The subways play an important part in serious traffic problems. Almost seven million citizens a day are using subways as a means of traffic communication in the Seoul metropolitan city in 2012. However, the subway system is a semi-closed environment, so many serious problems occurred in subway stati...
The subways play an important part in serious traffic problems. Almost seven million citizens a day are using subways as a means of traffic communication in the Seoul metropolitan city in 2012. However, the subway system is a semi-closed environment, so many serious problems occurred in subway stations and injured passengers' health. Platform screen doors (PSD) are expected to prevent negligent accident such as injury or death from falling and improve the air quality of the subway station. Installation of PSD at stations in Seoul metropolitan subway had been completed in December 2009. Consequently, the underground transportation system became a closed environment, so the air quality has improved the platforms, but it has deteriorated in the tunnels. Especially, the subway cabin has many doors, and the doors are frequently opened and closed. For this reason, the effect of door opening on subway cabin, dust flow inside the subway cabin. In this process, the maintenance work may influence the health of people who work underground, as well as that of subway users (passengers). In this study, we measured air quality inside and outside of the subway cabin line 2 in Seoul, Korea. This study focused on the investigation of Indoor Air Quality (IAQ) and measurement target pollutants are PM10, CO, $CO_2$, $NO_2$, $O_3$. It was found that levels of PM10, $CO_2$, and $NO_2$ inside subway cabin line 2 exceeded the Korea IAQ standard. Concentrations of PM10, $CO_2$, and $NO_2$ inside of the cabin are higher than outside of the cabin (Indoor Outdoor ratio is higher than 1.). Concentrations of CO, $O_3$ inside of the cabin are lower than outside of the cabin (Indoor Outdoor ratio is lower than 1.). There is a high correlation between $CO_2$ and passengers inside of the cabin and PM10 is only the weakest correlation with passengers. Therefore, it is important to find out the emission source of $NO_2$. The results of this study will be useful as fundamental data to study indoor air quality of a subway cabin.
The subways play an important part in serious traffic problems. Almost seven million citizens a day are using subways as a means of traffic communication in the Seoul metropolitan city in 2012. However, the subway system is a semi-closed environment, so many serious problems occurred in subway stations and injured passengers' health. Platform screen doors (PSD) are expected to prevent negligent accident such as injury or death from falling and improve the air quality of the subway station. Installation of PSD at stations in Seoul metropolitan subway had been completed in December 2009. Consequently, the underground transportation system became a closed environment, so the air quality has improved the platforms, but it has deteriorated in the tunnels. Especially, the subway cabin has many doors, and the doors are frequently opened and closed. For this reason, the effect of door opening on subway cabin, dust flow inside the subway cabin. In this process, the maintenance work may influence the health of people who work underground, as well as that of subway users (passengers). In this study, we measured air quality inside and outside of the subway cabin line 2 in Seoul, Korea. This study focused on the investigation of Indoor Air Quality (IAQ) and measurement target pollutants are PM10, CO, $CO_2$, $NO_2$, $O_3$. It was found that levels of PM10, $CO_2$, and $NO_2$ inside subway cabin line 2 exceeded the Korea IAQ standard. Concentrations of PM10, $CO_2$, and $NO_2$ inside of the cabin are higher than outside of the cabin (Indoor Outdoor ratio is higher than 1.). Concentrations of CO, $O_3$ inside of the cabin are lower than outside of the cabin (Indoor Outdoor ratio is lower than 1.). There is a high correlation between $CO_2$ and passengers inside of the cabin and PM10 is only the weakest correlation with passengers. Therefore, it is important to find out the emission source of $NO_2$. The results of this study will be useful as fundamental data to study indoor air quality of a subway cabin.
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문제 정의
본 연구에서 전동차 객실 내부에서 발생원을 알 수 없는 NO2의 농도가 실내공기질 기준치를 초과하고, 실내공기오염에 있어 노출빈도와 기간이 상대적으로 중요한 NO2 (Spengler et al., 1983)에 대하여 좀 더 면밀히 살펴보았다.
본 연구에서는 전동차가 운행중일 때, 전동차 객실 내부와 외부의 공기질을 동시에 측정 및 분석하여 실태를 파악하고, 효과적인 관리방안 수립을 위한 자료를 제공하고자 하였다. 서울의 대표적 성격을 매우 잘 나타낼 것으로 추정되는 2호선 순환선을 연구대상으로 선정하여, 운행중인 전동차를 대상으로 전동차 객실 내부와 외부의 공기질을 동시에 측정 및 분석을 한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
이에 본 연구에서는 전동차가 운행중일 때, 터널 속의 공기가 전동차 객실 내부로 들어오게 되므로 운행중인 전동차를 대상으로 전동차 객실 내부와 외부의 공기질을 동시에 측정 및 분석하여 실태를 파악하고, 효과적인 관리방안 수립을 위한 자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
측정항목에 따른 장비 및 측정방법은 표 4와 같고, 측정장비들은 측정 전 교정을 하였다. 그리고 전동차 객실의 가변성을 충분히 알아보기 위하여 매 1분마다 측정한 자료를 저장하고 분석하였다. 측정전경은 그림 3에 사진으로 나타내었다.
측정 물질은 다중이용시설 등의 실내공기질관리법에서 규정하는 항목 중 PM10, CO, CO2, NO2, O3와 NO에 대하여 공정시험방법에 따라 전동차 객실 내부와 외부를 측정하였다. 측정항목에 따른 장비 및 측정방법은 표 4와 같고, 측정장비들은 측정 전 교정을 하였다.
대상 데이터
그리고 서울의 주요 지역(시청, 신촌, 을지로입구, 동대문역사문화공원, 강남, 사당 등)을 지나가는 노선으로, 서울지역 전역을 순회하는 순환선이다. 또한, 계속적으로 순환하므로 충분한 샘플링 시간 확보가 가능하고, 서울의 대표적 성격을 매우 잘 나타낼 것으로 추정되기 때문에 2호선 순환선을 연구대상으로 선정하였다.
본 연구에서는 전동차가 운행중일 때, 전동차 객실 내부와 외부의 공기질을 동시에 측정 및 분석하여 실태를 파악하고, 효과적인 관리방안 수립을 위한 자료를 제공하고자 하였다. 서울의 대표적 성격을 매우 잘 나타낼 것으로 추정되는 2호선 순환선을 연구대상으로 선정하여, 운행중인 전동차를 대상으로 전동차 객실 내부와 외부의 공기질을 동시에 측정 및 분석을 한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
측정은 2013년 1월 21일 전동차가 출차되는 오전 07:19부터 회송되는 오후 11:59까지 서울지하철 2호선 전동차 객실 내부에서 진행되었다.
측정지점은 측정시 승객의 안전과 측정의 용이성, 대표성을 고려하여 전동차 객실 출입문 L 4-4지점의 출입구로 선정하였고, 노약자 석(Sampling point)에 측정장비를 설치하였다(그림 3 참조). 그리고 전동차 객실 내부의 승객 변화에 따른 실내공기질의 영향을 알아보기 위하여 각 출입문 앞에서 승∙하차하는 인원에 대하여 계수(①~⑧)하였다.
성능/효과
그래프를 살펴보면, 전동차 객실 내부와 외부 모두 NO2의 농도는 안정적인 경향성을 보임을 알 수 있고, NO의 농도는 변화가 큼을 알 수 있다. 또한, NO의 경우 지상구간보다 지하구간에서의 농도가 높은 경향성을 나타내었다.
그리고 PM10, CO2, NO2는 전동차 객실 내부와 외부 농도 차이의 평균 값은 PM10의 경우 59.3 μg/m3, CO2의 경우 902.4 ppm, NO2의 경우 0.07 ppm으로 전동차 객실 내부의 농도가 전동차 객실 외부보다 높은 값을 나타내었다.
164 ppm을 나타내었다. 그리고 전동차 객실 외부에서 지상구간 0.039 ppm, 지하구간 0.112 ppm을 나타내어 전동차 객실 외부의 경우 지하구간이 지상구간에 비해 약 3배 정도 높은 값을 보였다.
의 농도는 안정적인 경향성을 보임을 알 수 있고, NO의 농도는 변화가 큼을 알 수 있다. 또한, NO의 경우 지상구간보다 지하구간에서의 농도가 높은 경향성을 나타내었다. 구간별 평균 농도를 살펴보면, 전동차 객실 내부에서 지상구간 0.
본 측정 결과는 승객이 덜 붐비는 시간대 임에도 불구하고, 전동차 객실 내부의 농도가 외부보다 높은 물질들의 경우 기준치를 초과하는 시간이 많았다. 특히, NO2의 경우 전동차 객실 내부의 농도가 실내공기질 권고기준치를 모든 구간에서 상회하였다.
연구결과에 의하면, 측정대상 오염물질 중 PM10, CO2, NO2는 전동차 객실 내부가 전동차 객실 외부(외기, 터널)보다 높았다. 실내∙외 비(I/O)가 모두 1을 초과하여, 전동차 객실 내부에 오염물질의 발생원이 있음을 알 수 있다.
위의 3가지 물질(PM10, CO, CO2)과 반대로 NO2와 O3의 경우, 전동차 객실 내부와 외부 모두 지상구간의 오염도가 지하구간보다 높았다. 이는 NO2와 O3이 지하구간에 비해서 빛이 존재하는 지상구간에서 광화학반응에 의해서 생성되는 부분도 있기 때문인 것으로 사료된다.
PM10의 경우, 전동차 객실 내부와 외부 모두 지상 구간보다 지하구간에서의 오염도가 높았다. 전동차 객실 내부의 PM10 농도는 전동차 객실이 지상구간을 지날 때 보다 지하구간을 지날 때 약 1.5배 높았으며, 특히 전동차 객실 외부의 PM10 농도는 지상구간보다 지하구간에서 2배가 훨씬 넘는 수준이었다.
이는 전동차 객실 내부의 승객수와 오염물질 농도의 상관성을 알 수 있는 그래프이다. 전동차 객실 내부의 승객수와 오염물질 농도를 비교해 본 결과, CO2는 강한 양의 기울기, PM10은 약한 양의 기울기가 나왔고, 나머지 오염물질들은 음의 기울기가 나왔다. 양의 기울기가 나온 물질 중 CO2는 사람의 호흡에 의해서도 발생되는 물질로 승객수가 적을수록 농도가 낮은 편이었고, 승객수가 많을수록 농도가 높은 편이었다.
이었다. 즉, PM10, CO2, NO, NO2는 전동차 객실 외부보다 내부의 농도가 높았으며, CO, O3는 전동차 객실 내부보다 외부의 농도가 높았다. 전동차가 운행하면서 출입문이 열리고 닫히기 때문에 전동차 객실 내부와 외부의 공기가 서로 영향을 주고 받겠지만, 전동차 객실 내부의 농도가 외부보다 더 높은 것은 내부에 발생원이 있는 것으로 사료된다.
측정결과 중 전동차 객실 내부에서 PM10과 CO2는 실내공기질 및 도시철도 공기질 권고기준치를 초과하는 구간이 존재하였고, NO2의 경우는 실내공기질 기준치를 항상 초과하였다. 그리고 PM10, CO2, NO2는 전동차 객실 내부와 외부 농도 차이의 평균 값은 PM10의 경우 59.
후속연구
전동차 객실 내부의 오염물질에 대한 효과적인 저감대책을 마련하기 위해서는 우선적으로 오염물질의 발생원 및 이들의 영향을 정량적으로 평가하는 것이 중요하므로 이번 연구가 향후 지하 역사 전동차 객실과 관련된 공기질 개선 정책의 수립 방향에 의미 있는 결과를 제공할 것으로 기대된다. 또한, 이의 영향을 정량적으로 파악하기 위해서는 지속적인 정도 관리를 통해 측정자료의 정확도를 향상시키고, 측정 자료를 장기간 축적하여 서울지역 지하 역사 전동차 내부 오염물질 발생원 추정에 신뢰도를 높여 나가야할 것이다.
전동차 객실 내부의 오염물질에 대한 효과적인 저감대책을 마련하기 위해서는 우선적으로 오염물질의 발생원 및 이들의 영향을 정량적으로 평가하는 것이 중요하므로 이번 연구가 향후 지하 역사 전동차 객실과 관련된 공기질 개선 정책의 수립 방향에 의미 있는 결과를 제공할 것으로 기대된다. 또한, 이의 영향을 정량적으로 파악하기 위해서는 지속적인 정도 관리를 통해 측정자료의 정확도를 향상시키고, 측정 자료를 장기간 축적하여 서울지역 지하 역사 전동차 내부 오염물질 발생원 추정에 신뢰도를 높여 나가야할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국내의 지하철 1일 평균 이용객수는 몇 명인가?
지하철은 대도시에서 많은 사람들이 이용하는 중요한 대중교통수단이다. 국내에는 전국 558개의 역사(지하 역사 508개)가 있으며, 1일 평균 690만명이 지하철을 이용하고 있다. 또한, 대중교통수단을 넘어 각종 편의시설과 문화가 결합된 시민 생활공간으로 자리 잡으면서 지하철 환경에 대한 관심이 커지고 있다(Kim et al.
지하생활공간공기질관리법이 제정된 연도는 언제인가?
환경부에서 1996년「지하생활공간공기질관리법」을 제정하여 지하 역사, 지하도상가를 대상으로 미세 먼지(Particulate Matter less than 10 μm; PM10), 석면(asbestos), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 아황산가스(SO2), 이산화질소(NO2), 폼알데하이드(HCHO), 라돈(Rn)에 대하여 관리기준을 설정(Ministry of Environment, 1996)하였으며, 실내공기 오염물질을 측정함에 있어서 측정의 정확성과 통일성을 유지하기 위하여 필요한 제반 사항에 대한 규정을 정한 실내공기질공정시험기준을 고시하였다. 이는 다중이용시설 등의 실내공기질관리법 제5조의 다중이용시설 실내공기질 유지기준, 제6조의 다중이용시설 실내공기질 권고기준의 적합여부를 시험∙판정하는 것으로, 다중이용시설 중 지하역사에 대한 실내공기질 유지기준은 표 1에 제시하였고, 실내공기질 권고기준은 표 2에 제시하였다.
지하생활공간공기질관리법에서 관리기준을 설정한 물질은 무엇인가?
환경부에서 1996년「지하생활공간공기질관리법」을 제정하여 지하 역사, 지하도상가를 대상으로 미세 먼지(Particulate Matter less than 10 μm; PM10), 석면(asbestos), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 아황산가스(SO2), 이산화질소(NO2), 폼알데하이드(HCHO), 라돈(Rn)에 대하여 관리기준을 설정(Ministry of Environment, 1996)하였으며, 실내공기 오염물질을 측정함에 있어서 측정의 정확성과 통일성을 유지하기 위하여 필요한 제반 사항에 대한 규정을 정한 실내공기질공정시험기준을 고시하였다. 이는 다중이용시설 등의 실내공기질관리법 제5조의 다중이용시설 실내공기질 유지기준, 제6조의 다중이용시설 실내공기질 권고기준의 적합여부를 시험∙판정하는 것으로, 다중이용시설 중 지하역사에 대한 실내공기질 유지기준은 표 1에 제시하였고, 실내공기질 권고기준은 표 2에 제시하였다.
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