http://dx.doi.org/10.15250/joie.2015.14.4.315 ISSN 2288-923X (Online)
악취강도와 지방산 화합물 및 i-뷰틸알코올 농도와의 상관관계와 배출허용기준의 적정성 연구
한진석1*·김선태2
1안양대학교 환경에너지공학과, 2대전대학교 환경공학과
A study on the adequacy of the regulation standards and the correlation between odor intensity and the concentration of fatty acids, i-butyl alcohol
Jin-Seok Han1*·Sun-Tae Kim2
1Department of Environmental and Energy Engineering, University of Anyang
2Department of Environmental Engineering, University of Daejeon
(Received 29 October, 2015; Revised 4 December, 2015; Accepted 11 December, 2015)
Abstract
This study aims to evaluate the relationship between concentration and odor intensity using the odor sensory method for 4 types of fatty acid compounds and i-butyl alcohol. For the measurement, 18 panelists were selected based on several criteria through a panel test. Panelists chosen for their closely similar sensitivities provided more reproducible values. The estimation showed that the correlation of the concentration with odor intensity for the 5 compounds, including the fatty acid compounds and i-butyl alcohol can be reasonably expressed by the Weber-Fechner equation.
Notably the standards regulation fatty acid concentrations are very strict, and the butyl acetate standards are very loose. It is suggested than the results of this study can be used as basic data for research on measures to improve the regulation standards on complex odor concentrations on site boundaries in operation, as well as the correlation between concentration and odor intensity for the designated foul odor substances, and their characteristics.
Keywords : Designated foul odor substances, Fatty acid, i-butyl alcohol, Ketone, Odor intensity
1. 서 론
국민들의 생활수준 향상과 쾌적한 환경에 대한 관심 의 증대로 인하여 악취를 포함한 생활환경 문제에 대한 관심과 민원이 증가하고 있다. 이에 따라 환경부에서는 복합악취와 함께 황화합물, 알데하이드류, 암모니아, 아민류, 그리고 휘발성유기화합물질(VOCs)등 22종 악 취함유화합물을 지정악취물질로 지정하고 농도기준을 설정하여 병행 관리하는 규제 정책을 시행하고 있다 (MOE, 2004, 2005).일반적으로 악취의 세기(강도)를 측정하는 관능시험법은 현장에서 측정하는 직접관능법
과 현장에서 시료를 채취한 후 실험실에서 시료를 단 계별로 희석하여 관능 시험하는 공기희석관능법이 사 용되고 있다(ASTM, 1978, 2005; JMOE, 1989; MOE, 1998, 2005; Yang, 2002; AQBIDNR. 2005). 직접관능 법은 주관적인 판단의 개입과 냄새에 대한 순응, 피로 등에 의해서 결과의 객관성에 대한 문제점이 지적되고 있어 많은 나라에서 주시험법으로 공기희석관능법을 활용하고 있는 실정이다(ASTM, 1978; JMOE, 1989;
MOE, 2005; NIER, 2006a, 2006b).
현행 악취방지법에서 개별 악취물질의 농도기준을 적용하는 지정악취물질별 규제는 부지경계선에서 적용 되지만 희석배수에 의한 복합악취 규제는 부지경계선 뿐만 아니라 배출구에서도 적용된다(MOE, 2004, 2005). 지정악취물질의 농도규제의 도입은 악취배출원
*Corresponding author
Tel : +82-31-463-1292 E-mail : [email protected]
이 밀집되어 있는 공업지역에서 악취의 배출원을 확인 하는 판단 자료를 마련하고 인과관계를 보완하기 위한 방안으로 확충된 것으로 이해된다. 따라서 지정악취물 질의 농도에 의한 규제는 별도의 독립적인 의미보다는 복합악취를 보완하기 위한 규제 방식으로 이해되어야 될 것이다. 그러나 지자체의 실질적인 악취 지도업무에 서 기기분석에 의한 물질농도의 어려움 때문에 물질농 도에 의한 규제보다는 공기희석관능법에 의한 희석배 수 규제가 더 실제적으로 활용되고 있다(NIER, 2006b). 또한 도입 취지에 부합되도록 주시험법에 준하 는 공기희석법에 의한 기준에 대한 물질농도의 기준치 의 적합성과 희석배수와의 상관관계에 대한 적정성이 검토되어야 될 것이다. 복합악취에 대한 악취강도와 희 석배수간의 실험자료를 바탕으로 한 상관관계 및 물질 농도와 희석배수와의 상관관계에 대해서는 일부 시험 결과가 보고된 바 있다(Park et al., 2009a, 2010; Han and Park, 2010, 2012a, b). 이에 반하여 현행 악취방지 법에 의해서 부지경계선에서 적용되고 있는 물질별 물 질농도와 악취강도와의 관계나 배출허용기준으로 설정 된 물질농도 수준의 적정성에 대한 검토 보고는 매우 미흡한 상태이며, 4종의 황화합물과 암모니아, 트라이 메틸아민, 5종의 알데하이드, 3개의 방향족 탄화수소와 2개의 케톤류, 뷰틸아세테이트, 총 17개의 물질에 대한 검토 결과가 보고된 바 있다(Han and Park, 2012c;
Han and Kim, 2015). 따라서 본 연구에서는 4개의 지 방산과 아이소뷰틸알코올, 총 5개의 물질에 대하여 한 국인의 후각을 이용하여 측정한 악취강도와 개별 물질 별 농도간의 상관관계를 살펴보고 배출허용기준으로 설정된 물질농도의 적정성을 검토하고자 하였다.
2. 연구 방법
2.1 지정악취물질 농도별 악취강도 실험방법
지방산 가운데서 지정악취물질로 지정되어 있는 프 로피온산, n-뷰틸산, n-발레르산, i-발레르산과 아이소 뷰틸알코올을 실험 대상으로 선정하였다. 물질농도 수 준별 악취강도를 측정하기 위하여, 악취공정시험방법 에서 제시하는 악취판정인 선정절차에 따른 판정인 선 정실험(ASTM, 1978)과 악취강도에 대한 절대지표를 보완하기 위해 개발한 한국의 6단계 악취강도대조군 (KOREA Odor Intensity Reference Scale, KOIRS) 실 험을 통과한 18명을 악취 판정인으로 선발하였다 (NIER, 2006a; Park and Han, 2009b, Park et al., 2009c). 개별 패널에 대해서 악취공정시험기준의 선정 평가 과정으로 진행하였다. 악취판정원(패널) 선정 평
가를 진행하여 남자 7명, 여자 16명으로 구성된 23명 의 합격 패널을 확보하였고, 6인 1조로하여 3개의 패 널그룹을 확보하였다(Han and Kim, 2015).
지정악취물질 중 연구대상 항목인 지방산 4종과 아 이소뷰틸알코올은 표준물질(Rigas, Korea)을 이용하여 악취물질별로 악취강도 2~4도 범위를 고려하여 무취공 기로 희석하여 다른 농도 6개를 준비하여 농도 수준별 로 관능법을 실시하여 각각의 악취강도를 산정하였다 (Park et al., 2009a, 2010; Han and Park, 2010; Han and Kim, 2015)).
2.2 물질농도와 악취강도와의 관계
악취강도와 물질농도 사이에는 식 (1)과 같이 대수 비례관계로 표현되며 이를 웨버-페히너(Weber-Fech- ner)법칙이라 한다(Han and Park, 2012b).
I = A·log C + B (1)
식 (1)에서 I는 악취강도, C는 개별물질의 물질농도, A는 물질별 상수, B는 상수로 표현된다.
악취강도 0~5도의 범위에 해당하는 개별 물질의 농 도 수준별로 관능법을 실시하여 각각의 물질농도와 악 취강도를 식 (1)에 적용하면 물질별 농도와 악취강도의 관계식을 구할 수 있다.
3. 결과 및 고찰
3.1 아이소뷰틸알코올의 농도와 악취강도 실험결과 아이소뷰틸알코올 농도를 0.3~102 ppm 범위에서 6 개 시료를 만들어 악취판정인 선정 실험을 통과한 18 인, 3조에 의하여 3반복하여 감지된 악취강도 측정결 과를 조별로 평균하여 Table 1에 정리하였다. 실험결과 는 개인별 차이는 물론, 조별 평균값에서도 차이를 나 타내고 있다. 아이소뷰틸알코올 농도 0.3 ppm과 3.4 ppm, 34 ppm 에 해당하는 조별 악취강도의 평균치는 Table 1. Measurement results of odor intensity according to the concentration of i-butyl alcohol
Concentration (C)
ppmv log C Odor intensity (I) Group 1 Group 2 Group 3 102.0 2.01 5.0 5.0 5.0
34.0 1.53 4.4 4.6 4.1 10.2 1.01 3.3 3.9 3.3 3.4 0.53 2.1 3.0 2.6 1.0 0.01 1.2 2.1 1.9 0.3 -0.47 0.9 1.3 1.2
각각 0.9~1.3, 2.1~3.0, 4.1~4.6으로 나타났다. 물질농도 가 10배, 100배 증가 시에 악취강도는 각각 1.2~1.7, 2.9~3.5 증가하였다.
아이소뷰틸알코올 물질농도의 증가에 대하여 악취 강도가 증가하지만 조별로 약간의 차이를 나타내고, 단순한 선형 비례관계로 증가하는 모습을 나타내지는 않았다.
3.2 지방산 4종의 물질농도와 악취강도 실험결과 지방산의 프로피온산은 0.02 ppm~4.9 ppm 범위의 6 개 시료, n-뷰틸산은 0.006 ppm~6.27 ppm 범위의 6개 시료, n-발레르산은 0.01 ppm~4.67 ppm 범위의 6개 시
료, 아이소발레르산은 0.004 ppm~4.3 ppm 범위의 6개 시료에 대하여 3개조 18인에 의하여 3반복하여 감지된 악취강도 측정결과를 조별로 평균하여 Table 2~5에 정 리하였다. 실험결과는 개인별 차이는 물론, 조별 평균 값에서도 차이를 나타내고 있다. 프로피온산 농도 0.05 ppm과 0.49 ppm, 4.9 ppm에 해당하는 조별 악취강도 의 평균치는 각각 1.0~1.5, 3.3~3.6, 5로 나타났다. 물 질농도가 10배, 100배 증가 시에 악취강도는 각각 1.8~2.6, 3.5~4.0 증가하였다. n-뷰틸산 농도 0.006 ppm, 0.06 ppm과 0.63 ppm에 해당하는 조별 악취강도의 평 균치는 각각 1.9~2.1, 3.5~4.0, 5.0으로 나타났다. 물질 농도가 10배, 100배 증가 시에 악취강도는 각각 1.4,
Fig. 1. The correlation with material concentration (C) and odor intensity (I).
2.9~3.1 증가하였다. n-발레르산의 경우는 0.05 ppm과 0.47 ppm에 해당하는 조별 악취강도의 평균치는 각각 3.4~3.8, 4.4~4.8로 나타났다. 물질농도가 약 10배 증가 시에 악취강도는 0.6~1.3 증가하였다. 아이소발레르산 의 경우는 농도 0.004 ppm과 0.04 ppm, 0.43 ppm에 해 당하는 조별 악취강도의 평균치는 각각 1.5~2.1, 3.0~
3.3, 4.2~4.5로 나타났다. 물질농도가 약 10배, 100배 증가 시에 악취강도는 각각 1.2~1.5, 2.1~3 증가하였다.
동 농도 범위 내에서 농도 증가에 대한 악취강도의 증 가는 비선형적인 관계로 악취강도와 물질농도와 관계 는 식 (1)과 같은 대수 비례를 갖고 있는 것을 시사하 고 있다.
3.3 아이소뷰틸알코올의 물질농도와 악취강도 상관관계 물질농도와 악취강도의 관계는 식 (1)에서와 같이 악취강도와 물질농도의 log 값이 직선관계를 갖게 된 다(Han and Kim, 2015). 따라서 아이소뷰틸알코올 물 질농도별 악취강도의 실험결과와 물질농도에 log를 취 한 값을 Fig. 1에 나타내었다.
물질농도와 악취강도의 상관관계를 나타낸 식 (1)의 물질별 상수(기울기)값은 아이소뷰틸알코올 1.6443으 로 나타났다. 상대적으로 물질농도 증가에 대해 관능적 으로 느끼는 냄새세기를 나타내는 악취강도의 증가율 이 매우 큼을 알 수 있으며, 상관관계식의 결정계수가 약 0.99 이상으로 물질농도와 악취강도와의 관계를 잘 설명하고 있는 것으로 판단된다.
3.4 지방산 4종의 물질농도와 악취강도 상관관계 지방산 4종의 물질농도별로 관능법으로 측정한 악취 강도의 실험결과를 이용하여 악취강도와 물질농도에 log를 취한 값을 사용하여 Fig. 1에 나타내었다. 악취강 도 실험 결과를 나타낸 Table 2~5에서 실험 농도의 설 정이 너무 큰 것으로 나타난 것으로 악취강도가 5 이 상인 것으로 추정되는 측정결과를 제외하고 식 (1)을 이용하여 물질별 농도와 악취강도의 관계식을 구하였 고 그 결과는 Table 6과 같다.
악취강도와 물질농도의 상관관계를 나타낸 식 (1)의 물질별 상수(기울기)값은 프로피온산 1.8792, n-뷰틸산 1.4621, n-발레르산 1.1777, i-발레르산 1.2645으로 나 타났다. 물질별 상수(기울기) 값이 약 1.5를 상회하는 프로피온산과 n-뷰틸산 경우는 물질농도 증가에 대해 관능적으로 느끼는 냄새세기를 나타내는 악취강도의 증가율이 매우 큼을 알 수 있으며, 1.3 보다 낮은 값을 갖는 n-발레르산(1.1777), i-발레르산(1.2645) 경우는 물질농도 증가에 비하여 관능적으로 느끼는 냄새세기
의 증가율이 상대적으로 작은 것을 시사하고 있다. 상 관관계식의 결정계수는 약 0.99 수준 이상으로 물질농 Table 2. Measurement results of odor intensity according to the concentration of propionic acid
Concentration (C)
ppmv log C Odor intensity (I) Group 1 Group 2 Group 3 4.90 0.69 5.0 5.0 5.0 1.63 0.21 4.8 4.0 4.0 0.49 -0.31 3.6 3.3 3.3 0.16 -0.79 2.0 2.3 2.3 0.05 -1.31 1.0 1.5 1.5
0.02 -1.79 - - -
Table 3. Measurement results of odor intensity according to the concentration of n-butyric acid
Concentration (C)
ppmv log C Odor intensity (I) Group 1 Group 2 Group 3 6.27 0.80 > 5.0 > 5.0 > 5.0 0.63 -0.20 5.0 5.0 5.0 0.21 -0.68 4.7 4.6 4.4 0.06 -1.20 3.5 4.0 3.5 0.02 -1.68 2.5 3.0 2.5
0.00 -2.68 1.9 - 2.1
Table 4. Measurement results of odor intensity according to the concentration of n-valeric acid
Concentration (C)
ppmv log C Odor intensity (I) Group 1 Group 2 Group 3 4.67 0.67 > 5.0 > 5.0 > 5.0 1.56 0.19 5.0 5.0 5.0 0.47 -0.33 4.5 4.8 4.4 0.05 -1.33 3.4 3.5 3.8 0.02 -1.81 2.5 3.0 2.9 0.01 -2.33 2.0 2.5 1.5
Table 5. Measurement results of odor intensity according to the concentration of i-valeric acid
Concentration (C)
ppmv log C Odor intensity (I) Group 1 Group 2 Group 3 4.30 0.63 > 5.0 > 5.0 > 5.0 1.43 0.16 5.0 5.0 5.0 0.43 -0.37 4.2 4.5 4.5 0.04 -1.37 3.3 3.0 3.0 0.01 -1.84 2.6 2.5 2.5 0.00 -2.37 2.1 1.8 1.5
도와 악취강도의 관계를 잘 설명하고 있는 것으로 판 단된다.
또한 Table 6에 Han and Kim (2015)에 의해 기보고 된 자일렌 등 3종의 방향족탄화수소와 케톤 및 에스테 르류 화합물 지정악취물질에 대한 관계식을 나타내었 다. 10종의 지정악취물질별 상수(기울기)값의 범위는 1.1777~1.8792으로 물질별로 상수 값이 다양한 분포를 보이고 있다.
Table 6에는 10개 지정악취물질별 물질농도와 악취 강도 상관관계식에 대한 일본의 연구 결과(Nagata, 2003)를 살펴볼 수 있다. 일본의 연구에서는 dynamic olfactometry 에 의한 시험결과로 절대적인 수치의 직 접적인 비교에는 약간의 무리가 있을 수 있으나 물질 간의 상대적인 차이에 대해서는 참고가 될 수 있을 것 으로 판단된다. 지정악취물질의 물질상수 값은 0.79~
1.85 범위로 유사한 값들로 나타났으며, 메틸에틸케톤 의 물질상수가 1.85로 가장 크고, 아이소뷰틸알코올이 0.79로 10개 물질 중 가장 작은 값을 보였다. 이에 반 하여 한국인의 10개 물질의 시험결과에서는 프로피온 산 물질상수는 1.8792로 가장 크고, n-발레르산은 1.1777로 가장 작게 나타났다. 이는 양국 간에는 서로 예민하게 반응하거나, 둔감하게 반응하는 물질군이 서 로 상이하다는 것을 시사하는 것으로 판단된다. 지정악 취물질의 물질에 따라서 양국의 물질상수 값이 차이가 있으며 생활이나 식이습관 그리고 인종에 따라서 냄새 의 선호도나 취각 능력에 차이가 있다는 한 등(Han and Park, 2012c)의 보고와 일치하는 결과이다.
3.5 지정악취물질의 악취강도 변화에 따른 물질농도 변화 악취강도 변화에 따른 물질농도 변화를 살펴보기 위 하여 식 (1)로부터 식 (2)~식 (4)를 나타내었다(Han and Kim, 2015).
ΔI = Ii- Ii-j= j 일 때,
ΔI = Ii- Ii-j= AlogCi- AlogCi-j
= Alog (2)
식 (2)에서 I는 악취강도, A는 지정악취물질의 물질 상수(기울기), Ci는 악취강도 i 일 때의 물질농도, Ci-j은 악취강도 i-j일 때의 희석배수이다(Han and Kim, 2015).
ΔI = 1(j = 1)일 때,
= log (3)
= (4)
식 (2)은 식 (1)를 이용하여 악취강도 변화에 따른 물질농도 변화를 표현하였다. 식 (2)에서 악취강도 변 화(ΔI)가 1 일 때 식 (4)와 같이 표현할 수 있다. 위의 식 (4)을 이용하여 지정악취물질 5종에 대한 물질상수 (기울기) 값을 이용하여 악취강도 변화에 따른 물질농 도 변화를 Table 6에 나타내었다.
악취강도 1도의 변화를 유발하기 위해서는 10종의 Ci
Ci j– ---
1A
--- Ci Ci 1– ---
Ci
Ci 1– --- 10
1A ---
Table 6. The correlation equation of concentration with odor intensity and the concentration change rate for the change of odor intensity 1
No Material This study (Korea) Japan (Nagata, 2003) Y = A log (X) + B 101/A Y = A log (X) + B 101/A 1 m-Xylenea Y = 1.6226 log (X) + 2.2015 4.13 Y = 1.46 log (X) + 2.37 4.84 2 Toluenea Y = 1.4269 log (X) + 0.8440 5.02 Y = 1.40 log (X) + 1.05 5.18 3 Methyl ethyl ketonea Y = 1.5729 log (X) + 0.3051 4.32 Y = 1.85 log (X) + 0.149 3.47 4 Methyl isobutyl ketonea Y = 1.4254 log (X) + 1.3315 5.03 Y = 1.65 log (X) + 2.27 4.04 5 Butyl acetatea Y = 1.3706 log (X) + 3.7177 5.37 Y = 1.14 log (X) + 2.34 7.54 6 Propionic acid Y = 1.8792 log (X) + 3.8002 3.41 Y = 1.38 log (X) + 4.60 5.30 7 n-Butyric acid Y = 1.4621 log (X) + 5.3742 4.83 Y = 1.29 log (X) + 6.37 5.96 8 n-Valeric acid Y = 1.1777 log (X) + 4.8994 7.07 Y = 1.58 log (X) + 7.29 4.29 9 i-Valeric acid Y = 1.2645 log (X) + 4.8283 6.18 Y = 1.09 log (X) + 5.65 8.27 10 i-Butyl alcohol Y = 1.6443 log (X) + 1.8094 4.06 Y = 0.79 log (X) + 2.53 18.44 Y : odor intensity, X : concentration, aHan and Kim, 2015
지정악취물질은 3.41~7.07배 범위의 농도변화가 필요 하고, 프로피온산의 경우는 약 3.41배, 아이소뷰틸알코 올은 약 4.06배의 물질농도 변화가 필요한 것으로 나 타났다. 일본인 경우 10종 아이소뷰틸알코올(18.4배)을 제외하고는 3.47~8.27 배로 유사한 값을 나타냈다. 그 러나 물질별로 살펴보면 한국인의 경우 프로피온산 (3.41배), 아이소뷰틸알코올(4.06배) 농도변화에 대한 냄새세기의 변동이 크고, n-발레르산 농도변화에 대한 냄새세기 변동은 작으나, 일본인의 경우는 2개의 케톤 류의 농도 변화에 대한 냄새세기 변동이 큰 반면에 아 이소뷰틸알코올에 대한 냄새세기의 변동이 작은 것으 로 나타났다. 일본의 관계식에서 산정된 악취강도 1도 변화를 유발하는데 필요한 물질별 농도변화는 우리나 라의 경우와 유사한 분포를 보이나 전반적으로 우리나 라보다 약간 큰 값을 보이고 있다. 아이소뷰틸알코올 경우는 1도 변화에 요구되는 농도변화 배수가 일본인 경우 각각 약 18.4배, 우리나라는 4.06배로 각 약 4.53 배의 매우 큰 차이를 나타냈다.
3.6 지정악취물질 배출허용기준농도별 추정 악취강도 의 비교 검토
부지경계선에서 배출허용기준으로 규정하는 희석배 수는 준공업지역 15, 공업지역 20이며, 이는 과거 악취 강도 6단계 표시법에서 악취강도 2.5와 3에 해당하는 희석배수값이 설정된 것이다(Han and Park, 2012a, b).
또한 준공업지역과 공업지역에서 지정악취물질로 규정 된 지방산 4종, 방향족탄화수소 2종, 케톤류 2종, 뷰틸 아세테이트, 아이소뷰틸알코올, 총 10종의 물질농도 각
각의 배출허용기준은 Table 7과 같다. 이번연구에서 산 출한 지방산 4종과 아이소뷰틸알코올의 물질농도와 악 취강도의 관계식을 이용하여 배출허용기준 물질농도에 대하여 악취강도를 산정하였다. 또한 한 등에 의해 보 고(Han and Kim, 2015)된 2종의 방향족탄화수소, 케 톤류 2종, 뷰틸아세테이트에 대해서도 배출허용기준으 로부터 계산한 악취강도를 Table 7에 같이 정리하여 나타내었다.
배출허용기준을 기반으로 계산한 악취강도와 과거 악취강도 기준 설정 근거치인 준공업지역 2.5, 공업지 역 3 값과는 차이가 있음을 볼 수 있다. 프로피온산의 경우는 준공업지역 0.94, 공업지역 1.63으로 2.5와 3에 비해서 약 1.5 정도 낮은 값으로 프로피온산의 배출허 용기준이 엄격한 농도기준으로 설정되어 있는 것으로 판단되며, n-뷰틸산, n-발레르산, 아이소발레르산, 아이 소뷰틸알코올과 메틸이소부틸케톤의 경우도 농도 배출 허용기준이 악취강도 2.5와 3.0에 비하여 엄격한 수준 으로 설정되어 있는 것으로 판단된다. 뷰틸아세테이트 의 경우도 준공업지역 3.72, 공업지역 4.54로 기준농도 의 설정치가 높은 수준이고 다른 5가지 물질들의 기준 농도는 악취강도 2.5와 3 유사한 수준으로 설정되어 있는 것으로 판단된다. 이러한 결과는 희석배수와 물질 농도의 상관관계 연구에서 지적한 희석배수 15와 20에 해당하는 배출허용기준의 설정농도가 관계식으로부터 계산된 물질농도를 검토한 결과는 지정악취물질 기준 농도의 설정치가 일부는 낮게, 일부의 경우는 높게 설 정되어 있다는 보고(Han and Park, 2012a, b)와 일맥상 통하는 결과이다. 현행 지정악취물질에 대한 농도 기준 Table 7. Odor intensity calculated using equation (1) for material standards
Material Equation Stand1I Stand2II
Calculated Odor
Intensity (C.O.I) Ratio(C.O.I/O.Ib) Cal-1III Cal-2IV C.O.I/2.5 C.O.I/3.0 m-Xylenea Y = 1.6226 log (X) + 2.2015 51 52 2.20 2.69 0.88 0.90 Toluenea Y = 1.4269 log (X) + 0.8440 10 30 2.27 2.95 0.91 0.98 Methyl ethyl ketonea Y = 1.5729 log (X) + 0.3051 13 35 2.06 2.73 0.82 0.91 Methyl isobutyl ketonea Y = 1.4254 log (X) + 1.3315 51 53 1.33 2.01 0.53 0.67 Butyl acetatea Y = 1.3706 log (X) + 3.7177 51 54 3.72 4.54 1.49 1.51 Propionic acid Y = 1.8792 log (X) + 3.8002 50.03 50.07 0.94 1.63 0.38 0.54 n-Butyric acid Y = 1.4621 log (X) + 5.3742 50.001 50.002 0.99 1.43 0.40 0.48 n-Valeric acid Y = 1.1777 log (X) + 4.8994 50.0009 50.002 1.31 1.72 0.52 0.57 i-Valeric acid Y = 1.2645 log (X) + 4.8283 50.001 50.004 1.03 1.80 0.41 0.60 i-Butyl alcohol Y = 1.6443 log (X) + 1.8094 50.9 54.0 1.73 2.80 0.69 0.93 I: material standard in the semi-industry area, II: material standard in the industry area, III: odor intensity calculated for material standard in the semi-industry area, IV: odor intensity calculated for material standard in the industry area, aHan and Kim, 2015, bodor intensity in the semi-industry area and industry area
치는 악취문제에 대하여 우리나라와 비교적 유사한 접 근방법과 관리 제도를 갖고 있는 일본의 자료를 근거 로 하여 도출된 자료이며, 우리나라 국민들의 후각 특 성자료를 기초로 설정되지 못하였다는 제한점을 갖고 있다(NIER, 2006b). 이번 연구를 포함한 한 등의 결과 (Han and Park, 2010, 2012a, b, c; Park et al., 2010;
Han and Kim, 2015)는 향후 배출허용기준에 대한 재 검토시에 귀중한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단 된다. 그러나 본 연구결과는 10개 지정악취물질 개별 물질의 농도에 대한 악취강도를 산출한 결과이며, 실제 로 악취물질들이 혼재한 복합악취의 경우는 온·습도 등의 기상요소에 의한 영향과 물질별 결합·중화·상 승·상쇄효과 등에 의한 영향 때문에 개별 물질의 물질 농도에 대한 악취강도와는 다른 양상을 보일 수 있다 (Kim et al., 2010). 하지만, 우리나라 국민의 후각 특성 을 반영하여 지정악취물질의 물질농도에 대한 악취강 도를 실제 실험결과를 토대로 마련할 수 있었다는데 의미가 있으며, 향후 복합악취의 희석배수와 물질농도 와의 관계 및 악취강도와의 관계특성을 파악하는데 유 용한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
4. 결 론
본 연구에서는 현재 악취방지법에서 제시하고 있는 지정악취물질의 배출허용기준 중 지방산 4종과 아이소 뷰틸알코올, 총 5종의 각 개별적 물질농도와 6단계 악 취강도와의 관계를 살펴보고자 하였다. 개별적 물질농 도에 대하여 관능법에 의한 악취강도를 측정하였고 물 질농도와 악취강도의 상관관계 특성 및 관계식을 산출 하여 제시하였다.
1. 지방산 4종과 아이소뷰틸알코올, 총 5종의 물질농 도에 대한 악취강도 측정을 위하여 악취공정시험 기준에서 제시하는 판정인 선정실험을 통해 선발 된 판정인에 의해 5종의 지정악취물질의 물질농 도 수준별 악취강도를 측정하였다.
2. 지정악취물질농도와 악취강도의 상관관계는 Weber-Fechner 식에 의해 적합하게 표현되었으며, 각 물질의 물질별 상수 값을 제시하였다. 프로피 온산과 n-뷰틸산 경우는 농도 증가에 대한 악취강 도 증가율이 상대적으로 큼을 알 수 있었다.
3. 악취강도 1도의 변화를 유발하기 위해서는 10종 의 지정악취물질은 3.41~7.07배 범위의 농도변화 가 필요하고, 프로피온산의 경우는 약 3.41배, 아 이소뷰틸알코올은 약 4.06배의 물질농도 변화가 필요한 것으로 나타났다.
4. 배출허용물질농도를 기반으로 계산한 악취강도와 과거 관능법을 기반으로 설정한 악취강도와 비교 한 결과, 프로피온산의 경우는 준공업지역 0.94, 공업지역 1.63으로 2.5와 3에 비해서 약 1.5 정도 낮은 값으로 프로피온산의 배출허용기준이 엄격 한 농도기준으로 설정되어 있으며, n-뷰틸산, n-발 레르산, 아이소발레르산, 아이소뷰틸알코올과 메 틸이소부틸케톤의 경우도 농도 배출허용기준이 악취강도 2.5와 3.0에 비하여 엄격한 수준으로 설정되어 있는 것으로 나타났다. 뷰틸아세테이트 의 경우도 기준농도의 설정치가 엄격한 수준이고 다른 5가지 물질들의 기준농도는 악취강도 2.5와 3 유사한 수준으로 설정되어 있는 것으로 추정되 었다.
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