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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 광주지역 의료기관, 지하역사, 보육시설 등 54개소 다중이용시설과 공중이용시설 15개소에 대하여 미세먼지, 일산화탄소, VOCs, 석면, 라돈 등 13개 항목에 대한 실내공기 오염 특성을 파악하여, 대상시설별 오염물질의 농도 분포, 오염물질 간의 상관성 조사 등에 대한 분석을 실시하여 지역별, 대상시설별 실내공기질 효율적 관리에 활용하도록 하고자 한다.
- 시설별로 각 항목간의 상관성을 조사하여 시설별로 많이 검출되는 물질이 무엇이고, 많이 검출되는 물질을 알면 함께 검출되는 물질이 무엇인지 판단이 가능하도록 하고자 한다.
제안 방법
- 다중이용시설은 지하역사 8개소, 의료시설 12개소, 보육시설 12개소, 대규모점포 7개소, 실내주차장 8개소, 기타 도서관 2개소, 찜질방 2개소, 노인복지 1개소, 미술관 1개소, 산후조리원 1개소 등 총 54개소이고, 공중이용시설은 복합건축물 5개소, 업무시설 4개소, 예식장 2개소, 학원 2개소, 공연장 1개소, 실내체육시설 1개소로 15개소이었다. 공중이용시설은 미세먼지, 일산화 탄소, 이산화탄소, 포름알데하이드 공중이용시설 유지기준 4항목을 조사하였고, 다중이용시설은 유지기준 5개 항목에 권고기준항목 8개(이산화질소, 라돈, 석면, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스티렌)를 추가하여 총 13개 항목에 대한 조사를 실시하였다.
대상 데이터
- 9)으로 유지기준에 모두 적합하였다. 대상 시설 중 가장 농도가 높은 시설은 의료기관으로써 604.1 ppm (885.9~462.9), 보육시설 601.7 ppm, 실내주차장, 대규모점포, 지하역사 순이었다(Fig. 5). 사람의 통행이 잦으면서도 환기가 잘 되지 않는 시설일수록 이산화탄소가 높았으며, 사람의 통행이 다소 있더라도 환기가 잘되는 대규모 점포(스포츠센터, 은행, 영화관, 마트, 전자서비스)나 유동인구 대비 면적이 넓고 환기시설이 잘 되는 지하역사는 가장 낮았다.
- 본 연구는 광주지역에 있는 다중이용시설과 공중이용시설 총 69개소를 대상으로 2009년 3~11월까지 실내공기 중의 오염물질 특성을 조사하였다. 다중이용시설은 지하역사 8개소, 의료시설 12개소, 보육시설 12개소, 대규모점포 7개소, 실내주차장 8개소, 기타 도서관 2개소, 찜질방 2개소, 노인복지 1개소, 미술관 1개소, 산후조리원 1개소 등 총 54개소이고, 공중이용시설은 복합건축물 5개소, 업무시설 4개소, 예식장 2개소, 학원 2개소, 공연장 1개소, 실내체육시설 1개소로 15개소이었다.
- 측정지점은 실내공기질공정시험방법에 따라 주변시설에 의한 영향과 측정 장애가 없고, 대상시설의 오염도를 대표할 수 있는 지점으로 시설을 이용하는 사람이 많은 곳 중 2개 지점을 선정하였고, 내벽, 천정에서 1 m 이상 떨어지고 바닥 면에서 1.2~1.5 m 높이의 위치에서 측정하였다.19) 측정 결과의 상관성분석은 엑셀프로그램을 이용하여 수행하였고, 본 연구에서 시료채취 방법과 시간, 사용된 장비는 Table 1과 같다.
데이터처리
- 5 m 높이의 위치에서 측정하였다.19) 측정 결과의 상관성분석은 엑셀프로그램을 이용하여 수행하였고, 본 연구에서 시료채취 방법과 시간, 사용된 장비는 Table 1과 같다.
성능/효과
- 1) 입자상 물질인 미세먼지는 실내주차장에서 평균 69.2µg/m3로 가장 높게 조사되었고, 보육시설, 대규모점포, 의료기관, 지하역사 순이었다.
- 10) 일산화탄소와 이산화탄소는 흡연이나 연소가스 등이 원인이 되고, 이산화질소는 토양 중의 세균이나 취사용 시설이나 난방, 흡연 등에서 발생한다.12) 포름알데하이드는 목재의 방부제나 합판과 접착제, 페인트 등에 의해 문제가 되는데, 톱밥을 합성수지접착제와 압착하여 만든 PB/MDF (Particle Board/Midium Density Fiberboard) 재질의 가구류에서 특히 많이 검출된다.
- 10) 일산화탄소와 이산화탄소는 흡연이나 연소가스 등이 원인이 되고, 이산화질소는 토양 중의 세균이나 취사용 시설이나 난방, 흡연 등에서 발생한다.12) 포름알데하이드는 목재의 방부제나 합판과 접착제, 페인트 등에 의해 문제가 되는데, 톱밥을 합성수지접착제와 압착하여 만든 PB/MDF (Particle Board/Midium Density Fiberboard) 재질의 가구류에서 특히 많이 검출된다. 휘발성유기화합물(VOCs)은 실내에 있는 전자제품, 주유소, 저유시설 등의 인위적인 배출과 자연에서는 습지 등이 혐기성 조건하에서 박테리아 분해시 메탄이 생성되어 배출된다.
- 13) 54개 다중이용시설에서 일산화탄소 평균 농도는 0.9 ppm (0.3~6.3)으로서 유지기준에 모두 적합하였다(Fig. 3). 대상시설 중 가장 농도가 높은 시설은 실내주차장으로 2.
- 주로 석재가 많이 사용된 미술관, 방사성물질을 사용하는 병원, 지하와 연관된 시설에서 좀더 검출 되었고, 54개 전 시설이 관리기준에 적합 하였다.13) 광주지역 지하역사의 라돈 농도는 서울지역 지하 역사에 비해 상대적으로 매우 낮게 조사되었다.17)
- 3 ppm/년 정도로 증가하였다.14) 우리나라의 실내공기질 유지기준은 1,000 ppm으로 일본과 같지만, 미국의 경우는 2,000 ppm으로 권장하고 있다.2)
- Lee의 연구결과에 의하면 보육시설인 유치원에서 가장 높고 실내주차장에서 가장 낮았는데, 본 연구에서도 온도와 습도가 높은 찜질방이나 보육시설 그리고 병원체가 상시 존재하는 병원시설에서 대체적으로 높았다.2) 그리고 54개 전 시설이 유지기준에는 적합하였다.
- 2) 일산화탄소(CO)는 실내주차장에서 평균 2.7 ppm으로 가장 높았고, 이산화탄소는 전체시설에서는 평균 522.8 ppm이고 의료기관에서는 평균 604.1 ppm로 가장 높았다. 공중이용시설은 이산화탄소가 높아 평균 660.
- 13) 이는 Lee의 연구결과와 비교할 때, 지하역사의 경우는 서울지역보다 다소 낮게 조사되었고, 실내주차장의 경우는 비슷한 것으로 조사되었다.2,3) Fig. 1은 Sigma-plot 프로그램에 의해 분석한 것으로 평균값은 점선으로, 중간 값은 실선으로 표시하고 있고, 박스안의 값은 25~75% 범위, 위아래의 선은 90%와 10% 범위, 가장 위아래의 점은 95%와 5% 범위의 값을 나타낸 것이다.18) 주차장에서 미세먼지가 가장 높은 이유는 차량의 매연이나 타이어의 흙먼지로 인해 주차장 출입 시 먼지가 주차장 바닥에 쌓이기 때문이고, 바닥청소가 잘 되지 않아서 차량 이동시 미세먼지가 공기 중에 떠돌게 됨으로써 주차장 실내공기 오염을 유발하게 된다.
- 20) 벤젠과 에틸벤젠 간의 회귀식에 대한 결정계수가 가장 큰 값은 보여 주었고(Fig. 26), 벤젠과 자일렌의 경운 가장 낮은 값을 보여주어 상관성이 매우 낮은 것으로 나타났다. 이는 실내에 사용된 가구나 전자제품 등의 다양한 물건이 시설별로 다르기 때문에 휘발성유기화합물질간의 함량비율이 다르게 나타난 것으로 판단된다.
- 20) 시설별 VOCs의 기하평균 농도는 찜질방이 95.02 µg/m3(75.05~120.30)로 가장 높았고, 대규모점포 48.44 µg/m3(19.25~127.70), 실내주차장 31.91 µg/m3 (12.50~135.60), 의료기관 23.02 µg/m3 (6.80~151.90), 보육시설 18.50 µg/m3 (5.30~175.15), 지하역사 16.29 µg/m3(4.70~163.20)순이었다(Fig.10).
- 3) 이산화질소(NO2)는 평균 0.02 ppm으로 유지기준에 적합하였고, 실내주차장은 0.036 ppm으로 가장 높았는데 이는 차량 배기가스의 영향으로 판단된다.
- 4 ppm보다 낮은 값이다.3) 자동차로 인한 오염의 영향이 가장 크고, 밀폐된 공간에 유동인구가 많은 경우 다소 높으며, 환기시설이 잘 되어 있고 유동인구 대비 실내공간이 넓은 지하역사가 가장 양호하였다. 공중이용시설의 경우는 0.
- 4) 포름알데하이드(HCHO)는 기하평균 3.6 µg/m3로 의료기관(184.3)과 미술관(631.8) 2개소에서 유지기준을 초과하였고, 대규모점포, 보육시설, 지하역사 순이었다.
- 5) 휘발성유기화합물(VOCs)은 총량이 기하평균 24.14 µg/ m3이었고, 톨루엔이 평균 15.3 µg/m3로 가장 높았으며, 자일렌 3.89 µg/m3, 에틸벤젠 2.72 µg/m3 , 벤젠 1.85 µg/m3,스티렌 0.40 µg/m3순이었다.
- 54개 다중이용시설에서 이산화탄소 평균 농도는 522.8 ppm (364.6~885.9)으로 유지기준에 모두 적합하였다. 대상 시설 중 가장 농도가 높은 시설은 의료기관으로써 604.
- 17). 54개 전 시설이 관리기준에 적합하였고, 석면의 사용이 법적으로 금지된 이후에 건설된 지하역사의 경우 타 시설에 비해 상대적으로 낮게 조사되었다.13)
- 6) 총부유세균(TSC)은 찜질방이 평균 625.3 CFU/m3로 가장 높았고, 보육시설, 의료기관, 대규모점포, 지하역사, 실내주차장 순이었다.
- 7) 석면(Asbestos)은 보육시설이 평균 0.0072개/cc로 가장 높았고, 찜질방, 대규모점포, 의료기관, 지하역사 순이었으며, 라돈(Radon)은 미술관이 1.41 pCi/L로 가장 높았고, 실내주차장, 의료기관, 지하역사, 보육시설, 대규모점포, 도서관 순이었다.
- 8) 전체시설에서 미세먼지와 총부유세균, 이산화탄소와포름알데히드, 이산화탄소와 이산화질소, 미세먼지와 라돈 등의 상관성은 매우 낮은 것으로 나타났지만, 미세먼지와 총부유세균이 보육시설은 양의 상관성 을 보여주었다. CO2와 CO는 보육시설, 실내주차장, 지하역사, 대규모점포 등에서 양의 상관성을 보여주었다.
- 9) 휘발성물질간의 상관식은 직선함수보다는 로그함수에 의해 잘 설명되었고 대부분이 양의 상관성을 보였다. 벤젠과 에틸벤젠 간에는 상관성이 가장 높았고, 벤젠과 자일렌의 상관성이 가장 낮았다.
- 8) 전체시설에서 미세먼지와 총부유세균, 이산화탄소와포름알데히드, 이산화탄소와 이산화질소, 미세먼지와 라돈 등의 상관성은 매우 낮은 것으로 나타났지만, 미세먼지와 총부유세균이 보육시설은 양의 상관성 을 보여주었다. CO2와 CO는 보육시설, 실내주차장, 지하역사, 대규모점포 등에서 양의 상관성을 보여주었다.
- 광주지역 54개 다중이용시설 전체에 대하여 이산화탄소와 포름알데하이드와의 상관성(R2= 0.0058)이나 이산화탄소와 이산화질소와의 상관성(R2= 0.0001)은 거의 없는 것으로 조사되었다(Fig. 23). 미세먼지와 라돈간의 상관성(R2=0.
- 광주지역 보육시설, 의료기관, 실내주차장 등의 54개 다중 이용시설 전체에 대하여 이산화탄소와 일산화탄소의 상관성을 조사한 결과, 전체시설에 대해서 상관도가 직선함수(R2= 0.023)나 로그함수(R2= 0.0327)나 모두 매우 낮은 것으로 나타났다(Fig. 21). 실내주차시설에서는 상관도가 직선함수(R2= 0.
- 광주지역 보육시설, 의료기관, 실내주차장 등의 54개 다중이용시설 전체에 대하여 휘발성유기화합물질 간의 상관 성을 비교한 결과, 전체적으로는 양의 상관성을 보여주고 있다. 포름알데하이드와 벤젠 및 톨루엔과의 상관성을 조사한 결과 상관도가 매우 낮았는데, 직선함수에 의한 회귀 식의 결정계수는 포름알데하이드와 톨루엔은 0.
- 다중이용시설에서 5종의 휘발성유기화합물에 대한 기하 평균 농도는 벤젠 1.85 µg/m3(0.35~91.10), 톨루엔 15.3 µg/m3 (1.3~116.0), 에틸벤젠 2.72 µg/m3(0.5~63.3), 자일렌 3.89µg/m3(0.65~35.95), 스티렌 0.40 µg/m3 (0.0~28.0)이었고, 5개 항목을 합한 VOCs의 기하평균 농도는 24.14 µg/m3 (4.70~175.15)으로써 54개 전 시설의 농도가 매우 낮았다.
- 다중이용시설에서 이산화질소 농도는 평균 0.02 ppm (0.005~0.07)으로써 유지기준에 모두 적합하였다. 대상시설 중 가장 농도가 높은 시설은 실내주차장으로 0.
- 다중이용시설의 실내공기질관리법의 대상시설이 아닌 미적용 시설로써 공중이용시설 15개소에 대한 미세먼지 농도를 조사한 결과, 불특정 다수의 사람들 출입이 잦은 예식장 2개소에서 91.9 µg/m3과 80.0 µg/m3로 가장 높았고, 그 다음이 문화예술 공연장에서 87.0 µg/m3로 높았으며, 영화관, 실내체육관, 학원 등을 포함한 기타시설의 평균은 64.6 µg/ m3이었다(Fig. 2).
- 3). 대상시설 중 가장 농도가 높은 시설은 실내주차장으로 2.7 ppm (6.3~0.7)이었고, 대규모점포 1.1 ppm (2.2~0.4), 도서관, 찜질방, 보육시설, 의료기관 순이었고, 가장 낮은 곳은 지하역사로 평균 0.4 ppm이며 이는 서울지역 지하역사 1.2~1.4 ppm보다 낮은 값이다.3) 자동차로 인한 오염의 영향이 가장 크고, 밀폐된 공간에 유동인구가 많은 경우 다소 높으며, 환기시설이 잘 되어 있고 유동인구 대비 실내공간이 넓은 지하역사가 가장 양호하였다.
- 9) 휘발성물질간의 상관식은 직선함수보다는 로그함수에 의해 잘 설명되었고 대부분이 양의 상관성을 보였다. 벤젠과 에틸벤젠 간에는 상관성이 가장 높았고, 벤젠과 자일렌의 상관성이 가장 낮았다.
- 19). 보육시설에서 미세먼지와 총부유세균의 상관성분석을 실시한 결과 양의 상관성을 보여 주 었다. 상관도가 직선함수(R2= 0.
- 5). 사람의 통행이 잦으면서도 환기가 잘 되지 않는 시설일수록 이산화탄소가 높았으며, 사람의 통행이 다소 있더라도 환기가 잘되는 대규모 점포(스포츠센터, 은행, 영화관, 마트, 전자서비스)나 유동인구 대비 면적이 넓고 환기시설이 잘 되는 지하역사는 가장 낮았다. 공중이용시설의 경우는 평균 660.
- 보육시설에서 미세먼지와 총부유세균의 상관성분석을 실시한 결과 양의 상관성을 보여 주 었다. 상관도가 직선함수(R2= 0.5013)보다는 로그함수(R2=0.5332)가 조금 더 적합한 것으로 나타났으나 큰 차이는 없고, 총변동량 중에서 추정된 회귀식에 의하여 설명되는 변동 량은 약 53%가 된다고 할 수 있다(Fig. 20). 그러나 의료 기관(R2= 0.
- 21). 실내주차시설에서는 상관도가 직선함수(R2= 0.7948)나 로그함수(R2= 0.7561)나 모두 양의 상관성을 보여주었고(Fig. 22), 보육시설에서는 직선함수의 결정계수가 (R2)가 0.5626, 지하역사에서는 0.657, 대규모점포에서는 0.6632로서 모두 양의 상관성을 보여주었다. 반면 의료기관은 결정계수가 0.
- 18). 주로 석재가 많이 사용된 미술관, 방사성물질을 사용하는 병원, 지하와 연관된 시설에서 좀더 검출 되었고, 54개 전 시설이 관리기준에 적합 하였다.13) 광주지역 지하역사의 라돈 농도는 서울지역 지하 역사에 비해 상대적으로 매우 낮게 조사되었다.
- 광주지역 보육시설, 의료기관, 실내주차장 등의 54개 다중이용시설 전체에 대하여 휘발성유기화합물질 간의 상관 성을 비교한 결과, 전체적으로는 양의 상관성을 보여주고 있다. 포름알데하이드와 벤젠 및 톨루엔과의 상관성을 조사한 결과 상관도가 매우 낮았는데, 직선함수에 의한 회귀 식의 결정계수는 포름알데하이드와 톨루엔은 0.1502, 포름알데하이드와 벤젠은 0.0025이었고, 로그함수에 의해서는 상관식이 산정되지 않았다(Fig. 25).
- 휘발성유기화합물간의 상관성을 비교한 결과, 대부분이 로그함수에 의해서 잘 표현되었고 결정계수의 값도 커서 윤 등의 연구결과와 일치함을 보여 주었다.20) 벤젠과 에틸벤젠 간의 회귀식에 대한 결정계수가 가장 큰 값은 보여 주었고(Fig.
후속연구
- 본 연구의 결과를 바탕으로 실내공기질 건축자재나 생활용품들을 선택할 때 친환경적인 제품을 사용하도록 권장하고, 시설별로 중점적으로 관리해야 하는 물질들의 판단이 가능하며 오염물질의 저감을 위해 사용자들의 환경친화적인 마인드가 매우 중요함을 알 수 있다. 특히 실내공기질에서 높은 농도로 검출되는 포름알데하이드나 톨루엔과 같은 물질에 대한 관리를 강화하여 국민의 생활환경을 개선하므로 건강을 증진시키는데 기여해야 할 것이다.
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