미세먼지란 공기 중에 떠 있는 10mm보다 작은 입자들을 말한다. 이러한 입자는 particulate matter의 약자를 사용하여 PM10으로 표현한다. 10mm크기는 머리카락의 1/6 정도 또는 혈액의 적혈구 크기 정도이다. 일반적으로 10mm정도 크기의 입자는 숨이 들어올 때 코 점막이나 목 점막(인·후두)에 많이 부딪혀서 그 자이에 붙게 되고 콧물이나 가래 등과 함께 삼키게 되어 장으로 내려간다. 일부는 기관지에 들어오나 크기가 커서 멀리 가지 못하고 큰 기관지 벽에 붙게 되어 가래로 배출된다.

하지만 PM10은 작은 물질들까지 모두 포괄하는 개념이기 때문에 이에 포함된 10mm보다 작은 입자들은 기관지 깊은 곳까지 들어올 수 있다. 따라서 PM10 측정 양에는 초미세먼지인 PM2.5까지 모두 포함되어 있다. 기관지 깊숙이 들어오는 입자들은 그 크기가 2.5mm보다 작은 물질들이기 때문에 PM2.5를 더 자세히 파악하고자 따로 측정하는 것이다. 2.5mm 크기는 머리카락의 1/30 정도 또는 현미경으로만 보이는 대장균의 크기 정도이다. 기관지 천식 치료제로 사용하는 흡입 약재의 평균 크기를 2.5mm 정도로 만드는 이유는 이 크기가 기관지 깊숙이 잘 들어가서 기관지 벽에 붙기 때문이다. 하지만 2.5mm는 생각보다 커서 기관지 끝까지 들어갈 수는 없다. 대략 1mm보다 작아야 기관지 끝까지 도달해서 혈액과 공기가 산소와 이산화탄소를 교환하는 장소인 허파꽈리(폐포)까지 들어갈 수 있다.

그리고 1mm보다 작은 입자들은 대부분 기관지 벽에 붙지 않고 숨을 내쉴 때 밖으로 다시 나오게 된다. 0.1mm보다 작은 나노입자들도 폐포까지 갔다가 대부분 숨을 내쉴 때 다시 그대로 밖으로 배출되지만 일부는 폐포에서 혈관 벽을 통해 혈액으로 들어가서 온 몸으로 퍼질 수 있다. 미세먼지는 코나 기관지에서 제거되는 10mm크기의 입자부터 온 몸에 퍼질 수 있는 0.1mm 이하의 나노입자까지 모두를 포괄하는 ‘크기’의 개념으로 이해해야 한다.

초미세먼지인 2.5mm의 개념에는 2.5mm보다 작은 모든 물질들이 포함되는 개념이기 때문에 초미세먼지 농도가 높아지는 날에는 당연히 여기에 포함되는 0.1mm 크기의 나노먼지까지 같이 증가하고 혈액 내 유입되는 물질도 증가한다. 이러한 나노입자들은 흡입 후 15분부터 혈액에서 검출이 되고 어떤 물질들은 3개월 후에도 지속적으로 혈액에서 검출된다. 트기 0.01mm 보다 작은 입자들은 더 쉽게 혈액으로 들어가 세포막을 뚫고 세포 안으로 들어가서 독성을 일으킬 수 있다.

심혈관계에 영향을 미쳐 동맥경화를 악화시키고 태반을 통과해 태아에게도 들어갈 수 있으며 뇌에 들어가서 악영향을 미칠 수 있다. 자율신경계를 교란시켜 심장 수축을 불규칙하게 만들어 부정맥을 일으키고 동맥경과, 협심증, 심근경색. 중풍의 위험을 높이며 사망을 초래할 수도 있다. 그리고 이러한 나노먼지에는 발암물질도 많이 포함되어 있기 때문에 장기적인 노출에 의해 신체 주요 기관들의 암 발생을 높인다. 이 외에도 감염질환과 면역질환 등 수많은 질환들과도 연관성이 있다고 볼 수 있다.

나노먼지 입자는 수집하기가 매우 어렵고 그 양이 매우 적어서 그 물질 안에 어떤 성분들이 포함되는지 조사하기가 어렵다. 그러다보니 혈액으로 들어가는 나노물질들의 일부 성분에는 아직 밝히지 못한 화학물질도 있고 장기가 노출되면 우리 몸에 어떤 영향을 미칠지 아직은 알 수가 없기 때문에 이러한 불확실성이 더욱 우려된다.