[논문]대구지역 지하철역사 공기여과필터 포집먼지에 함유된 중금속성분의 특성평가

도화석; 송희봉; 신동찬; 곽진희; 이명숙; 윤호석; 강혜정; 피영규

대구지역 지하철역사 공기여과필터 포집먼지에 함유된 중금속성분의 특성평가
Characteristic Assessment of Heavy Metals in Dusts Collected by the Air Filtration System at Subway Stations in Daegu, Korea 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.31 no.1, 2009년, pp.42 - 50

도화석 (대구광역시보건환경연구원) , 송희봉 (대구광역시보건환경연구원) , 신동찬 (대구광역시보건환경연구원) , 곽진희 (대구광역시보건환경연구원) , 이명숙 (대구광역시보건환경연구원) , 윤호석 (대구광역시보건환경연구원) , 강혜정 (대구광역시보건환경연구원) , 피영규 (대구한의대학교 보건학부)

초록
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2008년 1월에 대구지하철 1호선 총 30개 역사에 대해 각 역사별로 공기여과장치에서 포집된 먼지를 채취하여 100 ${\mu}m$ 이하로 체거름하고 산추출한 후 ICP로 14개 원소를 분석하였다. 농축계수를 이용한 미량원소성분의 발생원을 평가한 결과, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, V 성분은 암석풍화, 토양재비산 등과 관련된 자연적인 발생원의 영향을 받았고, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn 성분은 연료연소, 폐기물소각 등과 관련된 인위적인 발생원의 영향을 받고 있는 것으로 추정되었다. 미량원소성분의 농도는 자연적인 발생원에서 유래되는 성분이 높았고, 인위적인 발생원에서 유래되는 성분이 낮았다. 인위적인 발생원 성분의 기여도는 실내먼지가 실외먼지에 비해 높았다. 오염지수를 이용한 중금속성분의 오염도를 평가한 결과, 실내먼지는 실외먼지에 비해 중금속으로부터 오염된 것으로 추정되었다. 미량원소성분의 상관성을 분석한 결과, 실내와 실외먼지에서 공통적으로 자연적-인위적발생원 성분간, 인위적-인위적발생원 성분간, 자연적-자연적발생원 성분간의 순으로 유의하게 양호하였다. 그리고 실외먼지는 실내먼지에 비해 미량원소성분간의 유의한 상관성이 많았다. 또한 지하깊이, 이용객수, 실외먼지 등이 실내먼지의 성분에 미치는 영향을 분석한 결과, 실내먼지는 지하깊이나 이용객수의 영향보다는 실외먼지의 직접적인 영향을 많이 받고 있는 것으로 추정되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Samples of subway dust were collected by the air filter system of 30 subway stations on Daegu subway line 1 in January 2008. Samples were sieved below 100 ${\mu}m$, and 14 elements were analyzed using ICP after acid extraction. Results obtained from the source assessment of trace elements using enrichment factor showed that Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, V were influenced by natural sources such as weathered rock and resuspended soil, while Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn were influenced by anthropogenic sources such as fuel combustion and waste incineration. Concentrations were remarkably higher in components from natural sources than in components from anthropogenic sources. Anthropogenic sources were significantly affected by indoor dusts than outdoor dusts. Results of pollution indices of heavy metals indicated that indoor dusts were more contaminated with heavy metal ions than outdoor dusts. The correlation analysis among trace elements indicated that components were much correlated in the order of natural sources-anthropogenic sources, anthropogenic sources-anthropogenic sources, natural sources-natural sources in both indoor and outdoor dusts. Trace element components of outdoor dusts were largely correlated than those of indoor dusts. In addition, indoor dusts were significantly affected by outdoor dusts rather than depth from the surface or the average daily number of subway passengers.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 지하역사에 설치된 공기여과장치에 포집된 먼지를 실외먼지와 실내먼지로 구분하여 분석하고 실내·외 먼지에 함유되어 있는 미량원소성분을 분석하여 농축계수를 이용한 미량원소성분의 발생원을 개략적으로 규명하고, 지하철 역사의 실내·외 먼지에 함유된 미량원소성분의 농도분포특성을 파악하고, 이미 연구된 송 등8,9)의 도로먼지와 교실먼지와의 오염수준을 비교하고, 오염지수를 이용한 유해 중금속성분의 오염도를 평가하고, 최종적으로 미량원소성분간의 상관성 분석 및 지하역사의 깊이와 이용객수가 실내먼지에 미치는 영향과 실외먼지가 실내먼지에 미치는 영향을 평가하고자 한다.

제안 방법

2008년 1월에 대구지하철 1호선 총 30개 역사에 대해 각 역사별로 공기여과장치(Air Filter System)에서 포집된 먼지(외부유입 여과먼지 - 실외먼지, 실내자체 여과먼지 - 실내먼지)를 채취하여 100 µm 이하로 체거름하고 산추출한 후 ICP로 14개 원소를 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
0 g과 2 : 2 :2 HCl-HNO₃-H₂O의 혼합용액(HCl과 HNO₃은 유해금속측정용, H₂O은 크로마토그래피용) 6 mL를 넣고 초음파추출기(Ultrasonic Extractor : Elma, Transsonic 890/H, Germany)로 95℃에서 2시간 동안 추출한 용액을 방냉하고 메스플라스크에 멤브레인필터로 여과한 후 탈이온수인 증류수를 넣어 최종액량이 정확히 25 mL가 되도록 하였다.^8,9,12) 이러한 전처리 과정을 거친 시료를 유도결합플라즈마방출분광광도계(ICP : Perkin Elmer, Optima 4300DV, USA)로 총 14개 원소(Al, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, V, Zn)에 대해 분석하였다.
그러나 본 논문에서는 원소성분의 농도계산에 있어서 이러한 회수율을 특별히 보정하지 않고 통계·처리하였다.
이들 시료를 실온에서 자연건조 시킨 후 표준망체(Standard Testing Seive : 청계상공사, Aperture 100 µm, 한국)를 이용하여 100 µm 이하로 분리해 분석용 시료로 하였다. 시료분석은 테프론비이커에 전자식저울(Electronic Balance : Ohaus, Galaxy 200D, Germany)로 정확히 취한 분석용 시료 1.0 g과 2 : 2 :2 HCl-HNO₃-H₂O의 혼합용액(HCl과 HNO₃은 유해금속측정용, H₂O은 크로마토그래피용) 6 mL를 넣고 초음파추출기(Ultrasonic Extractor : Elma, Transsonic 890/H, Germany)로 95℃에서 2시간 동안 추출한 용액을 방냉하고 메스플라스크에 멤브레인필터로 여과한 후 탈이온수인 증류수를 넣어 최종액량이 정확히 25 mL가 되도록 하였다.^8,9,12) 이러한 전처리 과정을 거친 시료를 유도결합플라즈마방출분광광도계(ICP : Perkin Elmer, Optima 4300DV, USA)로 총 14개 원소(Al, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, V, Zn)에 대해 분석하였다.
이들 시료를 실온에서 자연건조 시킨 후 표준망체(Standard Testing Seive : 청계상공사, Aperture 100 µm, 한국)를 이용하여 100 µm 이하로 분리해 분석용 시료로 하였다.
따라서 이러한 요인 때문에 Table 4의 다른 연구결과^8,9)와 비록 직접적인 비교가 어렵지만 간접적으로 비교해 볼 가치가 있다. 지하역사 먼지 중 실내먼지의 경우는 학교교실먼지 그리고 실외먼지는 도로먼지와 비교해 보았다.

대상 데이터

각 시료채취지점의 특징은 전체적으로 볼 때 지하 2∼4층으로 되어 있으며 깊이는 13.7∼24.7 m, 1일 이용객수는 2,618∼38,929명이 이용하고, 출입구수는 3∼8개의 출입구가 있다.
먼지시료는 지상으로부터 강제적으로 유입해 단순히 외부공기만을 여과하는 Demister(입경이 큰 먼지 제거)를 거친 Auto Air Filter(입경이 10 µm 이상인 먼지 55% 이상 제거)에 포집된 먼지(이하, 실외먼지), 그리고 이러한 과정으로 여과된 공기와 재순환사용을 위한 실내공기를 혼합해 여과하는 Pre-Medium Filter(입경이 1∼5 µm인 먼지 85% 이상 제거)에 포집된 먼지(이하, 실내먼지)를 각각 채취하였다.
시료채취지점은 대구광역시의 지하철 1호선 총 30개 역사에 대해 각 역사별로 총 3단계의 제진과정을 거치는 공기여과장치(Air Filter System)에서 포집된 먼지를 대상으로 하였다. 먼지시료는 지상으로부터 강제적으로 유입해 단순히 외부공기만을 여과하는 Demister(입경이 큰 먼지 제거)를 거친 Auto Air Filter(입경이 10 µm 이상인 먼지 55% 이상 제거)에 포집된 먼지(이하, 실외먼지), 그리고 이러한 과정으로 여과된 공기와 재순환사용을 위한 실내공기를 혼합해 여과하는 Pre-Medium Filter(입경이 1∼5 µm인 먼지 85% 이상 제거)에 포집된 먼지(이하, 실내먼지)를 각각 채취하였다.
이들 총 30곳의 지하역사 먼지시료는 겨울철인 2008년 1월 14일부터 1월 16일까지 총 3일간에 걸쳐 직장인들의 출·퇴근 및 학생들의 등·하교 등의 활동으로 인해 열차 운행 횟수가 휴일에 비해 상대적으로 많은 평일(14일/8곳, 15일/7곳, 16일/15곳)에 채취하였다.
에 의해 제안된 농축계수를 이용해 평가하였다. 지각물질의 원소조성과 지하역사 먼지의 원소조성을 비교해 자연적인 발생원의 영향 혹은 인위적인 발생원의 영향을 받는 성분인가를 추정하기 위해 지각물질 중에서도 비교적 균일하고 다량으로 함유되어 있는 Al을 기준원소로 선정하였다. 지각물질의 원소조성은 Taylor와 McLennan¹⁵⁾이 제시한 지각성분표를 이용하였다.
지하역사에서 채취한 먼지시료는 크린지퍼백(LDPE : 크린랲, 25 cm×30 cm, 한국)에 담아 밀봉한 후 실험실로 운반하였다.
총 30개 역사의 총 60개(실외 30개, 실내 30개) 시료에 대해 ICP로 분석한 총 14개 원소 중 비교적 유해성이 큰 Cd, Cr, Ni 및 Pb에 대한 시료채취지점별 농도를 Fig. 1에 나타내었다. 각 시료채취지점의 특징은 전체적으로 볼 때 지하 2∼4층으로 되어 있으며 깊이는 13.

이론/모형

총 30개 역사의 총 60개(실외 30개, 실내 30개) 시료에 대해 ICP로 분석한 총 14개 원소의 농도자료는 각 원소별로 모두 검출한계 이상으로 나타났다. 또한 시료분석방법인 염산-질산추출법에 의한 원소성분의 농도에 대한 신뢰성 검증은 미국 국립표준시험연구소(NIST)의 표준참조물질인 Standard Reference Matter 1648 (Urban Particulate Matter)을 이용하여 실제시료와 동일한 방법으로 회수율 실험(Recovery Test)을 실시하였다. 그 결과, 유해성이 높은 Cd, Cu, Ni, Pb, V, Zn을 포함한 Fe, Mn, Mg의 원소들은 회수율이 62∼95%(상대표준편차 : 0.
지각물질의 원소조성과 지하역사 먼지의 원소조성을 비교해 자연적인 발생원의 영향 혹은 인위적인 발생원의 영향을 받는 성분인가를 추정하기 위해 지각물질 중에서도 비교적 균일하고 다량으로 함유되어 있는 Al을 기준원소로 선정하였다. 지각물질의 원소조성은 Taylor와 McLennan¹⁵⁾이 제시한 지각성분표를 이용하였다. 이때 지각원소성분의 농도는 Al 80,400 µg/g, Ca 30,000 µg/g, Cd 0.
지하역사 먼지에 함유된 미량원소성분의 발생원은 Rahn¹⁴⁾에 의해 제안된 농축계수를 이용해 평가하였다. 지각물질의 원소조성과 지하역사 먼지의 원소조성을 비교해 자연적인 발생원의 영향 혹은 인위적인 발생원의 영향을 받는 성분인가를 추정하기 위해 지각물질 중에서도 비교적 균일하고 다량으로 함유되어 있는 Al을 기준원소로 선정하였다.
지하역사 먼지에 함유된 유해 중금속성분의 오염정도를 평가하기 위해 우리나라 환경부24)가 제시한 토양오염우려 기준(‘철도용지’에 해당)을 적용하였다.

성능/효과

1) 농축계수를 이용한 미량원소성분의 발생원을 평가한 결과, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, V 성분은 암석풍화, 토양재비산 등과 관련된 자연적인 발생원의 영향을 받았고, 반면에 Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn 성분은 연료연소, 폐기물소각 등과 관련된 인위적인 발생원의 영향을 받았다.
1) 이러한 지하철 노선의 확충은 지하공간을 인간의 새로운 활동영역으로 확대시키면서 지하철 공기질이 인간의 건강에 위해 한 영향을 직·간접적으로 줄 수 있으며 지하공간오염이라는 새로운 문제를 야기하고 있다.
2) 분석된 미량원소성분의 농도는 자연적인 발생원에서 유래되는 성분이 높았고(수∼수십 mg/g), 반면에 인위적인 발생원에서 유래되는 성분이 낮았다(수∼수백 µg/g).
3) 오염지수를 이용한 중금속성분(Cd, Cu, Ni, Pb, Zn)의 오염도를 평가한 결과, 실내먼지는 실외먼지에 비해 약 2.5배 정도 중금속으로부터 오염된 것으로 추정되었다.
4) 미량원소성분간의 상관성을 분석한 결과, 실내와 실외먼지에서 공통적으로 자연적-인위적발생원 성분간(항목간 10개), 인위적-인위적발생원 성분간(항목간 4개), 자연적-자연적발생원 성분간(항목간 3개)의 순으로 유의하게 양호하였다. 그리고 실외먼지(항목간 38개)는 실내먼지(항목간 27개)에 비해 미량원소성분간의 유의 상관성이 많았다.
5) 또한 지하깊이, 이용객수, 실외먼지 등이 실내먼지의 성분에 미치는 영향을 분석한 결과, 실내먼지는 이용객수의 영향보다는 지하깊이에 어느 정도의 영향을 받고 있었으나 실외먼지의 영향을 가장 많이 받고 있은 것으로 추정되었다.
6) 미세먼지를 줄이기 위한 하나의 방법으로 외부로부터의 역사 내 오염물질 유입을 차단하는 스크린도어가 설치된 곳은 역사전체 56개 중 2곳(3.6%) 뿐이다. 스크린도어 설치현황은 대전시 100%, 부산시 19%, 광주시 15%, 인천 0%로서 대구의 경우 인천을 제외하고는 가장 낮은 설치율을 나타내고 있다.
그 결과, 유해성이 높은 Cd, Cu, Ni, Pb, V, Zn을 포함한 Fe, Mn, Mg의 원소들은 회수율이 62∼95%(상대표준편차 : 0.1∼1.6%) 수준으로 높았던 반면에 유해성이 낮은 Al, Cr, K, Na의 원소들은 회수율이 15∼42%(상대표준편차 : 0.4∼2.3%) 수준으로 낮았다.
이는 Al을 기준원소로 본 연구와 동일한 지각성분표를 이용하여 송 등^8,9)과 최 등^17,18)이 연구한 결과와 동일한 경향을 보였다. 그 결과는 본 연구와 같이 농축계수가 Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, V의 경우에는 10 이하, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn 성분은 농축계수가 10 이상으로 산출되었다. 여기서 특이한 것은 V의 경우로 석유류의 연료연소와 관련이 높은 인위적인 발생원과 관련이 있을 것으로 보았던 예상과는 달리 지하역사 실내․외의 먼지 및 도로먼지, 교실 먼지 등 모두 농축계수가 5 이하인 값을 보여 자연적인 발생원과 관련이 있는 물질로 추정되었지만 이러한 결과는 대구지역만의 경향인지 앞으로 그 원인규명을 위한 지속적인 연구가 필요하다고 생각된다.
그러나 인위적인 발생원과 관련된 성분으로 추정되는 Cd, Cr, Ni, Pb 등과 같은 유해성이 높은 중금속성분은 수 µg/g에서 수백 µg/g 수준의 낮은 농도를 보였으나 Cu과 Zn은 수백 µg/g에서 수천 µg/g의 농도를 보여 비교적 높아 지하철 실내․외먼지 모두 상당히 오염되어 있음을 알 수 있었다.
05)을 보였다. 그러나 지하역사 실외먼지는 실내먼지와는 달리 전반적으로 인위적인 발생원관련 성분간(4개) 보다는 자연적인 발생원관련 성분간(13개)에 더 양호한 상관성을 보임을 알 수 있었다. 이러한 결과로 볼 때 실외먼지의 경우는 자연적인 발생원의 영향을, 그리고 실내먼지는 인위적인 발생원의 영향을 더 많이 받고 있다고 생각할 수 있다.
그리고 개별적으로 구분해 볼 때는 실외먼지(총38개 : 자연-자연 13, 인위-인위 4, 자연-자연 21)가 실내먼지(총27개 : 자연-자연 4, 인위-인위 7, 자연-자연 16)에 비해 미량원소성분간의 유의한 상관성(P<0.05)이 많았다.
05)을 보였다. 따라서 지하역사 실내먼지는 전반적으로 자연적인 발생원관련 성분간(4개)보다는 인위적인 발생원관련 성분간(7개)에 더 양호한 상관성을 보임을 알 수 있었다.
그 이유로는 교실이라는 특정한 공간에서 탄산칼슘(CaCO₃)이 주성분인 분필의 사용, 벽면 시멘트/콘크리트의 마모 등 인위적인 배출원의 기여가 컸다고 사료된다. 또한 Cd, Cu, Mn, Zn이 2배 이상 높았으며, 특히 Cu와 Zn이 각각 6.0배와 5.8배로 가장 높았다. Cu와 Zn은 도시환경에서 금속산업활동과 관련되어 배출되는 것으로 전동차의 운행에 따른 레일과의 마찰, 브레이크 사용에 의한 브레이크의 마모, 전력선과의 마모 등과 내·외부의 복합적인 오염원에 의한 것으로 사료된다.
Ni의 경우도 대체적으로 실내가 실외 보다 높게 나타났으며, 특히 #28지점의 농도가 실내·외 모두 가장 높게 나타났고, #19지점의 실내농도가 실외농도에 비해 크게 높았다. 또한 Pb의 경우도 Cd, Cr, Ni의 경향과 동일하게 실내가 실외보다 모두 높게 나타났으며 또한 가장 높은 농도를 보였고, 실내농도가 실외보다 큰 폭으로 높은 지점이 많았다. 특히 #1지점, #16지점, #17지점, #19지점, #20지점, #21지점, #27지점 등이 다른 지점에 비해 대체적으로 높은 농도를 보였다.
또한 실내·외의 미량원소성분의 농도비와 농축계수의 농도비가 비슷함을 알 수 있었는데 실내가 실외보다 비교적 높은 값을 나타내었다.
또한 인위적인 발생원 성분간의 경우에는 Cd과 Pb, V, Zn간(0.75, 0.37, 0.60), Cr과 Ni간(0.87), Pb과 V, Zn간(0.60, 0.82), V과 Zn간(0.52)에도 유의한 상관성(P<0.05)을 보였다.
또한 인위적인 발생원 성분간인 Cd과 Pb간(0.52), Cr과 Ni간(0.95), Pb과 V, Zn간(0.81, 0.62)에도 유의한 상관성(P<0.05)을 보였다.
본 연구에서는 인위적인 발생원의 영향 성분(Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn)은 실내먼지가 실외먼지보다 높아 실내의 환경의 오염을 간음해 볼 수 있었다. 이는 환기시스템의 부적절한 운영이라든지 실외와의 밀폐된 공간에서 오염된 물질의 축적에 의해 발생된 현상이라고 사료된다.
산출된 결과는 모든 역사 및 실내·외를 평균으로 보면 Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, V 성분은 농축계수가 10 이하인 값을 보였으며, 암석의 풍화, 토양의 재비산 등과 관련된 자연적인 발생원의 영향을 받는 것으로 추정되었다.
실내먼지의 경우 자연발생원 성분의 농도가 92.3%(82,736 µg/g) 인위적인 발생원 성분 7.7%(6,862 µg/g)의 기여율을 보였고, 실외먼지의 경우 자연발생원 성분의 농도가 96.4%(78,843 µg/g) 인위적인 발생원 성분의 농도가 3.6% (2,962 µg/g)로 나타나 실외보다 실내의 경우가 인위적인 발생원 성분의 기여도가 높았다.
자연적인 발생원 성분간인 Al과 Fe, K, Mg, Mn, Na간(0.41, 0.68, 0.39, 0.67, 0.56), Ca과 Fe, Mg, Mn간(0.51, 0.61, 0.54), Fe과 Mg, Mn(0.79, 0.82), K과 Mn, Na간(0.43, 0.82), Mg과 Na간(0.74)에 유의한 상관성(P<0.05)을 보였다.
3보다 높게 나타나 실내의 경우가 실외보다는 특정 배출원에 대한 영향을 많이 받는 것으로 사료된다. 전체적으로 볼 때 변동계수가 0.3보다 큰 경우는 인위적인 발생원 성분이 7종(Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Zn)으로 자연적인 발생원 성분 1종(Na)보다 많았다.
83)의 순으로 높게 나타났다. 즉 실내와 실외에서 모두 지하역사가 비교대상 장소인 교실과 도로에 비해 중금속으로부터 오염도가 더 높음을 알 수 있었다.
지하깊이와 이용객수가 실내먼지에 미치는 영향을 살펴보면 실내먼지는 이용객수보다는 지하깊이와 일부 상관성이 높았으며, 특히 Cd(0.44), K(0.51), Na(0.38), Pb(0.52), Zn(0.55)이 높았다. 즉, 실내먼지는 이용객수에 비해 지하 깊이에 따라 어느 정도의 영향을 받고 있다고는 볼 수 있었다.
지하역사 실외먼지는 도로먼지와 비교해 볼 때 각 미량 원소성분마다 차이가 있지만 지하역사 실외먼지의 농도가 높은 원소는 Al, Cu, K, Na, Pb, Zn으로 1.4∼13.5배까지 높았고, 지하역사 실외먼지와 도로먼지의 농도가 비슷한 것은 Ca, Cd, Mg, Mn, V로 나타났다.
반면에 지하역사의 경우는 지하에 밀폐된 체 강제적인 환기시스템에 의존하고 있기 때문에 환기시스템의 운영 부적절이라든지 시스템적인 불량에서 오는 인위적인 물질이 축적된 결과라고 사료된다. 지하역사 실외먼지의 경우는 도로먼지와 비교해 보았을 때 Cu, Zn 성분의 경우에는 지하역사 실외먼지가 도로먼지보다 높게 나타났고, Cd, Cr, Ni의 경우에는 도로먼지가 지하역사 실외먼지보다 농축계수가 높게 나타났다.
지하역사 전체시료 60개에 대한 미량원소성분의 분석결과는 Table 3에 요약하였다. 지하역사의 먼지에 함유된 미량원소성분의 전체평균농도는 분석된 총 14개 원소 중 자연적인 발생원과 관련된 성분으로 추정되는 Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na 등 7개 원소가 수 mg/g 혹은 수십 mg/g 수준의 높은 농도를 보였다. 그러나 인위적인 발생원과 관련된 성분으로 추정되는 Cd, Cr, Ni, Pb 등과 같은 유해성이 높은 중금속성분은 수 µg/g에서 수백 µg/g 수준의 낮은 농도를 보였으나 Cu과 Zn은 수백 µg/g에서 수천 µg/g의 농도를 보여 비교적 높아 지하철 실내․외먼지 모두 상당히 오염되어 있음을 알 수 있었다.
총 30개 역사의 총 60개(실외 30개, 실내 30개) 시료에 대해 ICP로 분석한 총 14개 원소의 농도자료는 각 원소별로 모두 검출한계 이상으로 나타났다. 또한 시료분석방법인 염산-질산추출법에 의한 원소성분의 농도에 대한 신뢰성 검증은 미국 국립표준시험연구소(NIST)의 표준참조물질인 Standard Reference Matter 1648 (Urban Particulate Matter)을 이용하여 실제시료와 동일한 방법으로 회수율 실험(Recovery Test)을 실시하였다.
한편 실내와 실외먼지에서 공통적으로 유의한 상관성(P<0.05)을 보인 성분으로는 자연적-인위적발생원 성분간(총10개 : Al-V, K-Cd, Mn-Cr, K-Pb․V․Zn, Mg-Pb․V, NaPb․V), 인위적-인위적발생원 성분간(총4개 : Cd-Pb, Cr-Ni, Pb-V․Zn), 자연적-자연적발생원 성분간(총3개 : Al-Mg, CaMg, K-Na)의 순으로 많게 나타났다.
즉 지하역사의 깊이가 깊을수록 환기의 문제로 인해 오염물질이 축적된 결과로 사료된다. 한편 실외먼지의 성분이 실내먼지의 성분에 미치는 영향을 분석한 결과로는 지하깊이나 이용객수에 비해 상호간의 양호한 상관성을 보인 성분들이 더 많은 것으로 나타났다. 특히 Ca(0.

후속연구

그 결과는 본 연구와 같이 농축계수가 Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, V의 경우에는 10 이하, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn 성분은 농축계수가 10 이상으로 산출되었다. 여기서 특이한 것은 V의 경우로 석유류의 연료연소와 관련이 높은 인위적인 발생원과 관련이 있을 것으로 보았던 예상과는 달리 지하역사 실내․외의 먼지 및 도로먼지, 교실 먼지 등 모두 농축계수가 5 이하인 값을 보여 자연적인 발생원과 관련이 있는 물질로 추정되었지만 이러한 결과는 대구지역만의 경향인지 앞으로 그 원인규명을 위한 지속적인 연구가 필요하다고 생각된다.
의 도로먼지와 교실먼지와의 오염수준을 비교하고, 오염지수를 이용한 유해 중금속성분의 오염도를 평가하고, 최종적으로 미량원소성분간의 상관성 분석 및 지하역사의 깊이와 이용객수가 실내먼지에 미치는 영향과 실외먼지가 실내먼지에 미치는 영향을 평가하고자 한다. 이와 같은 연구결과는 지하철 공기질 관리를 위한 환기시스템의 운영과 필터의 관리 등에 활용하여 보다 쾌적한 지하역사 환경을 만들어 시민보건향상에 기여할 것으로 기대된다.

질의응답

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	대구 지하역사는 어떤 구조물로 되어 있는가?	대구 지하역사의 경우 공기질 관리를 위한 데미스터, 자동재생형필터, 프리-미디엄필터 등의 여과를 거치는 총 3단계의 공기여과장치를 갖추고 있으나 여과장치를 거치지 않고도 출입보행계단을 통해 직접적으로 지하에 유입되므로 실외공기의 영향을 크게 받는 반개방형태의 구조물로 되어있다.6) 미세먼지를 줄이기 위한 하나의 방법으로 외부로부터의 역사 내 오염물질 유입을 차단하는 스크린도어가 설치된 곳은 역사전체 56개 중 2곳(3.
	지하역사 미세먼지의 주요 오염원은 무엇인가?	지하철과 관련한 실내 공기질 중 특히 먼지문제는 다른 오염물질 또는 오염현상에 비하여 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 지하역사 미세먼지의 주요 오염원으로는 지하철 운행과정에서 열차풍 등에 의한 발생, 운행시간 동안의 지하철 이용객과 외부공기에 의한 유입 등을 들 수 있다. 따라서 지하역사 근로자와 이용승객들이 이와 같은 원인으로부터 발생된 미세먼지에 계속적으로 노출되어지며, 일부 미세먼지에 중금속이 오염되었을 경우 보건학적으로 인체위해성이 예상되어진다.
	2008년 1월에 대구지하철 1호선 총 30개 역사에 대해 각 역사별로 공기여과장치에서 포집된 먼지를 채취하여 100µm 이하로 체거름하고 산추출한 후 ICP로 14개 원소를 분석한 결과로 얻은 결론은 무엇인가?	1) 농축계수를 이용한 미량원소성분의 발생원을 평가한 결과, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, V 성분은 암석풍화, 토양재비산 등과 관련된 자연적인 발생원의 영향을 받았고, 반면에 Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn 성분은 연료연소, 폐기물소각 등과 관련된 인위적인 발생원의 영향을 받았다. 2) 분석된 미량원소성분의 농도는 자연적인 발생원에서 유래되는 성분이 높았고(수∼수십 mg/g), 반면에 인위적인 발생원에서 유래되는 성분이 낮았다(수∼수백 µg/g). 또한 인위적인 발생원 성분의 기여도는 실내먼지(7.7%)가 실외먼지(3.6%)에 비해 높았다. 3) 오염지수를 이용한 중금속성분(Cd, Cu, Ni, Pb, Zn)의 오염도를 평가한 결과, 실내먼지는 실외먼지에 비해 약 2.5배 정도 중금속으로부터 오염된 것으로 추정되었다. 4) 미량원소성분간의 상관성을 분석한 결과, 실내와 실외먼지에서 공통적으로 자연적-인위적발생원 성분간(항목간 10개), 인위적-인위적발생원 성분간(항목간 4개), 자연적-자연적발생원 성분간(항목간 3개)의 순으로 유의하게 양호하였다. 그리고 실외먼지(항목간 38개)는 실내먼지(항목간 27개)에 비해 미량원소성분간의 유의 상관성이 많았다. 5) 또한 지하깊이, 이용객수, 실외먼지 등이 실내먼지의 성분에 미치는 영향을 분석한 결과, 실내먼지는 이용객수의 영향보다는 지하깊이에 어느 정도의 영향을 받고 있었으나 실외먼지의 영향을 가장 많이 받고 있은 것으로 추정되었다.

참고문헌 (25)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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