[논문]직독식 기기를 이용한 양돈작업자의 신체부위별 PM10 노출 특성 비교 연구

신소정; 김효철; 김경란; 서민태; 박수인; 김경민; 김경수

doi:10.15269/jksoeh.2019.29.2.159

직독식 기기를 이용한 양돈작업자의 신체부위별 PM10 노출 특성 비교 연구
A Comparison of PM10 Exposure Characteristics of Swine Farmers by Body Parts using Direct-reading Instrument 원문보기

한국산업보건학회지 = Journal of Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene, v.29 no.2, 2019년, pp.159 - 166

신소정 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 김효철 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 김경란 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 서민태 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 박수인 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 김경민 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 김경수 (농촌진흥청 국립농업과학원)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: The purpose of this study was to evaluate the personal exposure to $PM_{10}$ by body parts for the development of dust monitoring wearable device for swine farmers. Methods: Tasks were classified by using motion pictures taken by action cameras attached to swine farmers. Concentrations of $PM_{10}$ were measured by attaching direct-reading instruments at the head, neck and waist of worker. Differences of $PM_{10}$ exposure between body parts were analyzed with linear regression. Results: We identified three tasks(vaccination, moving pigs, and manure treatment). $PM_{10}$ concentration during vaccination was the highest among the tasks, and the body part showing the highest concentration of $PM_{10}$ was the waist regardless of task. In all tasks, the closer distance between the body parts, the higher were the R-squared values(vaccination 0.4221, moving pigs 0.6990, and manure treatment 0.2164). Conclusions: We presumed that $PM_{10}$ concentrations were affected by the parts of the body in which they were measured. In order to develop swine farmer's wearable device for monitoring dust concentration in air, the determination of the positions of monitoring sensor to ensure accurate measurement is essential. Considering the results of this study, wearable sensor should be positioned at the waist.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. Range and resolution of direct reading instrument for Sidepak
그림 Figure 1. Measurement of PM10 using direct-reading instrument
표 Table 2. Classification of task used an action camera in pig house and measured time
표 Table 3. Concentration of PM10 in body parts of each task
그림 Figure 2. Variation of PM10 concentration on time based among the tasks
그림 Figure 3. Comparison of R² between body parts(Head-Neck, Neck-Waist, Head-Waist) by tasks
그림 Figure 4. Vaccination in pig room

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구는 양돈작업자의 웨어러블 센싱 장비 개발과 제의 일환으로 신체부위별 PM10 노출량을 평가 및 비교하여 웨어러블 센싱 장비의 규격 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

제안 방법

측정 대상 작업은 작업자에게 액션캠을 부착하여 촬영한 데이터를 바탕으로 분류하였으며, 돈사 내부, 복도, 야외 등 작업위치나 작업 행동의 연속성을 근거로 하여 기준을 설정한 후 작업 확인 및 구분하였다. 작업에 따라 발생하는 작업자의 PM10 노출량은 기존 문헌에서 미세먼지를 측정하기 위해 사용된 Sidepak personal aerosol monitor(AM520, TSI, USA) 장비를 활용하여 측정하였다(Song et al.

대상 데이터

분뇨 처리는 슬러리 방식으로 돈방 전체가 슬러리 피트 형태였으며 비육돈사는 콘크리트 및 플라스틱, 자돈사는 플라스틱 슬러리로 구성되어 있었다. 대상 농가의 작업자 수는 약 20명으로 주로 3인 1조로 작업이 진행되었으며, 작업의 정도와 강도에 따라 작업자의 수가 다르게 운용되었다. 작업 별 작업자수는 돼지 선별 및 이동 2명, 분뇨 처리 2명, 분뇨 처리장 관리 3명 등으로 이루어져 있었다.
방역상의 문제로 인해 본 연구에서는 전라북도 영광군 불갑면에 소재하는 농장을 선정하였으며 사육 규모는 약 15,000두로 다른 돈사들에 비해 두수 당 1m²의 넓은 사육밀도를 가졌다. 돈사의 형태는 무창돈사로 계절에 상관없이 모두 기계식 강제 자동 환기 시스템에 의해 운영되었다.

데이터처리

0 및 Sigmaplot 10(SPSS, Chicago, USA)을 이용하여 분석하였다. 동일 신체 부위에서 각 작업간의 차이 및 동일 작업에서 각 신체부위별 차이를 알아보기 위해 일원분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였고, 신체부위간(머리-목, 목-허리, 머리-허리) PM10 농도 차이를 알아보기 위해 선형 회귀분석(Linear Regression) 을 실시하였다.
작업에 따른 신체부위별 PM10 노출량은 평균과 표준 편차로 나타냈으며, 본 연구에서 수집된 데이터는 SPSS 18.0 및 Sigmaplot 10(SPSS, Chicago, USA)을 이용하여 분석하였다. 동일 신체 부위에서 각 작업간의 차이 및 동일 작업에서 각 신체부위별 차이를 알아보기 위해 일원분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였고, 신체부위간(머리-목, 목-허리, 머리-허리) PM10 농도 차이를 알아보기 위해 선형 회귀분석(Linear Regression) 을 실시하였다.

성능/효과

1. 양돈작업자의 머리, 목, 허리의 신체부위별 PM10 노출량 차이는 3가지 대상 작업 중 백신투여 작업(머리: 62.64±43.33 ㎍/m³, 목: 70.93±53.38 ㎍/m³, 허리: 71.63±60.48 ㎍/m³)이 가장 높았고, 측정 대상 작업 모두 허리(백신투여: 65.88±58.82 ㎍/m³, 돼지몰이: 60.39±56.96 ㎍/m³, 분뇨처리: 45.74±45.45 ㎍/m³)에서 PM10 노출량이 높게 나타났다.
2. 신체부위간 PM10의 노출량 차이는 백신투여, 돼지몰이, 분뇨처리 작업에서 머리-목의 신체부위간 거리가 짧을수록 결정계수(R²=0.4221, R²= 0.6690, R²=0.2164)가 높았으며, 신체부위간 거리가 멀어질수록 결정계수가 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

후속연구

양돈작업자를 위한 분진 웨어러블 센싱 장비 개발에 있어 정확한 측정을 위한 측정 센서의 올바른 위치 선정은 필수적이다. 본 연구는 양돈작업자를 위한 웨어러블 장비 개발의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대되며, 향후 측정 센서의 위치에 관한 확장연구가 필요할 것으로 생각된다. 또한, 가스상 물질 등 다양한 유해 요인을 스마트팜의 환경관리 시스템과 연계하여 작업자의 개인 노출을 측정할 수 있는 기술의 개발 및 연구가 필요할 것으로 생각된다.
작업자를 위한 분진의 개인노출평가 위치는 호흡기 반경 30 cm이내로 정의되고 있지만, 본 연구의 신체부위에 따른 PM10 개인노출에 대한 결과와 웨어러블 장비 착용성 등의 고려사항을 생각할 때 측정 센서를 허리에 위치시켜 PM10의 노출량 예측이 가능할 것으로 생각된다. 향후 양돈작업자의 다양한 작업에 대해 목과 허리 부위의 PM10 개인노출 평가를 실시하여 신체부위별 연계성을 확인하는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구에서는 축사 방역 정책으로 인해 측정장소(비육돈사 및 자돈사)와 측정 기회가 제한되었고, 한정된 연구 인력 및 장비로 인하여 계절별 측정, 출하, 사료급여 작업 등에 대해 확장된 측정을 수행하지 못했다. 향후, 축산작업자의 PM10 개인 노출 특성에 대한 정확한 파악을 위해 돈사 내 고농도의 분진 발생량을 가진 축사환경(재래식 돈사)이나 돈사에서 이뤄지는 모든 작업에 대한 개인 노출량 연구가 필요할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유기분진이 해로운 이유는?	, 2001). 특히 유기분진 속 포함된 내독소(Endotoxin)는 인체의 면역 시스템을 자극시켜 알러지반응을 일으키며(Kim et al., 2013; Wunschel & Poole, 2016) 돈사의 바닥과 공기 중에 존재하는 분진에 쉽게 흡착이 가능해 작업자 및 돼지의 호흡기계에 영향을 주어 천식, 기관지염 등 여러 가지 질환을 유발시킨다고 알려져 있다(Donham et al., 1989; Olson & Bark, 1996; Bottcher, 2001).
	국내의 돈사 형태는 기본적으로 밀폐 건물인데, 이로 인해 나타나는 문제점은?	국내의 돈사 형태는 기본적으로 밀폐 건물(confinement building)이며, 온⋅습도 조절 및 생산성 향상을 위해 사육면적을 최소화하는 방향으로 운영 되고 있다. 이로 인해, 사육밀도가 높아져 돈사 내 고농도의 가스와 분진이 발생한다(Donham et al., 1986).
	유기분진 속 포함된 내독소의 특징은?	, 2001). 특히 유기분진 속 포함된 내독소(Endotoxin)는 인체의 면역 시스템을 자극시켜 알러지반응을 일으키며(Kim et al., 2013; Wunschel & Poole, 2016) 돈사의 바닥과 공기 중에 존재하는 분진에 쉽게 흡착이 가능해 작업자 및 돼지의 호흡기계에 영향을 주어 천식, 기관지염 등 여러 가지 질환을 유발시킨다고 알려져 있다(Donham et al., 1989; Olson & Bark, 1996; Bottcher, 2001).

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