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문제 정의
- 백화점과 같이 층별, 그리고 같은 층 내에서도 다양한 유해물질 발생원이 존재하는 경우, 공조시설 및 국소환기 시설이 있더라도 구역에 따라 실내의 유해물질 농도수준이 다를 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 백화점의 내 조리 구역과 비조리 구역의 입자상 물질의 농도수준과 입자간의 상관관계를 파악하여 구역별 차별화된 실내공기질 관리의 필요성에 대해 제언하고자 한다.
제안 방법
- PM2.5와 PM10 측정은 광산란 측정 방식의 직독식 기기인 Sidepak(Model AM510, TSI Inc., MN, USA)을 이용하여 입자상 물질의 질량 농도(µg/m3)를 측정하였다.
- 그리고 조리층에서 3개 층 이상 떨어져 있는 의류매장을 ‘비조리층’으로 하여 측정을 실시하였다.
- 그리고 조리층에서 3개 층 이상 떨어져 있는 의류매장을 ‘비조리층’으로 하여 측정을 실시하였다. 많은 유동인구와 조리 형태(튀김, 삶기, 끊이기 등)에 따른 다양한 발생원이 존재하기 때문에 측정구역 내에서 반복적으로 일정한 경로를 다니며10분 동안 측정하였다.
- 백화점 건물의 지하 식당가가 있는 층(조리층)에서 조리 행위 발생 여부를 기준으로 ‘조리구역’과 ‘비조리구역’으로 구분하여 입자상 물질의 농도를 측정하였다.
- 백화점 내 UFP 입자 수농도, PM2.5와 PM10의 질량 농도는 모두 대수정규분포(Lognormal distribution)하였기 때문에 로그(log) 형태로 치환하여 통계분석을 실시하였다. 측정 지역간 입자상 물질의 평균 농도 비교를 위해 paired t-test를 실시하였으며, 단순 회귀분석(Simple linear regression)을 통해 각 측정 지역마다 PM2.
- , MN, USA)을 이용하여 입자상 물질의 질량 농도(µg/m3)를 측정하였다. 본 연구에서는 2대의 Sidepak에 PM10과 PM2.5 impactor를 각각 장착하였고, 측정 기간 동안 Sidepak 공기 유량을 1.7 L/min으로 유지하였다. 모든 기기의 데이터 기록 간격은 30초로 설정하였으며, 측정 전 zero calibration을 실시하였다.
- 백화점 건물의 지하 식당가가 있는 층(조리층)에서 조리 행위 발생 여부를 기준으로 ‘조리구역’과 ‘비조리구역’으로 구분하여 입자상 물질의 농도를 측정하였다. 비조리구역의 경우 조리 행위 발생 경계 지점에서 최소 5 m 이상 떨어진 지점부터 측정하였다. 그리고 조리층에서 3개 층 이상 떨어져 있는 의류매장을 ‘비조리층’으로 하여 측정을 실시하였다.
- 본 연구는 2011년 11월 6일부터 20일까지 서울 지역 내의 18곳의 대형백화점을 대상으로 입자상 물질 농도 수준에 대한 전수 조사를 실시하였다. 일반인들이 주로 이용하는 주말 동안 백화점이 운영되는 오전 11시부터 오후 8시 사이에 UFP, PM2.5, 그리고 PM10을 측정하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 2011년 11월 6일부터 20일까지 서울 지역 내의 18곳의 대형백화점을 대상으로 입자상 물질 농도 수준에 대한 전수 조사를 실시하였다. 일반인들이 주로 이용하는 주말 동안 백화점이 운영되는 오전 11시부터 오후 8시 사이에 UFP, PM2.
- 우리나라에는 여러 회사의 백화점이 있으나 시장점유율 80% 이상의 대형백화점은 2012년 9월 현재 전국 총 55개 지점이 있으며, 이 중 33%에 해당하는 18개 지점이 서울에 자리하고 있다. 본 연구는 서울 지역 내 대형백화점 18곳 전수를 대상으로 백화점 내 조리행위 여부에 따른 입자상 물질 농도 수준을 조사하였다.
- 본연구는 서울 지역 내 18개 백화점에서 UFP, PM2.5, PM10의 입자상 물질 농도 수준을 측정하였으며, 기기오작동으로 측정되지 않은 백화점 1곳의 UFP 농도는 분석에서 제외하였다. 조리층의 조리구역과 비조리구역의 UFP, PM2.
데이터처리
- 5와 PM10 농도와의 상관관계 여부를 평가하였다. 모든 통계 분석은 SAS 9.3(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하였으며, Microsoft Office Excel 2007(Microsoft Corp., Redmond, WA, USA)을이용하여그래프를나타내었다.
- 5와 PM10의 질량 농도는 모두 대수정규분포(Lognormal distribution)하였기 때문에 로그(log) 형태로 치환하여 통계분석을 실시하였다. 측정 지역간 입자상 물질의 평균 농도 비교를 위해 paired t-test를 실시하였으며, 단순 회귀분석(Simple linear regression)을 통해 각 측정 지역마다 PM2.5와 UFP, 그리고 PM2.5와 PM10 농도와의 상관관계 여부를 평가하였다. 모든 통계 분석은 SAS 9.
이론/모형
- 본 연구에서는 백화점 내 입자상 물질 농도를 측정하기 위해 광산란 방식의 직독식 기기를 이용하였다. 이 측정 방법은 중량분석법에 비해 기기작동이 쉽고 휴대하기 용이하며, 백화점 내 방문객들의 활동을 방해하지 않는다는 장점을 갖는다.
성능/효과
- 9 µg/m3 이었다.5) 조리층 내 조리구역에서의 입자상 물질 농도 수준은 조리행위 발생 여부, 조리시 사용하는 연료의 연소 및 조리형태에 영향을 받을 수 있다. 호주의 15 가정에서 튀김, 구이, 오븐 등 다양한 조리형태에 따라 발생하는 UFP 수농도와 PM2.
- 5 라는 것을 알 수 있다.6) 비조리층에서 UFP와 PM2.5의 상관관계보다 PM10과 PM2.5의 상관관계가 더 높게 나타난 것은, 공기역학적 직경이 큰 입자상물질의 주요 발생원이 조리행위뿐만 아니라 인구밀도가 높은 구역에서 쇼핑 같은 사람들의 움직임으로 인한 재부유 현상에 기인하는 것으로 설명할 수 있다.18,19)
- 98)에서 모두 높았다. PM10 중 PM2.5가 차지하는 비율은 지역에 따라 크게 다르지 않았으며 조리 구역, 비조리구역, 그리고 비조리층에서 각각 83%, 80%, 그리고 79% 이었다.
- 71). PM2.5와 UFP의 회귀직선의 기울기는 조리층의 조리구역이 가장 높았고, 비조리구역, 그리고 비조리층 순으로 낮았다.
- 5 및 PM10 의 농도는 유의한 차이를 보였고, 비조리구역은 의류매장과 같은 비조리층에 비해 다소 높은 농도 수준을 보였다. UFP와 PM2.5 농도 수준에 대한 측정 구역별 회귀분석 결과 조리구역과 비조리구역보다 비조리층에서의 연관성이 상대적으로 연관성이 낮았던 것에 반해 PM2.5와 PM10 농도의 경우 세 곳의 측정 구역에서 모두 연관성이 높았다. 이러한 결과를 통해 입자의 크기가 작은 UFP는 주로 조리활동 및 조리용 연소로 인해 발생하고, PM10과 같이 입경이 큰 입자상 물질의 발생은 대부분 사람들의 움직임에 의한 재부유 현상에 기인하는 것으로 간주된다.
- 5 농도 수준에 대한 측정 구역별 상관관계를 나타내었다. UFP와 PM2.5의 상관성이 조리층의 조리구역(R2 = 0.93)과 비조리구역(R2 = 0.93)에서 높았으나, 비조리층에서는 상대적으로 상관성이 낮았다(R2 = 0.71). PM2.
- 5, PM5)은 실내에서 걸어다닐 때보다 춤을 추는 격렬한 활동을 할 때에는 7-9배 이상 높은 농도수준을 보였음이 보고되었다. 같은 연구에서, 담요나 옷을 개는 활동도 조대입자 발생에 기여하였으며, 재실자가 2명일 때가 1명일 때보다 대략 3배 이상 높은 수준을 보였다.19)
- 동일 층 내 유해물질 발생원이 있다면 같은 공간에서 완전히 분리되지 않을 경우 기류의 영향으로 인해 유해물질이 확산하여 다른 공간까지도 영향을 미칠 수 있다는 것을 본 연구에서 확인하였다. 그러므로 규제기준 저촉 여부를 확인하기 위해 측정치를 산출할 때에는 잠재적인 유해물질 발생원 수에 상응하도록 측정 지점을 선정하여야 할 것이다.
- 5와 UFP 농도의 회귀분석 결과, 두 물질은 지역간 유의한 연관성이 있었다. 두 물질의 지역별 회귀식 기울기와 상관계 수는 조리층 내 조리구역에서 가장 크고 비조리층에서 가장 작았다. 따라서 UFP와 PM2.
- 본 연구 결과, 푸드코트가 입점한 조리층 내에서 조리구역과 비조리구역 간 UFP, PM2.5 및 PM10 의 농도는 유의한 차이를 보였고, 비조리구역은 의류매장과 같은 비조리층에 비해 다소 높은 농도 수준을 보였다. UFP와 PM2.
- 본 연구에서는 백화점 내 입자상 물질 농도를 측정하기 위해 광산란 방식의 직독식 기기를 이용하였다. 이 측정 방법은 중량분석법에 비해 기기작동이 쉽고 휴대하기 용이하며, 백화점 내 방문객들의 활동을 방해하지 않는다는 장점을 갖는다.20) 그러나 광산란 방식은 발생원에 따라 차이를 보이지만 보통 중량분석법에 비해 2-3배 수준으로 과대평가 된다.
- 6배 높았다. 조리구역의 PM2.5 농도는 비조리구역보다 1.4배, 비조리층에 비해서는 2.5배 높았으며, PM10 농도 역시 비조리구역보다 1.4배, 비조리층에 비해서는 2.1배 높았다. 조리층 내 비조리구역의 입자상 물질 농도 수준은 조리구역보다 낮았지만 비조리층에 비해 UFP, PM2.
- 조리층 내 비조리구역에서 측정한 UFP의 기하평균 농도는 26,583 PN/cm3(GSD=1.7)로,비조리층 UFP 기하평균농도인 9,266 PN/cm3(GSD=1.5)에 비해 통계적으로 유의하게 높았다(p<0.05).
- 1배 높았다. 조리층 내 비조리구역의 입자상 물질 농도 수준은 조리구역보다 낮았지만 비조리층에 비해 UFP, PM2.5, PM10 각각 2.9배, 1.7배, 1.6배 높았으며 통계적으로 유의하였다. 이는 조리구역에서 발생된 입자상 물질들이 동일층 내 기류의 영향으로 비조리구역까지 영향을 준 것으로 간주된다.
- 조리층 내 조리구역에서 발생한 입자상 물질 농도에 영향을 미칠 수 있는 국소배기장치 유무를 조사한 결과, 설치 상태 여부 및 설비 형태가 다양하였음을 확인하였다. 그러나 본 연구에서는 조리 시설에 대한 접근성이 다소 제한되었기 때문에 국소배기장치의 환기 효율과 공조기 시스템의 급배기율 등의 요인을 고려한 분석은 제외하였다.
- 또한 같은 공간일지라도 측정 구역에 따라 농도수준이 다를 수 있다는 것을 보여준다. 홍콩의 비흡연 주택 12곳에서 측정한 UFP 수농도는 실내 조리행위 후에 주방이 거실보다 20~40배 높았고, 거실에서의 농도는 실외보다 10배 높았다. 그리고 PM2.
후속연구
- 그러므로 백화점 내 푸드코트의 입자상 물질 관리를 위해서는 유리막, 문, 벽 등을 설치하여 백화점 방문객들이 유해물질에 노출될 수 있는 푸드코트 매장과 조리설비를 분리해야 한다. 또한 기존에 마련된 열 환기 위주의 국소배기시스템에서 미세입자 관리를 포함한 환기시스템으로의 관리체계 개선이 필요하다.
- 측정을 진행하는 동안 사람들이 지속적으로 층간, 구역간 이동하는 백화점 유동인구 특성상, 측정 구역의 인구밀도와 활동정보를 정량화하지 못하였다. 사람들의 활동에 대한 구체적인 정보를 바탕으로 입자상 물질 재부유 현상과 조리행위로 인해 발생하는 입자상 물질의 농도를 구분하여 분석한다면, 각 측정 구역간 입자 크기에 따른 상관성 결과를 통해 발생원에 대한 설명이 가능할 것이다. 이미 몇몇 선행연구에서 실내에서 재실자 활동정보와 입자상물질 발생에 대한 연구가 보고된 바 있다.
- 그러나 본 연구에서는 조리 시설에 대한 접근성이 다소 제한되었기 때문에 국소배기장치의 환기 효율과 공조기 시스템의 급배기율 등의 요인을 고려한 분석은 제외하였다. 추후에는 국소배기장치별 환기효율과 공조기 관리 현황을 조사하여 입자상 물질 농도에 영향을 미칠 수 있는 요인을 전체적으로 고려한 연구가 실시되어야 할 것이다.
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