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문제 정의
- 따라서 본 연구는 울산 지역에 위치한 학교의 교실에서 발생되는 휘발성유기화합물을 학교 등급, 지역별로 농도 분포 특성을 파악하고 설립연도별 농도차이를 분석하여, 향후 학교 내 휘발성유기화합물의 저감 및 공기질의 개선방안을 마련할 수 있는 기초자료를 확보하고자 하였다.
제안 방법
- 시료의 채취는 일반교실 및 특별교실에서 수업이 진행되는 동안 실시하였으며, 휘발성유기화합물의 측정은 스테인레스강 재질의 Tenax TA 흡착관(1/4”×20 cm, Supelco, USA)을 시료채취용 펌프(Gilian, LFS-114DC, USA)에 연결하였고, 유량은 150 mL/min으로 보정하여 30분씩 채취하였다. 시료는 분석 전까지 냉동 보관 후 Turbomatrix ATD (Perkinelmer, UK) 열탈착기와 GC/MSD (HP 6890, USA)를 이용하여 분석하였다. Tenax TA 흡착관의 경우 현장바탕시료를 활용하여 보정하였고, 정확도 확보를 위하여 표준물질을 3회 분석하여 회수율을 파악하였으며 그 범위는 88~108%로 양호하였다.
- 시료의 채취는 일반교실 및 특별교실에서 수업이 진행되는 동안 실시하였으며, 휘발성유기화합물의 측정은 스테인레스강 재질의 Tenax TA 흡착관(1/4”×20 cm, Supelco, USA)을 시료채취용 펌프(Gilian, LFS-114DC, USA)에 연결하였고, 유량은 150 mL/min으로 보정하여 30분씩 채취하였다.
- 울산 지역 학교를 일반교실과 과학실, 도서실 등의 특별교실로 구분하여 휘발성유기화합물의 농도를 비교하였다[Table 3]. 총휘발성유기화합물은 특별교실의 평균농도가 305.
- Tenax TA 흡착관의 경우 현장바탕시료를 활용하여 보정하였고, 정확도 확보를 위하여 표준물질을 3회 분석하여 회수율을 파악하였으며 그 범위는 88~108%로 양호하였다. 이후, 교실 내 환경에서 검출빈도가 높고 인체에 유해성이 높은 것으로 알려진 휘발성유기화합물인 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 및 스티렌을 중점적으로 분석하였고, 현행 학교보건법에 유지기준이 마련되어 있는 총휘발성유기화합물에 대한 농도를 평가하였다.
- 화학물질로는 교실 안에서의 공기 질에 대한 유지기준이 마련되어 있는 총휘발성유기화합물과, 대표적인 휘발성유기화합물인 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 및 스티렌에 대한 노출농도 파악을 위하여 2009년 5월에서 12월까지 실내환경 측정을 수행하였다. 한편, 학교 내 일반교실과 과학실, 음악실 및 어학실 등과 같은 특별교실의 휘발성유기화합물의 노출 정도를 비교하기 위하여 다양한 특별교실에 대한 측정도 병행하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 설립된 지 3년이 경과되지 않은 2006년 이후 설립된 울산 지역에 위치한 22개 초, 중, 고교 내 66개 교실을 대상으로 하였다. 화학물질로는 교실 안에서의 공기 질에 대한 유지기준이 마련되어 있는 총휘발성유기화합물과, 대표적인 휘발성유기화합물인 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 및 스티렌에 대한 노출농도 파악을 위하여 2009년 5월에서 12월까지 실내환경 측정을 수행하였다.
- 본 연구는 설립된 지 3년이 경과되지 않은 2006년 이후 설립된 울산 지역에 위치한 22개 초, 중, 고교 내 66개 교실을 대상으로 하였다. 화학물질로는 교실 안에서의 공기 질에 대한 유지기준이 마련되어 있는 총휘발성유기화합물과, 대표적인 휘발성유기화합물인 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 및 스티렌에 대한 노출농도 파악을 위하여 2009년 5월에서 12월까지 실내환경 측정을 수행하였다. 한편, 학교 내 일반교실과 과학실, 음악실 및 어학실 등과 같은 특별교실의 휘발성유기화합물의 노출 정도를 비교하기 위하여 다양한 특별교실에 대한 측정도 병행하였다.
데이터처리
- 1 통계 프로그램(SAS Institute Inc, Cary, NC, USA)을 사용하였다. 교실 특성별 두 군의 농도차이는 Students t-test를 사용하였으며 학교등급, 지역 및 설립연도별 휘발성유기화합물의 농도 비교는 기본적으로 일원분산 분석을 수행하였고 통계량을 .05의 유의수준으로 하여 Duncan의 사후 검정도 실시하였다. 한편, 산출된 결과는 Sapiro Wilk 검정결과 정규분포를 보이는 물질이 많아 대표 값을 산술평균으로 제시하였다.
- 자료의 분석은 SAS 9.1 통계 프로그램(SAS Institute Inc, Cary, NC, USA)을 사용하였다. 교실 특성별 두 군의 농도차이는 Students t-test를 사용하였으며 학교등급, 지역 및 설립연도별 휘발성유기화합물의 농도 비교는 기본적으로 일원분산 분석을 수행하였고 통계량을 .
- 05의 유의수준으로 하여 Duncan의 사후 검정도 실시하였다. 한편, 산출된 결과는 Sapiro Wilk 검정결과 정규분포를 보이는 물질이 많아 대표 값을 산술평균으로 제시하였다.
성능/효과
- 울산 지역을 5개 지역구로 구분하여 휘발성유기화합물의 농도를 비교하였을 때 노출수준은 낮았으나 동구 지역의 학교에서 벤젠과 톨루엔의 농도가 가장 높게 나타났다. 이는 대상 물질의 차이는 있지만 Jung 등 (2012)의 울산 지역에 위치한 학교 내 미세먼지(PM10)의 농도를 비교하였을 때 다른 지역구에 비해 동구의 농도가 높다는 연구결과와 일치한다.
- 총휘발성유기화합물 평균농도는 288.7㎍/m3이었으며, 학교보건법에 의한 유지기준 초과율은 18.2%로 나타났다. 다만, 대표적인 휘발성유기화합물인 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 및 스티렌의 경우 모두 유지기준 이내로 평가되었다.
- 총휘발성유기화합물의 농도를 학교 설립연도 별로 구분했을 때 가장 최근에 설립된 학교가 평균 246.6㎍/m3로 가장 낮게 나타났고 전반적으로 설립연도가 오래될수록 총휘발성유기화합물의 농도가 높아지는 경향을 보였다. 톨루엔 역시 2006년부터 2009년까지 설립된 학교의 평균농도가 점진적으로 감소되는 추세를 보였지만 년도 별로는 통계적 차이를 보이지 않았다[Table 5].
- 총휘발성유기화합물의 농도를 학교설립 연도별로 구분하여 비교하였을 때 설립연도가 오래될수록 총휘발성유기화합물의 농도가 높아지는 경향을 보였는데, 이는 임영욱 등(2008)이 초등학교를 대상으로 수행한 연구에서 최근 신축한 학교의 벤젠, 툴루엔 등의 농도가 건축 완공 연도가 그 이전인 경우에 비해 낮게 나타난다는 결과와 유사함을 보였다. 이러한 결과가 의미하는 것은 2005년 교육과학기술부가 학교보건법에 휘발성유기화합물에 대한 유지기준을 마련하고 이를 관리해야 한다는 규정개정 이후 그 효력이 어느 정도 발휘되고 있는 것으로 보인다.
- 손종렬 등(2006), 노영만 등(2007), 이종대 등(2010) 및 정종현 등(2010)의 연구에서도 일반교실에 비해 특별교실의 농도가 높게 나타난다는 결과와 동일한 경향을 보였다. 특히 본 연구의 수행시기에 1개 특별교실에서 시설개선을 위한 부분적 공사로 새로운 건축자재가 배치됨에 따라 총휘발성유기화합물의 유지기준이 1.4배 초과된 것으로 나타났다. 따라서 가급적 외부에서 휘발성유기화합물을 방출시킨 후 교실 내로 배치시키는 등의 노력이 필요한 것으로 보인다.
- 한편, 울산을 지역별로 구분하였을 때 중공업, 조선소 등이 다수 밀집되어 있는 동구에서 벤젠 및 톨루엔의 농도가 다른 지역구에 비해 높게 나타났지만 우려할 수준은 아니었다. 휘발성유기화합물을 학교 설립연도 별로 구분했을 때 최근에 신축된 학교건물의 총휘발성유기화합물, 벤젠, 톨루엔의 농도가 그 이전에 건립된 학교에 비해 낮게 나타나는 경향을 보였다.
후속연구
- 교사 안에서의 휘발성유기화합물의 원인물질에 대한 추후 연구가 필요하며 성장기 학생들이 오랜 시간 동안 생활하고 있는 학교의 실내공기질에 대한 사회적 관심 역시 지속적으로 요구된다.
- 동구의 경우 대규모의 중공업, 조선소, 자동차공장이 밀집된 지역으로 주변 대기에서 발생되는 화학물질에 대한 영향이 어느 정도 기여할 것으로 추정된다. 다만, 교실의 휘발성유기화합물의 측정결과는 측정시기, 건축물의 특성 및 설립연도 등 다양한 요인이 작용하여 본 조사결과 대규모 공장이 밀집되어 있는 동구 내 학교의 휘발성유기화합물이 상대적으로 심각하다고 단정하는 것은 무리가 있다. 따라서 공장과 학교간의 물리적 거리, 학교 주변 도로의 특성, 인근 공단의 발생원 확인, 오염원 배출여부 및 배출원별 기여도 조사 등이 종합적으로 고려된 추가연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 다만, 교실의 휘발성유기화합물의 측정결과는 측정시기, 건축물의 특성 및 설립연도 등 다양한 요인이 작용하여 본 조사결과 대규모 공장이 밀집되어 있는 동구 내 학교의 휘발성유기화합물이 상대적으로 심각하다고 단정하는 것은 무리가 있다. 따라서 공장과 학교간의 물리적 거리, 학교 주변 도로의 특성, 인근 공단의 발생원 확인, 오염원 배출여부 및 배출원별 기여도 조사 등이 종합적으로 고려된 추가연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 따라서 울산 지역에 위치한 학교의 경우 학교 등급별로는 초등학교, 교실은 일반교실보다 특별교실, 지역별로는 동구에 위치한 학교의 휘발성유기화합물의 관리가 우선 시 되어야 할 필요가 있다. 또한, 개교 후 3년 이내의 학교는 휘발성유기화합물이 유지기준에 적합하도록 반드시 관리할 필요가 있으며, 이를 위하여 휘발성유기화합물 저감처리가 되었거나 또는 친환경 재료를 사용하여 마감 처리된 제품의 구입 및 설치가 바람직 할 것으로 보인다. 특히, 부분적인 공사로 새로운 건축자재 등이 교실 내 배치될 경우 외부에서 휘발성유기화합물 등을 충분히 방출시킨 후 설치할 것을 권장한다.
- 12㎍/m3로 보고하였다. 물론 시료채취방법의 차이는 있지만 울산 지역의 교실 내 벤젠의 노출수준은 외국에 비하여 낮은 수준이고 톨루엔과 자일렌의 노출수준은 높은 수준을 보이는데 이러한 차이에 대한 원인은 보다 세부적인 조사가 필요한 것으로 보인다.
- 학교의 환경적인 보건지표로서 실내공기오염에 영향을 주는 총휘발성유기화합물에 대한 유지기준 뿐 아니라 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스티렌의 농도에 대한 세부적인 조사와 연구를 통해 유지기준을 마련해야 하며 체계적인 관리와규제 또한 마련되어야 할 것이다.
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