Indoor Air Quality and Human Health Risk Assessment for Un-regulated Small-sized Sensitive Population Facilities

소규모 다중이용시설의 실내공기질 실태조사 및 건강위해성평가:

민감군 이용시설을 중심으로

신혜진*

· 박우상**

· 김보경* · 지경희*** · 김기태**

*국립환경과학원 환경건강연구부, **서울과학기술대학교 에너지환경공학과,

***용인대학교 산업환경보건학과

Indoor Air Quality and Human Health Risk Assessment for Un-regulated Small-sized Sensitive Population Facilities

Hyejin Shin*

, Woosang Park**

, Bokyung Kim*, Kyunghee Ji***, and Ki-Tae Kim**

*Environmental Health Research Department, National Institute of Environmental Research

**Department of Environmental Energy Engineering, Seoul National University of Science and Technology

***Department of Occupational and Environmental Health, Yongin University ABSTRACT

Objectives: The purpose of this study is to investigate human health risk assessment of indoor air pollutants at small-sized public-use facilities (e.g., daycare centers, hospital and elderly care facilities) that the susceptible population is mainly used.

Methods: To assess indoor air quality (IAQ), the concentrations of indoor air contaminants such as HCHO, benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, styrene, PM-10, CO, NO

and O

in air samples were measured according to the Indoor Air Quality Standard Method. By conducting the questionnaire survey, the major factors influencing IAQ were identified. Human health risk assessment was carried out in the consideration of type of use (user and worker) at 75 daycare centers, 34 hospitals and 40 elderly care facilities.

Results: As a result of measurement of indoor air contaminants, the average concentration of HCHO and TVOCs in hospitals was higher than daycare centers and elderly care facilities, about 8.8 and 23.5% of hospitals were exceeded by IAQ standard. In human health risk assessment, for the user of daycare centers and elderly care facilities, the mean carcinogenic risk of HCHO inhalation was higher than acceptable value. Except for HCHO, other values were determined under acceptable risk. Similarly, for the worker of hospitals, the mean carcinogenic risk of HCHO inhalation was higher than acceptable value and other values were evaluated under acceptable risk. In contrast, the risk levels of other contaminants measured in elderly care facilities were acceptable. In the determination of factors influencing IAQ, the construction year, building type, ventilation time, and the use of air cleaner were identified.

Conclusions: This study provides the information for establishing the plans of public health management of IAQ at small-sized public-use facilities that have not yet been placed under the regulation. The findings suggest the consideration of human health risk assessment results for the IAQ standards.

Keywords: Indoor air quality, small-sized public-use facilities, susceptible population, human health risk assessment, indoor air contaminants

#

Hyejin Shin and Woosang Park equally contributed to this manuscript.

†

Corresponding author: Department of Environmental Energy Engineering, Seoul National University of Science and Technology Tel: +82-2-970-6642, Fax: +82-2-970-5776, E-mail: [email protected]

Received: 05 July 2018, Revised: 16 July 2018, Accepted: 20 August 2018

I. 서 론

현대인들은 하루 중 많은 시간을 실내공간에서 생 활한다. 자료에 의하면 유럽인들은 하루 중 약 90%

를 실내에서 생활하고 있으며, 한국인들은 95.4%를 실내에서 생활하고 있는 것으로 조사되었다.

실내 환경에는 건축 자재, 가구 및 가전제품 등 다양한 오염물질의 발생원이 존재하며 실내에서 직접 방출 되는 오염물질은 외부 대기로부터의 오염물질보다 인간의 폐에 전이될 확률이 1000 배 가량 높기 때 문에 실내공기질의 악화는 인간 건강에 직접적인 위 해를 초래할 수 있다.

더욱이 1980년 후반부터 에 너지 절약 목적으로 건축물이 밀폐형으로 설계되면 서 실내공기질 악화가 가속화되었고 이로 인해 두통, 인후 점막 자극과 신체 이상 증상을 보이는 건물증 후군(SBS, Sick Building Syndroms) 등을 유발하고

있다.

기존 보고에 따르면 실내 공간에서 주로 작

업하는 노동자에게 발생하는 통증의 50%는 건축자 재에서 방출되는 오염물질 때문인 것으로 보고되었 으며,

미국 건물의 20~30% 가 건물증후군을 겪고 있는 것으로 드러났다.

실내공기질에 의한 건강영향은 수용체별로 다양한 양상을 가지게 되는데 그 중 영·유아, 어린이, 환자, 노인 등과 같이 환경보건학적으로 약자인 민감계층 에게 더 많은 피해를 줄 수 있다.

이러한 민감계 층이 생활하고 있는 어린이집, 의료기관, 노인요양시 설에 대한 국내 실내공기질 법적 규제는 환경부의

“ 실내공기질관리법”에 따라 미세먼지(PM-10), 이산 화탄소, 폼알데하이드, 총부유세균, 일산화탄소 등의 5개 항목은 일정 기준 이하로 준수하도록 정하고 있 으며, 이산화질소, 라돈, 총휘발성유기화합물, 미세먼 지(PM-2.5), 곰팡이 등의 5개 항목은 일정 기준 이 하로 준수할 것을 권고하고 있다. 그러나, 적용 대 상은 일정 규모 이상의 시설에 한정하고 있어 일정 규모 이하의 시설의 경우 실내공기질 관리 사각지대 에 놓일 수 있는 가능성을 내재하고 있다. 기존 조 사결과에 따르면 민감 계층이 주로 이용하는 어린이 집, 의료기관, 노인요양시설의 개소수는 2015년 기 준으로 2014년 대비 각각 5.1, 5.6, 15.9% 매년 증 가하고 있는 추세이며,

전체 시설 중 일정 규모 이 하의 시설 비율은 어린이집 87.1%, 의료시설 91.0%, 노인요양시설 46.0%로 높은 실정이다.

특히, 일

정 규모 이하의 어린이집을 대상으로 실시한 기존 조사 결과에서 CO

52.6%, PM-10 26.3%, TVOC 10.5% 가 유지·권고 기준을 초과한다는 결과

가 보 고된 만큼, 일정 규모 이하의 시설에 대한 실내공기 질 실태조사 및 위해성 평가 연구가 중요한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 첫째, 법적 규제 제외 대상 인 일정 규모 이하의 어린이집, 의료기관, 노인요양 시설에 대한 실내공기질 실태조사를 실시하고, 둘째, 실태조사 결과와 설문조사 간의 상관성 분석을 통해 실내공기질에 주요하게 영향을 미치는 요인을 파악 하며, 셋째, 실태조사 결과를 기반으로 인체 위해성 평가를 실시하여 실내공기 오염물질이 인체에 미치 는 위해도를 정량함으로써 민감계층이 주로 이용하 는 일정 규모 이하의 시설에 대한 합리적인 실내공 기질 관리 대책을 수립하는데 활용될 수 있는 과학 적 기반을 제공하고자 한다.

II. 재료 및 방법 1. 연구대상 선정 및 현황

본 연구는 2015년도에 수행한 연구로써 2015년 기 준으로 실내공기질관리법의 적용을 받지 않는 연면 적 430 m

이하의 어린이집 75개소, 연면적 2,000 m

의료기관 34개소, 연면적 1,000 m

이하의 노인 요양시설 40개소 등 총 149개소의 다중이용시설을 연구 대상으로 하였다(Fig. 1). 실태조사는 1월과 3 월 사이 73개소(어린이집 35개소, 의료시설 18개소, 노인요양시설 20개소), 5월과 8월 사이 76개소(어린 이집 40개소, 의료시설 16개소, 노인요양시설 20개 소)로 구분하여 실시하였다.

2. 실내공기질 실태조사

본 연구에서는 PM-10, CO, NO

, O

, HCHO,

TVOC 등 6개 항목을 측정하였다(Table 1). “실내공

기질공정시험기준”의 “실내공기 오염물질 시료채취

및 평가방법”에 제시된 방법에 따라 각 시설별 두

지점을 선정하여 측정하였고, 최종 측정값은 두 지

점의 평균값으로 하였다.

각 항목별 측정은 PM-

10 은 미니볼륨에어샘플러(AirMetrics, Minivol-TAS)

를 사용하여 5 L/min 유량으로 8시간 동안 시료를

채취하였으며, 포집 전후의 여지 무게의 차이를 측

정하여 농도를 산출하였다. CO는 비분산적외선 측

정기(Teledyne, T300), NO

는 화학발광법 측정기 (Teledyne, T200), O

는 자외선광도법 측정기 (Teledyne, T400) 를 활용하여 측정하였다. HCHO는 오존 스크러버 (탑트레이딩, TS300)를 휴대용펌프 (Sibata, MP-Σ30KNII)전단에 설치하여 유속 1 L/min 으로 30분 포집하였고 아세토니트릴로 추출한 후 액 체크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography, HPLC) (Agilent, 6150 series) 로 분 석하였다. TVOC는 고체흡착관 (Supelco, Tenax TA) 과 휴대용펌프 (Sibata, MP-Σ30KNII)를 사용하여 0.1 mL/min 유속으로 30분 간 시료를 포집하였고 열 탈착장치가 연결된 가스크로마토그래피 질량분석기 (Gas Chromatography Mass Spectrometry, GC/MS) (PerkinElmer, N3896) 를 활용하여 분석하였다. TVOC 는 위해성평가를 보다 세부적으로 실시하기 위해 벤 젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 에틸벤젠(Ethylbenzene),

자이렌(Xylene), 스티렌(Styrene)으로 세분화하여 정 량하였다. 이와 더불어 시설 관리자가 쉽게 실시할 수 있는 환기, 베이크아웃(bake-out) 등과 같은 실내 공기질 관리 방법의 실제 효과를 확인하기 위하여 현행 실내공기질 유지·권고 기준을 초과한 대상시설 에 대하여 환기 및 베이크아웃을 실시할 것을 권고 후 재측정을 실시하였다. 환기는 재측정 시작 전 2 시간 이상을 실시하도록 권고 하였으며, 베이크아웃 은 난방장치를 35

C 이상으로 가동하여 6시간 유지 후 환기 시키고 이를 3회 반복해 줄 것을 권고하였 다. 실태조사의 결과에 대한 기준 초과 여부는 현행 실내공기질관리법 상의 유지·권고 기준 (PM-10 100 μg/m

이하, NO

0.05 ppm 이하, HCHO 100 μg/m

이하, TVOC 400 μg/m

이하, CO 10 ppm 이하, O

0.06 ppm 이하)을 기준으로 하였다.

Fig. 1. Selection of this study subjects. (A) Daycare Center (B) Hospital (C) Elderly care facilities Table 1. Analysis method of indoor air pollutants

Items Method Test specification MDL* (µg/m

)

PM-10 gravimetric ES 02302.1a -

HCHO HPLC ES 02601.1a 0.024

CO non-scattering light ES 02906.1a 1

NO

Chemiluminescence ES 02904.1a 0.01

TVOC TD/GC/MS ES 02602.1a 0.391

O

Ultraviolet photometric ES 02903.1a 0.001

*MDL: method detect limit

3. 실내공기질 영향요인 분석

실내공지질에 영향을 주는 요인을 파악하기 위하 여 실내공기질 실태조사와 함께 영향요인(기본시설 현황, 오염원 현황, 환기설비 현황, 시설 관리자의 실내공기질 관심도) 파악을 위한 설문조사를 함께 수행하였다. 설문지는 실내공기질에 직·간접적으로 영향을 줄 수 있는 인자를 선정하여 기본시설 현황 ( 설치연도, 연면적, 체류인원 및 시간, 주변환경), 오 염원 현황(난방기기, 가습기, 조리기구 사용여부, 사 용도료 및 바닥재 종류 및 사무기기, 방향제 사용현 황), 환기설비 현황(중앙식, 개별식, 창문개방 등 환 기방법 및 환기시간, 주기 등), 시설 관리자의 실내 공기질 관심도(실내공기질 관리와 관련된 지식 수준 등) 크게 4가지 범주로 구분하여 구성하였다(Table 2). 각각의 범주 별로 독립표본 t-검정 또는 일원배 치 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, 5%의 유의 확률을 기준(p-value <0.05)으로 통계적 유의성을 확 인하였다.

4. 인체 위해성평가

본 연구에서는 노출경로를 흡입으로 한정하여 시 설과 연령을 고려한 노출 시나리오를 작성하여 위해 성평가를 수행하였다. 미국 환경보호청(Environmental Protection Agency, US EPA) 의 물질분류에 따라 HCHO, 벤젠은 발암물질로 분류하여 평가하였고, 톨 루엔, 에틸벤젠, 자이렌, 스티렌은 비발암물질로 분 류하여 평가하였다. 발암 및 비발암 물질로 분류할 수 없는 일반규제물질(PM-10, CO, NO

, O

) 에 대 해서는 질병사망위해도를 산정하여 평가하였다. 대 상물질의 유해성 확인을 위하여 환경부 예규 “환경 유해인자의 위해성평가를 위한 절차와 방법 등에 관 한 지침”에 따라 독성동태, 급성/만성 독성, 생식/발

생 독성, 신경독성, 유전독성, 발암성 항목 등의 독 성자료를 수집하였다.

대상물질의 용량-반응 자료 는 US EPA의 IRIS (Integrated Risk Information System) 에서 제공하는 자료를 이용하였고(Table 3), 위해성평가는 영유아, 미취학아동, 취학아동, 청소년, 성인, 노인 등 총 7개 연령군으로 분류하여 수행하 였다. 호흡률, 체중 등의 노출계수는 환경부 노출계 수핸드북을 참고하여, Table 4와 같이 연령별 중간 값을 N수로 가중한 연령대 대푯값을 구하여 사용하

였다.

기대수명은 통계청의 “생명표”자료를 참고

하여 남성 78.51세, 여성 85.06세를 적용하였으며,

노출빈도 및 노출기간은 Table 5와 같이 본 연구에 서 실시한 설문조사를 통해 생산된 자료를 활용하였 다. 인체 위해성 평가는 어린이집의 경우, 이용자는 영·유아에서 미취학아동까지의 연령대(0~7세 이하) 를 대상으로 하였고, 근로자는 성인을 대상으로 하 였다. 그리고 의료기관 및 노인요양시설의 경우에는 Table 2. Survey items for analyzing indoor air quality factor

Category Investigation contents

General Information Construction Year, Facility Area, Number of Persons (Worker, User), Time of Stay, Environment (Road, Industrial Complex), etc.

Contaminant source Bedding, carpet, curtain (kind, quantity, washing cycle etc.), heating, humidifier and cookware, kind of paints and flooring, office supplies (copier)

Ventilation Facilities Ventilation system (central, individual, window opening, etc.), daily average ventilation time, air purifier operation time

Interest in indoor air quality of

facility managers Indoor air quality management knowledge level of facility managers

Table 3. Dose-response assessment of indoor air pollutants

Items Reference value

HCHO CSF*

(mg/kg/day)

0.046

Benzene 0.036

Toluene

RfC

(mg/m

)

5

Ethylbenzene 1

Xylene 0.1

Styrene 1

PM-10

death rate (%)

0.046

CO

0.0015

NO

0.034

O

0.059

*CSF: Cancer Slope Factor,

RfC: Reference factor

concentration

이용자는 노인, 근로자는 성인을 대상으로 수행하였다.

노출평가에서 발암물질의 경우 평생 동안 화학물 질에 노출되지 않더라도 발암 작용은 지속될 수 있 으므로 평생일일평균노출량(Life Average Daily Dose, LADD) 으로 노출량을 표현하고, 발암작용이 없는 비 발암물질 및 일반규제물질은 폭로가 일어나는 시간 을 고려하여 평균일일노출량(Average Daily Dose, ADD) 으로 표현한다. 이로써 노출 가능한 인구집단 이 실제적인 노출로부터의 위해 가능성이 어느 정도 있는지를 추정할 수 있다. 노출시나리오에 따른 인 체노출량은 다음 식을 적용하여 산출하였다.

(1)

LADD: Lifetime Average Daily Dose (mg/kg/day) for carcinogens

ADD: Average Daily Dose (mg/kg/day) for non- carcinogens

C: Concentration (mg/m

) IR: Inhalation Rate (m

/day) EF: Exposure Frequence (day/yr) ED: Exposure Duration (yrs) BW: Body Weight (kg)

LT (AT): Life Time (Average time) (days)

위해도를 결정하기 위하여 노출평가와 용량-반응 평가를 통해 산출한 정보를 종합하여 발암물질에 대 해서는 초과발암위해도(Excess cancer risk, ECR)를 산출하였고, 비발암물질에 대해서는 유해지수 (Hazardous quotient, HQ) 를 산출하였다. 발암 및 비 발암위해 자료가 부족한 PM-10 및 가스상물질은 단 위농도 노출 당 사망률변화에 대한 용량-반응 평가 를 수행하여 질병사망위해도를 산출하였다.

(2) ECR: Excess Cancer Risk

CSF: Cancer Slope Factor

LADD: Lifetime Average Daily Dose (mg/kg/day) for carcinogens

(3)

HQ: Hazardous Quotient

R

C: Reference factor concentration ( μg/m

) IR: Inhalation Rate (m

/day)

BW: Body Weight (kg)

ADD: Average Daily Dose (mg/kg/day) for non- carcinogens

LADD or ADD ( ) C IR × × EF × ED SW LT × ( orAT ) ---

=

ECR CSF = × LADD

HQ ADD

R

C IR BW × ⁄ ---

= Table 4. Exposure factor (respiratory rate, body weight)

Age classification Respiratory rate (m

/day) body weight (kg)

male female male female

0~6 months infant

9.52 9.15 6.96 6.09

6~24 months child 11.59 10.93

3~7 years preschool child 10.75 9.68 19.11 18.40

8~13 years school child 12.74 11.60 37.36 35.39

14~17 years teenager 16.03 12.73 60.29 51.93

18~64 years adult 15.60 12.80 68.60 55.60

64~74 years elderly people 15.70 12.70 64.30 57.10

Table 5. Exposure time, frequency and duration

Facilities user worker

hr/day day/year year hr/day day/year year

Day care Center 9 216 2.2 9.1 213 4.6

Hospital 0.57 2.35 All ages 8.6 216 10.15

Elderly care facilities 20 240 2.87 9.3 213 9

최종적으로 위해도를 결정할 때는 불확실성을 고 려하여 오염농도 단일측정값을 이용한 결정론적 방 법과 몬테카를로 시뮬레이션을 통한 확률론적 평가 방법을 모두 이용하여 수행하였다. 결정론적 평가는 변수들의 평균값을 이용한 중심경향노출(Central Tendency Exposure, CTE)과 95% UCL (Upper Confidence Limits) 값을 이용한 최대노출농도 (Reasonable Maximum Exposure, RME) 로 구분하여 분석하였으며, 확률론적 평가는 평균, 최솟값, 최댓 값, 백분위 50%, 70%, 90% 으로 나타났다. 위해도 산정 시 US EPA와 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에서 인체를 보호하기 위한 허 용 수준으로 제시한 허용 위해도를 보수적으로 적용 하여 비교하였고, 기준치를 초과하지 않을 때 허용 가능한 수준으로 평가하였다. 이용자에 대해서는 1×10

( 인구 백만명 당 1명에게 암이 발생할 확률) 을 적용하였고, 근로자에 대해서는 1×10

( 인구 십 만명 당 1명에게 암이 발생할 확률)을 적용하였다.

비발암물질의 허용 위해도는 이용자에 대해 유해지 수 0.1을, 근로자에 대해 유해지수 1을 적용하여 위 해 정도를 판단하였다. PM-10과 가스상 물질의 정 량적인 위해도평가를 위해 유럽위원회(European Commission, EC) 에서 제시한 질병사망위해성평가방 법 (Externalities of Energy, EXTERNE)을 적용하여 용량-반응평가를 수행하였고, 이용자 0.01, 근로자

0.1의 허용 위해도를 적용하였다.

III. 결 과 1. 실내공기질 실태조사

본 연구 대상시설별 실내공기질 오염물질 실태조 사 결과를 현행 실내공기질 유지·권고기준과 비교하 여 대상 시설 개수의 초과비율을 살펴보면, 어린이 집은 TVOC 12.0%, PM-10 6.7%, HCHO 및 NO

1.3% 가 기준을 초과하였으며, 의료기관은 TVOC 23.5%, HCHO 8.8%, PM-10 2.9%가 기준을 초과하 였다. 노인요양시설의 경우 PM-10과 NO

의 항목에 한하여 각각 5.0% 기준을 초과한 것으로 나타나 다 른 대상시설과 비교하여 기준 초과율이 비교적 낮은 것으로 조사되었다. 각 대상시설별 실내공기질 오염 물질 농도 수준을 살펴보면 HCHO, TVOC 항목의 평균 농도는 의료기관에서 각각 56.8, 290.3 μg/m

으로 조사되어 타 시설에 비해 높게 나타났으며 노 인요양시설에서 각각 22.8, 117.0 μg/m

으로 가장 낮 게 나타났다. PM-10 항목의 평균 농도는 어린이집 에서 62.2 μg/m

으로 조사되어 가장 높았으며, NO

는 모든 시설에서 0.022 ppm으로 동일하게 나타났 다(Table 6).

어린이집, 의료기관, 노인요양시설의 유지·권고기 준을 초과한 대상시설(어린이집 3개소, 의료시설 3

Table 6. Analysis results of indoor air pollutants at day care centers, hospitals, and elderly care facilities Items Day care center (n=75) Hospital (n=34) Elderly care facilities (n=40)

AVER* MIN

MAX

AVER MIN MAX AVER MIN MAX

HCHO 27.1 5.2 154.5 56.8 9.6 212.2 22.8 9.5 57.7

TVOC 184.4 10.3 908.4 290.3 15.3 1,205.6 117.0 7.2 395.6

Benzene 3.0 ND

203.1 0.9 ND 12.9 0.7 ND 7.8

Toluene 22.2 ND 297.7 55.8 2.1 409.7 22.9 ND 130.8

Ethylbenzene 1.9 ND 22.1 3.2 ND 17.4 1.9 ND 9.7

Xylene 3.9 ND 84.4 3.4 ND 25.2 2.4 ND 15.3

Styrene 1.5 ND 59.7 0.1 ND 2.7 0.4 ND 5.3

PM-10 62.2 13.4 139.4 45.3 6.9 106.6 57.8 5.6 172.8

CO 1.7 0.4 4.2 1.7 0.4 4.7 1.9 0.5 5.3

NO

0.022 0.003 0.062 0.022 0.003 0.046 0.022 0.002 0.085

O

0.017 0.001 0.067 0.008 0.001 0.029 0.014 0.001 0.055

*AVER: average value ( µg/m

^),

MIN: minimum value ( µg/m

^),

MAX: maximum value ( µg/m

^),

ND: not detected(the value

is below the method detect limit). The unit for HCHO, TVOC, Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene, and PM-10 is µg/m

^,

and the unit for CO, NO

and O

is ppm.

개소)에 대하여 공기질 개선을 위한 기본적인 환기, 베이크아웃을 권고 후 실내공기질을 재측정을 실시 하였다. 재측정 결과, 어린이집, 의료기관 등 6개소 모든 시설에서 기준을 초과한 재측정 대상 오염물질 (PM-10, NO

, TVOC) 의 저감효율이 57.4~82.3%

( 평균 68.0%)로 나타나 비교적 실천하기 쉬운 방법 으로 해당 시설의 실내공기질 오염물질을 저감할 수 있는 것으로 나타났다(Table 7).

2. 실내공기질의 영향요인 분석

실내공기질 실태조사 결과와 실내공기질에 영향을 미칠 수 있는 요인과의 (기본시설 현황, 오염원 현 황, 환기설비 현황, 시설 관리자의 실내공기질 관심 도) 상관성을 분석한 결과는 Fig. 2와 같다. 어린이 집은 건축기간이 3년 이하인 건축물일 경우 TVOC, 에틸벤젠, 자이렌, 스티렌의 농도가 유의하게 증가하 였고, 단독 건물보다 복합 건물일 경우 NO

의 농도 가 유의하게 증가하였다. 또한 환기시간이 길수록 PM-10의 농도가 유의하게 감소하였다. 의료시설은 단독 건물보다 복합 건물일 때 HCHO, TVOC 농도 가 유의하게 증가하였고, 환기 시간이 증가할 경우 PM-10 의 농도가 유의하게 감소하였다. 노인요양시 설은 단독 건물보다 복합 건물일 때 에틸벤젠의 농 도가 유의하게 증가하였고, 실내 개보수 시점이 오 래 될수록 TVOC의 농도가 유의하게 감소하였다. 또 한 공기 청정기를 사용하지 않는 시설에서는 PM-10 농도가 높게 검출되는 경향이 나타났다.

3. 인체 위해성평가

다중이용시설의 단일평가 건강 위해성평가는 오염

도의 평균값을 이용한 중심경향노출 위해도와 오염 도의 95 분위수를 이용한 최대노출위해도로 결과를 산출하였다. 노출시나리오별 HCHO의 평균 발암위 해도(남녀평균)는 이용자의 경우 어린이집에서 5.2×10

으로 평가되어 허용위해도를 초과하였고, 근 로자의 경우 노인요양시설과 의료시설에서 각각 6.2×10

, 1.6×10

으로 평가되어 허용위해도를 초과 하였다. 벤젠의 경우, 모든 시설에서 이용자 및 근 로자에 대한 발암위해도가 모두 1.0×10

이하로 평 가되었다. 이용형태별로 비교해보면, 어린이집과 노 인요양시설에서는 이용자의 평균 발암위해도가, 의 료시설에서는 근로자의 평균 발암위해도가 높게 나 타났다. 톨루엔, 에틸벤젠, 자이렌, 스티렌 등 비발 암물질의 결정론적 방법을 이용한 위해성 평가 결과, 모든 면적군에서 이용형태별, 시설별과 상관없이 허 용위해도를 초과하지 않았다. 이용자와 근로자의 비 발암위해도 비교 시, 어린이집과 노인요양시설에서 는 이용자가, 의료시설에서는 근로자가 상대적으로 높은 위해를 가지는 것으로 나타났다. PM-10 및 가 스상물질의 단일평가치 분석에서 각 시설별 평균이 근로자 및 이용자 모두 허용위해도를 초과하지 않았 다. 이용형태별, 면적별로 나누어 수행한 질병사망위 해도 평가결과 역시 모두 허용위해도를 초과하지 않 았고, 안전한 수준으로 평가되었다. 몬테카를로 시뮬 레이션을 이용한 확률론적 평가에서는 어린이집 이 용자, 노인요양시설 이용자 및 의료시설 근로자 항 목에서 HCHO가 50% 이상의 확률분포에서 허용위 해도를 초과하였다. 벤젠 및 비발암, 일반규제 물질 에 대해서는 모든 확률론적 분포에서 안전한 수준으 로 확인되었다(Table 8).

Table 7. Concentration of indoor air pollutants re-measured after reduction consulting of ventilation and bake-out

Facilities Items Concentration Reduction rate

Before After (%)

Day care center (n=3)

A-1 PM-10 (µg/m

) 105.6 22.8 78.4

A-2 PM-10 (µg/m

) 116.7 53.1 54.5

NO

(ppm) 0.062 0.011 82.3

A-3 TVOC (µg/m

) 537.7 229.2 57.4

Hospital (n=3)

B-1 PM-10 (µg/m

) 106.6 30.7 71.2

B-2 TVOC ( µg/m

) 705.1 290.1 58.9

B-3 TVOC ( µg/m

) 535.2 140.8 73.7

Average reduction rate (%) 68.0

Fig. 2. Factors affecting indoor air quality. (A) Influence of construction year

on concentrations of TVOC, ethylbenzene, xylene, and styrene at day

care center (B) Influence of building type on NO

concentration at

daycare center, HCHO and TVOC concentration at hospital, and

ethylbenzene concentration at elderly care facilities (C) Influence of

ventilation time on PM-10 concentration at daycare center and hospital

(D) Influence of using air cleaner on PM-10 concentration at elderly

care facilities.

IV. 고 찰

본 연구의 대상인 “실내공기질관리법”의 적용을 받지 않는 일정 규모 이하의 어린이집, 의료기관, 노 인요양시설에 대한 실내공기질 실태조사 결과, “실 내공기질관리법”의 유지·권고기준을 초과한 주요 항 목은 TVOC, PM-10, HCHO로 조사되었다. 기준을 초과한 주요 항목들의 평균 오염물질 농도 수준을

“ 실내공기질관리법”을 적용 받는 일정 규모 이상의 어린이집, 의료기관, 노인요양시설의 실태조사 결과 와 비교하면 다음과 같다. 어린이집의 경우, 본 연 구의 TVOC, PM-10, HCHO 평균 오염 농도는 각 각 184.4, 62.2, 27.1 μg/m

이며, 일정 규모 이상 시 설의 평균 오염농도는 29.3, 123.0, 18.0 μg/m

으로 일정 규모 이상 시설에 비해 TVOC는 6.7배, HCHO 은 1.6배 높은 것으로 조사된 반면, PM-10은 0.5배 정도 낮았다. 의료기관의 경우, 본 연구의 TVOC, PM-10, HCHO 평균 오염 농도는 290.3, 45.3, 56.8 μg/m

이며, 일정 규모 이상 시설의 평균 오염농도는 96.0, 51.0, 20.0 μg/m

으로 TVOC는 3.0배, HCHO 은 2.8배 높았다. 노인요양시설의 경우, 본 연구의 TVOC, PM-10, HCHO 평균 오염 농도는 117.0, 57.8, 22.8 μg/m

으로 나타났으며, 이를 일정 규모 이상의 시설의 TVOC, PM-10, HCHO 의 평균 농도와 비 교하면, 각각 68.0, 11.0, 12.0 μg/m

으로 TVOC는 약 1.7배, PM-10은 약 5.3배, HCHO는 1.8배 높은 수준인 것으로 나타났다.

“ 실내공기질관리법”상

으로 법적인 규제에서 배제되어 있는 일정 규모 이 하의 시설에서 주요 실내오염물질인 TVOC, HCHO 의 오염 농도가, 그리고 시설 종류에 따라서는 PM- 10 오염 농도가 법적 규제 대상인 일정 규모 이상 인 동 시설 보다 높게 나타났다.

실내공기오염 실태조사를 토대로 한 위해성평가 결과, HCHO의 발암위해도는 의료시설의 이용자를 제외하고 어린이집, 의료시설, 노인요양시설의 이용 자 및 근로자에 대해서 허용위해도를 초과한 것으로 나타났다. 이는 고연정(2008) 연구에서 평가된 어린 이집에서의 HCHO의 발암위해도(6.28×10

) 와 비슷 한 수치를 보였다.

HCHO 의 경우 “실내공기질관 리법”상의 유지·권고기준을 만족함에도 불구하고 발 암위해도가 높게 나타났다. 따라서, 현행 “실내공기 질관리법”상의 유지·권고기준을 위해성평가를 기반 으로 하여 재검토 할 필요성이 있다. 유아 및 아동 이 거주하는 시설에서 실내공기오염에 대한 위해성 평가를 수행한 여러 연구를 살펴봤을 때 벤젠의 경 우 대부분의 발암위해도 결과가 본 연구와 같이 2.31×10

~3.80×10

범위의 안전한 수준으로 나타 났으나, 이원영(2014)의 연구에서는 유아의 경우 벤 젠 발암위해도가 허용 위해도를 초과한 것으로 조사 되었다.

톨루엔, 에틸벤젠, 자이렌, 스티렌에 대해 서는 본 연구결과와 기존의 연구 모두 안전한 수준 으로 확인 되었다.

설문조사를 통해 실내공기질 오염물질과 영향요인 간의 상관성을 분석한 결과, 신축 건물일 경우 TVOC Table 8. Result of human health risk assessment for the user and worker

Items

User Worker

Day care center Hospital Elderly care

facilities Day care center Hospital Elderly care facilities

HCHO 5.2×10

1.5×10

4.7×10

3.8×10

1.6×10

6.2×10

Benzene 4.2×10

1.3×10

1.4×10

1.8×10

1.5×10

1.2×10

Toluene 9.1×10

1.5×10

8.9×10

3.0×10

8.9×10

5.7×10

Ethylbenzene 4.0×10

4.0×10

3.4×10

1.3×10

2.5×10

2.3×10

Xylene 8.3×10

4.2×10

4.6×10

2.8×10

2.6×10

2.9×10

Styrene 3.6×10

3.4×10

7.3×10

1.2×10

2.0×10

3.5×10

PM-10 6.9×10

3.0×10

5.3×10

2.2×10

1.7×10

2.3×10

CO

1.9×10

1.1×10

1.9×10

6.3×10

6.3×10

8.3×10

NO

1.6×10

9.5×10

1.4×10

5.3×10

5.4×10

6.0×10

O

6.3×10

1.5×10

3.6×10

2.1×10

8.8×10

1.6×10

의 농도가 높아지는 경향을 나타냈으며 시설의 개보 수를 실시한 시점이 오래된 시설일수록 TVOC의 농 도가 낮아지는 경향이 나타났다. 이것은 신축 건물 이나 시설 개보수에 사용된 건축자재, 마감재료 내 의 VOCs가 다량 방출됨에 따라 발생한 현상으로 신 축 건물과 시설 개보수를 실시한 다중이용시설의 경 우에는 VOCs 저감을 위하여 반복적인 베이크아웃, 환기 등을 실시할 필요가 있다.

대상시설이 복합 건물에 위치한 경우에는 단독 건물에 위치한 경우에 비하여 NO

, HCHO, TVOC, 에틸벤젠등의 오염물 질 농도가 증가하는 경향을 나타냈는데, 이것은 실 내공기질의 오염은 한 공간에 국한되어 발생되는 현 상이 아니라 근접한 공간에도 영향을 줄 수 있다는 것을 보여주는 사례로 복합 건물 내의 위치한 다중 이용시설의 실내공기질 관리 시에는 근접한 다중이 용시설로부터 유례 될 수 있는 오염원을 파악하고 종합적으로 관리할 수 있는 계획 수립이 필요함을 의미한다.

V. 결 론

“ 실내공기질관리법”의 적용을 받지 않는 일정규모 이하의 어린이집, 의료기관, 노인요양병원에 대한 실 내공기질 실태조사 결과, “실내공기질관리법” 상의 실내공기질 유지·권고기준을 초과한 TVOC, PM-10, HCHO 등의 주요 항목의 평균 농도는 법적 적용을 받고 있는 동 시설과 비교하여 각각 최대 6.7배, 5.3 배, 2.8배 높게 나타났다. 위해성 평가 결과에서는, HCHO 이외 항목들은 단일평가치 분석과 확률론적 평가 모두 위해도 평가기준과 비교해 안전한 수준으 로 평가되었으나, HCHO는 “실내공기질관리법” 상 의 유지기준을 만족하고 있음에도 불구하고 이용자 및 근로자의 흡입에 의한 발암위해도가 허용 기준치 를 초과하였다.

본 연구는 전국 약 3%의 “실내공기질관리법”을 적용 받지 않는 어린이집, 의료기관, 노인요양시설에 대하여 실태조사를 실시한 것으로, 동 시설에 대한 전국적인 규모의 실태조사 및 사례 중심의 모니터링 이 지속적으로 수행되어야 할 필요성이 있음을 의미 한다. 특히, 동 시설의 주요 이용자는 환경유해인자 에 취약한 민감계층인 만큼 위해성 평가 결과를 고 려하여 이들 계층을 적절히 보호 할 수 있는 관리

방안이 마련되어야 할 것이다.

감사의 글

이 연구는 서울과학기술대학교 교내연구비의 지원 으로 수행되었습니다.

References

1. Korea Environment Institute. A study on public opinion survey and policies on indoor air pollution in korea. 2001

2. World Health Organization. Guidelines for air qual- ity. 2000

3. Fisk WJ, Rosenfeld AH. Estimates of Improved Productivity and Health from Better Indoor Envi- ronments. Indoor Air. 1997; 7: 158-172.

4. Srinivasan S, O'Fallon LR, Dearry A. Creating healthy communities, healthy homes, healthy peo- ple: initiating a research agenda on the built envi- ronment and public health. Am J Public Health.

2003; 93: 1446-1450.

5. Harrison PTC. Indoor air quality guidelines. Occup Environ Med. 2002; 59: 73-74.

6. National Academy of Sciences (NAS). Human exposure assessment for airbone pollutants Wash- ington D.C. 1993.

7. Wyon DP. The effects of indoor air quality on per- formance and productivity. Indoor Air. 2004; 14:

92-101.

8. Mull TE. HVAC Principles and Applications Man- ual. New York, McGraw-Hill. ISBN 0-07-044451- X. 1997;

9. Bobenhausen W. Simplified Design of HVAC Sys- tems. New York. John Wiley & Sons, Inc. p. 1-180.

ISBN 0-471-53280-0. 1994;

10. Yoon Shin Kim, Young Man Roh, Cheol Min Lee, Ki Yeon Kim, Jong Cheol Kim, Hyung Jin Jeon, et al. A Study of Excess Ratio for Guildeline of Indoor Air Pollutants in Classroom of Kindergar- tens. Korean Society for Indoor Environment. 2007;

4(1). 14-19.

11. Ministry of Environment. Result of Air Quality Public Used Facilities in korea. 2015.

12. Ministry of Health and Welfare. Survey on Asbes- tos Management in Day Care Center, 2017.

13. Ministry of Health and Welfare. Status of Medical Institutions in Korea. 2015.

14. Ministry of Health and Welfare. Status of Elderly

Care Facilities in Korea. 2015.

15. In Chul Ryu. Characteristics of Indoor Air Quality in Small Kindergarten Facilities in Seoul. Report of S.I.H.E. 2009; 45: 124-130.

16. Natonal Institute of Environmental Research. Offi- cially analysis Methods for Indoor Air Quality, ES 04751.1. 2017.

17. Ministry of Environment. Guidance on procedures and methods for risk assessment of environmental hazard factors. 2017.

18. United States Environmental Protection Agency.

Integrated Risk Information System (IRIS). avail- able: http://www.epa.gov.iris[accessed 08, June 2018.

19. Ministry of Environment. Korean Exposure Factors Handbook. 2007.

20. Statistics Korea. Life Tables for Korea. 2013.

21. European commission. Externalities of Energy (ExternE) Methodology. 2005.

22. Seoul Development Institute. Study of Indoor Air Quality in Multi-use Facilities and Buildings in Seoul. 2004.

23. Kyung Hwa Cho. Analysis of Indoor Air Quality in

vulnerable facilities according to building character- istics. Korea Institute of Healthcare Architecture.

2017; 23(2): 19-26.

24. Sung Ki Jang. Indoor Air Quality of Elderly Care Facilities. Air Cleaning Technology. 2008; 21(3):

11-19.

25. Yeon Jeong Go. A Study on Characteristics of Indoor Air Quality and Risk Assessment of Pre- school Facility in Korea. [dissertation]. [Seoul]:

University of Seoul; 2008.

26. Won Young Lee. A Study on Concentration of Vol- atile Organic Compounds and Health Risk Assess- ment in the Child-care Centers in Seoul.

[dissertation]. [Seoul]: University of Seoul; 2014.

27. Hye Soo Shin. Characterization and risk assess- ment of VOCs in the child-care facilities. [disserta- tion]. [Seoul]: University of HanYang; 2012.

28. Ministry of Environment. Indoor Air Quality Man- agement Manual. 2006.

29. Ministry of Environment. Indoor VOCs Characteri-

zation and Control Methodology. 2001.