초록 ▼

Ⅳ. 연구 결과

1. 어린이 활동공간 공기질 현황 분석과 위해소통 방안 마련

가. 어린이집 유해인자 노출현황 파악 및 분석

다중이용시설 등의 실내공기질 관리법에 의해 연면적 430 ㎡ 이상의 보육시설은 법적으로 실내공기질 관리 대상이 되는데 연면적 430 ㎡ 이상의 보육시설은 전체 보육시설의 약 11%이며 이들 보육시설만이 법적 관리를 받고 있다. 환경부 고시인 실내공기질 공정시험기준에 따르면 오염물질별로 1~2년에 한 번씩 노출평가가 이루어지며 단속적인 측정으로 단시간에 이루어진다. 선행연구들

Ⅳ. 연구 결과

1. 어린이 활동공간 공기질 현황 분석과 위해소통 방안 마련

가. 어린이집 유해인자 노출현황 파악 및 분석

다중이용시설 등의 실내공기질 관리법에 의해 연면적 430 ㎡ 이상의 보육시설은 법적으로 실내공기질 관리 대상이 되는데 연면적 430 ㎡ 이상의 보육시설은 전체 보육시설의 약 11%이며 이들 보육시설만이 법적 관리를 받고 있다. 환경부 고시인 실내공기질 공정시험기준에 따르면 오염물질별로 1~2년에 한 번씩 노출평가가 이루어지며 단속적인 측정으로 단시간에 이루어진다. 선행연구들은 어린이집 유해인자 노출에 관한 연구 결과가 측정시기에 따라 노출수준이 다르다는 것을 보여주고 있다. 계절변화에 따라 짧게는 하루 중에도 재실자 수나 활동내용에 따라 달라진다고 보고하고 있다. 따라서 현재의 실내공기질 공정시험기준에 따른 노출평가는 어린이집의 대표성을 갖기 힘든 것으로 보인다.

어린이집 실내공기질에 영향을 미치는 요인은 크게 재실자 요인, 보육시설 요인과 실내환경관리 요인으로 나눌 수 있다. 재실자 수에 따라서 이산화탄소와 PM₁₀은 하루 중에도 민감하게 증감을 하며, 평균적으로 재실자가 많은 보육시설의 PM₁₀이 재실자가 적은 곳보다 2배 가량 높은 수준을 보였다. 보육시설의 위치요인도 유해인자의 노출수준에 영향을 주는 것으로 보고되고 있었다. 상업지역이나 도로변에 가까이 위치한 어린이집의 경우 주거지역 어린이집보다 유해인자 노출수준이 높았다. PM₁₀을 제외한 모든 유해인자들이 보육시설의 규모에 따라 차이가 나타났다. 건물의 연식이 오래 될수록 PM₁₀의 농도가 높아진 연구결과가 있는데 이는 건물의 노후화에 의한 것으로 보인다. 보육시설에 환기설비 설치와 공기청정기 설치는 유해인자 노출수준을 크게 감소시키는 것으로 보고되었다. 환기 횟수와 시간이 늘어남에 따라 총 부유세균, 이산화탄소 농도와 PM₁₀의 농도 수준이 유의하게 감소하는 것을 확인하였다.

보육교사나 시설관리자는 어린이집 실내공기질에 대해 비교적 높은 만족도를 보였지만 어린이집 실내공기 측정을 하는 전문가들은 어린이집의 실내공기질 수준이 보통 수준이라고 평가했다. 보육교사 및 시설관리자는 실내공기질 관련지식을 알고 있으며, 외부공기오염이 실내공기오염보다 위험도가 높다고 응답하였다. 관련지식은 대부분 TV, 인터넷 등의 대중매체를 통해 얻으며, 실내공기질 교육경험이 없다고 응답하였다. 보육시설 현장조사 경험자는 보육시설 종사자의 실내공기질 관련지식에 대해 ‘잘 모른다’는 응답이 높았으며, 이는 보육교사의 실내공기질 관리에 대한 교육과 인식도가 낮은 것으로 생각된다.

개선방안에 대한 응답에서 보육시설의 환경문제 개선에 행정/재정 지원의 부족함과 교사의 실내공기질 관련 지식의 부족으로 적절한 대응으로 이어지지 못한다는 의견을 보였다. 또한, 오염원인 별 제거방안, 진단 개선 실제사례 및 실제 현장에서 적용 가능한 실내공기질 매뉴얼 개발이 필요하다고 응답하였다. 일반 다중이용시설 중 취약계층인 어린이가 활동하는 보육시설의 관리자와 보육교사에게 실내공기질 관련 교육이 필요하며 적절한 위해정보를 제공할 필요가 있는 것을 확인하였다.

나. 실내환경 오염도 특성 및 오염물질간의 관련성 파악

실내공기오염은 한정된 공간에서 오염된 공기가 계속적으로 순환되어 유해물질의 농도가 쉽게 증가하기 때문에 대기오염보다 중요하다. 실제로 실내 공기의 질은 대기보다 나쁜 것으로 알려졌다.

보육시설의 내부에 존재하는 건축자재, 가구, 사무용 기기 등은 다양한 오염물질을 발생시킨다. 한정된 공간 내에 많은 어린이들이 생활하면서 다양한 생물학적 오염물질들도 배출된다. 또한 보육시설 내 주방에서 취사활동을 하면서 연소로 인한 오염물질이 발생할수도 있다. 이번 연구에서는 실내환경 오염물질의 종류를 선정하여 각 오염물질의 특성 및 오염물질간의 상관성을 파악하였다. 주요 실내공기 오염물로는 연소 부산물, 미생물과 알레르겐, 곰팡이 및 세균, 폼알데하이드와 그 밖의 유기화합물, 담배 연기, 라돈 등이 있다.

보육시설 내 오염물질을 관리하기 위해서는 먼저 오염물질을 많이 발생시키는 건축자재를 사용하지 않고 각종 연소물질 또는 산화물질의 양을 줄이기 위한 연료를 선택하고, 악취의 원인이 되는 음식물 쓰레기를 신속히 처리해야 한다. 또한 박테리아, 곰팡이 및 진드기 같은 생물학적 오염물질이 서식하지 않도록 적정 습도(40~60%)를 유지하고, 청소를 자주 해야 한다. 그리고 무엇보다 중요한 것은 수시로 환기를 해야 한다.

실내 온도가 높아지면 건축자재 등에서 폼알데하이드와 같은 유해화학물질이 용출될 수 있다. 가장 위험한 상황은 새로 지은 시설에서 겨울철에 창문을 닫은 상태에서 수 시간 동안 난방을 하는 경우이므로, 이 경우엔 특히 주기적으로 환기를 해야 한다.

다. 어린이집 위해소통방안 마련

실내환경에 대한 위해소통 방안을 마련하기 위해 실내환경 위해소통 연구사례를 조사하여, 실내환경 위해소통의 특징을 파악하였고, 어린이 위해소통의 원칙과 구체적인 소통방안을 제시하였다.

보육시설에서 선생님과 어린이들에게 실내공기 오염의 인체위해성과 이에 대한 위해소통을 할 수 있는 방안을 마련하였다. 어린이들의 경우 이론적 혹은 양적(量的) 설명보다 직관적(質的)으로 소통하는 게 더 효과적이라 생각하여 그림 자료를 활용한 소통방안을 제시하였다. 카나리아를 활용한 캐릭터(카롱이)를 개발하여 실내공기 오염 수준에 따른 카롱이 얼굴 표정 변화로 실내 오염수준을 2단계로 제시하였고, 실내 공기 오염 시 권고행동 요령을 카롱이를 활용하여 나타내었다.

위해소통에서 중요한 부분은 위험인식을 높이고 이에 따른 행태변화를 유도하는 것이다. 실내 공기 오염 시 어린이들에게 행동요령을 카롱이 그림을 활용한 색칠하기 교재로 개발할 것을 예를 들어 제시하였다. 또한 보육시설 내에 카롱이 그림을 활용한 포스터 게시, 실내환경 오염 교육을 위한 교육동요 및 동영상 개발, 교육연극 제작 및 공연 등을 제안하였다.

실내공기 오염에 대해 보육교사들과 소통하기 위해 실내환경 교육 교재를 개발하여 보급하고, 실내환경 체크리스트를 작성하여 배포할 것을 제안하였다. 이를 통해 보육교사들이 실내환경을 관리할 수 있는 능력을 향상시키고, 어린이집에서 실내환경 교육을 마친 후 어린이들에게 교육수료증을 나눠주어 교육효과를 높일 수 있다.

2. 실시간 모니터링 시스템 고도화 및 적용성 평가

가. 모니터링 시스템 고도화

기존의 카롱이 실내환경 모니터링 시스템을 고도화하기 위해 PM₁₀ 센서와 재실자 센서를 추가하였다. 한국에서 구입 가능한 2가지 PM₁₀ 센서를 구입하여 실험실에서 PM₁₀ 센싱 능력 검증하였다. 실험실에서 염화나트륨과 sebacate를 이용하여 중량중위직경이 각 0.71 μm와 2.02 μm인 입자를 발생시켰다. 각 에어로졸별로 낮은 농도범위(10~100 μg/㎥)와 높은 농도범위(100~1000 μg/㎥)에서 센서의 성능을 테스트하였다. 각 센서의 출력을 광산란을 이용해서 질량을 측정하는 PAS 장비의 중량농도와 비교하여 결정계수를 구하였다. Shinyei 센서의 경우에는 모든 상황에서 결정계수가 0.63~0.77로 유사한 값을 보이고 있어서 센싱 능력이 가장 좋은 센서로 나타났다. SY Hitech사의 센서는 고농도 범위에서만 직선성을 보였다.

챔버실험 후에 Shinyei사의 센서와 SY Hitech사의 PM 센서와 실시간 미세먼지 측정장비인 MicroPEM (RTI Inc. USA)의 농도를 비교하는 방법으로 PM 센서의 현장테스트를 수행하였다. 가정집의 주방 2곳과 식당의 홀, 실험실 한 곳 등 4 장소에서 측정하여 각 PM 농도는 1시간 평균 측정값 계산하고 MicroPem 농도와의 상관관계를 분석하였다. 전체 농도 범위에서 Shinyei 센서는 결정계수가 0.78로 SY Hitech 센서의 결정계수인 0.60보다 높았다. 일반 환경에서 주로 관찰되는 100 μg/㎥이하의 농도만을 비교한 경우에는 Shinyei의 결정계수는 0.75이었고 SY Hitech의 경우에는 0.31로 Shinyei 센서가 더 정확하게 PM 농도를 예측하는 것을 현장 테스트를 통해 확인하였다.

나. 모니터링 시스템 적용성 평가

환경모니터링 시스템의 현장 평가는 구로구의 위치한 민간어린이집에서 7일간 이루어졌다. 본 연구에서 구성한 환경모니터링 시스템은 PM센서, 재실자 센서와 온도, 습도, 이산화탄소 센서로 구성되었다. 정보전달기술 평가를 위해 무선통신으로 서버에 자료전달이 가능한 에어가드K 제품을 이용하였다. 에어가드K는 6군데에서 설치하여 7일간 작동시켜 자료전송이 서버로 얼마나 이루어지는지를 평가하였다.

중량법으로 현장평가 기간 동안 동시에 측정된 PM₁₀의 농도는 38.4 μg/㎥이었다. 이것은 실내공기질 관리법에서 규정하는 PM₁₀ 유지기준인 100 μg/㎥의 절반이하 수준이었다. 실시간으로 PM₁₀ 측정이 가능한 능동식 기기인 MicroPEM과 PM 센서의 출력을 비교했을 때 Shinyei 센서는 결정계수가 0.69로 실험실 결과와 유사하게 나왔다. SY Hitech는 MicroPEM과의 직선성을 보이지 않았다. 향후에는 실험실과 현장 테스트를 통해 PM센서의 출력 값이 질량농도 값으로 전환할 수 있는 보정계수의 개발이 필요하다.

재실자 센서는 실제 보육실에 있는 인원보다 과소평가하는 결과를 보였다. 이것은 센싱 카메라가 전체 보육실을 커버하기 힘든 위치에 설치하여 사각지대가 생겼고, 카메라와 먼 거리에 있는 보육실의 공간에 있는 작은 아이들의 움직임을 센싱하지 못했기 때문인 것으로 보인다.

본 시스템에서 사용하는 이산화탄소 센서는 최고 4000 ppm까지 측정이 가능한 센서였지만 데이터로거(data logger)의 전송케이블의 사양 때문에 2500 ppm 이상 농도에서는 측정자료를 제대로 전달하지 못한 것으로 밝혀졌다. 따라서 실제 이산화탄소 평균 농도는 현재 계산된 것보다 더 높아질 것으로 예상된다. 센서의 정확도와 함께 자료전달 시스템의 중요성을 보여주는 결과이다. 센서의 정확도와 함께 자료전달 시스템의 중요성을 보여주었다. 이산화탄소를 24시간동안 연속측정을 한 결과는 어린이집 내 시간에 따른 농도변화가 큰 폭이었다는 것을 보여주었다. 특히 단시간 측정을 통해 농도를 보고한 선행연구결과보다 평균 값이 더 높게 보고되었는데 이것은 이산화탄소는 주 활동시간 동안 연속측정을 해야 할 필요성을 보여주는 결과이다.

온도와 습도 측정결과는 자연환기를 실시함에 따라 온도가 낮아지며 동시에 이산화탄소의 농도도 낮아지는 것을 알 수 있으며 앞으로 이런 자료의 축적을 통해 적정 환기 시간을 구할 수 있을 것으로 보인다. 이산화탄소와 온습도의 동시 측정을 통해 자연환기나 공조환기를 통한 적정 수준의 환기를 파악하면, 향후 환기 조건에 따른 적정 환기방법과 주기를 파악해서 제시할 수 있다.

무선공유기가 가까이 설치된 경우에 에어가드K는 비교적 높은 전송율을 보였고 무선공유기로부터 거리가 먼 경우에는 전송율이 낮았다. 센싱 후 시스템에서는 자료의 저장이 안되고 바로 서버로 보내지기 때문에 인터넷 상태가 고르지 못하면 자료를 잃게 될 수 있기 때문에 안정적으로 정보전달이 될 수 있도록 자료전송 시스템을 갖춰야 할 것이다.

3. 환경보건 안심서비스 적용을 위한 시범연구 제안

다양한 계층에서 환경보건 안심서비스를 시행하기 위해 민감계층과 취약계층의 활동공간에서 장시간 환경모니터링을 수행하는 시범사업을 할 필요가 있다. 이 시범사업은 다양한 활동공간에서 적용성을 평가하고, 활동공간 내 유해인자 노출과 관련된 인자들을수집해야 한다. 지속적인 모니터링을 통해 상호연계형 정보 교류가 가능한 안심서비스 구축을 위해 시범연구를 제안하였다. 시범연구의 주요 내용은 다음과 같다.

❍ 민감·취약계층 활동공간에서 환경오염 모니터링 및 정보관리 체계 평가
- 민감계층 활동공간, 취약계층 주거공간에서 지속적인 모니터링 적용성 및 안정성 평가
- 수집된 장기간 자료의 지속적인 저장·분석 등 처리 기법 개발
- 법적 관리기준과 연계하는데 필요한 기술 수준 평가 및 향후 개발 필요 분야 제시
❍ 활동공간 내 환경노출 및 관련 건강정보의 수집·체계 개선 등에서 활용방안 검토와 마련
- 개인활동 패턴, 노출 관련 정보 수집 방법 개발 및 정보의 수용성과 이용성 평가
- 활동공간별 노출 영향 인자 발굴
- 관련 정보수집 방법의 수용성과 타당성 평가
❍ 건강보호 정보 제공 등 인터벤션을 통한 효과분석 및 소통방안 도출
- 오염수준별, 유해인자별 개인단위 노출 저감 행동요령, 시설관리 대응 정보 내용과 제공 방법 개발
- 대상별 위해정보 전달 방법 및 체계 연구
- 이해당사자별 환경모니터링 전달 방법 및 체계 마련
❍ 민감계층 활동공간 이해관계자의 환경보건서비스 중요성에 대한 인식을 확산시키기 위한 방안 연구
- 민감계층 활동공간 이해관계자들의 환경보건에 관한 인식도, 수요도 조사 및 의견 수렴
- 이해관계자들의 안심 사업 이해도를 높이고 사업을 활성화하기 위한 방안 마련

4. 민감계층 활동공간 환경보건 안심서비스(가칭) 종합기획 제안

민감계층에 환경보건 안심서비스를 시행하기 위해 (1) 실시간 환경모니터링 기술, (2) 빅데이터 활용 및 진단평가 기술, (3) 국민체감형 안심서비스 기술이 필요하다. 이들 기술 개발은 안심서비스 역량강화를 위한 1단계와 맞춤형 서비스 체계 구축 및 적용의 2단계로 나누어 실행 로드맵을 제시하였다.

1단계 : 안심서비스 역량 강화
(1) 환경보건 안심서비스 수요 및 인식도 파악
(2) 실시간 환경측정 및 자료 전송시스템 핵심기술 개발
(3) 빅데이터 분석을 통한 환경보건지수 개발
(4) 활동공간 특성별 유해인자 노출 수준에 대한 관리 방안 마련

2단계 : 맞춤형 안심서비스 구축 및 적용
(1) 환경보건 안심서비스 컨텐츠 개발
(2) 위해소통 방안 마련과 위해인자 정보전달 체계 구축
(3) IoT 기반 대상별 맞춤 환경보건 안심서비스 플랫폼 개발
(4) IoT 적용 환경보건 안심서비스 제공

(출처:요약문 p.5)

목차 Contents

• 표지 ... 1제출문 ... 2요약문 ... 3목차 ... 12그림목차 ... 15표목차 ... 17I. 서론 ... 19 제 1절. 연구배경 및 목적 ... 19 1. 연구배경 ... 19 2. 민감계층의 환경과 건강 ... 20 3. 환경보건 서비스 ... 21 4. IoT 기술을 활용한 환경보건 서비스 ... 24 5. 연구목적 ... 31II. 연구 내용 및 추진체계 ... 32 제 1절. 연구내용 ... 32 1. 어린이 활동공간 공기질 현황 분석과 위해소통 방안 마련 ... 32 2. 모니터링 시스템 고도화와 현장 적용성 평가 ... 32 3. 환경보건 안심서비스 적용을 위한 시범연구 제안 ... 32 4. 민감계층 활동공간 환경보건 안심서비스 실행 로드맵 ... 32 제 2절. 연구추진체계 및 연구진 구성 ... 33 1. 연구추진체계 ... 33 2. 연구진 구성 ... 36Ⅲ. 어린이 활동공간 현황 분석과 위해소통 방안 마련 ... 37 제 1절. 어린이집 유해인자 노출현황 파악 및 분석 ... 37 1. 연구 방법 ... 37 2. 어린이집 유해인자 노출 현황 파악 및 분석 ... 37 3. 어린이집 실내공기질에 영향을 미치는 요인 분석 ... 44 4. 어린이집 실내공기질 관리 현황 및 인식조사 ... 54 제2절 실내환경 오염도 특성 ... 63 1. 입자상 오염물질 ... 63 2. 가스상 오염물질 ... 64 3. 미생물과 알레르겐 ... 64 4. 폼알데하이드와 그 밖의 유기화합물 ... 65 5. 담배 연기 ... 65 6. 라돈 ... 65 제3절 어린이집 위해소통 방안 마련 ... 67 1. 배경 및 필요성 ... 67 2. 연구 방법 ... 68 3. 카롱이 활용 캐릭터 개발 ... 70 4. 맞춤형 콘텐츠 방향 제시(어린이用 및 교사用) ... 76Ⅳ. 실시간 환경 모니터링 시스템 고도화 및 적용성평가 ... 88 제1절 모니터링 시스템 고도화 ... 88 1. PM 센서 ... 88 2. 재실자 센서 ... 104 제2절 현장 적용성 평가 ... 107 1. 어린이집 개요 ... 107 2. 현장평가 계획 ... 107 3. 환경인자별 센서 성능 평가 ... 108 4. 정보전달 능력 평가 ... 116Ⅴ. 환경보건 안심서비스 적용을 위한 시범연구 제안 ... 118 제1절. 시범연구의 필요성과 목적 ... 118 1. 다양한 활동공간에서 적용성 평가 확대 ... 118 2. 유해인자 노출 영향인자와 건강영향 인자들 수집의 필요성 ... 119 3. 환경보건 안심서비스 인지도·요구도 확산 ... 120 제2절. 시범연구 내용 ... 121 1. 민감·취약계층 활동공간에서 환경오염 모니터링 및 정보관리 체계평가 ... 121 2. 활동공간 내 환경노출 및 관련 건강정보의 수집·체계 개선 등에서의 활용방안 검토와 마련 ... 121 3. 건강보호 정보 제공 등 인터벤션을 통한 효과분석 및 소통방안 도출 ... 121 4. 민감계층 활동공간 이해관계자의 환경보건서비스 중요성에 대한 인식을 확산시키기 위한 방안 연구 ... 122 5. 역학 연구 등 기존 환경보건 조사·연구 체계 개선에 관한 활용방안 마련 ... 122 제 3절. 추진일정 및 예산 ... 123 1. 연구수행 일정 ... 123 제 4절. 기대효과 및 활용방안 ... 124 1. 연구 내용별 기대효과 ... 124 2. 활용방안 ... 125Ⅵ. 민감계층 활동공간 환경보건 안심사업(가칭) 종합 기획제안 ... 126 제 1절. 민감계층 환경보건 안심 서비스 추진 배경 ... 126 1. 국민 공감·체감형 환경보건 사업의 필요성 ... 126 2. IoT 기반 환경모니터링 시스템 개발 필요성 ... 127 제 2절. 민감계층 활동공간 환경보건 안심서비스(가칭) 내용 ... 129 1. 환경보건 안심서비스 시행의 필수요건 ... 129 2. 환경보건 안심서비스 체계 ... 131 3. 환경보건 안심서비스 구성 주체와 역할 ... 132 4. 안심서비스 시행을 위해 필요한 기술개발 내용 ... 132 제 3절. 환경보건안심 서비스 추진 계획 ... 134 1. 민감계층 환경보건 안심서비스 실행 로드맵 ... 134 2. 환경보건 안심서비스 추진체계 및 일정 ... 136 제 4절. 기대효과 및 활용방안 ... 137 1. 추진단계별 기대효과 ... 137 2. 활용방안 ... 137Ⅶ. 결론 ... 138Ⅷ. 참고문헌 ... 144Ⅸ. 부록 ... 148끝페이지 ... 157