Ⅱ. 연구의 배경
2. 어린이집 및 유치원의 실내공기질 조사 결과 비교·평가
가. 대상시설 및 교육시설 실내공기질 오염물질 농도 특성 평가
1) 어린이활동공간 관련 ‘02~’17년 동안의 과제연구 대상별, 매체별분류(연구과제 DB)
실내공기질 관리정책(환경부, 2002)부터 휴대용 XRF를 이용한 서울시 학교 내 어린이용품 중 일부 유해물질 함량 조사(김규상‧박현경‧최길용‧임완령‧신규 진, 2017)까지 총 22가지의 연구 과제를 중심으로 어린이집 및 유치원의 실내공 기질 현황을 분석하여 정리하였다(부표 1-5 참고).
평가항목 (오염물질) 단위 Indoor Climate Category Max Values
S1 S2 S3
라돈 (Rn) Bq/㎥ 100 100 200
이산화탄소 (CO2) ppm 700 900 1200
mg/㎥ 1300 1650 2200
암모니아 및 아민 (NH3) ㎍/㎥ 30 30 40
폼알데하이드 (H2CO) ㎍/㎥ 30 50 100
총휘발성유기화합물(TVOC) ㎍/㎥ 200 300 600
일산화탄소 (CO) mg/㎥ 2 3 8
오존 (O3) ㎍/㎥ 20 50 80
냄새강도 3 4 5.5
미생물 No Maximum Value
비흡연자를 위한 담배연기 인지할 수 없어야 함
부유분진 (PM10) ㎍/㎥ 2 40 50
2) 국내 어린이활동공간 관련 환경유해인자 노출평가
연구과제 리스트에서 다루어진 유해물질과 노출경로(흡입, 섭위, 피부접촉)와 그에 따른 평가매질(공기, 먼지, 제품표면)을 정리하였다. 평가된 물질은 미세먼 지(PM10, PM2.5), 블랙카본(BC), 중금속(Metals), 알데하이드류(Aldehydes), 휘발 성유기화합물류(VOCs), 다환방향족탄화수소류(PAHs), 라돈(Rn), 알레르겐(Allerg ens), 프탈레이트류(Phthalates), 브롬화난연제류(PBDEs), 살충제류(Pesticides), 총 부육세균(TBC) 및 기타(SO2, NO2)물질이 평가되었다.
물질의 환경거동 특성을 감안하여 다매체노출이 가능한 물질의 경우(중금속 등) 공기, 먼지 및 제품표면을 함께 조사 및 분석한 것으로 현황을 정리하였다 (부표 1-6 참고).
3) 대상시설 및 교육시설 실내공기질 오염물질 농도 특성 평가
시설에 대한 실내공기질 오염물질 농도 특성 평가를 위해 ‘02~’17년 동안의 어린이활동공간 관련 과제연구들의 대상별·매체별 분류(연구과제 DB)표에서 언 급된 과제들 중 주요한 내용을 추려서 기술하고자 한다.
가) 어린이집 및 유치원의 PM10 농도 분포
어린이 위해성평가 관리를 위한 어린이시설 내 유해물질 오염 실태조사 사업 (환경부, 2008)에 따르면 국내의 경우 미세먼지, 미세먼지 중의 중금속, 휘발성 유기화합물, 알데히드류, 방염제류, 프탈레이트류, 농약류, 석면, 라돈, 낙하 및 부유세균에 대한 실태조사를 실시한 바 있다.
문헌에서 유치원과 어린이집에 대한 미세먼지(PM10)의 농도 분포는 69.57㎍/
㎥(유치원), 46.68㎍/㎥(어린이집)로 실내환경기준인 100㎍/㎥를 넘지 않는 것으 로 나타났다. 유치원은 실내환경기준에 대해 초과율이 22%가 나왔고, 어린이집 은 약 11%의 초과율로 유치원이 어린이집보다 상대적으로 높은 초과율로 조사 되었다. 이는 유치원의 경우 활동량이 다른 시설군보다 상대적으로 많기 때문인 것으로 판단된다.
〈표 Ⅱ-2-1〉PM10 농도분포
〈표 Ⅱ-2-2〉PM10의 건축 연수에 따른 농도 분포 (어린이집)
(5.49～91.67) 1 54.90 -21～40년 5 17.88±9.84
(7.08～33.20) 1 15.40
-유치원의 환기횟수 2, 4, 5회 이상의 경우 각각 10.0±11.3㎍/㎥, 89.2±157.3㎍/
(4.58～325.00) 1 18.30 20 5회 이상 34 78.29±96.80
(3.65～312.50) 5 89.57±116.55
(17.95～295.83) 25.64
나) 어린이집 실내공기 중 미세먼지, TBC, Fungi 측정 실태조사
어린이집의 미세먼지(PM10, PM 2.5), TBC, Fungi를 3개의 어린이집에서 측정 한 실태조사 결과를 제시하였다. “A사 에어컨용 공기청정기를 이용한 현장 성 능평가(고려대학교, 2013a)”의 내용이다.
〈표 Ⅱ-2-6〉측정대상 어린이집 시설현황
A어린이집 B어린이집 C어린이집
소재지 서울 성북구 안암동 서울 성북구 하월곡동 서울 성북구 상월곡동
설립일 1981년 1987년 1998년
크기 664m2 864m2 365.3m2
학급 및 원아 수 6학급(총 116명) 5학급(총 79명) 5학급(총 79명) 자료: 고려대학교(2013a). A사 에어컨용 공기청정기를 이용한 현장 성능평가, p. 4.
(1) A 어린이집 PM10, PM2.5 실태조사 결과(여름철 및 겨울철)
A어린이집의 여름철과 겨울철 미세먼지 농도 결과를 아래 <표 Ⅱ-2-7>와 같 다. 먼저 PM2.5의 경우 여름철의 평균 농도는 32.9, 겨울철 평균농도 72.3으로 여름철보다 겨울철이 약 120% 증가하는 경향으로 조사되었으며, PM10의 경우 여름철 평균 농도 61.4에서 겨울철 평균농도 113.0으로 약 84% 정도 증가하였 다. 따라서, 겨울철 농도의 증가는 난방 유지를 위한 환기 부족 및 밀폐된 실내 공간에서의 어린이들이 학습, 체육활동, 레크레이션 등 다양한 활동에 기인하는 것으로 판단된다.
〈표 Ⅱ-2-7〉A어린이집 미세먼지 측정 결과(여름 및 겨울) A
어린 이집
Oper.
time
PM2.5 PM10
Mean±S.D. Median N Mean±S.D. Median N
(여름)
0 30.5 ± 2.4 30.4 60 55.3 ± 9.8 52.6 60 1 32.7 ± 1.1 32.7 60 68.5 ± 18.8 67.4 60 2 32.3 ± 1.7 32.1 60 52.3 ± 10.1 50.4 60 3 31.1 ± 3.7 31.7 60 58.0 ± 21.1 56.0 60 4 40.2 ± 2.8 39.6 42 78.0 ± 8.6 78.7 42 Total 32.9 ± 4.0 32.5 282 61.4 ± 17.2 59.3 282
(겨울)
0 83.5 ± 8.6 83.1 60 125.8 ± 8.9 125.6 60 1 88.4 ± 5.3 89.4 60 119.6 ± 9.9 121.6 60 2 84.2 ± 3.6 81.8 60 132.8 ± 9.8 132.9 60
자료: 고려대학교(2013a). A사 에어컨용 공기청정기를 이용한 현장 성능평가, p. 16.
Mean±S.D. Median N Mean±S.D. Median N 3 66.0 ± 5.0 68.4 60 117.1 ± 15.4 115.8 60 4 42.5 ± 11.0 41.6 60 70.7 ± 16.2 65.6 60 5 68.0 ± 3.5 75.5 44 111.8 ± 15.7 115.6 44 Total 72.3 ± 15.0 78.6 344 113.0 ± 24.2 120.4 344
A어린이집 Type Oper. hr
Concen-tration Type Oper. hr Concen-tration (여름) TBC
(CFU/m3)
0 329.7 Airborne Fungi (CFU/m3)
0 263.7
1 286.4 1 184.6
3 220.4 3 258.1
자료: 고려대학교(2013a). A사 에어컨용 공기청정기를 이용한 현장 성능평가, p. 18.
Concen-tration Type Oper. hr Concen-tration
5 390 5 203.5
Average 306.6 Average 227.5
(겨울) TBC
Average 700.4 Average 34.6
B
Mean±S.D. Median N Mean±S.D. Median N
(여름)
자료: 고려대학교(2013a). A사 에어컨용 공기청정기를 이용한 현장 성능평가, p. 19.
Mean±S.D. Median N Mean±S.D. Median N 5 25.0 ± 0.7 25.0 14 86.2 ± 12.0 82.2 14 Total 23.6 ± 2.9 23.6 314 94.4 ± 26.5 92.6 314
B 어린
이집 Type Oper. hr
Concen-tration Type Oper. hr Concen-tration
Average 703.7 Average 90.4
자료: 고려대학교(2013a). A사 에어컨용 공기청정기를 이용한 현장 성능평가, p. 21.
Concen-tration Type Oper. hr Concen-tration
Average 537 Average 55.9
어린이집C Oper.
time
PM2.5 PM10
Mean±S.D. Median N Mean±S.D. Median N
(여름)
정리하여 나타낸 그래프이다. 여름철 미세먼지 결과에서는 측정 105분에 점심시 간이 시작되면서 미세먼지(PM10)가 증가하는 것으로 조사되었고, 이후 오후수 업이 시작되는 측정 180분 후부터 미세먼지의 농도가 급격하게 상승하는 것으 로 조사되었다. 겨울철 C어린이집의 미세먼지(PM10) 농도는 측정 30분 후부터 측정 200분까지 ‘다중이용시설 등의 실내공기질 관리법’의 실내공기질 유지기준 인 150㎍/㎥을 초과하였으며, 최대 농도는 187㎍/㎥로 나타나 실내공기 중 미 세먼지 오염이 높은 것으로 조사되었다. 그러므로 어린이집의 특성상 겨울철 환 기량이 감소되는 민감계층시설에 대하여 공기청정기 사용, 기계환기시설 도입 등의 관리가 필요하다.
자료: 고려대학교(2013a). A사 에어컨용 공기청정기를 이용한 현장 성능평가. p. 23.
〔그림 Ⅱ-2-1〕C 어린이집 미세먼지 실시간 측정 결과(여름 및 겨울)
아래 <표 Ⅱ-2-12>와 C어린이집의 총부유세균과 부유진균에 대하여 측정한 결과값을 정리하였다. 총부유세균(TBC)의 여름철 평균농도는 1469.7 CFU/㎥로 겨울철 평균농도 454 CFU/㎥보다 약 69% 감소하였다. 특히, 여름철 온도가 가 장 많이 상승하고, 어린이의 활동이 많은 측정 3시간 후 결과값은 2853.2 CFU/
㎥로 가장 높은 농도로 조사되었다. C어린이집의 여름철 총부유세균 농도는 다 중이용시설 등의 실내공기질 관리법의 실내공기질 유지기준 800 CFU/㎥보다 최고 약 3.5배 높게 나타났는데 이는 측정 당일 습도가 71RH%로 높게 나타나 습도가 영향을 주는 것으로 판단된다. 부유진균의 경우 여름철 평균 농도가 325.4 CFU/㎥였고, 겨울철 평균농도가 33.2 CFU/㎥로 나타났다. 부유진균의 경 우 부유세균과 같이 여름철 측정 3시간 후의 진균 농도가 395.2 CFU/㎥로 가장
높았다. 겨울철의 경우 온도 및 습도가 진균이 서식하기 좋지 않은 환경이 유지 되어 농도가 여름철보다 낮게 나타난 것으로 추정된다.
〈표 Ⅱ-2-12〉C 어린이집 부유세균 및 진균 농도(여름 및 겨울)
자료: 고려대학교(2013a). A사 에어컨용 공기청정기를 이용한 현장 성능평가. p. 24.
다) 어린이집 및 유치원 실내공기질 관리제도(부처별)
어린이집 유치원 실내공기질 조사 결과 비교·평가에 따른 실내공기질의 관리 제도(부처별)(환경부, 2014)을 살펴보면 실내공기질 오염현황(다중이용시설)은 최 근 3년간(‘11~’13년) 실내공기질기준(총 10개: 유지기준 5개, 권고기준 5개) 초과 율은 평균 7.0%로 나타났다. 또한 오염물질별 현황 중 미세먼지는 연평균 오염 도가 기준치(150㎍/㎥, 어린이집․의료기관 100㎍/㎥, 실내주차장 200㎍/㎥) 이내 이며, 어린이집에서 2008년에 70.5㎍/㎥에서 2013년에 49.3㎍/㎥으로 감소하였다.
자료: 환경부(2014). 실내공기질 관리 기본계획(2015~2019), p. 9.
〔그림 Ⅱ-2-2〕실내공기질 관리 기본 계획 – 미세먼지 (2015~2019) C
어린이집 Type Oper. hr Concentra
tion Type Oper. hr Concentra tion
(여름) TBC (CFU/m3)
0 791.2
Airborne Fungi (CFU/m3)
0 244.7
1 1210.6 1 280.8
3 2853.2 3 395.2
5 1023.8 5 380.7
Average 1469.7 Average 325.4
(겨울) TBC (CFU/m3)
0 607
Airborne Fungi (CFU/m3)
0 44.7
1 300.6 1 28.2
3 554.3 3 34.9
5 354.1 5 24.9
Average 454 Average 33.2
오염물질별 현황 중 이산화탄소의 연평균 오염도는 기준치(1,000ppm) 이내이 며, 어린이집에서 2008년에 610ppm에서 2013년에 589ppm으로 감소하였다.
자료: 환경부(2014). 실내공기질 관리 기본계획(2015~2019), p. 10.
〔그림 Ⅱ-2-3〕실내공기질 관리 기본 계획 – 이산화탄소 (2015~2019)
오염물질별 현황 중 총부유세균의 연평균 오염도는 기준치(800CFU/㎥) 이내 이며, 어린이집에서 2008년에 669CFU/㎥에서 2013년에 581CFU/㎥으로 감소하 였다.
자료: 환경부(2014). 실내공기질 관리 기본계획(2015~2019), p. 10.
〔그림 Ⅱ-2-4〕실내공기질 관리 기본 계획 – 총부유세균 (2015~2019)
라) 환경 개선방향 연구
구립A 496.3 0.012 0.052 0.00006 0.5
구립B 542.5 0.011 0.053 0.0059 0.4
구립C 797.8 0.0078 0.055 0.0074 0.3
구립D 760.1 0.025 0.047 0.005 0.4
구립E 591.9 0.0013 0.54 0.0067 0.1
구립F 563.7 0.008 0.044 0.009 0.1
구립G 623.3 0.0009 0.049 0.0087 0.2
구립H 791.1 0.0053 0.053 0.0042 0.3
구립I 689.1 0.0057 0.043 0.0046 0.2
구립J 119.4 0.035 0.025 0.008 0.2
사립A 781.2 0.016 0.041 0.0058 0.3
사립B 802.4 0.002 0.054 0.0042 0.5
사립C 489.4 0.0007 0.045 0.0086 0.3
사립D 728.5 0.0011 0.05 0.0044 0.4
사립E 721.2 0.0016 0.057 0.0078 0.3
사립F 273.9 0.025 0.05 0.0023 0.1
사립G 840.3 0.043 0.057 0.0078 0.3
사립H 252.2 0.001 0.06 0.0074 0.4
사립I 355.9 0.001 0.06 0.0016 0.2
사립J 268 0.012 0.015 0.0047 0.5
마) 오염물질의 특성과 환기
어린이집 실내공기 중 주요 오염물질의 특성 및 환기에 관한 연구(김상철·강 병창·이상욱·김기두·서원호·김종현, 2014)의 연구 자료를 바탕으로 볼 때 환기에 의하여 오염물질의 농도가 확연히 저감되는 것을 확인할 수 있었으며 환기시간 에 따라 농도 감소폭이 다름을 알 수 있었다. 오염물질의 농도변화는 계절보다 시설의 영향이 큰 것을 알 수 있었다. 온·습도 및 TAB, CO2의 농도를 측정을 위해 연면적 430m2 이상의 어린이집 중 5개소를 선정하여 춘·추계, 하계, 동계 (각각 5월, 8월, 12월)에 각 항목을 측정하여 계절에 대한 영향을 파악하였다(부 표 1-8, 부표 1-9 참고).
그 결과 환기 시간에 따른 이산화탄소, 총 부유세균의 농도는 감소하였고, 오 염물질의 농도 변화는 계절보다는 시설에 따라 차이를 보였으며(김상철·강병창·
이상욱·김기두·서원호·김종헌, 2014), 환기조건에 따른 변화도 주요하게 나타났다.
바）어린이집 및 유치원 실내공기질 실태조사
“우리나라 보육시설의 실내공기질 실태조사 연구(이호영·성남철·홍용석·윤동 원·손종열, 2010)”에서 보육시설 내 실내공기질을 파악하기 위하여 수도권 내 총 73개 보육시설(서울지역 27개소, 인천지역 21개소, 경기지역 25개소)을 대상 으로 측정·조사하였다. 측정 및 설문조사는 2009년 7월부터 2009년 10월까지 약 3개월 동안 실시하였으며, 측정 시간은 주로 아이들이 수업을 받거나 활동하는 주간 시간대로 설정하였으며 측정 결과는 다음과 같다. 조사 대상시설 중 47%
의 시설에서 기계 환기 장치 및 공기청정기가 설치되어 있었고, 곰팡이 유무는 21% 및 결로는 16% 등의 순으로 응답을 하였다. 주요한 오염의 특성의 미세먼 지 농도 분포를 살펴 본 결과, 31개 시설(전체의 42%)가 법정 유지 기준인 100
㎍/㎥을 초과하였으며, 총휘발성유기화합물(TVOC) 농도 분포로 살펴봤을 때 14 개 시설(전체의 19%)가 권고 기준인 400㎍/㎥을 초과하였다. 그 외에 폼알데하 이드 농도 분포에서 보면 6개 시설(전체의 8%)가 유지 기준인 100㎍/㎥을 초과 한 것으로 나타나고 있었다. 총부유세균 농도 분포 특성으로 시설 중 37개소(전 체의 51%)가 유지 기준인 800cfu/㎥을 초과하여 나타났다.