* Corresponding author. Tel : +82-2-2228-1898, E-mail : [email protected]
초등학교 실내 ․ 외 어린이활동공간에 대한 환경노출 연구
이청수 ․ 김호현 ․ 유승도1) ․ 이정섭1) ․ 장준영1) ․ 곽윤경 ․ 손혜림 ․ 임영욱＊ 연세대학교 환경공해연구소, 1)국립환경과학원 환경건강연구부 환경보건연구과
A survey of distribution for environment exposure in the activities space of elementary schools – Focused on PM10, PM2.5, Black Carbon, VOCs and
Formaldehyde
Chung-Soo Lee ․ Ho-Hyun Kim ․ Seung-Do Yu1) ․ Jung-Sub Lee1) ․ Jung-Young Chang1) Yoon-Kyung Gwak ․ Hye-rim Son ․ Young-Wook Lim＊
Institute for Environmental Research, Yonsei University College of Medicine, Seoul, Korea
1)Environmental Health Research Division, Environmental Health Research Department, National Institute of Environmental Research, Ministry of Environment, Incheon, Korea
Abstract
An elementary school is an important public place for children and it is where they spend most of their days. Ten elementary schools of environmental pollutants were measured in the classroom, playground and school zones (June 19 ~ Nov 1, 2012). Dust measurements of some schools were more indoor air.
Measurements of black carbon concentrations were higher overall school zones. Also, in the case of form- aldehyde, benzene and some environmental standards were exceeded. In the case of outdoor pollutants not statistically significant, but in some cars and vans that were correlated with pollutants. Thus, strategies and actions are necessary that will protect the health of children in schools from environmental pollutants.
Keywords : Elementary School, PM10, PM2.5, Black Carbon, VOCs, Formaldehyde
1. 서 론
민감계층에 대한 환경보건정책의 확대와 더 불어 어린이가 활동하는 주변 환경의 노출실태 파악 및 안전관리 강화가 요구되며, 환경오염에 민감한 어린이가 활동하는 공간 중 환경유해인 자의 노출 가능성이 높은 지역인 학교에 대한 어린이 건강보호를 위한 환경기준 강화에 대한 검토 필요성이 제기되고 있다. 대표적인 어린이 활동공간인 학교의 경우 통학로를 포함한 운동 장 및 교사 내 공간 등의 환경은 매우 민감한 문제로 대두되고 있다. 대기오염이 건강에 미치 는 영향에 대한 관심이 증가하면서 교통관련 오염이 어린이 천식의 악화 등과 같은 호흡기 질환 뿐 아니라 알레르기 항원의 감작 및 알레 르기성 질환의 발생에 관여한다는 연구가 제시 되고 있으며, 세계보건기구는 사람을 대상으로 한 연구와 동물실험 연구결과들을 종합하여 교 통관련 오염이 알레르기성 질환의 발생 위험을 증가시키고 알레르기 반응을 악화시킨다고 보 고하였다(WHO, 2005). 특히, 아동들의 경우 단 위 체중 당 폐의 면적이 작지만 상대적으로 성 인보다 더 많은 공기를 흡입하고 단위 폐 면적 당 노출되는 오염농도가 높다. 또한 아동들은 아직 폐가 발달 상태에 있고, 폐의 방어기전이 완전하지 않기 때문에 성인에 비해 더 대기오 염 노출에 취약하다(Bennett and Zeman, 2004;
Isabella et al., 2012). 도시지역의 경우 교통량이 증가하면서 배출되는 오염물질들이 지속적으로 증가하고 있어 만성 호흡기계질환이나 알레르 기성 질환의 주요한 위험인자로 지목되고 있다
(Ryan et al., 2005; McConnell et al., 2006). 특히 학교 교실의 경우 차량에서 배출되는 매연 등 의 외부공기 유입과 건축자제, 가구 등에서 발 생하는 휘발성유기화합물과 포름알데히드 등으 로 인한 오염으로 외부 공기보다도 더욱 오염 이 되는 경우도 있어 학교 교실은 보건학적으 로 중요한 인자이며 실내공기질 관리가 절실히 필요하다. 최근에는 교통수단에서 배출되는 대 기오염물질 중 블랙카본(Black Carbon, BC)과 알레르기성 질환 발생의 연관성에 관한 연구가 보고되고 있으며(Spira-Cohen et al., 2010; Patel et al., 2010; Spira-Cohen et al., 2011), BC는 경 유차 배출을 비롯하여 생물성 연소 등 불완전 연소에 의한 유해물질을 포괄적으로 대변할 수 있어 차량 배출 비중이 큰 도시에서 BC는 경유 차 배출의 지표로 활용되고 있다. 이와 관련하 여 최근 LA 지역을 대상으로 한 조사에 의하 면, 유해대기오염물질에 의한 추가 발암 위해 성의 83%가 경유차 배출 입자(diesel partic- ulate matter, DPM) 때문으로 보고되고 있다 (SCAQMD, 2008). 디젤 가스 배출을 포함한 교 통 관련 오염은 어린이 면역 장애를 가져오는 대표적인 위험 요인으로 알려져 있으며(Fedulov et al., 2008; Jerrett et al., 2008; Wang and Pinkerton, 2008), 초미세먼지(PM2.5), BC의 경우 미세먼지(PM10) 보다 크기가 훨씬 작기 때문에 폐포 깊숙이 침투해 심장질환과 호흡기질환 등 을 일으킨다(Richmond-Bryant et al., 2009; Elliott and Copes, 2011).
따라서 본 연구에서는 어린이들의 초등학교 에서 환경오염 노출 우려가 높은 공간인 교실
과 운동장, 학교주변 통학로의 환경유해인자 노 출요인을 조사 분석하여, 초등학교 시설의 환경 관리방안을 수립하기 위한 기초자료 제공에 그 목적이 있다.
2. 연구방법
2.1 연구내용
어린이 활동공간에서의 환경노출 실태 파악 을 위해 연구대상은 총 10개교의 초등학교를 선정하였다. 10개교의 중 8개교는 도심지역의 학교로 학교 주변에 오염원이 존재하거나, 6차 이상의 도로가 존재하여 교통량이 많은 학교로 이 중 5개교는 일반운동장, 3개교는 인조잔디운 동장을 사용하는 초등학교로 선정하였다. 나머 지 2개교의 경우 공단지역에 위치한 학교로 도 심지역과 마찬가지로 주변에 오염원이 있거나, 교통량이 많은 학교로 선정하였다.
본 연구에서는 최근 대기오염과 어린이들의 건강영향 등과 관련성이 있는 항목들로 PM10, PM2.5, BC과 기존에 초등학교 교실 내 오염물질 로 알려진 휘발성유기화합물(벤젠, 톨루엔, 에 틸벤젠, 자일렌), 포름알데히드로 선정하여 분 석하였다.
학교별로 교실-저층(2층), 교실-고층(4층), 운 동장, 통학로(스쿨존) 4지점을 2012년 6월19일
~ 11월 1일까지 조사하였으며, 학생들이 없는 여름방학기간에는 측정을 진행하지 않았다. 또 한, 학교주변 자동차의 교통량을 평가하기 위해 서 측정지점 중 통학로 지점에서는 교통량 조
사도 진행하였다.
2.2 연구대상 초등학교 선정기준
연구대상 10개교의 경우 학교 주변 특성을 확인하여 어린이 활동공간에서의 노출이 우려 되는 학교를 선정하여 조사를 진행하였다.
도심지역 일반운동장 5개교의 선정기준은 학 교 1의 경우, 학교 주변에 8차선 이상 도로가 있어 교통량이 많았고, 학교 정문 앞에 버스정 류장이 있었다. 학교 2의 경우, 학교 반경 300m 이내에 고속버스터미널과 고속도로 IC가 있었 고, 8차선 이상 도로가 있어 교통량이 많았다.
학교 3의 경우, 학교 반경 500m 이내에 여객터 미널과 물류센터가 있어 중장비 차량 및 화물 차량의 교통량이 많았으며, 정문으로부터 50m 이내에 주유소가 있었다. 학교 4의 경우, 학교 뒤편으로 시멘트 공장과 물류센터가 위치하고 있었고, 학교 앞 100m 이내에 자동차 전용도로 가 있었다. 학교 5의 경우, 학교 주변에 농산물 도매시장, 버스차고지 및 소규모공장 다수가 있 었고, 북쪽으로는 고속도로가 위치하고 있었다.
도심지역 인조잔디운동장 3개교의 경우, 학교 6은 반경 500m 이내에 공항입구가 위치해 있 고, 운동장 앞 8차선 이상 도로 및 버스정류장 이 있어 대형버스 등 교통량이 많은 학교였다.
학교 7의 경우, 학교 주변 오염원으로 소규모 금속공장과 도시고속철도가 있었고, 학교 앞 8 차선 도로가 존재하며 정문으로부터 100m 이내 에 주유소가 있었다. 학교 8은 학교 후문 앞 버 스정류장이 있는 학교로 선정하였다.
공단지역 학교인 학교 9의 경우 산업단지 내
위치하고 있어 중장비 차량 등 교통량이 많고 환경오염시설이 인접한 학교로 선정하였다. 마 지막 학교 10의 경우 공단지역에 위치한 학교 로써 반경 150m 이내 자동차 생산 공장이 있었 고, 학교 정문 100m 지점에 버스 정류장이 존 재하고 있었다.
2.3 측정 및 분석방법
학교별로 측정지점에서 미세먼지(PM10, PM2.5) 측정은 대기오염공정시험방법의 측정방법인 로 우볼륨 에어 샘플러법(Low volume air sampler method)을 이용하였다. 저용량 공기포집기 (mini-volume portable air sampler, Fimetrics Co., USA)에 PM10의 경우 흡입구 PM10 inlet을 장착 하였고, PM2.5의 경우 흡입구 PM2.5 inlet을 장착 하여 5 ℓ/min의 유량으로 24시간 동안 시료를 포집하였다. PM10 흡입구(PM10 inlet) ․ PM2.5 흡 입구(PM2.5 inlet)에 의해 입경이 10 ㎛ ․ 2.5 ㎛보 다 작은 입자는 충돌판에서 위로 흐르는 공기 의 흐름에 따라 포집 여지에 쌓이게 된다. 본 연구에서는 미량원소 성분 분석에 가장 적합한 재질로 알려진 cellulose nitrate membrane fil- ter(pore size 1.0 ㎛, Advantec Co., Japan)를 사용 하였고, 포집이 완료된 필터는 감도 10-6 g까지 함량이 가능한 전자저울 (CP-2P-F, Sartorius, Germany)을 사용하여 측정하였다.
블랙카본(BC) 측정은 실시간 BC 측정기인 Aethalometer(model AE42-7-ER-MC, Magee Scientific)를 이용하였다. Aethalometer는 2개의 파장(370, 880 ㎚)의 빛이 석영 필터에 채취된 입자에 의해 감쇄되는 정도를 각 파장별 질량
농도로 변환하여 BC 농도를 측정한다. 자외선 파장대인 370 ㎚와 표준 파장대인 880 ㎚의 차 이가 UV를 흡수하는 방향족 유기물의 농도를 나타낸다고 매뉴얼에 기술되어 있지만(K.
Madhavi Latha and KVS, 2003), 이와 관련하여 아직 연구는 진행 중이다. 그러므로 본 연구에 서는 표준파장대 880 ㎚의 농도를 사용하여 데 이터를 해석하였다. Aethalometer의 샘플링 유량 은 2 ℓ/min이었고, 5분 동안의 평균 농도를 연 속적으로 측정하였다.
VOCs 측정은 미국 Supelco사의 Tenax-TA 튜 브를 이용하여 시료를 포집하였다. 다중이용시 설 실내공기질관리법의 공정시험방법에 준하여 측정하였으며, 시료채취는 VOCs sampler MP-∑
30KN (SIBATA, Japan)를 이용하였다. 펌프 유 량은 실내에서 100 ㎖/min, 실외에서 200 ㎖/min 으로 유지하였으며, 미국 Agilent사의 GC/MSD 를 이용하여 분석하였다. 포름알데히드 시료채 취의 경우 aldehyde sampler model MP-∑100HN (SIBATA, Japan)를 사용하여 350 ㎎의 DNPH-sili- ca (1.0 ㎎ DNPH)를 충진한 1.0㎝(i.d.)×2.0㎝
(o.d.)×4.3㎝(total length)의 cartridge인 DNPH-sili- ca cartridge(Supelco, USA)에 오존의 간섭을 제 거하기 위한 0.46㎝(i.d.)×10㎝의 copper tube에 KI (Potassium iodide) 결정을 채운 오존 스크러버 카트리지(Ozone scrubber cartridge)를 DNPH-sili- ca cartridge 앞에 장착하여 0.5 ℓ/min의 유량으 로 30분 동안 시료를 채취하였다 (다중이용시설 실내공기질관리법의 공정시험방법에 준함). 채 취된 시료의 대한 분석은 HPLC alliance separa- tion module 2690/dual λ absorbance detector
2487 모델을 이용하였다.
학교 주변 통학로의 자동차의 평균 운행량을 파악하기 위해서 주야율(24시간 교통량에 대한 주간 12시간의 교통량의 비율)을 조사하였다.
본 조사는 특정기간 교통량 조사로써 1시간 당 15분씩 교통량 조사를 실시하였고, 학생들이 주 로 등교를 시작하는 오전 8시부터 오후 5시까 지 교통량을 비디오카메라를 통해 촬영 후 측 정 학교별 판독하였다.
2.4 통계분석
측정 된 학교별 실내․외 오염물질 농도 및 도 로변 교통량은 평균을 제시하였고, 도시지역 학 교, 도시지역-인조잔디 운동장 사용 학교, 공단 지역 학교 그룹 간 크루스칼 왈리스(Kruskall Wallis) 분석을 사용하여 통계적 유의성을 보았고, 실내․외 오염물질 농도와 도로변 교통량과의 상 관성을 보기 위해 단순상관분석(Pearson's simple correlation coefficient)을 실시하였다. 모든 자료 의 통계분석은 SPSS 20.0(Statistical package for the social science) 통계 package를 사용하였다.
3. 연구결과
3.1 미세먼지류 및 블랙카본 조사 결과 조사된 10개 초등학교의 대한 농도분포를 살 펴보면, PM10의 경우 교실 저층과 고층의 경우 모두 도심지역-인조잔디 운동장 학교 그룹의 3 개교 평균(73.9, 51.7 ㎍/㎥)이 가장 높았으며, 공 단지역(27.2, 26.3 ㎍/㎥)이 가장 낮게 조사되었
고, 운동장과 통학로의 경우는 도심지역 그룹의 5개교 평균(58.6, 58.9 ㎍/㎥)이 가장 높게 나타 났다. 24시간 대기환경기준인 100 ㎍/㎥을 초과 하는 경우는 없었다. PM2.5의 경우 교실 저층 (47.2 ㎍/㎥) 및 고층(42.9 ㎍/㎥)과 통학로(35.4
㎍/㎥)의 경우 도심지역-인조잔디 운동장 학교 그룹에서 가장 높았고, 운동장(32.6 ㎍/㎥)의 경 우 도심지역 학교 그룹에서 가장 높게 나타났 으며, 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 실내․
외 농도비를 확인하기 위해 교실 2지점의 평균 과 실외 지점인 운동장과 스쿨존 2지점의 평균 으로 실내․외 농도비를 확인하였다. PM10과 PM2.5의 실내․외 농도비를 확인한 결과 도심지 역-인조잔디 운동장 학교 그룹에서 모두 1.0을 넘었다(Table 1).
블랙카본의 측정 결과 교실 저층(3.38 ㎍/㎥) 및 고층(3.01 ㎍/㎥), 운동장(4.07 ㎍/㎥)의 경우 도심지역 학교 그룹에서 가장 높았다. 통학로 (6.43 ㎍/㎥)의 경우 도심지역-인조잔디 운동장 학교 그룹에서 가장 높은 것으로 나타났고, 전 체적으로 통학로 > 운동장 > 교실 저층 > 교실 고층 순으로 조사되었다(Table 2). 실내․외 농도 비의 경우 도심지역의 한 학교에서만 1.0을 넘 었고, 나머지 9개교의 학교에서는 모두 1.0이하 로 조사되었다. 블랙카본의 측정 시간 동안에 변화 패턴을 살펴보면 전체적으로 차량 통행 등의 영향으로 통학로에서 가장 농도의 변화 폭이 크게 나타났고, 다음으로 운동장에서 변화 폭이 크게 나타났다.
Classification Classroom(2F) Classroom(4F) Playground School zone I/O ratio
Urban areas
S1 1.03 1.49 2.46 4.20 0.4
S2 3.42 2.67 4.20 3.73 0.8
S3 5.24 4.76 5.34 7.34 0.8
S4 2.80 1.80 4.03 3.75 0.6
S5 4.42 4.34 4.31 3.41 1.1
Mean 3.38 3.01 4.07 4.49 0.7
Urban areas (artificial turf
playground)
S6 3.88 2.08 5.27 2.31 0.8
S7 3.87 2.42 3.26 10.83 0.4
S8 1.56 2.57 1.82 6.16 0.5
Mean 3.10 2.36 3.45 6.43 0.6
Industrial area
S9 3.19 1.03 3.62 4.06 0.5
S10 1.01 2.08 3.05 2.31 0.6
Mean 2.10 1.56 3.34 3.19 0.6
Table 2. Mean concentration of the Black Carbon at elementary schools. (Unit : ㎍/㎥) Classification Classroom(2F) Classroom(4F) Playground School zone I/O ratio
PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5
Urban areas
S1 51.8 23.5 48.3 19.4 49.7 28.9 59.5 27.2 0.9 0.8
S2 52.1 15.0 37.3 11.5 65.2 34.3 68.2 36.4 0.7 0.4
S3 38.1 20.6 34.2 27.0 59.7 29.2 55.5 35.5 0.6 0.7
S4 62.7 47.9 87.0 71.8 55.8 46.4 65.7 46.0 1.2 1.3
S5 23.7 21.6 31.9 17.9 62.8 24.0 45.7 17.3 0.5 1.0
Mean 45.7 25.7 47.7 29.5 58.6 32.6 58.9 32.5 0.8 0.8
Urban areas (artificial turf
playground)
S6 49.6 33.6 26.1 21.1 35.1 35.8 33.1 27.0 1.1 0.9
S7 98.2 73.8 76.7 69.0 80.8 9.4 77.0 42.0 1.1 2.8
S8 73.8 34.1 52.4 38.6 36.9 21.1 41.4 37.3 1.6 1.2
Mean 73.9 47.2 51.7 42.9 50.9 22.1 50.5 35.4 1.2 1.6
Industrial area
S9 31.4 20.5 29.0 14.7 58.4 54.2 47.7 19.3 0.6 0.5
S10 22.9 8.4 23.5 7.8 22.5 31.2 21.0 14.7 1.1 0.4
Mean 27.2 14.5 26.3 11.3 40.5 42.7 34.4 17.0 0.7 0.4
Table 1. Mean concentrations of the PM10 and PM2.5 at elementary schools. (Unit : ㎍/㎥)
a) Urban area group elementary schools
b) Urban area(artificial turf playground) group elementary schools
c) Industrial area group elementary schools Fig. 1. Distribution of Black carbon concentrations.
Classification Classroom(2F) Classroom(4F) Playground School zone I/O ratio Ben Tol Eth Xyl Ben Tol Eth Xyl Ben Tol Eth Xyl Ben Tol Eth Xyl Ben Tol Eth Xyl
Urban areas
S1 2.0 120.91 1.55 8.28 1.55 139.65 9.47 8.17 0.44 40.18 7.94 2.02 2.96 83.26 7.60 7.05 1.1 2.1 0.7 1.8 S2 0.3 124.45 0.18 6.30 1.81 128.96 1.06 6.99 5.2 75.90 4.02 4.01 4.14 83.51 4.93 4.42 0.2 1.6 0.1 1.6 S3 4.0 167.76 7.38 9.36 5.1 160.49 6.83 9.52 7.4 176.66 9.28 7.42 5.52 160.99 7.80 7.15 0.7 1.0 0.8 1.3 S4 6.3 129.46 6.57 8.35 4.16 192.31 5.17 9.18 1.0 41.30 12.75 3.31 4.15 68.59 7.32 6.67 2.0 2.9 0.6 1.8 S5 4.2 195.70 11.17 11.17 0.89 209.34 13.27 12.09 4.54179.43 17.88 7.84 7.24 180.18 18.33 8.00 0.4 1.1 0.7 1.5 Mean 3.4 147.66 5.37 8.69 2.70 166.15 7.16 9.19 3.74102.69 10.37 4.92 4.80 115.31 9.20 6.66 0.7 1.4 0.6 1.5 Urban areas
(artificial turf playground)
S6 3.4 82.53 3.91 6.67 1.10 92.21 11.02 8.21 9.6 50.49 6.24 4.47 1.58 75.03 5.95 4.92 0.4 1.4 1.2 1.6 S7 9.32555.47 25.84 6.07 10.63 486.24 4.59 12.52 6.2 281.53 7.73 2.03 10.60 281.5 50.64 17.12 1.2 1.9 0.5 1.0 S8 3.1 281.20 29.67 6.98 2.39 308.60 1.26 12.68 2.9 252.90 7.72 1.93 5.16 252.9 19.15 9.52 0.7 1.2 1.2 1.7 Mean 5.3 306.40 19.81 6.57 4.71 295.68 5.62 11.14 6.3 194.97 7.23 2.81 5.78 203.14 25.25 10.52 0.8 1.5 0.8 1.3 Industrial
area
S9 3.7 430.32 4.28 10.46 4.90 457.22 24.69 9.65 1.8 382.67 11.83 7.07 9.98 382.7 12.22 7.02 0.7 1.2 1.2 1.4 S10 4.82 94.55 35.68 11.56 2.64 99.08 39.17 6.04 0.4 40.00 46.14 15.16 7.46 40.0 1.34 4.26 0.9 2.4 1.6 0.9 Mean 4.3 264.44 19.98 11.01 3.77 278.15 31.93 7.85 1.1 211.34 28.99 11.12 8.72 211.35 6.78 5.64 0.8 1.3 1.5 1.1 Table 3. Mean concentrations of the BTEX at elementary schools. (Unit : ㎍/㎥) 3.2 휘발성유기화합물류 및 포름알데히드
조사 결과
휘발성유기화합물류와 포름알데히드의 경우 측정 지점별로 학생들이 가장 어린이 활동공간 에 머물고 있는 오전 등교시간과 오후 하교시 간에 2번 측정 한 결과를 평균으로 제시하였다.
연구 대상 10개교의 휘발성유기화합물류 중 벤 젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌의 농도를 조사하 였다. 벤젠의 경우 공단지역 학교 그룹 운동장 (8.72 ㎍/㎥)에서 가장 높았고, 전체적으로 실내 보다 실외 공기에서 더 높게 조사되었다. 벤젠 은 환경부에서 제정한 환경정책기본법에서 규 제하고 있는 연간 평균 5 ㎍/㎥(실외)를 총 10개 교 20지점(운동장, 통학로) 중 10개 지점(50%) 에서 환경기준을 초과한 것으로 조사되었다(초 과율 50%). 톨루엔의 경우 도심지역-인조잔디
운동장 학교 그룹의 교실 저층(306.40 ㎍/㎥)에서 가장 높았고, 실외보다 실내 공기에서 더 높은 것으로 나타났다. 자일렌의 경우도 대부분 실외 보다 실내 공기에서 높게 나타났다(Table 3).
포름알데히드의 경우 전체적으로 실외보다 실내에서 높았으며, 도심지역-인조잔디 운동장 학교 그룹에서 높은 것으로 나타났다. 도심지역 학교와 도심지역-인조잔디 운동학 학교 그룹에 서는 교실 고층에서 저층보다 다소 높았으며, 공단지역 학교의 경우 교실 저층에서 고층보다 다소 높은 것으로 나타났다. 또한, 교사 안에서 의 공기의 질에 대한 유지․관리기준(학교보건법) 에 근거한 환경기준 100 ㎍/㎥을 실내 20개 지 점 중 3개 지점(초과율 15%)에서 초과하였다 (Table 4).
Classification Classroom(2F) Classroom(4F) Playground School zone I/O ratio
Urban areas
S1 27.52 31.94 19.74 30.30 1.2
S2 62.97 38.91 6.78 8.51 6.7
S3 74.81 74.03 32.33 32.21 2.3
S4 91.69 60.11 20.17 26.69 3.2
S5 56.33 137.42 24.48 28.69 3.6
Mean 62.66 68.48 20.70 25.28 2.9
Urban areas (artificial turf
playground)
S6 57.96 61.83 29.04 43.69 1.6
S7 105.98 152.43 26.13 26.37 4.9
S8 33.38 45.19 17.68 21.27 2.0
Mean 65.77 86.48 24.28 30.44 2.8
Industrial area
S9 21.93 20.14 7.07 7.91 2.8
S10 86.22 48.06 20.24 20.80 3.3
Mean 54.08 34.10 13.66 14.36 3.1
Table 4. Mean concentration of the Formaldehyde at elementary schools. (Unit : ㎍/㎥)
3.3 교통량 조사 및 환경오염물질과의 상관관계 분석
해당 초등학교의 학교 주변 인근 도로의 교 통량 조사를 진행하였다. 교통량 조사는 전체 차량에 대한 교통량을 조사하였고, 본 연구에서 는 승용차, 승합차, (중형/대형)버스, 화물차로 구분하였다. 도심지역의 학교 그룹을 평균적으 로 살펴보면 승용차(5,220대) > 승합차(2,832대)
> 화물차(1,216대) > (중형/대형)버스(636대)로 조사되었고, 도심지역-인조잔디 운동장 학교 그 룹의 경우도 승용차(8,019대) > 승합차(3,960대)
> 화물차(1,894대) > (중형/대형)버스(1,331대)로 조사되었다. 마지막으로 공단지역의 학교 그룹 의 경우 승용차(7,552대) > 화물차(4,3480대) >
승합차(3,860대) > (중형/대형)버스(870대)로 조 사 되어 화물차의 이동이 다른 지역에 비해 다 소 높은 것으로 조사되었다. 그룹별로 통계적으 로 유의한 차이를 나타내지는 않았다(Table 5).
실내․외 오염물질과 교통량의 상관성 분석을 한 결과 휘발성유기화합물류와 포름알데히드의 경우 대부분의 음의 상관관계를 나타내었다.
PM10, PM2.5, BC의 경우 실내 농도와는 음의 상 관계나 상관성이 거의 없었고, 실외 농도의 경 우 통계적으로 유의하지는 않았지만 PM10은 승 용차(r=0.506, p=0.136)와 승합차(r=0.425, p=0.221), BC는 승합차(r=0.453, p=0.189)에서 상관성이 있 는 것으로 나타났다(Table 6).
Classification Car SUV/Vans Bus Truck Total
Urban areas
S1 11,296 5,120 2,128 2,720 21,264
S2 20,160 6,720 2,152 2,180 31,212
S3 12,904 6,244 1,752 6,216 27,116
S4 7,160 3,560 784 1,272 12,776
S5 3,280 2,104 488 1,160 7,032
Mean 5,220 2,832 636 1,216 9,904
Urban areas (artificial turf
playground)
S6 6,022 2,842 1,534 1,254 11,652
S7 13,459 5,982 1,860 3,236 24,537
S8 4,576 3,056 600 1,192 9,424
Mean 8,019 3,960 1,331 1,894 15,204
Industrial area
S9 6,008 2,824 540 4,328 13,700
S10 9,096 4,896 1,200 4,368 19,560
Mean 7,552 3,860 870 4,348 16,630
Table 5. Near the school of traffic volumes(am 8:00 ~ pm 17:00).
Classification Car SUV/Vans Bus Truck
Indoor pollutants
PM10 0.183 0.218 0.167 -0.312
PM2.5 -0.029 0.038 -0.012 -0.252
BC 0.092 0.098 0.035 0.188
Benzene 0.065 0.213 0.007 0.296
Toluene -0.079 -0.056 -0.230 0.153
Ethylbenzene -0.309 -0.128 -0.337 0.292
Xylene -0.650* -0.530 -0.724* 0.075
Formaldehyde 0.097 0.188 0.090 -0.024
Outdoor pollutants
PM10 0.506 0.425 0.331 0.027
PM2.5 0.129 0.016 -0.061 -0.067
BC 0.351 0.453 0.314 0.363
Benzene 0.100 0.115 0.025 0.314
Toluene -0.231 -0.224 -0.404 0.230
Ethylbenzene -0.200 -0.080 -0.204 0.255
Xylene -0.117 0.077 -0.198 0.484
Formaldehyde -0.264 -0.099 0.162 -0.046
* p<0.05
Table 6. Correlation coefficients of air pollutants and traffic volumes.
4. 고찰
최근 도시 대기 중 자동차배출 오염물질에 대한 노출수준 및 이와 관련된 알레르기성 질 환, 인체 기능 저하 등 다양한 건강 영향과의 관련성은 다수의 연구를 통해 보고되고 있으며, 면역력이 약한 노약자, 어린이에게 더 큰 영향을 미치고 있다(Pinkerton and Joad, 2006; Bateaon and Schwartz, 2008). 특히, 교통관련 요인이 어 린이들의 천식 등 호흡기 질환 뿐 아니라 알레 르기 항원의 감작 및 알레르기성 질환 발생에 영향을 준다는 보고가 있다(Nicole et al., 2003;
Salam et al., 2007). 대기 중 PM10의 자연적 발 생원으로는 안개, 황사 등을 들 수 있으며, 천 식 등과 같은 호흡기계 질환 및 심혈관계 질환 을 일으키고 그에 따른 발병 등을 증가시키고 조기출산 같은 생식이상과도 연관성이 있는 것 으로 보고되고 있다(Zanobetti and Schwartz, 2005). PM2.5, BC의 경우 PM10 보다 자동차의 배기가스 특히 디젤 엔진의 연소 시에 많이 발 생되며, 크기가 훨씬 작기 때문에 폐포 깊숙이 침투해 심장질환과 호흡기질환 등을 일으킨다 (Richmond-Bryant et al., 2009; Elliott and Copes, 2011). 미국의 경우 스쿨버스가 diesel particulate matter(DPM)과 containing black carbon(BC)을 배 출하고 일부 민감한 어린이들에게 천식 등을 유발하 는 잠재적인 요인으로 언급하였다(Richmond-Bryant et al., 2011). 이와 관련해서 2009년 뉴욕시에서 스쿨존 내 차량 공회전 제한시간을 3분에서 1 분으로 단축하는 내용으로 관련법을 개정하고 이를 단속하고 있으며, Asthma Free School
Zone(AFSZ) project를 통해 학교 환경주변의 오 염원을 제어함으로써 천식을 예방하는 노력도 하고 있다(Richmond-Bryant et al., 2011).
2015년부터 시행될 환경정책기본법에서는 PM2.5
를 24시간 평균 50 ㎍/㎥으로 규제하고 있으며, 본 조사 결과는 학교별로 1일 측정 결과로 직 접비교에는 무리가 있지만 일부 환경기준(2015 년 시행 예정)을 초과하기도 하였다. 최근 역학 연구에서는 원소(EC)보다 블랙카본(BC)이라는 용어를 많이 사용하고 있으며, 블랙카본의 입자 의 크기가 매우 작아 입경이 2.5 ㎛ 이하인 PM2.5의 분포와 상당 부분 일치하는 것으로 밝 혀지고 있다. 또한 블랙카본의 대부분이 이동오 염원으로부터 발생하며 이동오염원 중 약 80%
가 디젤 차량이기 때문에 블랙카본은 디젤 연 소의 지료물질로 사용되어지고 있다(U.S EPA, 2012).
휘발성유기화합물류와 포름알데히드의 경우, 학교의 미화환경을 위한 학습 자료의 과도한 전시물 게시, 바닥재 왁스 사용, 사물함의 교체 등으로 인한 실내오염원을 가중시켰고, 측정 당 시 하절기 샘플링으로 인한 오염도의 증가, 열 악한 주변 환경(소규모 금속공장, 도시고속철, 혼잡교통량, 주유소 등), 수시 환기 부족 등으로 인한 복합적인 요인으로 일부 높은 농도 분포 를 나타내기도 했다. 또한 교실 측정 시 샘플링 위치를 교실 앞에 위치한 선생님 책상 부근에 주로 설치하여 프린터 등 사무기기의 영향도 있었을 것으로 판단된다. 휘발성유기화합물류는 학교 실내공간에서 새 가구류, 각종 학습자료, 청소도구류 및 전기․전자제품에서 주로 방출되
며, 포름알데히드의 경우 일반적으로 목재, 가 구류, 텍스타일 등에서 배출되므로 신축학교이 거나 실내내부공사 및 책걸상, 사물함 등을 교 체한 초등학교에서 높게 조사된 바 있다.
본 연구에서는 실내․외 오염물질 측정 결과가 장기간의 결과가 아니었기 때문에 해당 학교의 장기적인 오염 노출을 확인하지는 못하였고, 계 절적 변이 등을 고려하지는 못하였다. 하지만, 기존 오염물질과 PM2.5, BC과 같은 차량의 영향 이 큰 오염물질을 초등학교 실내․외에서 측정하 여 학교 주변의 교통량과 비교 평가하였다.
향후 도심지역의 초등학교 주변 환경에 대한 지속적인 추적 연구를 시행하여 학교 주변 환 경 보호 제도 등 어린이의 건강을 보호할 수 있 는 다양한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
5. 결론
연구 대상 초등학교 주변의 대기오염물질 농 도를 살펴본 결과, PM10, PM2.5, BC의 경우 초등 학교 주변에 도로가 인접해 있거나 오염원이 존재하는 학교에서는 다른 지역에 비해 통학로 인근에서 높게 조사되었고, 디젤 차량의 중요한 지표 물질인 BC의 경우 측정시간 동안 변화 폭 도 큰 것으로 나타났다. 최근 교통체증이 빈번 한 도로 주변으로 거주하는 어린이들에서 천식 과 관련성이 있다는 보고도 있어, 주로 자동차 오염원으로 인식되어 있는 BC에 대한 관리가 필요하다.
운동장 특성과 교실 저층과 고층에 따라 환
경오염물질의 특별한 영향을 파악할 수는 없었 지만, 일부 학교 주변 실제 교통량이 대기오염 에 영향을 주는 것으로 사료된다.
또한, 공단지역 학교의 경우 트럭 등의 통행 이 많은 것으로 조사되어 초등학교 주변의 도 로변 교통 억제 정책 등을 추진하여 차종구성 비(혹은 사용연료별 교통량)를 통해 대기오염물 질별 감소량을 고려할 수 있어야 한다. 따라서 대기 규제오염물질의 근거리 모니터링망의 장 기구축 계획을 통해 스쿨존을 포함한 국소적인 환경에 대한 지속적인 모니터링 및 관리가 요 구된다.
장기적으로는 어린이 건강보호 기준 필요성 과 필요할 경우 어린이 건강보호 수준을 독성 영향, 현 오염수준, 노출시나리오 등을 감안한 수준 제안 또한 검토할 필요가 있다. 향후 규제 물질의 강화 및 어린이 민감물질 등의 미규제 물질의 신설 기준 등을 종합 연구하여 장기적 인 어린이 활동공간의 관리 방안 마련이 필요 하다. 또한, 사회․경제적․과학적 수준을 고려한 어린이 활동공간의 장기 건강보호 강화 방안이 되어야 할 것이다.
감사의 글
이 연구는 국립환경과학원으로부터 지원받은
“어린이 활동공간 환경안전 관리 강화 연구 (2012년)”의 일부 결과입니다.
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