* Corresponding author. Tel : +82-31-250-2627, E-mail : [email protected]
의료시설 실내공기질 특성 및 건강위해성 평가
최일우 이재성 김동기 류형열 김태현 이수문 이진영 최윤호 김현자․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ * 경기도보건환경연구원 생활환경팀
A Study Characteristic on Indoor Air Quality and Health Risk Assessment in Medical Facility
Choi Ill-Woo ․ Lee Jae-Seong ․ Kim Dong-Gi ․ Ryu Hyeong-Rial ․ Kim Tae-Hyun ․ Lee Soo-Moon Lee Jin-Young ․ Choi Yun-Ho ․ Kim Hyeon-Ja*
Life Environment Team, Gyeonggi-do Institute of Health and Environment
Abstract
This study was performed to investigate the distribution of indoor air pollutants in medical facility in Gyeonggi-do area from February to November, 2012, and to conduct the health risk assessment from obtained data. PM10, CO2, formaldehyde, CO, and total bacteria count(TBC) did not exceed the main- tained standards, but mean concentration of TVOC was 402.3㎍ ㎥/ and thirteen of them exceeded the recommended standard. In the concentration distribution of pollutants for the monthly samples, CO2, formaldehyde, TVOC, TBC were the highest level in August. From the factor analysis of indoor air pol- lution provided three factors; the first factor was seasonal factor (indoor temperature and humidity, TBC and formaldehyde), the second factor was ventilation factor (CO2, PM10 and CO), and the third factor was building(or interior) factor (TVOCs). In the health risk assessment results, the excess car- cinogenesis of formaldehyde for resonable maximum exposure worker was 1.21×10-4 which means ex- ceeding the cancer criteria(1.0×10-4). We confirmed the probability of health effect caused by TVOC.
The lifetime excess cancer risk of carcinogens(benzene, formaldehyde) and hazard quotient of non-car- cinogens(toluene, ethylbenzene, xylene, styrene), and risk of regulation substances(PM10, CO2) were safety level for inpatients and out patients.
Keywords: indoor air pollutants, medical facility, health risk assessment, formaldehyde
서론 1.
실내공기질(Indoor Air Quality, IAQ) 문제는 년대 이후 에너지 저감을 위하여 다양한 1970
산업기술이 만들어낸 건축자재의 사용에 따른 오염물질의 방출과 에너지 효율을 높이기 위한 건축물의 밀폐와 에너지 절감 장치를 설치하는 건물의 증가로 건물의 실내공기질이 악화되면 서 발생되었다(Yang, 2008; National Academy of Scienves, 1993).
최근 미국 거주자들의 실내에서 거주하는 시 간을 조사한 결과에서24시간 중 건물 및 자동 차 등의 실내에서 거주하는 시간이 22.8시간이 었으며 실외에서 보내는 시간은 약, 1.2시간에 불과한 것으로 보고되었다(Robinson and Nelson,
한편 한국인은 일 시간 중에서
1995). , 1 24 20.3
시간을 실내에 거주하며 교통수단 자동차 버, ( , 스 지하철 등 등의 실내에서 머무르는 시간은, ) 약 시간으로 조사되어 건축물 및 교통수단 등3 의 실내에 머무르는 시간이 약23.3시간으로 하 루 중 약97%의 시간을 실내에서 보내고 있는 것으로 보고되었다 의료기관의 경우 실내 머무. 름 시간을 이용시간 평균치와 최대이용시간으 로 살펴보면 입원환자의 경우는 18시간 일 및/ 시간 일 외래환자는 시간 일 및 시간 근무
24 / , 1 / 2 ,
자의 경우 시간 일로 조사되었다8 / (Ministry of 이러한 결과는 실내 환경 Environment, 2007).
중 공기오염물질 노출이 실외 대기 노출보다 실제적 건강장해를 야기할 수 있으며 이는 실, 내공기 오염물질의 농도가 낮더라도 노약자 환, 자 유아들은 실내에서 장기간 생활하기 때문에,
더 많은 건강장해를 받을 수 있다(Gomzi, M, 1999).
미국과 유럽의 실내공기질 연구는 1990년대 부터 실내오염물질들의 위해성 평가 및 관리기 술개발 각종 신기술을 이용한 저감 방법 등에, 초점을 맞추어 연구가 이루어지고 있는 것과 비교해 우리나라는, 1980년대 후반부터 실내공 기오염에 대한 연구가 수행되었으나 지하철 공 기질이 사회적 주관심사가 되어 지하 환경의 오염조사가 대부분을 차지하였다. 하지만 2000 년대부터 환경부에서 실내공기질관리법 개정과 실내공기질 관리기본 계획에 따라 국내 실내공 기오염 현황에 대한 연구용역과 실내공기질 관 리체계 역량발전을 위한 대책을 수행하고 있으 며 실내공기 오염물질에 대한 노출평가 및 실, 내공기질 건강위해성 평가연구 등이 수행되고 있으나 결코 충분하지 못한 실정이다(Ryu, 2010).
의 연구에 의하면 실내공기오 Kim et al.(2007)
염에 의한 건강영향의 가능성은 실내 체류하는 계층에 따라 다양한 영향을 갖게 되는데 그중 노인 영 유아 어린이 환자 임산부 등과 같이, · , , , 환경보건학적으로 약자인 민감 집단은 일반 성 인에 비해 더욱 민감할 수 있다 이러한 민감. 집단이 주로 이용하는 시설을 대상으로 한 실 내공기오염물질의 분포를 조사하는 연구가 다 수 수행되어졌으나 실제 수용체가 받을 수 있 는 건강영향의 가능성에 대한 연구는 미비한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 건강 민감계층이 많이 이용하는 의료시설의 실내공기오염물질특성을
조사하고 건강위해영향의 가능성 평가 및 노출 특성을 고려한 정량적인 위해성평가로 의료시설 실내공기질관리의 기초자료를 제공하고자 한다.
연구방법 2.
연구대상시설 및 오염물질 2.1
본 연구는2012년 월부터2 11월까지 경기도내 개 의료시설을 대상으로
40 formaldehyde, ben- zene, toluene, ethyl-benzene, xylene, styrene, TBC
총부유세균
( ), TVOCs(총휘발성유기화합물질), PM10, CO2, CO 등의 오염물질과 실내온도 및 습 도를 대상항목으로 조사하였다 연구 대상시설들. 은 계절적 특성을 반영하기 위하여 그룹으로4 나누어 2 , 4 , 8 , 11월 월 월 월 총 회를 실시하였4 으며 계절별 각각의 그룹을 Round 1, 2, 3, 4로 실내공기 중의 분포를 조사하였다(Table 1).
측정 및 분석방법 2.2
측정 및 분석방법은 「실내공기질공정시험 기준 의 주시험방법을 이용하였다(Ministry of」 채취지점은 실내공기 오염 Environment, 2010). “
물질 시료채취 및 평가방법 에 준하여 의료시” 설의 오염도를 대표할 수 있다고 판단되는 곳 으로 이용하는 사람이 많은 대기실과 주요시설, 곳을 선정하였으며 이용객이 많은 오전 시
2 10
부터 16시 사이에 실내공기를 측정채취하였다. PM10은 3.0 L/min 유량으로 시간 채취하여6 채취 전 후 여과지 중량차이를 이용하여 측정 하였다. CO2와 CO는 비분산적외선분석법이 적 용된 CO2/CO analyzer를 이용하여30분 이상 측 정기를 안정화 시킨 후 각각의 농도를 측정하 였다. Formaldehyde는 오존 스크러버와DNPH로 코팅된 실리카겔 카트리지를 직렬로 연결하고
의 유량으로 분간 측정한 후
1.0 L/min 30 HPLC
를 이용하여 분석하였다. TBC는 충돌법을 이용
Facility
(n) Ventilation No. of bed
No. of dweller
No. of user (Person/day)
Operation year
(facilities no.) Sampling Temp.( )℃ /Hum.(%) A1 A10∼
(10)
FV : 6
NV : 4 73 1300∼ 100 2200∼ 30 3950∼ 2003(2), 2007(1), 2008(1), 2010(6)
Round 1
(February) 20.8/18.4 B1 B11∼
(11)
FV : 5
NV : 6 60 450∼ 43 400∼ 10 800∼ 1984(1), 1991(1), 1995(1), 1998(1), 2000(1), 2002(1), 2005(1), 2008(1), 2009(2), 2011(1)
Round 2
(April) 22.2/35.7 C1 C10∼
(10)
FV : 2
NV : 8 28 450∼ 100 500∼ 10 500∼ 1982(1), 1983(1), 2001(2), 2003(1), 2004(2), 2008(2), 2010(1)
Round 3
(August) 27.1/64.5 D1 D9∼
(9)
FV : 3
NV : 6 80 310∼ 103 420∼ 5 650∼ 1980(1), 1982(1), 1989(1), 2001(1), 2008(1), 2009(1),
2010(2), 2011(1)
Round 4 (November
)
19.7/51.2
n; Number of Facilities.
FV; Forced Ventilation system, NV; Natural Ventilation system No. of bed : number of bed in medical facility.
No. of dweller : number of dweller(included inpatients and workers) in medical facility.
No. of user ; number of user of medical facility.
Table 1. Information of the facilities in this study.
하여TSA배지에 포집하고배양 후 집락을 계수 하여 정량적으로 평가하였다. TVOC와 개별
등은 를 이용하여 의
VOCs Tenax Tube 0.1 L/min 유량으로 30분동안 포집 후 열탈착기와
로 분석하였다 각 물질별 분석재현성은
GC/MS .
모두 10% 이내였으며, 검출한계(Limit of de- 는
tection : LOD) formaldehyde 0.2㎍ ㎥/ , VOCs 중 benzene 0.646 / , toluene 0.784 / ,㎍ ㎥ ㎍ ㎥ eth- ylbenzene 0.581㎍ ㎥/ , styrene 0.316㎍ ㎥/ 및 xy-
이었다 lene 0.569 /㎍ ㎥ .
연구대상물질의 평가 분류 2.3
평가대상물질은 US EPA 물질분류 범주에 따 라formaldehyde와benzene은 발암물질로 분류하 였고 toluene, ethylbenzene, xylene, styrene은 비 발암물질로 분류하였으며, PM10과 CO는 일반규 제물질로 그 밖에, CO2, TBC 및 TVOC도 함께 평가하였다.
인체노출량 및 건강위해성 평가 2.4
노출량 산정 2.4.1
위해성 계산에서 노출은 발암물질의 일일평균 노출용량(Lifetime Average Daily Dose : LADD) 또는 만성일일섭취량(Chronic Daily : CDI)과 비 발암물질의 평균일일용량(Average Daily DOse : 으로 표현되는데 실제적인 노출환경으로 ADD)
부터 노출 가능한 인구집단이 어느 정도의 위 해에 처해 있는지를 알기 위해 노출량을 평가 한다 오염물질에 노출우려가 있는 인구집단에. 서 위해가 발생할 수 있는 정도를 결정하기 위 해서는 인체노출량을 평가하며 만성노출을 포,
함하여 대부분의 경우 mg/kg/day로 표현한다 따. 라서 본 연구의 노출시나리오에 따른 인체노출량 은 다음 식(1)을 적용하여 산출하였다.
×
××××
⋯⋯⋯⋯
LADD : Lifetime Average Daily Dose (mg/kg/day) for carcinogens
ADD : Average daily dose (mg/kg/day) for non-carcinogens
C : Concentration (mg/㎥) IR : Inhalation rate (㎥/hr) ET : Exposure time (hr/day) EF : Exposure frequence (day/yr) ED : Exposure duration (yrs) BW : Body weight (kg)
LT(AT) : Life time(Average time) (days)
본 연구에서 호흡률은 시설 근무자 및 이용자 의 특성에 따라 적용하였다 근무자의 경우 만. , 성 노출시 U.S EPA(1997)의 권고치를 참고하여 만성노출 호흡률로 20m3/day을 평균값으로사용
(Unit : m3/hr) Activity
Resting Light exercise
Medium exercise
Heavy exercise
Very heavy exercise Mean
S D․ Median
0.45 0.13 0.44
0.94 0.23 0.94
1.13 0.27 1.13
1.87 0.43 1.86
2.33 0.53 2.29 Table 2. Inhalation rate by activity.
하였고 이용자는, 한국노출계수핸드북(Ministry of Environment, 2007)을 참고하여 시설이용 특 성에 따라 단기노출에 대한 시설활동에 따른 호흡률을 적용하였다(Table 2). 입원환자는 휴식 기 호흡률 0.45m3/hr, 외래환자는 천천히 걷기활 동의 호흡률 0.94m3/hr를 적용하였다
근무자 및 성인 이용자의 평균체중은 Ministry
보고를 바탕으로 을
of Environment(2007) 60kg 적용하였으며 평균수명은, National statistical of-
자료인 한국인
fice(2007) 기대수명 70년을 적용 하였다 그 외 노출변수에. 대한 자료는 한국노
출계수핸드북 및 다중이용시설 기준 합리화를 위한 실태조사 등 환경부 연구용역 자료를 이 용하였다.
또한 노출 시나리오를 시설 근무자 입원 및, 외래환자로 구분하고 노출시간은 정규분포 노, 출기간은 삼각형분포(triangle distribution), 노출 빈도는 평균값을 각각 적용하였고 실내환경에, 서 오염물질별 평균 농도를 정규분포로 가정하 여 인체노출량과 위해도를 산출하였다. Table 3 에 위해성평가를 위해 산출한 노출변수 및 확 률분포 등을 나타내었으며 위해성평가의 노출,
Exposure factors Symbol Parameter Unit CTE Distribution type Probability factors
Inhalation IR Worker ㎥/day 20 point
Inpatient ㎥/day 11 point
User ㎥/day 22.56 point
Exposure time
ET Worker hr/day 8 NM Mean; 8, S.D; 0.8
Inpatient hr/day 18 NM Mean; 18, S.D; 1.8
User hr/day 1 NM Mean; 1, S.D; 0.1
Exposure frequency
EF Worker day/year 300 Point
Inpatient day/year 0.7 Point
User day/year 5.6 Point
Exposure duration
ED Worker>20 age year 40 TR Max; 44, Min; 36, Likeliest; 40
<4 year 4 TR Max; 4.4, Min; 3.6, Likeliest; 4
<13 year 9 TR Max; 8.1, Min; 9.9, Likeliest; 9
<19 year 6 TR Max; 6.6, Min; 5.4, Likeliest; 6
>20 year 50 TR Max; 55, Min; 45, Likeliest; 50 Body
weight
BW Worker>20 age Kg 60 TR Max; 81.9, Min; 47.2, Likeliest; 62.8
<4 Kg 10 TR Max; 23, Min; 3.71, Likeliest; 10.71
<13 Kg 30 TR Max; 76.6, Min; 15.2, Likeliest; 32.3
<19 Kg 60 TR Max; 91.4, Min; 39.95, Likeliest; 58.6
>20 Kg 60 TR Max; 81.9, Min; 47.2, Likeliest; 62.8
Lifetime LT Common day 25,550 Point
CTE : Central Tendency Exposure, NM : normal distribution, TR : triangle distribution.
Table 3. Exposure factors of worker, inpatient and user for the medical facility.
량 추정과정 중에 발생될 수 있는 전반적인 불 확실성을 고려한 확률분포 값을 산출하기 위하 여 몬테카를로 분석을 「Crystal ball 2000」을 이용하여 10 000번의 모의실험을 수행하였다.
발암성물질 비발암성물질의 위해성평가 2.4.2 ,
대상 오염물질의 건강위해성 평가를 위한 발 암물질의 발암잠재력과 비발암물질의 호흡노출 참고치 등 용량 반응 자료는- US EPA의 에서 제 IRIS(Integrated Risk Information System) 시하는 자료를 이용하였다(Table 4).
Pollutant CPF (mg/kg/day))-1-1
Unit risk ( / )㎍ ㎥-1 RfC
(mg/kg/day) NOAEL,
LOAEL (mg/kg/day) HCHO 4.6×10-2 1.3×10-5 - - Benzene 3.6×10-2 6.0×10-6 - -
Toluene - - 0.4 L : 119
Ethylbenzene - - 1 N : 434
Xylene - - 0.1 N : 39
Styrene - - 0.1 N : 39
N : NOAEL, L : LOAEL
Table 4. Cancer potencies and risks for carcinogens, and reference concentration (RfC) for non-carcinogen chemicals.
발암성물질은 용량 반응 평가를 통해 산출된- 발암잠재력값(cancer potency factor : CPF)과 노 출평가를 통해 얻어진 LADDs을 곱하여 식 (2) 과 같이 초과 발암위해도(excess lifetime cancer
를 산출하며 총 발암위해도
risk; ECR) , (total can- 는 식 과 같이 산출한다 cer risk; TCR) (2-1) .
ECR=CPF( /kg/day)㎍ -1×LADD(mg/kg/day)×1000
= C(㎍/m3)×Unit risk(㎍/m3)-1··· (2)
TCR= ECR∑ ij··· (2-1)
여기서 i는 오염물질, j는 노출경로를 나타 낸다.
비발암성물질은 용량 반응 평가를 통해 산출- 된 참고치(reference dose : RfD)와 노출평가를 통해 얻어진 ADD 비교를 통하여 독성위험값 을 식 총 비발암위 (hazardous quotient : HQ) (3),
해도는 식 (3-1)과 같이 산출한다.
×
…(3)
THI = ∑HIij··· (3-1)
여기서 i는 오염물질, j는 노출경로를 나타 낸다.
독성위험값은 기준인 “1”을 초과하면 인체 유해영향이 있으며, “1”이하이면 인체유해영향 이 없는 것으로 판단하는 지수이다.
일반규제물질의 위해도 정량화 2.4.3
선행연구는 PM10과CO 물질의 정량적 위해성 평가를 위해서 단위농도 노출당 사망률 변화에 대한 용량 반응 평가를 제시하였다- (Ministry of Environment, 2007; Ryu, 2010). 대부분 위해성 평가에서 수행되는 용량 반응 자료는 역학연구- 자료와 동물실험 자료에서 사망 또는 발암자료 를 통해 이루어지나 아직 일반규제물질, (PM10, CO, O3, NO2)에 대한 발암력이나 단위위해도 자료는 없는 상황이다 따라서 본 연구에서는.
대상물질에 대한 위해성 평가를 위해 유럽위원 회(EC)에서 사용된 ExternE. 연구의 사망위해성 평가방법을 이용하였다. ExternE. 연구에서는다 양한 대기오염과 각종 배출원에 대한 규제를 위해 대기오염물질에 대한 역학연구 자료와 지 역별 배출량 오염농도 거주자 수에 대한 자료, , 를 활용하여 예측 사망률을 추정한다(Ministry of Environment, 2007).
본 연구에서는 ExternE. 연구에서 사용된 방 법론을 적용하여 국외에서 가장 신뢰성 있는 역학연구 자료를 사용한 대상물질의 단위농도 변화에 따른 사망률 변화 용량 반응 기울기로- 사용하여 위해성 평가를 실시하였다(Pope, 1989).
에 일반규제
Table. 5 물질(PM10, CO)의 단위사 망율을 나타내었으며 조기사망위해도는 식 (4) 와 같이 산출된다.
Pollutants Health influence
Unit death rate
PM10 Acute death 0.046%
Chronic death 0.39%
CO Acute death 0.0015%
Table 5. Death rate of disease by PM10and CO.
조기사망위해도 대상물질의 농도= ( / )×㎍ ㎥ 단위사 망률
사망률변화 노출기간
(% /( / ))/70year(㎍㎥ )··· (4) 기타 규제물질의 위해성평가
2.4.4
은 실내 공기오염물질에 의한 Kim et al.(2007)
위해도 결정 방법으로 Safety factor의 개념에서 기준 초과비를 조사하여 건강위해성의 가능성을
평가하였다. Safety factor는 식(5)를 이용하여 산 출하였으며, “1”을 기준으로 “1”을 초과하면 건 강상의 유해영향이 발생될 가능성이 높으며, “1”
미만일 경우에는 건강상의 유해영향이 존재하지 않을 가능성이 높음을 의미하는 지표이다.
··· (5)
여기서, C는 오염물질의 농도, TRV(toxico- logical reference value)는 오염물질의 독성을 기 초로 한 국내외 기준치 또는 권고치를 적용하 여 산출하였다(Trman Meininghaus et al, 2003).
본 연구에서는 실내 오염물질 중 CO2, TBC 및 의 건강위해성 평가를 위하여 환경부의
TVOC ,
다중이용시설 실내공기질 관리법 에서 제시하
“ ”
는 유지기준을 건강유해영향이 고려된 기준이 라는 가정 하에TRV로 적용하여Safety factor를 산출하였다.
결과 3.
실내공기오염물질의 분포조사 3.1
실내공기오염물질 농도분포 3.1.1
본 연구대상 오염물질들의 농도를 Table 6에 나타내었다. PM10, CO2, formaldehyde, TBC, CO 등 오염물질의 평균 농도는 현행 다중이용시설 실내공기질 유지기준을 초과하지 않는 것으로 조사되었다. Table 6에 나타내지는 않았으나 조 사대상시설의 TBC 농도는 개 시설에서 유지1 기준을 초과하였으며, TVOC의 농도는 13개 시
설이 권고기준을 초과하였고 조사대상 평균 농 도 또한 402.3 ㎍ ㎥/ 으로 권고기준을 초과하는 것으로 조사되었다 현재 실내공기질 관리기준. 에는 VOCs 개별물질에 대한 기준이 없기 때문 에 본 연구에서는 종5 VOCs에 대해서는 독성 만을 고려한 권고농도를 이용하여 노출 수준을 평가하였다 개별. VOCs의 독성권고농도는 전체 조사대상 시설에서 초과하지 않는 것으로 조사 되었다 대상. 시설의 계절별 실내오염도 조사결 과는Fig.1에 나타내었다.
항목별 평균농도 분포는 PM10은 Round 2에
서 조금 높은 농도를 보이나 계절별 큰 차이는 나타나지 않았고 실내환기지표로 인식되는, CO2는 Round 3 > 1 > 2 > 4의 순으로 월과8 2 월에 농도가 높게 나타났다.
와 의 농도는 에서
Formaldehyde TVOC Round 3 높게 나타났고, TBC는 Round 3과 에서 높게4 나타났다.
실내공기오염물질의 상관성 및 요인 3.1.2
본 연구에서는 실내환경에서 측정된 분석대상 물질간의 상호관련성과 실내공기질 관리를 위한 Pollutants PM10
( / )㎍ ㎥ CO2
(ppm) HCHO ( / )㎍ ㎥ TBC
(CFU/ )㎥ CO (ppm)
TVOCs
( / )㎍ ㎥ Benzene ( / )㎍ ㎥ Toluene
( / )㎍ ㎥ Ebenzene ( / )㎍ ㎥ Xylene
( / )㎍ ㎥ Styrene ( / )㎍ ㎥
Standard 100 900 100 800 10 400 30 1000 360 700 300
Mean 45.3 664.2 17.4 349.7 0.6 402.3 1.8 39.4 6.5 7.9 0.5
S.D. 10.0 169.7 20.5 259.0 0.3 332.7 2.0 34.8 6.8 9.7 0.7
Range 18.8
～66.8 267
～943 0
100.1
～ 38
～1102 0.2
～1.3 5.5 1696.6
～ 0.4
～14.3 0.8 183.5
～ 0.3
～31.9 0.5
～43.4 0.1
～4.2 Table 6. Concentrations of pollutants in indoor air.
Fig. 1. Distribution of concentrations for indoor air pollutants in each round sample.
요인을 파악하기 위하여 통계분석(SPSS, ver 을 실시하고 그 결
17.0) 과를Fig.2에나타내었다.
Fig. 2. Component plot of factors 1, 2, 3 in indoor air samples for medical facility.
상관분석표는 나타내지 않았으나 PM10은 오 염물질 중 CO2와 유의한 상관성을 나타냈고, CO2는 CO 및 benzene과 음의 상관관계를 보이 며, formaldehyde는 TBC 및 VOCs와 상관성이 나타났으며, TVOCs는 개별 VOCs와 유의한 상 관관계를 보였다 특히 실내 온도와 습도는.
및 등 실내오염물질
formaldehyde, TBC TVOCs
들과 유의한 상관관계가 있는 것으로 나타나 실내공기질관리의 중요한 요인인 것으로 나타 났다 한편 실내오염물질들 상호간의 상관관계. 로부터 도출된 실내오염의 요인은 크게 가지3 요인으로 추출되었으며 전체 73.8%의 설명력을 나타내었다 제 요인 실내 온 습도. 1 ( · , TBC, form- aldehyde)은 31.9%의 설명력의 계절적 요인으로, 제 요인2 (CO2, PM10, CO)은 23.3% 설명력을 보 인 환기요인 및 제 요인3 (TVOCs)으로는 18.6%
설명력을 갖은 건물 인테리어 요인으로 설명할( ) 수 있었으며 여름철과 겨울철의 적절한 환기가 쾌적한 실내공기질관리의 중요한 인자로 인식 된다.
건강 위해성 평가 3.2
실내오염물질의 노출평가는 실내와 실외의 오염물질을 조사가 필요하나 본 연구에서는 실 내에서 측정한 결과만을 기초로 노출량을 평가 하였다.
위해성평가는 산출된 근무자 및 이용자 각각 의 발암위해도를 미국 EPA 및 WHO에서 제시
Pollutant Exposure scenarios LADD(mg/kg/day) ECR
Mean RME Mean RME
Benzene Worker 8.66E-05 2.59E-04 3.12E-06 9.31E-06
Inpatient 6.07E-07 1.75E-06 2.18E-08 6.31E-08
Outpatient 5.50E-07 1.62E-06 1.98E-08 5.83E-08
Formaldehyde Worker 8.55E-04 2.64E-03 3.93E-05 1.21E-04
Inpatient 5.97E-06 1.81E-05 2.75E-07 8.31E-07
Outpatient 5.33E-06 1.62E-05 2.45E-07 7.43E-07
ECR : Excess cancer risk, RME : Resonable Maximum Exposure
Table 7. Excess cancer risks and LADD of carcinogen chemicals in indoor air for medical facility.
하고 있는 인체를 보호하기위한 위해도 허용 기준치(risk criteria)인 10-5~10-4과 서로 비교하였 다. 인체발암성물질의 위해도 판정기준은 근무 자는 인구 만명당 명1 (1.0×10-4), 이용자는 인구 십만명당 명1 (1.0×10-5)의 초과발암위해도 기준 으로 판단하였다. 비발암물질의 산출된 위해도 평가는 근무자와 이용자의 위험값을 과1 0.1을 기준으로 평가하였으며, 일반규제물질의 위해도 판정기준은 근무자는 연간 질병조기사망위해도 이용자는 연간 질병조기사망위해도 를
0.1, 0.01
위해도로 기준으로 판단하였다.
발암성 물질의 평가 3.2.1
의료시설에서 노출시나리오별 인체노출량과 평생 초과발암위해도를 평균(50 percentile 과 최) 빈값(95 percentile)으로 각각 나타내었다(Table 7).
본 연구에서 실내공기 중 benzene 오염 농도
로 평생 노출될 경우 호흡기를 통해 인체로 유 입될 수 있는 양은 병원 근무자의 경우 8.66×10-5
입원환자는
mg/kg/day, 6.07×10-7 mg/kg/day, 외래 환자는 5.50×10-7 mg/kg/day수준으로 평가되었다. 초과 발암위해도는 3.12×10-6, 2.18×10-8 및 1.98×10-8로 각각 조사되어 노출량이 상대적으 로 높은 근무자도 평생 초과발암위해도 백만명 당 명3 (10-6의 수준 으로 산출되어 안전한 것으) 로 판단된다.
한편 formaldehyde에 대한 근무자 입원환자, 및 외래환자의 일 평균 노출량은1 8.55×10-4 mg/kg/day, 5.97×10-6 mg/kg/day 및 5.33×10-6 수준으로 각각 조사되었으며 초과
mg/kg/day ,
발암위해도는 3.93×10-5, 2.75×10-7 및 2.45×10-7으 로 산출되었다.
비발암성 물질의 평가 3.2.2
Pollutant Exposure scenarios
LADD(mg/kg/day) HI
Mean RME Mean RME
Toluene Worker 1.92E-03 4.95E-03 1.54E-02 3.85E-02
Inpatient 1.32E-05 3.33E-05 1.41E-04 3.48E-04
Outpatient 1.20E-05 3.05E-05 1.30E-04 3.17E-04
Ethyl benzene Worker 3.16E-04 9.03E-04 1.01E-03 2.79E-03
Inpatient 2.16E-06 6.10E-06 9.17E-06 2.55E-05
Outpatient 1.98E-06 5.57E-06 4.07E-06 1.13E-05
Xylene Worker 3.87E-04 1.21E-03 1.23E-02 3.79E-02
Inpatient 2.63E-06 8.16E-06 1.11E-04 3.42E-04
Outpatient 2.38E-06 7.35E-06 4.93E-05 1.50E-04
Styrene Worker 2.46E-05 8.41E-05 7.90E-04 2.61E-03
Inpatient 1.65E-07 5.70E-07 7.05E-06 2.37E-05
Outpatient 1.52E-07 5.10E-07 3.16E-06 1.04E-05
RME : Resonable Maximum Exposure, HI : Hazard index
Table 8. Hazard index and LADD of non-carcinogen chemicals in indoor air for medical facility.
본 연구에서는 toluene, ethylbenzene, xylene, 등 개 비발암성물질의 호흡에 의한 인 styrene 4
체 노출량과 비발암위해도를 평가하고 노출시 나리오별 인체노출량과 평생초과발암위해도를 평균(50 percentile)과 최빈값(95 percentile)으로 각각 나타내었다(Table 8).
비발암성 물질 중 실내공기 농도가 가장 높 았던 toluene의 경우 오염 농도로 평생 노출될, 경우 호흡기를 통해 인체로 유입될 수 있는 양 은 일 평균 성인 체중1 1kg당 병원 근무자의 경 우 1.92×10-3 mg/kg/day, 입원환자는 1.32×10-5
외래환자는
mg/kg/day, 1.20×10-5 mg/kg/day 수준 으로 평가되었다. 노출시나리오별 toluene의 독 성위험값은 근무자의 경우 1.54×10-2, 입원환자 와 외래환자의 경우 1.41×10-4, 1.30×10-4로 각각 산출되었다.
일반규제물질의 평가 3.2.3
에 일반규제물질 물질에 대한 인체 노 Table 9
출량과 질병 조기사망위해도 평가 결과를 나타 내었으며 노출시나리오에 대한, CO, PM10 오염 의 연간 질병조기사망위해도는 근무자와 이용
자의 경우 2.26×10-3 ∼ 6.60×10-7로 각각 조사되 었다.
안전율 평가
3.2.4 (Safety factor)
본 연구에서는 실내공기 오염물질 중 독성 정보가 아직 충분하지 않은 CO2, TBC 및 에 의한 건강영향의 가능성을 파악하기 TVOC
위하여 safety factor의 개념에서 기준 초과비를 조사하였다(Table 10). Safety factor 산출결과 단 일 값 분석에서는 CO2가 0.73, TBC가 0.43, 는 으로 각각 조사되었다 이 결과는
TVOC 1.00 .
을 초과하지 않는
1 CO2와 TBC에 대하여 건강 상의 유해영향이 발생할 가능성이 없음을 시사 하며 을 초과한, 1 TVOC에 의한 건강상의 유해 영향의 존재 가능성을 나타냈다.
Pollutant Exposure scenarios
LADD(mg/kg/kay) Disease death risk
Mean RME Mean RME
CO W orker 3.31E-05 6.39E-05 3.43E-05 6.36E-05
Inpatient 3.19E-07 6.24E-07 2.32E-07 4.33E-07
Outpatient 1.39E-08 2.63E-08 1.01E-08 1.84E-08
PM10 W orker 2.20E-03 3.32E-03 2.26E-03 3.23E-03
Inpatient 2.09E-05 3.18E-05 1.53E-05 2.17E-05
Outpatient 9.07E-07 1.37E-06 6.60E-07 9.37E-07
RME : Resonable Maximum Exposure\
Table 9. Disease death risk and LADD of CO and PM10in indoor air for medical facility.
Pollutant Fixed Mean
Monte-Carlo Percentile
5% 25% 50% 75% 95%
CO2 0.73 0.43 0.61 0.74 0.86 1.05 TBC 0.43 -0.09 0.22 0.44 0.66 0.97 TVOC 1.00 0.14 0.46 0.77 1.25 2.79 Table 10. Safety factor of CO2, TBC and TVOC
in indoor air for medical facility.
몬테카를로 분석을 통한 각각의 오염물질의 분포에 따른 safety factor 산출결과 CO2, TBC 및TVOC의 평균(50 percentile)은 건강영향의 가 능성이 없는 것으로 산출되었다 그러나. TVOC 의 경우에는75 percentile 이상의 값에서 을 초1 과하였으며 일부 고농도 결과가 영향을 미쳤다, 하더라도 을 초과한 단일 값은1 TVOC에 의한 건강영향의 가능성이 존재함을 나타내므로 이 에 대한 저감관리가 이루어져야 할 것으로 조 사되었다.
고 찰 4.
본 연구의 의료시설에 대한 실내오염물질 오 염도는 그 시설의 환기정도와 밀접한 관련이 있 을 것으로 인식된다 특히 우리나라는 사계절. , 기온분포가 뚜렷하여 환기방식도 계절별 확연한 차이가 존재할 수 있으며 실내오염물질의 농도, 가 월과 월에 농도가 높게 나타난 것은8 2 여름, 겨울철 냉 난방 효율 향상을 위해 충분한 환기· 가 이루어지지 않기 때문인 것으로 생각된다.
물질별로는 formaldehyde와 TVOC가 월에8 높게 나타났으며 이는 앞서 언급한 여름철 환, 기 부족과 상대적으로 실내온도가 높아 휘발성 이 큰 이들 물질의 방출이 원인인 것으로 평가 되며, TBC는 월과8 11월에 높은 농도값을 보여 실내 온도와 습도에 밀접한 관련이 보여진다.
따라서 실내공기오염물질의 계절별 오염도 분 포의 이러한 평가 결과는 대상 시설의 계절별 환기 정도를 간접적으로 확인 할 수 있으며 여,
름과 겨울의 실내공기질 관리는 냉 난방 등 에· 너지 관리와 밀접한 관련이 있는 것으로 평가 된다 오염물질의 계절적 평가는 환기시설의 설. 치 및 가동 냉 난방 시설 등에 영향을 받으며, ㆍ 동일시설에 대한 계절적 평가는 이루어지지 못 한 한계가 있으나 오염물질의 계절적 분포특성 은 확인할 수 있었다.
기존연구나 보고서에 의하면 실외 공기질의, 지역적인 영향과 실내흡연에 의한 실내공기질 영향은 유의한 변수로 평가되고 있으나 본 연 구대상시설들은 금연시설로서 실내흡연에 의한 영향은 평가할 수 없었으며 이용자들에 대한 분류만으로 의료시설에서의 노출평가를 실시하 였다.
본 연구대상시설의 건강위해성평가 결과 발 암물질 formaldehyde의 평생 초과발암위해도는 근무자 평균 인구 십만명당 3.9명으로 안전한 수준이나, 근무 최빈자는 만명당 1.2명 (1.21×10-4)로 평가기준(1.0×10-4)을 초과하여 근 무환경 시간 교대근무 및 환기시설 개선 등의(8 ) 위해도 관리 조치가 필요할 것으로 판단되며, 4 개 비발암성물질은 현재 오염수준이 허용 가능 한 수준 위험값( 1 또는 0.1)을 초과하지 않으므 로 유해한 영향이 발생할 가능성이 없는 것으 로 사료된다 또한 일반규제물질. CO, PM10 의 위해도는 평가기준(0.1 ∼ 0.01)과 비교해 안전 한 수준을 나타내어 건강위해도에는 큰 영향이 없 는 것으로 확인되었다. Ministry of Environment(2007) 의 다중이용시설 기준 합리화를 위한 실태조사 연구에 의하면 의료기관 실내공기 중 form-
와 의 농도범위는 각각
aldehyde bezene 2.56~143.73
㎍ ㎥/ , 1.00~3.30㎍ ㎥/ 로 조사되었으며 평생 초 과발암위해도는formaldehyde는 근무자 1.53×10-4, 최빈자는 입원환자와 외래환자가 각각 1.44×10-6 와 2.66×10-6, bezene은 근무자 5.88×10-6, 최빈자 는 입원환자와 외래환자가 각각 5.56×10-8 와 1.04×10-7로 조사되었다 다른 비발암성물질들은. 위험값1 또는0.1을 초과하지 않았으며, CO 및 PM10 농도는 각각 0.18~2.03ppm, 16.80~77.50 /㎍㎥
이었으며 조기사망위해도가 CO 7.81×10-6~1.91×10-5, PM10이 6.99×10-6~4.44×10-4 로 안전한 수준으로 조사되어 본 연구결과와 유사한 경향성을 선행 보고하였다.
결 론 5.
본 연구에서는 건강 민감계층이 많이 이용하 는 의료시설에서 실내오염물질의 분포와 건강 위해성평가를 조사하였다. Formaldehyde와 는 실내온도가 높은 월 는 실내습
TVOCs 8 , TBC
도가 높은 월8 , 11월에 오염도가 높게 조사되어 실내오염물질 농도는 계절적 분포특성을 나타 내었으며 실제 오염물질의 계절적 평가는 건축 물의 환기정도를 간접적으로 평가할 수 있다.
의료시설의 실내공기오염은 계절적 요인 환기, 요인 인테리어 및 시설교체 등이 실내공기질오, 염의 주요 요인으로 나타났다.
건강위해성평가 결과 formaldehyde는 의료시 설 최빈 근무자가 초과발암위해도 평가기준을 초과하여 근무환경과 환기시설 개선 등의 위해 도관리 조치가 필요한 것으로 판단되며, TVOC
의 안전율 평가결과 또한 평가기준을 초과하였 는데 특히 실내기온이 높은 여름철에 건강상의, 유해영향의 존재 가능성이 나타나 여름철 철저 한 실내환기 등을 통한 위해도 관리가 필요한 것으로 나타났다.
비발암물질과 일반규제물질들은 화학물질 개 별 및 통합위해도 모두 위해도 평가기준과 비 교해 안전한 수준으로 평가되었다.
본 연구에서 건강위해성평가는 수용체의 현 재 건강상태 반영에 한계가 있었다 이 부분을. 차치하고라도 의료시설은 특성상 건강 민감계 층이 이용하는 시설로 이용하는 모든 사람들에 게 쾌적한 실내질을 제공하기 위해 적극적인 실내공기질관리가 필요할 것으로 생각된다.
References
Gomzi, M., 1999. Indoor air and respiratory health in preadolescent children. Journal of Atmospheric Environment 33, 4081-4086.
Kim et al.. 2007. A Study of Excess Ratio for Guideline of Indoor Air Pollutants in Classroom of Kindergartens. Journal of Korean Society for Indoor Environment 4(1), 14-22.
Ministry of Environment, 2001. Exposure assess- ment guideline.
Ministry of Environment, 2007. A Survey of indoor air quality in Public Facilities.( )-Ⅱ Wedding Halls Gymnasium exhibition hall․ ․ ․Social welfare
facilities-. http://www.epa.gov/iris
Ministry of Environment, 2007. A Survey of Public Facilities and small-scale facilities un- der Non-Regulated by Korean Air Act.
Ministry of Environment, 2007. A Survey study of Rationalization for Public Facilities.
Ministry of Environment, 2007. Korea Exposure Value Handbook.
Ministry of Environment, 2010. Indoor air quality testing standards. Ministry of Environment Notice, 2010-24.
National Academy of Sciences, 1993. Human ex- posure assessment for airborne pollutants.
Washington DC.
National statistical office, 2007. Life table in 2006 Pope, C.A., 1989. Respiratory disease associated with community air pollution and a steel mill, Utah valley, Journal of Public Health, 623-628 Robinson, J., Nelson, W.C., 1995. National human activity pattern survey database, United States Environment Protection Agency, Research Triangle park, NC.
Roman Meininghaus, Amin Kouniali, Corinne Mandin and Andre Cicolella, 2003. Risk as- sessment of sensory irritants in indoor air-a case study in a French school, Journal of Environment International 28, 553-557.
Ryu, I.Ch., 2010. A Study Characteristic on Indoor
Air Quality and Health Risk Assessment in Multi-use Facilities. A doctoral dissertation, Pukyong National University.
Samet, J.M., Zegar, S.L., Berhame, K., 1998. The association of mortality and particulate air pollution. In: Particulate air pollution and dai- ly mortality: replication and validation of se- lected studies (The phase LA report of the particle epidemiology evaluation project), Health Effects Institute, Cambridge. M.A.
Touloumi, G., Pocock, S.J., Katsouyanni, N., Trichopoulos, D., 1994. Short-term effects of air pollution on daily mortality in athens:
atime-series analysis, International Journal of Epidemiology 23(5), 957-967.
U.S. EPA, 1989. Risk assessment guidance for su- perfund: Human health evaluation manual.
Office of emergency and remedial reponse,Ⅰ (540), 1-89.
U.S. EPA, 1997. Exposure factors handbook.
Washington, DC: Office of Research, and Development, Office of Health and Environmental Assessment.
U.S. EPA, 1997. National Center For Environmental Assessment. Exposure Factors Handbook I., Washington, D.C..
Yang, W.H., 2008. Indoor air quality and risk management. jipmoon.
