[논문]유아교육시설 내 실내공기유해오염물질에 대한 어린이 건강위해성평가

고연정; 김신도; 박숙영; 장성기

doi:10.5668/jehs.2009.35.2.078

문제 정의

따라서 본 연구는 실내 환경 중 영·유아 및 미취학 어린이가 가장 많은 시간을 체류하는 유아교육 시설을 대상으로 실내공기유해오염물질을 측정·분석하여 위해성 평가를 실시하였다. 이를 통해 어린이 건강 위해도를 확인하고 국내 영·유아 시설의 실내 환경적 문제와 건강상 문제를 파악하여 개선사항을 모색하고자 하였다.
본 연구는 국내 미취학 어린이의 환경영향 관리를 위해 서울지역 유아교육시설에 대상으로 실내오염물질을 측정·분석하여 흡입에 의한 폼알데하이드, 벤젠의 발암 위해도와 톨루엔, 에틸벤젠, m, p자일렌, O-자일렌, 스티렌의 비발암위해도를 산출하였다.
평가를 실시하였다. 이를 통해 어린이 건강 위해도를 확인하고 국내 영·유아 시설의 실내 환경적 문제와 건강상 문제를 파악하여 개선사항을 모색하고자 하였다.

가설 설정

호흡율 적용에 무리가 있다. 본 연구는 어린이 보육 시설 시간표에 따른 활동 시간별 호흡율을 이용하기 위해 "서울시 정보 보육시설"에서 제시하는 "표준보육 과정" 및 실측대상 보육시설의 설문자료바탕으로 시간표를 작성하였으며, 호흡율은 EPA의 "General FactoiW"에서 제시된 Adams야과 Layton寫의 연구 결과를 이용하여 어린이 보육시설 시간표에 따른 시간별 호흡율을 직성하였으며 몬테카를로 시뮬레이션에 이용된 분포는 정규분포로 가정하였다(Table 1).
4시간으로 조사되었다. 노출기간은 최소 05년 이상 보육시설 최대 재학 기간인 65년으로 가정하였으며, 분포는 정규분포로 가정하였다.
발암성물질은 인간이 오염물질에 노출이 평생 동안 일어나지 않더라도 발암작용은 지속될 수 있으므로 평생노출로 가정하여 평생시간(life time : LT)을 사용한다.

제안 방법

TVOC와 Formaldehyde는 각각 액상표준물질 (Japanese Indoor Air Standard Mix : TVOC, Supelco, CARB Carbonyl-DNPH Mix 1 : Formaldehyde, Supelco)를 사용하여 감응계수 및 검량선을 작성하여 농도를 정량하였다.
분석하였다. 계절별로 4차례 매 2회씩 측정하였으며, 영·유아의 활동량이 가장 많을 것으로 예상되는 측정지점인 놀이방 1지점 및 식당 또는 로비 1지점을 선정하여 2회씩 반복측정을 하였다.
및 평균 호흡량으로 보정하였다. 단일 발암 잠재력을 구하고 노출평가를 통해 산출된 LADDs 값과 곱하여 발암위해도를 산출한다. 산출된 발임위해도는 EPAQ992)에서 제시하고 있는 기준치와 비교하였다*
휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 고체흡착관(Tenax-TA 200 mg 충진)을 펌프(MP-E30H, Sibata, Japen)에 연결하여 100m//min 유량으로 30분간 2회에 걸쳐 측정하였다. 대상물질의 분석에는 가스크로마토그래프/질량분석기 (GC/MS : GC-2010, Shimadzu, Japan)에 열 탈착 장치 (Thermal desonber, TD)를 장착하여 분석하였다. 폼알데하이드(Formaldehyde)의 시료채취는 2, 4-DNPH- Costed Siliea(l mg/DNPH)를 충진된 Cartridge(Supelco, USA)에 오존의 간섭을 제거하기 위해 오존 스크러버를 앞단에 장착하여 펌프(MP-E100H, Sibata, JP)로 500 mZ/min 유량으로 60 min간 실시하였다.
발암성물질은 용량벼k응평가를 통해 산출된 발암 잠재력(Cancer Potency Factor : CPF)을 어린이의 평균 체중 및 평균 호흡량으로 보정하였다. 단일 발암 잠재력을 구하고 노출평가를 통해 산출된 LADDs 값과 곱하여 발암위해도를 산출한다.
보육시설 노출기간 동안의 자세한 위해도 산정을 위해 최대 노출기간에 따른 위해도와 평생수명기준 위해도를 같이 제시하였다. 또, 나이별 위해도.
보육시설 재실자의 실내 생활 습관 및 개인 일일 활동력에 따른 오염물질의 노출정도를 파악하기 위하여 보육 시설 내 실내거주시간을 조사하여 노출빈도 및 노출 기간을 도출하였다. 총 27개 시설 3743명을 대상으로 조사한 결과 어린이집 재학생 연령은 0세부터 7세까지로 나타났으며 시설 재학기간은 최소 1개월 이상 5년 6개월까지로 나타났다.
가변성을 확인하는 수학적 모델을 적용한 불확실성 분석으로 Monte-Carlo simulatioir을 수행시 나타날 수 있는 입력변수의 가정, 분포선택에서의 오류를 들 수 있다. 본연구에 사용된 분포들은 분석결과에 따라 농도분포를 확인하여 사용하거나 외부자료를 사용시 선행연구들의 분포를 참고하여 사용하였다. 분석은 Crystal ball 2000(Decisioneering, Inc.
본연구에 사용된 분포들은 분석결과에 따라 농도분포를 확인하여 사용하거나 외부자료를 사용시 선행연구들의 분포를 참고하여 사용하였다. 분석은 Crystal ball 2000(Decisioneering, Inc.)를 이용하여 모든 노줄변수와 결과 값을 각각 100, 000번씩 모의실험을 수행하였다.am
비발암성 물질의 경우, 참고치 (Reference Dose : RfD) 의 비를 통해 비발암 위해도지수(Hazard Index : HI) 를 산출하였다.
실내오염도 특성 파악 및 건강 위해성 평가를 위해온·습도, 영·유아의 활동상태, 환기상태 및 지리적 특성 등의 기초조사 및 시설을 이용중인 어린이들의 노출 인자에 대해 현지조사 및 설문지 조사를 실시하였다.
오염물질의 위해성 확인을 위한 자료는 EPA에서 제공하는 IRIS의 데이터베이스를 이용하였으며, 발암성 및 비발암성 용량-반응평가를 위한 발암성 독성자료인 *unit risk, UR, 과 비발암성 독성자료 (Reference concentration, RfC)® 조사하였다_n또한 각 연구대상 물질은 발암성 물질과 비빌암성물질로 구분하여 EPA의 분류체계인 발암증거의 가중(Weighting of Evidence) 에따라 발암력을 분류하였고, NOAEL(No Observed Adverse Effect Level) 오} LOAEL(Lowest Observed Adversed Effect Level) 등을 조사하였다.
위해성 평가는 여러 확률에서 임의의 값을 선택하여 노출시나리오를 선정 등의 과정을 거친 후 결과에도 달하기 때문에 연구자의 다른 요소들의 고려가 신뢰성 있는 평가에 중요한 영향을 미친다고 판단하여 여러 경우의 수에서 반복적으로 수행함으로써 오차를 줄이도록 하였다.
폼알데하이드(Formaldehyde)의 시료채취는 2, 4-DNPH- Costed Siliea(l mg/DNPH)를 충진된 Cartridge(Supelco, USA)에 오존의 간섭을 제거하기 위해 오존 스크러버를 앞단에 장착하여 펌프(MP-E100H, Sibata, JP)로 500 mZ/min 유량으로 60 min간 실시하였다. 채취된 시료는 추출장치 (SPE vacuum manifold, Supelco, USA) 에 장착하여 일정한 유속으로 추출하여 DNPH유도체의 분석 은 고성 능액 체 크로마토그래 피 (HPLC: LC-10Avp, Waters)를 이용하여 분석하였다.
대상물질의 분석에는 가스크로마토그래프/질량분석기 (GC/MS : GC-2010, Shimadzu, Japan)에 열 탈착 장치 (Thermal desonber, TD)를 장착하여 분석하였다. 폼알데하이드(Formaldehyde)의 시료채취는 2, 4-DNPH- Costed Siliea(l mg/DNPH)를 충진된 Cartridge(Supelco, USA)에 오존의 간섭을 제거하기 위해 오존 스크러버를 앞단에 장착하여 펌프(MP-E100H, Sibata, JP)로 500 mZ/min 유량으로 60 min간 실시하였다. 채취된 시료는 추출장치 (SPE vacuum manifold, Supelco, USA) 에 장착하여 일정한 유속으로 추출하여 DNPH유도체의 분석 은 고성 능액 체 크로마토그래 피 (HPLC: LC-10Avp, Waters)를 이용하여 분석하였다.
또, 나이별 위해도.확인을 위해 1군(0.5세-1세), 2군(2-4세), 3군(5-6.5세)로 분류하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하여 위해도를 제시하였다.
휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 고체흡착관(Tenax-TA 200 mg 충진)을 펌프(MP-E30H, Sibata, Japen)에 연결하여 100m//min 유량으로 30분간 2회에 걸쳐 측정하였다. 대상물질의 분석에는 가스크로마토그래프/질량분석기 (GC/MS : GC-2010, Shimadzu, Japan)에 열 탈착 장치 (Thermal desonber, TD)를 장착하여 분석하였다.

대상 데이터

본 연구는 2006년 1월부터 12월까지 서울지역 유아교육 시설 총 29, 233개 중 7개구 국공립기관 14개, 민간기관 13개를 대상으로 실내공기를 측정, 분석하였다. 계절별로 4차례 매 2회씩 측정하였으며, 영·유아의 활동량이 가장 많을 것으로 예상되는 측정지점인 놀이방 1지점 및 식당 또는 로비 1지점을 선정하여 2회씩 반복측정을 하였다.
위험성 확인에 필요한 자료로는 역학자료(Epide miological study), 독성자료(Toxicological study), 인체를 대상으로 한 인위적 실험자료(Controlled human experiments), 물리화학적 성질에 관한 자료 등으로 본연구에서는 EPA의 IRIS(Integrated Risk Infonnation System)를 이용하였다."

데이터처리

단일 발암 잠재력을 구하고 노출평가를 통해 산출된 LADDs 값과 곱하여 발암위해도를 산출한다. 산출된 발임위해도는 EPAQ992)에서 제시하고 있는 기준치와 비교하였다*

성능/효과

대부분의 비발암 물질이 1 군이 가장 위해도가 높고 그 다음이 3 군, 2군 순으로 나타났다. 1군과 3군의 경우 짧은 노출 기간에 비해 체중 당 호흡률비가 높게 나타나 노출 기간이 2배인 2군보다 위해도가 높게 나타났다.
실내공기 오염에 의한 사망자수는 실외공기오염으로 인한 사망자 수의 약 50%에 달하며, 특히 개도국인 경우 실내공기 오염이 영·유아 사망의 주요원인 중 하나임을 지적하고 있다.7)실내공기오염에 의한 건강영향은 수용체별로 다양한 양상을 갖게 되는데 그 중 노인, 영·유아, 어린이, 환자, 임산부 등과 같이 환경보건학적으로 약자인 민감 집단에게 더 많은 피해가 갈 수밖에 없다. 특히 생후 수개월 동안에는 성인에 비해 신진대사가 원활하지 못하며, 내분비, 면역, 신경 계통 시스템이 발달해가는 과정이기 때문에 동일 환경에서 성인에 비해 더 큰 피해를 입는다.
노출기간중의 연령별 노출 비발암위해도를 평가결과 0-L5세가 가장 높았으며, 다음으로 5-6.5세가 높게 나타나, 노출인자 중 노출기간보다 호흡율 및 체중 등의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 특히 1군(0.
단일평가치 분석 결과는 변수들의 평균값을 이용한 중심 경향 노출(CTE)과 95 percentile 값을 이용한 최대 노출농도(RME)로 나타내었다. 실내공기 중 흡입에 의한 Formaldehyde의 단위 발암 위해도는 평생수명기준 CTE와 REM은 6.
몬테카를로분석에 의해 산출된 확률론적 위해성 평가 결과 중 Formaldehyde의 경우 단일 평가 분석치과 같이 여러 노출경위에서 위해도가 있는 것으로 나타났다. Benzene은 노출기간 기준시 평균 3.
본 연구에 사용된 Formaldehyde의 외삽모델은 선형화다단계로 EPA에서 이용되는 가장 대표적인 모델로 적합하다 판단되나 위해성 평가에서는 예방적인 차원에서 동일 용량게서 더 높은 위해도를 산출하는 모델을 우선하기 때문에 다른 모델보다 높은 위해도가 산출되어 결과에 영향을 줄 수 있다.
비발암성 물질의 노출에 따른 위해도 결정은 용량-반응 평가를 통해 산출된 흡입 참고치와의 비교를 통해 현 오염 수준을 평생 동안의 일일 허용 가능량과 비교함으로써 현 오염수준이 T을 초과하는 경우에 유해영향(독성)이 발생할 가능성이 있음을 제시해주며 T 이하인 경우 발생할 가능성이 없음을 제시해 준다. 본 연구의 비발암 오염물질인 Toluene, o-Xylene, Ethyl benzene, m, p-Xylene, Styrene의 분석결과, 단일평가치 분석과 확률론적 분석 모두 丁을 초과하지 않는 양호한 상태를 보였다.
비발암성 물질의 노출에 따른 위해도 결정은 용량-반응 평가를 통해 산출된 흡입 참고치와의 비교를 통해 현 오염 수준을 평생 동안의 일일 허용 가능량과 비교함으로써 현 오염수준이 T을 초과하는 경우에 유해영향(독성)이 발생할 가능성이 있음을 제시해주며 T 이하인 경우 발생할 가능성이 없음을 제시해 준다. 본 연구의 비발암 오염물질인 Toluene, o-Xylene, Ethyl benzene, m, p-Xylene, Styrene의 분석결과, 단일평가치 분석과 확률론적 분석 모두 丁을 초과하지 않는 양호한 상태를 보였다.
둘째, 체중에 비해 많은 공기, 물, 음식을 섭취하고 옥외에서 뛰어놀기 때문에 많은 환경위혐물질에 노출되어 있다. 셋째, 땅이나 바닥을 기어다니는 등 자가보호가 약하여 환경오염물질에 노출 우려가 높다. 영아기(1~3세) 및 유·소년기(4~7세)의 흡입량은 성인흡입량보다 크며 활동적인 놀이 등으로 인한 높은 흡입량으로 상대적 불균형이 일어나며 공기중의 오염물질이 더 많이 흡입할 수 있는 가능성이 높다.
95 percentile 값을 이용한 최대 노출농도(RME)로 나타내었다. 실내공기 중 흡입에 의한 Formaldehyde의 단위 발암 위해도는 평생수명기준 CTE와 REM은 6.28x10%, 9.21X1CT6로 EPA기준 위해도가 있는 것으로 나타났다. Benzene는 평생수명기준 CTE와 REM은 231x1(尸, 2.
어린이 건강 위해성 평가 결과 발암물질 중 Formaldehyde의 중심경향노출(CTE)에서 위해도가 나타났으며 Benzene은 위해도가 없는것으로 나타났다. 그 외 비발암성 물질들에서도 위해도는 나타나지 않았다.
다음과 같이 정리할 수 있다. 첫째, 성장과 발달에 빠른 변화를 겪으며, 미성숙한 몸과 조직, 약한 면역체계로 환경위협에 더욱 민감하다. 둘째, 체중에 비해 많은 공기, 물, 음식을 섭취하고 옥외에서 뛰어놀기 때문에 많은 환경위혐물질에 노출되어 있다.
도출하였다. 총 27개 시설 3743명을 대상으로 조사한 결과 어린이집 재학생 연령은 0세부터 7세까지로 나타났으며 시설 재학기간은 최소 1개월 이상 5년 6개월까지로 나타났다. 조사대상 어린이의 유동성을 고려하여 하루 평균 노출빈도는 9.

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