돈사 작업장 유형에 따른 입자상 오염물질의 실내농도 및 발생량에 관한 현장 조사 Field Study of Concentrations and Emissions of Particulate Contaminants by Types of Swine Houses in Korea원문보기
Objectives: Particulate contaminants, such as total and respirable dusts, can harm the health of farm workers via several routes. The principal aims of this field study were to determine the concentrations and emissions of particulate contaminants: total and respirable dusts, in the different types ...
Objectives: Particulate contaminants, such as total and respirable dusts, can harm the health of farm workers via several routes. The principal aims of this field study were to determine the concentrations and emissions of particulate contaminants: total and respirable dusts, in the different types of swine houses used in Korea, and allow objective comparison between Korea and the other countries in terms of swine housing types. Methods: The swine houses investigated in this research were selected with respect to three criteria: the manure removal system, ventilation mode and growth stage of pigs. Measurements of total and respirable dust concentrations and emissions in the swine houses were carried out on 5 housing types at 15 different farm sites per housing type. The swine houses investigated were randomly selected from farms situated within the central districts in Korea: province of Kyung-gi, Chung-buk and Chung-nam. Results: The total and respirable dust concentrations in the swine houses averaged $1.88\;and\;0.64mg/m^3$, ranging from $0.53\;to\;4.37mg/m^3$ and from $0.18\;to\;1.68mg/m^3$, respectively. The highest concentrations of total and respirable dusts were found in the swine houses with deep-litter bed systems: $2.94mg/m^3\;and\;1.14 mg/m^3$, while the lowest concentrations were found in the naturally ventilated buildings with slats: $0.83mg/m^3\;and\;0.24mg/m^3$, respectively (p<0.05). All the swine houses investigated did not exceed the threshold limit values (TLVs) for total ($10mg/m^3$) and respirable ($2.5mg/m^3$) dusts. The mean emissions of total and respirable dusts, per pig (75 kg in terms of live weight) and area ($m^2$), from the swine houses were 97.33 and 9.55 mg/h/pig and $37.14\;and\;12.83mg/h/m^2$, respectively. The swine houses with deep-litter bed systems showed the highest emissions of total and respirable dusts (p0.05). Conclusion: The concentrations and emissions of total and respirable dusts were relatively higher in the swine houses managed with deep-litter bed systems and ventilated naturally of the different swine housing types tested. In further research, more farms than the number used in this research should be investigated, which will present objective and accurate data on the concentrations and emissions of total and respirable dusts in Korean swine houses. In addition, personal sampling should be performed to objectively assess the exposure level of farm workers to particulate contaminants.
Objectives: Particulate contaminants, such as total and respirable dusts, can harm the health of farm workers via several routes. The principal aims of this field study were to determine the concentrations and emissions of particulate contaminants: total and respirable dusts, in the different types of swine houses used in Korea, and allow objective comparison between Korea and the other countries in terms of swine housing types. Methods: The swine houses investigated in this research were selected with respect to three criteria: the manure removal system, ventilation mode and growth stage of pigs. Measurements of total and respirable dust concentrations and emissions in the swine houses were carried out on 5 housing types at 15 different farm sites per housing type. The swine houses investigated were randomly selected from farms situated within the central districts in Korea: province of Kyung-gi, Chung-buk and Chung-nam. Results: The total and respirable dust concentrations in the swine houses averaged $1.88\;and\;0.64mg/m^3$, ranging from $0.53\;to\;4.37mg/m^3$ and from $0.18\;to\;1.68mg/m^3$, respectively. The highest concentrations of total and respirable dusts were found in the swine houses with deep-litter bed systems: $2.94mg/m^3\;and\;1.14 mg/m^3$, while the lowest concentrations were found in the naturally ventilated buildings with slats: $0.83mg/m^3\;and\;0.24mg/m^3$, respectively (p<0.05). All the swine houses investigated did not exceed the threshold limit values (TLVs) for total ($10mg/m^3$) and respirable ($2.5mg/m^3$) dusts. The mean emissions of total and respirable dusts, per pig (75 kg in terms of live weight) and area ($m^2$), from the swine houses were 97.33 and 9.55 mg/h/pig and $37.14\;and\;12.83mg/h/m^2$, respectively. The swine houses with deep-litter bed systems showed the highest emissions of total and respirable dusts (p0.05). Conclusion: The concentrations and emissions of total and respirable dusts were relatively higher in the swine houses managed with deep-litter bed systems and ventilated naturally of the different swine housing types tested. In further research, more farms than the number used in this research should be investigated, which will present objective and accurate data on the concentrations and emissions of total and respirable dusts in Korean swine houses. In addition, personal sampling should be performed to objectively assess the exposure level of farm workers to particulate contaminants.
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문제 정의
그러나 국내에서는 유일하게 Yoo 등 〔23]에 의한 연구 보고가 있으나, 아직까지 돈사 작업장내 입자상 오염물질의 농도 및 발생량에 대한 현장 조사 작업이 상당히 미흡한 실정이다. 본 연구는 현장 조사를 동해 우리나라의 돈사 작업장 유형에 따른 입자상 오염물질의 실내 농도 및 발생량울 정량화하여 작업자의 노출 수준 평가 및 기초 연구 자료를 제시할 목적에서 수행되었다.
제안 방법
채취 후 실험실로 운반한 후 채취 여과지를 다시 데시 케이터에 24시간 동안 방치한 다음 여과지의 무게를 측정, 시료 채취 전후 여과지의 무게 차이를 이용하여 농도값울 산출하였다. 농도 값의 보정울 위해 매 시료 채취마다 2 개의 공시료를 위와 같은 방법으로 측정한 후 최종 농도값울 산정하였다. 공기 홉입 펌프 (Model 71G9, Gilian Instrument Corp.
발생량에 대한 원단위(原單位) 배출 계수 산정울 위해조사 대상 각 돈사의 면적과 사육되는 돼지의 총 무게를 조사하였다. 돈사의 사육 면적은 줄자를 가지고 직접 측정하거나 돼지 전염병 확산울 우려한 농가의 경우 농장주로의 협조를 받아 농장주가 측정하였으며 돼지 무게의 경우 현실적으로 사육되는 돼지들의 총 무게를 측정한다는 것은 불가능했기 때문에 이 또한 농장주로부터 자료를 받아75 kg 울 돼지 한마리의 무게로 설정한후산정하였다.
)에 여 과지 를장착한 후 시료를 채취하였다. 또한 측정 전후의 공기 펌프의 유량울 측정하여 시료 채취로 인해 발생되는 유량의 변이를 보정하였다.
유량은 강제환기 방식의 밀폐형 돈사의 경우 배기팬면적에 유속울 곱하여 측정하였고, 자연환기 방식의 개방형 돈사의 경우 작업장 내부와 외 부의 온도 및 CQ 농도를 직독식 측정기를 이용하여 측정한후 내부와 외부간의 차이를 근거로 열평형 및 CG 평형 방법울 병행하여 측정하였다. 발생량에 대한 원단위(原單位) 배출 계수 산정울 위해조사 대상 각 돈사의 면적과 사육되는 돼지의 총 무게를 조사하였다. 돈사의 사육 면적은 줄자를 가지고 직접 측정하거나 돼지 전염병 확산울 우려한 농가의 경우 농장주로의 협조를 받아 농장주가 측정하였으며 돼지 무게의 경우 현실적으로 사육되는 돼지들의 총 무게를 측정한다는 것은 불가능했기 때문에 이 또한 농장주로부터 자료를 받아75 kg 울 돼지 한마리의 무게로 설정한후산정하였다.
시료 채취 전 유리섬유 여과지(37 m diameter, 0.8 ㎛ pore size, Nuclepore Corp. Pleasanton, CA, U.S A) 를 데시케 이 터 에서 24시간 동안 건조시킨 후 미세질량측정기 (Oh並 model AP250D, Switzerland)를 동해 여과지의 무게를 측정한 다음 카세트 퓔터 (Nuclepore Corp., Pleasanton, CA, U.S.A)에 장착한 후 현장에서 작업자의 장기간 노출기간(TWA)인 S시간동안(오전 9시-오후 5시) 채취하였다. 채취 후 실험실로 운반한 후 채취 여과지를 다시 데시 케이터에 24시간 동안 방치한 다음 여과지의 무게를 측정, 시료 채취 전후 여과지의 무게 차이를 이용하여 농도값울 산출하였다.
돈사 작업장 내 농도는복도 중앙의 세 지점에서 측정한 값들의 평균울 대표값으로 하였으며, 발생 량은 내부 공기 배출구 지점에서 측정한 농도 값에 유량울 곱하여 나타냈다. 유량은 강제환기 방식의 밀폐형 돈사의 경우 배기팬면적에 유속울 곱하여 측정하였고, 자연환기 방식의 개방형 돈사의 경우 작업장 내부와 외 부의 온도 및 CQ 농도를 직독식 측정기를 이용하여 측정한후 내부와 외부간의 차이를 근거로 열평형 및 CG 평형 방법울 병행하여 측정하였다. 발생량에 대한 원단위(原單位) 배출 계수 산정울 위해조사 대상 각 돈사의 면적과 사육되는 돼지의 총 무게를 조사하였다.
입자상 오염물질로 총 분진과 호흡성 분진울 선정하였으며, 지역 시료채취 방법으로 측정하였다. 돈사 작업장 내 농도는복도 중앙의 세 지점에서 측정한 값들의 평균울 대표값으로 하였으며, 발생 량은 내부 공기 배출구 지점에서 측정한 농도 값에 유량울 곱하여 나타냈다.
A)에 장착한 후 현장에서 작업자의 장기간 노출기간(TWA)인 S시간동안(오전 9시-오후 5시) 채취하였다. 채취 후 실험실로 운반한 후 채취 여과지를 다시 데시 케이터에 24시간 동안 방치한 다음 여과지의 무게를 측정, 시료 채취 전후 여과지의 무게 차이를 이용하여 농도값울 산출하였다. 농도 값의 보정울 위해 매 시료 채취마다 2 개의 공시료를 위와 같은 방법으로 측정한 후 최종 농도값울 산정하였다.
대상 데이터
농도 값의 보정울 위해 매 시료 채취마다 2 개의 공시료를 위와 같은 방법으로 측정한 후 최종 농도값울 산정하였다. 공기 홉입 펌프 (Model 71G9, Gilian Instrument Corp., Wayne, NJ, U.S.A.)의 유량 은총 분진 온 2.0 W血, 호흡성 분진은 1.7 % 血로 설정하였으며 호흡성 분진의 경우 카세트 필터 대신 싸이클론(Gill!an, Gilian Inshument Corp., Wayne, NJ, U.S.A.)에 여 과지 를장착한 후 시료를 채취하였다. 또한 측정 전후의 공기 펌프의 유량울 측정하여 시료 채취로 인해 발생되는 유량의 변이를 보정하였다.
분뇨처리 시스템의 형태를 기준으로 우리나라의 돈사 유형울 세 가지로 분류하면 슬러리 돈사(deep-pit manure system with slats), 스크레 이퍼 돈사 (manure removal system by scraper), 톱밥 돈사 (deep-litter bed system)이며, 환기방식 측면에서는 주로 측벽 배기를 적용하는 밀폐형 강제 환기와 측벽에 윈치 커튼(wimhvErt血)울 설치하여 환기 를 유도하는 개방형 자연 환기로 구분할 수 있는데, 우리나라의 톱밥 돈사의 경우 대부분이 개방형 자연 환기 돈사 형태를 취하고있다. 또한 돼지 성장 단계 측면에서는 평균 체중 50-100 蛔의 육성/비 육돈울 사육하고 있는 농가를 대상으로 하였다. 이를 종합하여 각 돈사 유형 별로 15개소를 선정하여 경기, 충북, 충남에 위치한 5(。1, 皿 두 정 도를 사육하는 중규모 농가 총 75곳울 방문하였으며, 조사 시기는 2얘)2년 5월과 6월, 9월과 10월 사이에 수행되었다.
본 연구에서 조사된 돈사는 분뇨 처리 시스템, 환기 방식, 돼지 성장단계의 세 가지 기준에 근거하여 5개의 돈사 유형울 조사 대상으로 하였다(Table 1). 분뇨처리 시스템의 형태를 기준으로 우리나라의 돈사 유형울 세 가지로 분류하면 슬러리 돈사(deep-pit manure system with slats), 스크레 이퍼 돈사 (manure removal system by scraper), 톱밥 돈사 (deep-litter bed system)이며, 환기방식 측면에서는 주로 측벽 배기를 적용하는 밀폐형 강제 환기와 측벽에 윈치 커튼(wimhvErt血)울 설치하여 환기 를 유도하는 개방형 자연 환기로 구분할 수 있는데, 우리나라의 톱밥 돈사의 경우 대부분이 개방형 자연 환기 돈사 형태를 취하고있다.
또한 돼지 성장 단계 측면에서는 평균 체중 50-100 蛔의 육성/비 육돈울 사육하고 있는 농가를 대상으로 하였다. 이를 종합하여 각 돈사 유형 별로 15개소를 선정하여 경기, 충북, 충남에 위치한 5(。1, 皿 두 정 도를 사육하는 중규모 농가 총 75곳울 방문하였으며, 조사 시기는 2얘)2년 5월과 6월, 9월과 10월 사이에 수행되었다.
데이터처리
SAS package [24] 를 이용한 ANOVA 및 Duman의 다중 비교 분석 방법울 동해 각돈사 유형 에 따른 총 분진과 호흡성 분진의 농도 및 발생량의 동계적 차이를 검토하였다.
성능/효과
돈사 작업 장 내 총 분진의 평균 농도는 외 국의 경우4.03 祖rrf에 비해 우리나라는 1.88 D泣H로 낮게 조사된 반면, 호흡성 분진의경우 우리나라에 위치한 돈사 작업장 내농도 (0.64 祖 H) 가 외국 (0.31 祖 H) 보다 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 돈사 작업장 유형간의 농도 차이는 우리나라와 외국의 경우 모두 비교적 높은 것으로 분석되었다. 한편 우리나라와 외국의 돈사 작업장에서의 원단위 발생량은 총 분진과 호흡성 분진 모두 비슷한 수준으로 조사되었다.
첫째물리적 요인인 온도와 상대습도는 분진의 발생 과정 에 상호 복합적으로 영향울 줄 수 있기 때문에〔26, 42] 현장 조사 당시 외부의 온도 및 상대습도의 변화에 따라 돈사 작업장 내 분진 농도가 달라질 수 있다. 둘째, 동일한 유형의 돈사 작업장이라 하더라도 환기 시스템 운용 및 작업 환경 조건에 따라 분진 농도의 상당한 변이 차가 발생될것이라 판단된다.
본 연구 결과 노동부에서 제시하고 있는총 분진(10 呢血)과 호흡성 분진(2.51咯血) 의 노출기 준 울 초과하는 돈사 작업 장은한 곳도 없는 것으로 분석되었다. 그러나 이번 현장 조사는 외부 기후 조건이 온화한 기간 내에만 국한되어 수행되 었기 때문에 원활한 환기에 의한 돈사 작업장 내부의 작업 환경 조건이 비교적 양호했기 때문이라 판단된다.
나타났다. 외국의 선행연구 자료와비교시 우리나라의 돈사 작업장 내의 총 분진 농도는 낮았고, 호흡 성 분진은 높은 것으로 나타났으며, 원 단위 발생량은 대체로 비슷한 수준이었다. 따라서 입자상 오염 물질 제어를 동한 돈사 작업자의 호홉기 관련 질병 예방 측면에서 우리나라 돈사 작업장의 분뇨처리 시스템은 슬랫 형태로 운용되는 것이 가장 효율적이라 판단된다.
37 祖H의 범위를 보여 돈사 작업장의 유형 에 따라 상당한 차이가 있는 것으로 조사되었다. 자연 환기 형태를 취하고 있는 톱밥 돈사 작업장과 기계적 환기로 운용되고 있는 스크레이퍼 돈사 작업장에서 측정된 총 분진 농도가 다른 유형의 돈사 작업장에 비해 동계적으로 높은 것으로 나타났으며 ㎛005), 가장 낮은 총 분진 농도를 보인 돈사 작업장은 자연 환기 형태의 슬랫 돈사 작업장으로 분석되었다 (0《.O5)(Table2).
조사 대상 돈사 작업장 내 종 분진의 평균 농도는 1.88 n)g/m'로 최소 0.53 呢血에서 최대 4.37 祖H의 범위를 보여 돈사 작업장의 유형 에 따라 상당한 차이가 있는 것으로 조사되었다. 자연 환기 형태를 취하고 있는 톱밥 돈사 작업장과 기계적 환기로 운용되고 있는 스크레이퍼 돈사 작업장에서 측정된 총 분진 농도가 다른 유형의 돈사 작업장에 비해 동계적으로 높은 것으로 나타났으며 ㎛005), 가장 낮은 총 분진 농도를 보인 돈사 작업장은 자연 환기 형태의 슬랫 돈사 작업장으로 분석되었다 (0《.
52168 呢血의 농도 범위를 보였다. 측정 결과 호흡성 분진 농도가 가장 높은 돈사 작업장은 자연 환기 가 적용되는 톱밥 돈사였고 (p<005), 가장 낮은 곳은 자연 환기 형태의 슬랫 돈사 작업 장으로 총 분진 농도의 양상과 거의 유사한 것으로 분석되었다 (Table 2).
현장 조사 결과 입자상 오염물질인 총 분진과 호흡성 분진의 농도는 자연환기 시스템이 적용되고 있는 톱밥 돈사 작업장에서 상대적으로 가장 높은 것으로 분석되었다. 이러한 결과가 나타나게 된 주요 원인은 돈사 작업 장바닥에 깔아 놓은 톱밥에 의한 것으로 판단된다.
현장조사결과 전반적으로 총 분진과 호홉성 분진의 농도와 원 단위 발생량은 다른 돈사 유형에 비해 자연환기 방식과 바닥 깔개로 톱밥이 적용되고 있는 개방형 톱밥 돈사 작업장에서 상대적으로 높게 나타난 반면 슬랫(slat) 형태의 바닥울 구성하고 있는 돈사 작업장이 대체로 낮은 것으로 나타났다. 외국의 선행연구 자료와비교시 우리나라의 돈사 작업장 내의 총 분진 농도는 낮았고, 호흡 성 분진은 높은 것으로 나타났으며, 원 단위 발생량은 대체로 비슷한 수준이었다.
호흡성 분진의 경우 단위 면적(时 기준으로 평균 12.83 略1血L 두(75 kg)당 평균 9.55 mgW醜가외부로 배출되는 것으로 조사되었으며, 원단위 발생량 범위는 면적당 4.14-38.64 呢/h血와 두당 2.82-28.08 呢 岫g를 보여 총 분진의 경우와 마찬가지로 유형에 따른 돈사 작업장간의 차이가 비교적 상당한 것으로 분석되었다. 조사 결과 자연환기로 운용되고 있는 톱밥 돈사 작업장에서 호흡성 분진의 원단위 발생량이 가장 높은 것으로 나타났으나 啊.
후속연구
또한 Robertson [44] 의 연구 결과에 따르면 분진의 노출기 준 울 초과하지 않는 돈사 작업장이라 할지라도 종사자 둘의 호흡기 관련질병 발생은 빈번하다고 하였다. 따라서돈사 작업장 내 입자상 오염물질의 노출 수준울 명확히 파악하기 위해서는 계절별 현장 조사가 추후 보완되어야 하고, 개인시료 채취 방법에 의한 장시간 분진 측정이 수행되어야 하며, 입자상 오염물질에 의한 돈사 작업자의 건강 예방울 위해 돈사 작업장에만 해당되는 실질적인 노출기준이 제시되어야 할 것이다. 또한 향후 연구에서는 돈사 작업장에서 발생되는 분진의 특성이 생물학상 오염 물질울 포함하고 있는 점울 감안하여 공기 중 부유 미생물 및 엔도톡신 (endotoxin) 등 분진의 성분별 정량 작업이 동시에 수행되어야 할 것이라 사료된다.
따라서돈사 작업장 내 입자상 오염물질의 노출 수준울 명확히 파악하기 위해서는 계절별 현장 조사가 추후 보완되어야 하고, 개인시료 채취 방법에 의한 장시간 분진 측정이 수행되어야 하며, 입자상 오염물질에 의한 돈사 작업자의 건강 예방울 위해 돈사 작업장에만 해당되는 실질적인 노출기준이 제시되어야 할 것이다. 또한 향후 연구에서는 돈사 작업장에서 발생되는 분진의 특성이 생물학상 오염 물질울 포함하고 있는 점울 감안하여 공기 중 부유 미생물 및 엔도톡신 (endotoxin) 등 분진의 성분별 정량 작업이 동시에 수행되어야 할 것이라 사료된다.
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