* Corresponding author. Tel : +82-2-570-3362, E-mail : [email protected]
서울시 일부 어린이집 실내공기 중 휘발성 유기화합물의 평가분석
이원영1)* ․ 임미경1) ․ 노영광1) ․ 김익수1) ․ 정권1) ․ 엄석원1) ․ 채영주1) ․ 김신도2)
1)서울특별시 보건환경연구원
2)서울시립대학교 환경공학과
Estimation of experimental results for monitoring data on VOCs (Volatile Organic Compounds) in indoor air of daycare centers in Seoul
Wonyoung Lee1)* ․ Mikeong Lim1)․ Youngkwang Rho1) ․ Iksoo Kim1) Kweon Jung1) ․ Seokwon Eom1) ․ Youngzoo Chae1) ․ Shin Do Kim2)
1)
Seoul Metropolitan Government Research Institute of Public Health and Environment
2)
Institue of Urban Science, University of Seoul
Abstract
The children of daycare center are sensitive to indoor environmental pollution. This study was a prelimi- nary investigation for improving the environmental and healthy quality of daycare centers. The sampling of sites in daycare centers was undertaken three times such as day-morning (10:00-12:00), afternoon (16:00-20:00), following dawn (04:00-08:00)-at 21 daycare centers located in Seoul, Korea from April, 2012 to July, 2012. The mean concentrations of TVOC were 255.2, 217.0, and 439.4 g/m μ
3at morning, afternoon, and following dawn, respectively. The daycare center indoor/outdoor ratios on the most targeted volatile or- ganic compounds were above 1.0 except that for carbon tetrachloride, which was almost 1.0. Significant cor- relations (p<0.01) were observed between indoor and outdoor carbon tetrachloride, which implies that indoor carbon tetrachloride could be largely accounted for by outdoor sources. The other targeted indoor volatile organic compounds such as benzene, toluene, ethylbenzene, styrene, xylenes, chloroform showed no sig- nificant correlations with that of outdoor.
Keywords : volatile organic compounds(VOCs), indoor, daycare center
서론 1.
최근 현대인은 실내에서 생활하는 시간이 많 아짐에 따라 건강하고 쾌적한 환경에 대한 요 구가 증가하고 있으며 실내공기질에 대한 관심, 도가 점차 높아지고 있는 실정이다(Jangb) et al., 실제로 현대인들의 실내공간 체류시간은 2007).
에 달하고 실내공기오염에 의한 건강영 80-95 %
향은 수용체별로 다양한 양상을 갖게 된다 그. 중 노인 영 유아 어린이 환자 임산부 등과, ・ , , , 같이 환경보건학적으로 약자인 민감집단에게 더 많은 피해가 갈 수 밖에 없다(Kim et al., 일반적으로 어린이의 발달 시스템은 쉽 2007).
게 손상될 가능성이 크며 특히 생후 수개월 동, 안에는 성인에 비해 신진대사가 원활하지 못하 고 내분비 면역 신경계통 시스템이 발달하는, , 과정에 있다 그러므로 같은 환경에서 성인에. 비해 더 큰 피해를 입는다(Cheong et al., 2006;
또한 폐의 성장과 발달 진행 Koh et al, 2009). ,
과정은 불완전한 메타볼릭 시스템으로 호흡성 병원체의 감염률이 높으며 대기오염 노출시 더, 많은 오염물질이 폐에 쌓인다 발달중인 폐가. 오염에 노출되면 어린이에서 성인이 될 때까지 폐 기능을 저하시키며 성인이 된 후에도 다른, 오염원 담배 직업적 노출 등 에 대한 민감성을( , ) 증가시킨다(Koh et al, 2009). 한국과 같이 산업 화 과정을 겪은 대부분의 국가들은 여성의 사 회활동 참여로 인하여 보육시설을 이용하는 6 세 이하의 영‧ 유아의 수가 지속적으로 증가하 는 추세이다(St-Jean et al., 2012). 실제로 보건복 지부의 통계자료를 보면, 2011년 기준 전국 어
린이집 보육아동 현황은 약 135만 명으로 2008 년 보다 약 16 %가 증가하였다(KOSIS, 2012).
따라서 일반 실내거주공간에 비하여 어린이집 실내공기질의 중요성은 더욱 크며 실내오염물, 질에 대한 대책이 필요한 실정이다.
특히 휘발성 유기화합물, (VOCs, volatile or- 은 실내에서 쉽게 발생되는 주 ganic compounds)
요 오염물질이며 공산품 페인트 접착제 가구, , , , , 의류 건축자재 식품조리를 위한 연소 등 다양, , 한 발생원이 존재한다(Guo et al., 2000; Guo and 휘발성 유 Murray, 2000; Guo and Murray, 2001).
기화합물에 노출될 경우 신경계 장애 폐암 눈, , 및 기관지 자극 등의 급성 및 만성 독성을 유발 할 수 있으며 피로 두통 현기증 구토 무기력, , , , , , 우울증 등은 대표적인 신경계 장애이다(Godish, T., 1981; Godish, T., 1990: Hodgson et al., 1991).
또한 휘발성 유기화합물은 알레르기 유발물질 로 확인되었으며(Yang et al., 2010), 실내공기에 서 고농도 발생 빈도수가 많기 때문에 특별한 관심을 받고 있다(Jang a)et al., 2007). 이와 같이 휘발성 유기화합물은 실내 환경보건 문제에서 매우 중요한 의미를 가지는 유해물질이다 그러. 나 어린이집 실내공기 중 휘발성 유기화합물에 대한 선행 국내‧ 외 연구(Yang et al., 2010; Jang
a)et al., 2007; Roda et al., 2011; St-Jean et al., 는 일정 시간대에 한정된 연구가 대부분을 2012)
차지하고 있다 따라서 본 연구에서는 영. ‧ 유아 등원 후 활동이 활발한 오전(10:00-12:00), 일과 가 마무리 되는 오후(16:00-20:00), 등원 전인 다 음 날 새벽(04:00-08:00) 시간대로 구분하여 휘 발성 유기화합물의 농도를 분석한 후 실내 실외/
농도비 및 성분별 상관성 등 특성을 평가하여 어린이집 휘발성 유기화합물 관리방안 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
연구방법 2.
시료채취 2.1
이 연구에서는 서울시내 21개소의 어린이집 을 연구대상(Fig. 1)으로 선정하였다. 시료 채취 기간은 2012년 월부터 월까지 약 개월이었4 7 3 으며 건축물 환경 실내 외 공기질 침구환경, , ∙ , 등에 관련된 설문조사를 실시하였다 실내는. 영유아 교실 지점을 선정하여 내벽 및 천정에․ 1 서1 m이상 떨어지고 바닥부터, 1.2-1.5 m 범위 의 높이에서 시료를 채취하였다 실외시료는 직. 사광선에 노출되지 않으며 어린이집 환기구나, 조리실 배출구 등의 영향을 받지 않는 곳에서 채취하였다 또한 실내는 오전. , (10:00-12:00), 오 후(16:00-20:00)시간대와 그 다음 날 새벽 시간 대(04:00-08:00)에 각각 회씩 채취하였고 실외1 , 는 오전시간대에 회 채취하였다1 . 실내 외 시료∙ 는 각각 연속 튜브 샘플러(ACEN, ATC 1200,
와 미니 펌프 를 이
Korea) (Sibata, MP- 30, Japan)∑ 용하여 분당100 mL의 유량으로30분간 채취하 였다. 휘발성 유기화합물 흡착튜브는 종류의3 흡착제(Carbotrap C, Carbotrap B, Carbosieve S-
가 충진된 을 사용하였
) Carbotrap 300(Supelco)
Ⅲ
다 전단부 종의 흡착제는 소수성. 2 (hydrophobic) 이고, 탄소수4-14개의 화합물을 흡착하며 후단, 부의 Carbosieve S-Ⅲ는 친수성(hydrophilic)이며,
탄소수 2-6개의 휘발성이 강한 물질을 흡착할 수 있다(Lee et al., 2011). 또한 흡착튜브는 시, 료채취 전 자동 전처리 장치인 Tube condo- 를 이용해 고순 tioner(ACEN, ATC 1200, Korea)
도 질소가 분당 50-100 mL 흐르는 상태로 300 에서 시간 동안 세척한 후2 swagelok fitting으
℃
로 밀봉하였다 한편 채취된 시료는 밀봉된 상. , 태로 4 ℃의 냉장고에 보관하였고 주일 이내1 에 분석되었다.
Fig. 1. Sampling site.
분석방법 2.2
분석대상이 되는 휘발성 유기화합물은 EPA 에서 규정하는 물질 중 분석 정도관리 TO-14
를 고려하여
(QA/QC) Bromomethane, Ethyl chlor- 을 ide, Dichloromethane, 1,1,2,2,-tetrachloroethane 제외한 38개 물질을 대상으로 하였으며 총휘발, 성유기화합물(TVOC, total volatile organic com-
은 가스크로마토그래프에 의하여
pounds) n-Hexane
에서n-Hexadecane까지의 범위에서 검출되는 물 질을 대상으로 분석하였다 분석장비는 열탈착.
장치(Markes, Ultra TD & Unity, UK)가 부착된 GC (Agilent, 6890, USA)/MSD (Agilent, 5975B,
를 이용하였다 흡착튜브의 열탈착시
USA) . 300
에서 10분간 He가스를 농축트랩(25 )으로
℃ ℃
흘려주었으며, He의 압력은 약35 psi를 유지하 였다 농축트랩은 다시. 300 ℃에서 분간 탈착3 한 후, 10 mL/min으로 유량분할을 실시하여 실 제 칼럼으로 약1.3 mL/min의 유량이 흐르게 하 였다 휘발성 유기화합물의 분리를 위해 사용된. 칼럼은 DB-1(길이 60 m × 내경 0.32 mm × 필 름두께 1.0 um)이며 열탈착장비의, He 압력을 유지하기 위해 끝단에 약 90 cm 길이의 불활성 칼럼을 설치하였다. GC 오븐의 온도상승은 40 에서 분 대기 후 분당5 7 로 230 까지
℃ ℃ ℃
승온하여 10분간 유지하였다 질량검출기. (MSD) 는 EI방식(70 eV)이며 내부온도는 이온원에서,
사중극자 내에서 로 하
230 ℃, (quadrupole) 150 ℃ 였다 정량용 표준 흡착튜브의 제조는. Supelco사 의 TO-14 calibration mix(43 component at 1 ppm
를 에 분취한
each) gastight syringe (Hamilton Co.)
후 세척된 흡착튜브에 질소가스를 분당 50-100 흘려주면서 서서히 정량적으로 주입하였다
mL .
정도관리 2.3
방법검출한계(MDL)는 기기검출한계(IDL)의 5 배에 해당하는 농도를 선정한 후 회 반복 분석7 한 농도의 표준편차 값을 구해 여기에3.14를 곱 하여 산정하였다. 방법검출한계를 평가한 결과, 그 범위는 0.11(Toluene) - 0.85 ng(Hexachloro- 으로 나타났다 또한 이번 연구에서 1,3-butadiene) .
조사된 분석대상물질의 분석오차(Xm×100/Xi, Xm:
평균측정값, Xi: 기지농도 와 정밀도) (SD×100/Xi, SD: 표준편차, Xi: 기지농도 는 각각) 20 %, 10 % 이내의 조건을 만족하였으며 검량선의 결정계, 수(r2)는 BTEX가 0.999이상이었으며 나머지도,
이상으로 직선성이 양호하게 나타났다
0.990 .
결과 및 고찰 3.
시간대별 검출빈도 3.1. VOCs
어린이집에서 측정분석한 38개 휘발성 유기 화합물의 시간대별 검출횟수 및 기하평균농도 를 Table 1에 나타내었다 휘발성유기화합물의. 농도분포는 산술평균값이 중앙값보다 크게 나 타났으며 다섯수치요약, (five number summary) 으로 표현하여 자료의 특성을 파악한 결과 정 규분포를 따르지 않는 결과를 보여 기하평균을 사용하였다(Lee et al., 2012). 또한 검출한계, 이하로 분석된 자료는 검출한계의1/2에 해당하 는 농도를 입력하여 분석하였다(Heavner et al., 실내공기는 연속 1996; Baek and Park, 2004).
튜브 샘플러(ACEN, ATC 1200)를 이용하여 자 동으로 채취하였으며 어린이 활동으로 인하여, 손상된 시료와 장비운영상 오류로 판단되는 시 료를 제외하고 오전 오후 새벽시간대에 각각, , , 개의 시료를 분석하였다 환경부에서 제
21, 13, 18 .
시한 신축 공동주택 휘발성 유기화합물의 실내공기 질 권고기준 항목은 Benzene, Tolune, Ethylbenzene, 등으로 구성되어 있으며 그 중
Xylene, Styrene ,
은 모든 시료에서 검출한계 Tolune, m,p-Xylene
이상의 농도가 검출되었다. Benzene은 오전 오,
Compound No. of sample detected(%) G.M
2)(ug/m
3) 10:00-12:00(21
1)) 16:00-20:00(13) 04:00-08:00(18)
1 Toluene 21 (100.0 ) 13 (100.0 ) 18 (100.0 ) 42.51
2 m,p-Xylene 21 (100.0 ) 13 (100.0 ) 18 (100.0 ) 6.80
3 Ethylbenzene 20 (95.2 ) 13 (100.0 ) 18 (100.0 ) 5.36
4 Dichlorodifluoromethane 21 (100.0 ) 13 (100.0 ) 18 (100.0 ) 2.88
5 o-Xylene 19 (90.5 ) 13 (100.0 ) 18 (100.0 ) 2.37
6 Styrene 20 (95.2 ) 13 (100.0 ) 18 (100.0 ) 1.82
7 Trichlorofluoromethane 21 (100.0 ) 13 (100.0 ) 18 (100.0 ) 1.01
8 1,2,4-Trimethylbenzene 17 (81.0 ) 11 (84.6 ) 18 (100.0 ) 0.80
9 Carbon tetrachloride 19 (90.5 ) 13 (100.0 ) 16 (88.9 ) 0.61
10 1,3-Butadiene 12 (57.1 ) 13 (100.0 ) 15 (83.3 ) 0.56
11 TCE 11 (52.4 ) 9 (69.2 ) 11 (61.1 ) 0.54
12 Benzene 14 (66.7 ) 9 (69.2 ) 14 (77.8 ) 0.50
13 Methyl chloride 15 (71.4 ) 9 (69.2 ) 17 (94.4 ) 0.47
14 1,1,2-Trichlorotrifluoroethane 17 (81.0 ) 12 (92.3 ) 17 (94.4 ) 0.44
15 p-Dichlorobenzene 14 (66.7 ) 11 (84.6 ) 13 (72.2 ) 0.38
16 1,3,5-Trimethylbenzene 15 (71.4 ) 11 (84.6 ) 14 (77.8 ) 0.36
17 Chloroform 16 (76.2 ) 9 (69.2 ) 15 (83.3 ) 0.32
18 m-Dichlorobenzene 13 (61.9 ) 11 (84.6 ) 11 (61.1 ) 0.30
19 1,2-Dichloroethane 14 (66.7 ) 8 (61.5 ) 13 (72.2 ) 0.26
20 Acrylonitrile 13 (61.9 ) 10 (76.9 ) 15 (83.3 ) 0.22
21 o-Dichlorobenzene 12 (57.1 ) 8 (61.5 ) 11 (61.1 ) 0.22
22 1,2,4-Trichlorobenzene 6 (28.6 ) 2 (15.4 ) 4 (22.2 ) 0.19
23 1,2-Dichloropropane 11 (52.4 ) 7 (53.8 ) 10 (55.6 ) 0.15
24 1-ethyl-4-methyl Benzene 6 (28.6 ) 3 (23.1 ) 9 (50.0 ) 0.15
25 PCE 8 (38.1 ) 8 (61.5 ) 9 (50.0 ) 0.14
26 cis-1,2-Dichloroethylene 6 (28.6 ) 3 (23.1 ) 9 (50.0 ) 0.10
27 Dichlorotetrafluoroethane 2 (9.5 ) 0 (0.0 ) 3 (16.7 ) 0.07
28 1,1,2-Trichloroethane 1 (4.8 ) 0 (0.0 ) 4 (22.2 ) 0.06
29 cis-1,3-Dichloropropene 0 (0.0 ) 0 (0.0 ) 1 (5.6 ) 0.05
30 3-chloro-1-Propene 0 (0.0 ) 1 (7.7 ) 1 (5.6 ) 0.04
31 1,1-Dichloroethane 0 (0.0 ) 0 (0.0 ) 2 (11.1 ) 0.03
32 Vinyl chloride 2 (9.5 ) 1 (7.7 ) 2 (11.1 ) 0.03
33 1,1-Dichloroethylene 2 (9.5 ) 0 (0.0 ) 1 (5.6 ) 0.03
34 Chlorobenzene 1 (4.8 ) 0 (0.0 ) 1 (5.6 ) 0.03
35 1,1,1-Trichloroethane 0 (0.0 ) 0 (0.0 ) 0 (0.0 ) -
36 trans-1,3-Dichloropropene 0 (0.0 ) 0 (0.0 ) 0 (0.0 ) -
37 1,2-Dibromoethane 0 (0.0 ) 0 (0.0 ) 0 (0.0 ) -
38 1,1,2,3,4,4-Hexachloro-1,3-butadiene 0 (0.0 ) 0 (0.0 ) 0 (0.0 ) - 1) No. of sample
2) Geomean concentration of overall sample detected
Table 1. No. of indoor VOCs detected by daily time period and geomean concentration of overall sample detected.
후 새벽시간대에 각각, 14, 9, 14개의 시료에서 검출되었으며, Ethylbenzene과 o-Xylene은 각각
개 및 개의 시료에서 검출
20, 13, 18 19, 13, 18
되었다 프레온 가스. (CFCs, Chlorofluorocarbon) 계열인 Dichlorodifluoromethane(C FC -12) 및 은 모든 시료 Trichlorofluoromethane(CFC-11)
에서 검출한계이상의 농도가 검출되었으며, 의 시간 1,1,2-Trichlorotrifluoroethane(CFC-113)
대별 검출시료수도 각각17, 12, 17개로 비교적 높게 나타났다 이들 프레온 가스는 불활성이. 며 체류시간이 길어 성층권까지 이동 후 오존, 층을 파괴하고 온실효과를 유발하는 기체로 알 려져 있다(Colin, 1995). 이러한 이유로 2010년 이후부터는 국내 신규생산 및 수입을 전면 금 지하고 있다.
시간대별 농도특성
3.2 VOCs
측정분석한 38개 VOCs 중 검출빈도수가 다
른 물질에 비해 상대적으로 높고 국제암연구소 (IARC, International Agency for Research on 발암물질리스트에서 발암물질로 분류된 Cancer)
등급 등
Chloroform(2B ), Carbon tetrachloride(2B 급 와 주요 실내공기질 조사대상인) BTEX 및
의 시간대별 농도특성을 에 나타
Styrene Table 2
내었다 각 물질의 시간대별 분석 개수는. Table
과 동일한 개이었으며 같은 방식으
1 21, 13, 18 ,
로 시간대별 기하평균 등을 산정하였다.
은 오전 오후 새벽시간대의 농도범 Benzene , ,
위 최소값이 측정된 어린이집과 최대값이 측정( 된 어린이집간의 범위 가 각각) 0.04-6.81, 0.04- 1.96, 0.04-7.84 ug/m3으로 나타나 오후시간대가 각 어린이집 간의 농도 변동폭이 가장 작았고, 새벽시간대가 가장 크게 나타났다. Ethylbenzene, 등의 m,p-Xylene, o-Xylene, Styrene, Chloroform 물질도 어린이집 간 농도범위가 오후시간대가 가장 작고 새벽시간대에 가장 크게 나타났다, .
의 경우 오전시간대의 농도범위
Toluene , (6.92-314.36
Compound 10:00-12:00 16:00-20:00 04:00-08:00
GM
1)Min
2)-Max
3)Median GM Min-Max Median GM Min-Max Median Benzene 0.45 0.04 -6.81 1.14 0.82 0.04 -1.96 0.82 0.72 0.04 -7.84 1.19 Toluene 37.23 6.92 -314.36 32.05 27.90 10.05 -105.58 27.90 65.12 14.22 -313.01 65.37 Ethylbenzene 4.42 0.02 -43.77 5.27 4.40 2.39 -44.42 4.40 6.96 1.38 -74.92 7.70 m,p-Xylene 5.31 0.57 -27.02 5.03 6.66 3.59 -21.79 6.66 8.87 1.35 -135.73 9.03 o-Xylene 1.57 0.03 -14.55 1.93 2.42 1.43 -6.33 2.42 3.63 0.64 -62.61 3.31 Styrene 1.13 0.03 -10.58 1.13 1.90 0.38 -2.89 1.90 3.68 0.52 -21.87 3.38 Chloroform 0.26 0.04 -2.31 0.31 0.38 0.04 -2.31 0.38 0.60 0.04 -7.38 0.85 Carbon tetrachloride 0.57 0.10 -1.04 0.72 0.75 0.45 -1.08 0.75 0.59 0.10 -1.05 0.69 TVOC 255.2 115.8 -588.1 262.7 217.0 109.4 -589.4 217.0 439.4 152.1 -2051.1 416.3 1) Geometric mean concentration
2) Minimum concentration 3) Maximum concentration
Table 2. Summary of concentrations (ug/m3) of targeted indoor VOCs by daily time period.
ug/m3)가 새벽시간대(14.22-313.01 ug/m3)보다 컸 으나 그 차이는 다른 물질에 비해 두드러지게, 나타나지 않았다 한편 오전시간대에 측정된. , 실외대기 중 Benzene, Toluene, Ethylbenzene, 의 농 m,p-Xylene, o-Xylene, Styrene, Chloroform 도범위는 0.04-2.89, 4.61-46.90, 0.02-9.08, 0.04-10.3, 0.03-3.64, 0.03-1.04, 0.04-0.82 ug/m3으 로 나타나 실내(Table 2)보다 농도범위가 적게 나타났다 일반적으로 휘발성 유기화합물은 실. 외에 비해 실내의 농도가 높으며(Roda et al.,
환기율이 커지면 실내 2011; Ohura et al., 2009),
오염물질의 농도는 감소하여(Shin et al., 2005) 실외농도에 가까워진다 어린이집의 설문조사. 결과 환기 및 야외활동 등으로 실외와 실내공, 기의 혼합이 가장 활발하게 일어나는 시간대는 오후로 조사되었으며 새벽시간대에는 환기가, 거의 없는 것으로 조사되었다 따라서 환기율. , 이 높은 오후시간대는 상대적으로 실외농도에 가까워져 어린이집 간 농도범위가 새벽에 비하 여 작게 나타나는 것으로 판단되며 환기가 거,
Fig. 2. Time-based variation of volatile organic compounds Geometric mean levels.
의 없는 새벽에는 어린이집 간 실내 발생원 차 이로 인해 농도의 분포범위가 상대적으로 크게 나타난 것으로 사료된다.
에서 나타낸 시간대별 평균농도의 변 Table 2
화를 Fig. 2에 나타내었다. Benzene, Carbon tet- 를 제외한 휘발성 유기화합물은 환기 rachloride
가 되지 않는 새벽시간대에 가장 높은 오염도 를 보였으며 영, ‧ 유아 등교 전 환기 및 정화시 설 등의 가동을 고려할 필요가 있다고 사료된 다 대기 중 존재하는. VOCs 중 일반적으로
의 비율이 가장 높으며
Toluene (Zhang et al.,
이번 조사에서 측정된 2011; Liu et al., 2009),
어린이집 실내공기에서도 단일물질로는 Toluene 의 농도가 모든 시간대에서 가장 높게 나타났 다. Table 2의 기하평균농도를 기준으로 산정한 중 휘발성 유기화합물의 시간대 별 구성 TVOC
비(Fig. 3)를 보면 모든 시간대에서 Toluene, 순으로 나타났다 오전 m,p-Xylene, Ethylbenzene . 시간대에는 Toluene, m,p-Xylene, Ethylbenzene의 비율이 각각 14.6 %, 2.1 %, 1.7 %이었으며 오, 후 및 새벽시간대에는 각 물질 별로 12.9 %,
와 를 차지하
3.1 %, 2.0 % 14.8 %, 2.0 %, 1.6 %
였다. Janga) et al.(2007)의 연구에서도 보육시설
Fig. 3. Composition ratio(%) of volatile organic compounds by daily time period.
내 TVOC 중 구성비가 Toluene, m,p-Xylene, 순으로 나타나 이번 연구와 유사한 Ethylbenzene
경향을 보였다.
3.3 Indoor/Outdoor ratio
에 오전시간대에 측정된 분석대상 개별 Fig. 4
휘발성 유기화합물의 실내 실외 농도비를 나타/ 내었다. Chloroform, Benzene, Carbon tetrachloride, Toluene, Ethylbenzene, m,p-Xylene, Styrene,
의 실내 실외 농도비는 각각
o-Xylene / 1.5, 1.3,
으로 나타났다 실내 실 1.0, 2.8, 1.3, 1.2, 2.1, 1.3 . / 외 농도비가1.0에 가까울수록 휘발성 유기화합 물의 발생은 실외의 영향이 지배적이며 그 수, 치가 클수록 실내 발생원의 영향을 상대적으로 많이 받는 것으로 판단할 수 있다(Ohura et al.,
일반적으로 실내 실외 농도비가
2009). / 1 ± 0.5
이면 실외 발생원의 영향이 크고 이상일 경우, 5 실내발생원에서 주로 방출된다고 판단한다(Blas et al, 2012; Edwards et al., 2001; Jia et al.,
과 은 다른 물질에
2008). Toluene(2.8) Styrene(2.1)
비해 실내 발생원의 영향이 크고 나머지 물질, 들은 1.0 - 1.5의 범위로 나타나 상대적으로 실 외의 영향이 크다고 판단된다 따라서. Toluene 과 Styrene은 Chloroform, Benzene, Carbon tetra- 에 chloride, Ethylbenzene, m,p-Xylene, o-Xylene 비하여 실내발생원 제어효과가 클 것으로 판단 된다.
상관성 분석 3.4
실내외 개별 휘발성 유기화합물 간의 상관성 을 분석함으로써 각 물질의 연관성을 파악할, 수 있다. Spearman correlation 분석을 통해Table
과 에 개별 물질간의 상관성을 실내 와
3 4 (Indoor)
실외(Outdoor)로 구분하여 나타내었다 실내 휘. 발성 유기화합물간의 상관성은 모든 시간대에 서 측정된 물질을 대상으로 분석하였고 실내, ・ 외 물질 간 상관성은 실외물질이 측정된 오전 시간대에 한정하여 분석하였다 실내에서. Carbon 를 제외한 대부분의 개별 휘발성 유 tetrachloride
기화합물은 서로 유의한 수준의 상관성을 보였 으나 온도와 대부분의 휘발성 유기화합물은 특, Fig. 4. Indoor to outdoor ratios of the concen-
trations of targeted VOCs in 10:00-12:00 timeslot. Boxes show 25th-75th percen- ties, lower and upper bars show mini- mum and maximum values, and lines in- side the boxes show median values.
별한 상관성을 나타내지 않았다(Table 3).
는 를 제외한 개별 휘
TVOC Carbon tetrachloride
발성 유기화합물와 높은 수준의 상관성(p <
을 보였으며 은 다른 휘발성 유기
0.01) , Toluene
화합물보다 강한 양의 상관성(r ≥ 0.7)을 나타
내어 TVOC의 지표물질로 가장 적합한 것으로 판단된다(Yoon et al., 2006). Carbon tetrachloride 는 실내의 다른 물질들과 상관성을 보이지 않았 으나 실외의, Carbon tetrachloride와 p 값이 0.01 미만인 강한 양의 상관성(r=0.922)을 보였다
Chloroform Carbon
tetrachlororide Benzene Tolune Ethyl
benzene m,p-Xylene Styrene o-Xylene TVOC Temp
1)Chloroform 1
Carbon
tetrachlororide -0.082 1
Benzene 0.435** -0.097 1
Tolune 0.541** 0.015 0.446** 1
Ethyl
benzene 0.532** 0.208 0.440** 0.643** 1
m,p-Xylene 0.450** 0.165 0.457** 0.621** 0.884** 1
Styrene 0.523** 0.203 0.159 0.566** 0.331* 0.473** 1
o-Xylene 0.451** 0.133 0.476** 0.616** 0.800** 0.966** 0.520** 1 TVOC 0.672** 0.102 0.461** 0.756** 0.623** 0.592** 0.600** 0.563** 1
Temp
1)0.259 -0.101 0.012 0.120 0.031 0.237 0.355** 0.194 0.235 1
1) Temp : Temperature
* p < 0.05, ** p < 0.01.
Table 3. Spearman correlation coefficients among indoor VOCs analytes.
Indoor
Outdoor Chloroform Benzene Carbon tet-
rachloride Toluene Ethylbenzene m,p-Xylene Styrene o-Xylene TVOC
Chloroform 0.371 0.600 -0.179 -0.321 0.029 -0.179 0.286 -0.086 -0.321
Benzene 0.214 0.600 0.007 0.500 0.182 0.275 0.346 0.028 0.418
Carbon tetra-
chloride -0.302 0.343 0.922** -0.125 0.042 0.088 0.020 0.208 -0.465
Toluene 0.385 0.275 -0.135 0.361 0.293 0.083 -0.137 -0.075 0.150
Ethylbenzene 0.038 0.033 -0.109 0.265 0.251 -0.001 -0.278 -0.090 -0.152
m,p-Xylene -0.049 0.143 -0.098 0.240 0.463 0.434 0.018 0.233 -0.069
Styrene 0.582 -0.394 -0.236 -0.220 -0.110 -0.033 0.368 0.110 -0.264
o-Xylene 0.000 0.181 -0.132 0.026 0.353 0.197 -0.335 0.082 -0.188
TVOC 0.280 0.033 -0.395 0.307 0.074 -0.095 0.038 -0.219 0.035
* p < 0.05 ** p < 0.01
Table 4. Spearman correlation coefficients for indoor and ourdoor VOCs analytes.
따라서 실내 외
(Table 4). , ・ Carbon tetrachloride 는 거동 특성이 매우 유사할 것으로 사료된다.
결론 4.
본 연구는 서울시내 21개 어린이집의 38종 개별 휘발성 유기화합물과 TVOC의 농도특성 및 물질별 상관성 등을 시간대별로 평가분석하 여 다음과 같은 결과를 얻었다.
첫째 각 어린이집 간 오전 오후 새, , , 벽 시간대의 휘발성유기화합물 농도범위(Benzene, Ethylbenzene, 및 m,p-Xylene, o-Xylene, Styrene, Chloroform
는 오후시간대가 가장 작았고 새벽시간
TVOC) ,
대에서 크게 나타났다.
둘째, Benzene, Carbon tetrachloride를 제외한 조사대상 휘발성 유기화합물의 시간대별 평균 농도는 환기가 이루어지지 않는 새벽시간대에 가장 높은 오염도를 보였으며, 영 유아 등교 전∙ 환기 및 정화시설 등의 가동을 고려할 필요가 있다고 사료된다.
셋째 오전시간대에, TVOC 중Toluene이 차지 하는 비중은 14.6 %로 가장 높았고, m,p-Xylene (2.1 %), Ethylbenzene(1.7 %)이 차례로 많은 비중을 차지하였다 오후 새벽에도. , Toluene, m,p-Xylene, Ethylbenzene 순으로 나타났으며 시간대별로 비, 율은 각각12.9, 3.1, 2.0 %와 14.8, 2.0, 1.6 %를 차지하였다.
넷째, Toluene과 Styrene의 실내 실외 농도비/ 는 각각 2.8, 2.1로 나타났으며, Chloroform,
Benzene, Carbon tetrachloride, Ethylbenzene, m,p-Xylene,
등은 의 범위로 나타났다
o-Xylene 1.0 - 1.5 .
다섯째, Carbon tetrachloride를 제외한 대부분 의 실내 휘발성 유기화합물은 서로 유의할 만 한 수준의 상관성(p<0.05)을 보였으며, Toluene 은 TVOC와 강한 양의 상관성(r ≥ 0.7)을 나타 내어 TVOC의 지표물질로 가장 적합한 것으로 사료된다.
본 연구결과 시간대 별 어린이집의 특성에, 따른 휘발성 유기화합물의 측정분석은 향후 관 련분야연구에 도움이 되는 자료로 활용될 것으 로 판단되며 어린이집의 휘발성 유기화합물 관, 리방안에 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것 으로 판단된다.
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