[논문]몽골 울란바토르 시 전통 주거공간의 실내공기 오염 기초조사

이보람; 이기영

doi:10.5668/jehs.2016.42.2.118

몽골 울란바토르 시 전통 주거공간의 실내공기 오염 기초조사
Indoor air pollution in ger, a traditional type of residence in Mongolia 원문보기

韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences, v.42 no.2, 2016년, pp.118 - 125

이보람 (서울대학교 보건대학원, 환경보건학과, 생활환경시스템 연구실) , , , 이기영 (서울대학교 보건대학원, 환경보건학과, 생활환경시스템 연구실)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: The traditional type of residence in used in Mongolia, called a ger, is an important residential form and applies coal combustion for cooking and heating. The combustion of coal in ger is the major source of indoor air pollution. The purposes of this study were to measure indoor air pollution in ger and determine the effect of cooking and heating activities. Methods: Indoor temperature, relative humidity, particulate matter less than $2.5{\mu}m$ ($PM_{2.5}$) and black carbon (BC) were continuously measured for 24 hours in eight ger. The measurements were conducted in January or February 2015. Heavy metals in $PM_{2.5}$ filter samples were analyzed by ICP-MS. Results: Average indoor temperature and relative humidity were $19.6{\pm}4.6^{\circ}C$ and $21.4{\pm}5.2%$, respectively. The average indoor $PM_{2.5}$ concentration in the eight ger was $119.8{\mu}g/m^3$ and ranged from 69.4 to $202.7{\mu}g/m^3$. The peak concentrations of $PM_{2.5}$ and BC during cooking and heating periods were several times higher than the 24- hour average concentration. Conclusion: The major contributor to indoor $PM_{2.5}$ and BC concentrations in the ger was coal combustion for cooking and heating.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구의 목적은 게르의 석탄 연소를 통한 실내난방과 조리활동이 실내 공기 질에 어떠한 영향을 미치는지 실내 공기 중 PM_2.5, 블랙카본, 그리고 공기 중 PM_2.5내 중금속 농도를 통하여 분석하는것이다.

가설 설정

5), 일산화탄소(CO)와 같은 유해물질을 비교적 높은 농도로 방출시킨다.⁶⁾ 특히 PM_2.5의 농도는 매우 높은 수준이다. 중국 Xuanwei와 Fuyuan 지역에서 석탄을 연료로 사용하는 216가구를 대상으로 실내 공기 중 PM_2.

제안 방법

5 중 중금속의 농도를 분석하였다. Aircheck samplers는 측정 전, 후 Defender 510-SERIES (Bios international corporation, USA)를 사용하여 유량을 보정하였다. PEM model 200은 펌프의 유량이 4 L/min 일 때 직경이 2.
각 가구 당 1명의 거주자는 측정이 진행되는 24시간 동안 연구진 측에서 제공한 서식의 행동일지를 작성하였으며, 행동일지에는 기상, 취침, 조리, 난방(연료 연소시점 및 추가연소 시점), 외출, 청소 등의 행위의 시작시간과 종료시간을 기록하도록 하였다.
실내공기 중 블랙카본의 농도는 aethalometer Model AE51(AethLabs, CA, USA)를 사용하여 측정하였다. 모든 실시간 측정기의 측정 간격은 1분으로 설정하였으며, 측정기의 위치는 출입문에서 1.5 m 이상의 거리, 바닥에서 1 m 이상의 높이에서 24시간 연속 측정되었다. 실시간 PM_2.
1 µg/m³ 로 나타났다. 시간활동일지자료와 PM_2.5의 피크농도를 비교한 결과 Ger1의 농도가 높아졌던 밤 시간(23:00-23:30)에 난방을 위해 석탄을 더 주입하였으며, Ger2의 피크농도 시간(20:05-22:10)에는 조리 및 식사를 한 것으로 조사되었다. Ger4와 Ger5의 피크 농도 시간 중에는 청소(22:10-22:20), (12:00-13:00)를 하였으며, Ger6과Ger7의 피크농도 시간에는 조리 및 저녁식사 (17:00-19:00), (18:00-19:00)를 한 것으로 조사되었다.
5이 포집 된 필터는 비이커에 담아 질산:불산:과염소산 (7 ml:2 ml:1 ml)의 비율로 넣은 다음 hot plate 180°C에서 10시간 반응시킨 후, 증류수를 넣어 산을 모두 휘발시킨 뒤 다시 질산: 불산: 과염소산 (7 ml:2 ml:1 ml)의 비율로 넣고 180°C 가열 판에서 6시간 반응시킨다. 시료를 식힌 뒤 증류수를 넣고 15 ml가 남을 때까지 산을 휘발시킨 후 ICP-MS (ELAN 6100/ICP-MS)로 분석한다.
실내 공기 중 중금속의 농도는 Personal Exposure Monitors model 200(SKC Ltd, Dorset, UK)에 sampling pump Aircheck samplers model 224-PCXR8(SKC Ltd, Dorset, UK)를 타이곤 튜브로 연결하여 Teflon 필터에 포집 된 PM_2.5 중 중금속의 농도를 분석하였다. Aircheck samplers는 측정 전, 후 Defender 510-SERIES (Bios international corporation, USA)를 사용하여 유량을 보정하였다.
7 L/min으로 유지시켰다. 실내공기 중 블랙카본의 농도는 aethalometer Model AE51(AethLabs, CA, USA)를 사용하여 측정하였다. 모든 실시간 측정기의 측정 간격은 1분으로 설정하였으며, 측정기의 위치는 출입문에서 1.
실내에서의 조리와 석탄을 이용한 난방은 실내 오염을 유발할 수 있는 활동으로, 조리 시 발생하는 실내 공기 질 오염물질과 난방 시 석탄의 재 주입을 위해 오븐의 문을 여는 활동 시의 최고농도를 분석하였다. 시간활동일지의 미 기록 자료로 인하여 조리 및 난방시의 객관적인 비교 분석을 불가능 하였지만, Ger1의 조리 시 농도를 제외한 나머지 결과가 각 게르의 24시간 평균 PM_2.
활동일지를 기반으로 한 조리 및 난방 시 최고농도를 구하였다 (Table 3). Ger1의 조리 최고 농도 32.

대상 데이터

5, 블랙카본을 측정하였다. 8곳의 샘플 가구는 울란바토르의 4곳의 게르 지역에서 각각 2가구씩 거주자의 의지를 반영하여 섭외하였다. 실내 온습도 측정에는 HOBO Data Logger UX100-003 (Onset computer co, MA, USA)가 사용되었으며, 실내 공기 중 PM_2.
이 연구는 2015년 2월 10일부터 2월 14일까지 몽골 울란바토르에 위치한 게르 8곳의 실내 온습도, PM_2.5, 블랙카본을 측정하였다. 8곳의 샘플 가구는 울란바토르의 4곳의 게르 지역에서 각각 2가구씩 거주자의 의지를 반영하여 섭외하였다.
5의 평균 농도가 낮아지는 경향이 있다고 사료된다.측정된 8가구의 사용 스토브는 7곳은 모두 신형 스토브(G2-2000-type)였으며, 나머지 한곳은 터키산 스토브였다.

성능/효과

1) 전세계인구의 52%가 고체연료를 사용하고 있으며, 아프리카의 77%, 남아메리카의 16%, 중앙 및 동유럽의 16%, 동남아시아의 74%, 서태평양의 74%의 인구가 가정에서 고체연료를 사용하는 것으로 보고 되었다.²⁾ 2003년 조사 된 중국의 고체연료 중 약 80%는 바이오 매스 였으며, 약 10%는 석탄으로 조사되었다.
상대습도가 40% 이상으로 유지되면 호흡기 감염의 빈도가 감소될 수 있으며, 알러지와 천식반응 그리고 실내 오존 농도가 감소하게 된다.¹³⁾ 4일간의 측정기간 동안 외기의 일 평균 상대습도도 30-42%로 낮음을 알 수 있으며, 특히 실내에는 온도상승으로 인하여 상대습도가 더 떨어지는 것으로 사료된다.
대기 중의 중금속 기준 농도는 Cd와 Ni이 5 ng/m³,20 ng/m³ 이며,¹⁹⁾ Pb와 Mn의 기준은 500 ng/m³,150 ng/m³ 이다.¹⁸⁾ 측정된 8게르의 평균 중금속 농도는 Pb을 제외한 Cd은 34배, Ni은 18배, Mn은 5.5배 대기 기준 농도보다 높게 검출 되었다. 8곳의 게르 중 Ger1에서는 Co, Cu, Zn, Cd, Pb가 검출한계 이하로 분석되었으며, 나머지 측정 가구와는 다른 종류의 스토브(터키산)를 사용하고 있었다.
¹⁾ 전세계인구의 52%가 고체연료를 사용하고 있으며, 아프리카의 77%, 남아메리카의 16%, 중앙 및 동유럽의 16%, 동남아시아의 74%, 서태평양의 74%의 인구가 가정에서 고체연료를 사용하는 것으로 보고 되었다.²⁾ 2003년 조사 된 중국의 고체연료 중 약 80%는 바이오 매스 였으며, 약 10%는 석탄으로 조사되었다.³⁾ 몽골에서는 약 8만-10만 가구가 실내에서 석탄을 연소하여 조리와 난방의 에너지원으로 사용하고 있다.
³⁾ 몽골에서는 약 8만-10만 가구가 실내에서 석탄을 연소하여 조리와 난방의 에너지원으로 사용하고 있다.⁴⁾ 몽골의 울란바토르지역의 가구 조사에 의하면 (N=116) 87%가 석탄을 사용한다고 응답하였고, 그 중 69%는 나무를 같이 사용하였으며 21%는 전기를 실내 난방의 주요 에너지원으로 사용하는 것으로 조사되었다.⁵⁾
6곳의 게르에서 검출된 Cu의 평균 농도는 0.30±0.30 µg/m3 이었으며, 두 곳의 게르에서 검출된 Cd의 평균 농도는 0.17±0.03 µg/m3 이었다.
7) 중국 Yunnan 지역의 30가구의 실내 공기 중 PM2.5의 평균 농도는 150-750 µg/m3 이었다.
8) 실내에서 석탄을 주요 에너지원으로 사용하는 가구의 실내 공기 중 PM2.5의 농도는 National Ambient Air Quality Standard (NAAQS)의 대기 기준인 35 µg/m3 을 모두 초과하였다.
8가구의 24시간 실내 PM2.5의 기하 평균 농도는 60.2 (GSD=0.9) µg/m3, 산술 평균농도는 119.7±183.7 µg/m3 이었으며, PM2.5 농도가 가장낮았던가구는 Ger2로기하평균 55.7 (GSD=1.9),산술평균 69.4±47.3 µg/m3 이었으며, 가장 높았던 가구는 Ger3으로 기하평균 132.2 (GSD=2.5) µg/m3, 산술평균 202.7±228.8 µg/m3 이었다.
8곳 모두에서 검출된 Ti의 평균 농도는 2.27±1.10 µg/m3, Cr의 평균 농도는 0.67±0.32 µg/m3, Mn의 평균 농도는0.83±0.35 µg/m3였으며, Ni의 평균 농도는 0.36±0.18 µg/m3 이었다.
과거 몽골의 58곳 게르의 실내 공기 질측정을 했던 결과를 보면, 24시간 PM2.5의 평균 농도가 700±400 µg/m3 로, 본 연구결과보다 다소 높은농도가 검출되었음을 알 수 있다.
실내에서의 조리와 석탄을 이용한 난방은 실내 오염을 유발할 수 있는 활동으로, 조리 시 발생하는 실내 공기 질 오염물질과 난방 시 석탄의 재 주입을 위해 오븐의 문을 여는 활동 시의 최고농도를 분석하였다. 시간활동일지의 미 기록 자료로 인하여 조리 및 난방시의 객관적인 비교 분석을 불가능 하였지만, Ger1의 조리 시 농도를 제외한 나머지 결과가 각 게르의 24시간 평균 PM_2.5농도보다 높음을 확인할 수 있었다. 게르의 실내 공기 중 PM_2.
실내에서 연소를 하는 가구의 공기 중 PM2.5의 24시간 평균 농도가 가장 낮았던 가구의 농도는 NAAQS의 24시간 산술 평균 대기 기준인 35 µg/m3 보다 2배 가량 높은 수준이었으며, 평균 농도가 가장 높았던 가구의 농도는 NAAQS의 대기 기준보다 6배 가량 높았다.
실시간 PM_2.5와 BC의 농도는 24시간동안 매우 큰 폭으로 변화하였으며 특히, 오전과 저녁에 높은 농도의 피크가 나타나는 경향을 보였다. Ger1(22:58-00:56)에서는 늦은 밤시간 피크농도가 631.
연구에서는 실내 공기 중 BC의 평균 농도는 중국, 미국, 유럽의 대도시 대기 중 평균 농도와 비슷하거나 높은 경향을 나타냈다. BC의 대기 및 실내 공기 중에서의 기준치는 아직 설정되어 있지 않다.
중국 Xuanwei와 Fuyuan 지역에서 석탄을 연료로 사용하는 216가구를 대상으로 실내 공기 중 PM2.5를 측정한 결과 평균값이 최소 85 µg/m3 에서 최고 658 µg/m3 농도 범위를 나타냈다.
5의 실시간농도 변화의 주요 요인은 조리 및 난방 시 석탄의 재 공급을 위하여 오븐의 문을 여는 행위에 영향을 받는다. 측정이 실시된 8가구의 피크 농도가 발생하였을 시간대에, 조리 및 식사, 난방, 청소 등의 활동이 일어난 것으로 조사되었다. 또한 자정 이후 최대 8시간 이상 석탄을 재 공급하지 않은 가구에서는 실내 PM_2.
측정이 실시된 8곳의 실내 평균 상대습도는 모두 40% 이하 이었으며, 실내 상대습도를 40-60%로 유지하지 않을 경우 간접적으로 건강에 영향을 줄 수 있다. 상대습도가 40% 이상으로 유지되면 호흡기 감염의 빈도가 감소될 수 있으며, 알러지와 천식반응 그리고 실내 오존 농도가 감소하게 된다.

후속연구

8곳의 게르 중 Ger1에서는 Co, Cu, Zn, Cd, Pb가 검출한계 이하로 분석되었으며, 나머지 측정 가구와는 다른 종류의 스토브(터키산)를 사용하고 있었다. Ger1의 PM_2.5 농도도 비교적 낮은 편이었으나 스토브의 종류에 따른 차이인지는 알 수 없기 때문에 스토브 종류와 실내오염물질의 상관관계에 대한 연구가 추가될 필요가 있다.
이 연구의 제한점은 측정기기수의 부족으로 모든가구에서 측정대상물질을 전부 측정하지 못한 점과 측정대상가구의 주인들의 의사소통과 이해력문제로 인하여, 시간활동일지의 작성과 실내환경조사에 어려움이 있었다. 또한 외기의 PM_2.5등의 기초자료 부족으로 추가적인 내용고찰의 한계가 있었다. 또한,연구자의 시간적 제한으로 인하여 한정된 측정일수와 섭외 가구의 수 부족으로 연구 목표를 달성하는데 한계점이 있었다.
5등의 기초자료 부족으로 추가적인 내용고찰의 한계가 있었다. 또한,연구자의 시간적 제한으로 인하여 한정된 측정일수와 섭외 가구의 수 부족으로 연구 목표를 달성하는데 한계점이 있었다.
5, BC, 중금속 등 유해물질을 배출하며, 특히 조리 및 난방을 위하여 스토브를 열어 석탄을 더 주입한 후 실내 유해물질의 농도를 증가시킨다. 실내 24시간 평균 PM_2.5의 농도는 매우 높아서 인체에 영향을 줄 수 있는 수준이어서 앞으로 추가 연구를 통해 현황을 정확히 파악하고 실내오염을 줄일 수 있는 방안을 마련해야 할 것이다.
이 연구의 제한점은 측정기기수의 부족으로 모든가구에서 측정대상물질을 전부 측정하지 못한 점과 측정대상가구의 주인들의 의사소통과 이해력문제로 인하여, 시간활동일지의 작성과 실내환경조사에 어려움이 있었다. 또한 외기의 PM_2.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	고체 연료의 연소를 통하여 난방과 조리를 해결하는 인구는 몇 명 이상인가?	개발도상국가의 주요 실내오염원은 석탄, 장작, 바이오 매스와 같은 고체 연료들의 실내 연소에서 발생하며, 약 28억명 이상의 인구가 고체 연료의 연소를 통하여 난방과 조리를 해결하고 있다.1) 전세계인구의 52%가 고체연료를 사용하고 있으며, 아프리카의 77%, 남아메리카의 16%, 중앙 및 동유럽의 16%, 동남아시아의 74%, 서태평양의 74%의 인구가 가정에서 고체연료를 사용하는 것으로 보고 되었다.
	개발도상국가의 주요 실내오염원은?	개발도상국가의 주요 실내오염원은 석탄, 장작, 바이오 매스와 같은 고체 연료들의 실내 연소에서 발생하며, 약 28억명 이상의 인구가 고체 연료의 연소를 통하여 난방과 조리를 해결하고 있다.1) 전세계인구의 52%가 고체연료를 사용하고 있으며, 아프리카의 77%, 남아메리카의 16%, 중앙 및 동유럽의 16%, 동남아시아의 74%, 서태평양의 74%의 인구가 가정에서 고체연료를 사용하는 것으로 보고 되었다.
	전 세계, 대륙별 고체 연료 사용 비율은?	개발도상국가의 주요 실내오염원은 석탄, 장작, 바이오 매스와 같은 고체 연료들의 실내 연소에서 발생하며, 약 28억명 이상의 인구가 고체 연료의 연소를 통하여 난방과 조리를 해결하고 있다.1) 전세계인구의 52%가 고체연료를 사용하고 있으며, 아프리카의 77%, 남아메리카의 16%, 중앙 및 동유럽의 16%, 동남아시아의 74%, 서태평양의 74%의 인구가 가정에서 고체연료를 사용하는 것으로 보고 되었다.2) 2003년 조사 된 중국의 고체연료 중 약 80%는 바이오 매스 였으며, 약 10%는 석탄으로 조사되었다.

참고문헌 (19)

Dutta S, and Banerjee S. Exposure to Indoor Air Pollution & Women Health The Situation in Urban India. Environment and Urbanization Asia. 2014; 5(1), 131-145.

상세보기
WHO. Air quality guidelines for Europe; 2000.
Zhang J, Smith KR. Household air pollution from coal and biomass fuels in China: measurements, health impacts, and interventions. Environmental Health Perspectives. 2007; 848-855.
Tserenpurev T. Personal Communication, at the Ministry of Infrastructure, Government of Mongolia, 1 August 2003.
Caldieron JM. Ger Districts in Ulaanbaatar, Mongolia: Housing and Living Condition Surveys; 2013
WHO. Guidelines for indoor air quality: household fuel combustion. In.: WHO Document Production Services Geneva, Switzerland; 2014.
Hu W, Downward GS, Reiss B, Xu J, Bassig BA, Hosgood III HD, et al. Chapman RS: Personal and indoor PM2. 5 exposure from burning solid fuels in vented and unvented stoves in a rural region of China with a high incidence of lung cancer. Environmental Science Technology. 2014; 48(15):8456- 8464.

상세보기
Chowdhury Z, Campanella L, Gray C, Al MA, Kenyon J, Pennise, D, et al. Measurement and modeling of indoor air pollution in rural households with multiple stove interventions in Yunnan, China. Atmospheric Environment. 2013; 67:161-169.

상세보기
Lyon F. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans research press; 2010.
Chen B, Hong C, Pandey MR, Smith KR. Indoor air pollution in developing countries. World health statistics quarterly Rapport trimestriel de statistiques sanitaires mondiales. 1989; 43(3):127-138.
Ministry of Health, Mongolia. Directorate of Medical Services and Government Implementing Agency, Mongolia; 2003.
ESMAP. Potential for Biofuels for Transport in Developing Countries; Joint UNDP/World Bank Energy Sector Management Assistance Programme (ESMAP), Washington Press; 2005.
Arundel AV, Sterling EM, Biggin JH, Sterling TD. Indirect health effects of relative humidity in indoor environments. Environmental Health Perspectives. 1986; 65:351.

상세보기
Siddiqui A, Lee K, Bennett D, Yang X, Brown K, Bhutta Z, et al. Indoor carbon monoxide and PM2. 5 concentrations by cooking fuels in Pakistan. Indoor Air. 2009; 19(1):75-82.

상세보기
Cowlin S, Kaufmann RB, Edwards R, Smith KR. Impact of improved stoves on indoor air quality in Ulaanbaatar, Mongolia: World Bank report press; 2005.
European Commission. recommends measurement of the PM10 fraction. Note: Ambient Air Quality Research Project (1996-2001) Dioxins, Organics, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Heavy Metals (NSW EPA 2002); 2003.
Lawrence Berkeley National Laboratory. Pilot Study of Fuel and Stove Use Behavior of Mongolian Ger Households. Available : https://escholarship.org/uc/item/9sr4r2mf#page-1 [accessed 21 April 2016].
EPA. Report to congress on black carbon; 2012.
WHO. goals are based on guidelines for the risk of health impacts; 2000.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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