층을 중심으로 4∼8층이 가장 소음이 심하다는 것을 금방 알 수 있다.

또 거리가 20m면 9층이, 30m이면 11∼12층이, 40m에서는 14층이 가장 시끄러운 층이며, 이를 기준으로 위·아래 2개 층 정도까지는 피하는 것이 상책이라는 것이다.

도로와 아파트 사이의 거리가 멀수록 가장 시끄러운 층이 높아지는데, 이는 상·하층의 기온이 차이가 나 소리가 퍼져나가면서 굴절되기 때문이다.

즉 도로와의 거리가 가까운 곳에서는 온도 차에 의한 굴절의 영향이 약해 상대적으로 저층의 소음도가 높았지만 먼 곳에서는 음파가 진행하는 거리가 멀어 굴절의 영향을 많이 받기 때문에 고층이 더 시끄럽다.

한편, 소음 피해를 줄이기 위해 도시별로 최근 소음지도를 작성하고 있다.
지역별 소음, 특히 소음이 심한 구역을 지도에 표시한 것이 소음지도다.

건물의 층수에 따른 고도까지 고려한 3차원 소음지도도 있다.
소음 피해가 심한 곳을 시민들이 미리 알고 대비를 하라는 것이고, 소음 피해를 줄이기 위한 지방자치단체의 노력을 촉구하기 위해서다.

강찬수 환경전문기자 kang.chansu@joongang.co.kr