★..한국실내환경학회 KOSIE

http://dx.doi.org/10.15250/joie.2015.14.4.235 ISSN 2288-923X (Online)

다중이용시설의 실·내외 PM2.5와 PM10 농도 평가

이영규¹·이병준²·성민기³·서성철⁴·허 정²·정다영²·김순신² 조민석¹·김주완¹·김재현¹·조성민³·양원호²*

1서울대학교 농생명과학공동기기원, ²대구가톨릭대학교 산업보건학과

3세종대학교 건축공학과, ⁴고려대학교 안암병원 천식 환경보건센터

Assessment of fine particle concentrations in indoor and outdoor environments of public-use facilities

Young-Kyu Lee¹·Byoungjun Lee²·Minki Sung³·Sungchul Seo⁴·Jung Heo²·Dayoung Jung² Sunshin Kim²·Minseok Cho¹·Juwan Kim¹·Jaehyun Kim¹·Seongmin Jo³·Wonho Yang²*

1National Instrumentation Center for Environmental Management College of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University

2Department of Occupational Health, Catholic University of Daegu

3Department of Architecture Engineering., Sejong University

4Environmental Health Center for Childhood Asthma, Korea University Anam Hospital (Received 21 July, 2015; Revised 14 August, 2015; Accepted 13 December, 2015)

Abstract

The concern of fine particle (PM_2.5) management of outdoor environments has been increasing due to its exposure and related health effects in Korea. As a result, PM_2.5 standard in atmosphere environment was regulated in 2015.

On the other hand, indoor PM_2.5 standard has been required because most people spent their times in indoor environments. In this study, we measured the PM_2.5 and PM₁₀ concentrations both indoor and outdoor environments of public-use facilities such as underground stations, underground shopping centers, and nurseries for 24 hour with filter-weighing method in Seoul and Daegu. Measurement duration was from March to April in 2014 during the Asian dust period. At all measurements, indoor to outdoor (I/O) concentration ratios exceeded 1 except 1 day nursery in Daegu in spite of Asian dust period. The ratios of PM_2.5 to PM₁₀ concentrations ranged from 0.63 to 0.75 in indoor environments, and from 0.63 to 0.82 in outdoor, indicating that PM_2.5 should be carefully managed in indoor environments as well as outdoor atmosphere.

Keywords : PM2.5, PM₁₀, Public-use facilities, Indoor environments

1. 서 론

대부분의 사람들은 주택을 비롯한 사무실, 학교, 차 량, 공공시설 등의 실내환경에서 하루 중 약 90% 정도 를 생활하는 것으로 보고되고 있다(Yang et al., 2009).

이것은 사람이 호흡하는 공기의 대부분이 실내환경에

서 이루어지며 실내공기질(indoor air quality: IAQ)이 인간의 건강과 밀접한 관련이 있다는 것을 의미한다.

또한 쾌적한 실내환경의 조성은 인간의 삶의 질 향상 에 필수적이다. 특히 유아, 노인, 주부 등의 인구집단은 실내환경에 거주하는 시간이 다른 인구집단에 비해 상 대적으로 많으므로 실내공기의 오염은 보건학적 측면 에서 중요한 의미를 가진다(Suh et al., 1997).

환경부는 2004년부터 다중이용시설 등의 실내공기 질 관리법을 시행 중에 있으며, 그 중 유지기준 오염물

*Corresponding author

Tel : +82-53-850-3739 E-mail : [email protected]

질은 5종으로 미세먼지(PM10), 일산화탄소(CO), 이산 화탄소(CO2), 폼알데하이드(HCHO), 총부유세균을 지 정하여 관리하고 있다(Ministry of Environment, 2014).

그 중 입자상물질(particulate matter, PM)은 입자크기 가 0.01~100 µm의 범위이며, 이 정도의 입자범위는 사 람의 호흡기를 통해서 인체에 노출될 수 있기 때문에 건강영향 측면에서 중요하다. 일반적으로 미세먼지에 사용되는 지표는 공기역학적 직경이 2.5 µm 보다 크고 10µm 보다 작은 입자는 흡입 가능한 조대입자(coarse particles), 2.5µm 보다 작은 입자는 미세입자(fine par- ticles)로 구분한다. 기존 선진 외국 문헌에 따르면 PM_2.5가 PM10의 50~70%를 구성하며, PM2.5 노출이 PM₁₀ 노출보다 더 위해성이 높은 것으로 보고되고 있 다(WHO, 2013). 한편 미세입자는 엔진의 연소(디젤, 가솔린), 고체연료(석탄 등), 가정 및 산업 에너지 생산 을 위한 연소, 기타 산업활동(건물, 광업, 시멘트 제조 등) 등이 주요 발생원이다.

조대입자는 인체유입 시에 코의 섬모나 기도 등에 걸려 폐 깊숙이 침투되지 못하지만, 미세입자의 경우 그 자체로서 인체영향뿐만 아니라 금속, 유기물, 산, 이 산화질소 그리고 기타 오염물질 등과 결합하여 2차 오 염물질로 변환된 후 인체 흡입 시 기관지 또는 폐포 부 위에 도달, 침착하기 쉽기 때문에 건강상의 피해를 유 발한다(Lippmann, 1990). 미세먼지는 심혈관 및 호흡 기 계통 특히 폐에 위해를 주는 것으로 보고되고 있으 며, 사망률의 증가와 관련하여 여러 가지 근거가 있다.

이러한 연구 결과를 통하여 미세먼지 관리기준을 마련 하기 위한 근거를 강화하여야 할 필요성이 있다(Samet et al., 2000).

최근 동북아시아 지역에 극심한 미세먼지 오염이 발 생하는 사례가 자주 발생하고 있으며, 그리고 몽고 및 중국 기원의 황사로 미세먼지의 고농도 노출과 건강영 향 문제를 야기하기 때문에 이에 관한 다양한 연구가 진행되어 왔다(Yang et al., 2008). 또한 최근 실내환경 중 미세먼지 관리에 대한 필요성이 증대되고 있으며, 이에 따라 일부 대도시 지역을 중심으로 PM10 및 PM_2.5에 대한 연구가 이루어지고 있다(Jeon, 2010). 한 편 2015년부터 대기환경기준에 PM2.5가 포함 관리됨에 따라 실내환경의 PM2.5관리방안 마련 역시 필요한 실 정이다. 특히 실내환경은 실외와 다른 PM2.5의 발생원 이 존재할 수 있기 때문에 실내환경의 PM2.5 농도에 대 한 실태평가를 통하여 관리방안을 제시하는 것이 필요 한 실정이다.

본 연구에서는 다중이용시설 중 대부분의 인구집단 이 이용하는 지하역사와 지하상가, 그리고 민감집단의

하나인 어린이 활동공간(어린이집)을 대상으로 실내 및 실외에서 PM10와 PM2.5 농도를 동시에 측정하였다.

측정된 PM10과 PM2.5의 농도결과를 이용하여 대상 다 중이용시설의 농도현황, 실내외 농도비, PM2.5과 PM10

농도비, 상관성 분석을 통하여 실내환경의 미세먼지 관 리방안 및 PM2.5실내환경 기준 설정의 기초자료를 제 공하고자 하였다.

2. 연구 방법

본 연구는 2014년 3월부터 4월까지 2개월 동안 서울 과 대구지역의 다중이용시설(지하역사, 지하상가, 어린 이집)을 대상으로 사전 동의를 얻고 시설담당자와 협 의 후에 조사를 실시하였다. Table 1과 같이 서울과 대 구에 위치한 대상 다중이용시설은 서울이 지하역사 6 곳, 지하상가 3곳, 어린이집 5곳으로 총 14곳 이었으며, 대구가 지하역사 4곳, 지하상가 4곳, 어린이집 4곳으로 총 12곳 이었다. 측정은 대상 다중이용시설의 실내와 실외환경에서 동시에 실시하였다. 각 시설별 측정장소 는 실내와 실외를 대표할 수 있는 곳(지하상가 복도 입 구 근처, 지하역사 플랫폼, 어린이집 교실)으로 하였다.

본 연구에서는 PM10과 PM2.5 농도를 대상 다중이용 시설의 실내와 실외에서 동시에 24시간씩 2회 측정하 여 총 208개의 농도결과를 산출하였다(Table 1). 대상 다중이용시설의 미세먼지 측정은 환경부 실내공기질 공정시험방법(6시간 이상 측정)의 중량법에 준하여 측 정을 실시하였다. 중량법은 실·내외 공기 중 미세먼지 를 여과지에 1~30 L/min 정도의 공기유량으로 채취하 여 채취전후의 여과지 중량의 차이로 실내공기 중의 미세먼지 농도를 측정하는 방법이다. 본 연구에서는 0.3 µm의 입자상물질에 대하여 99% 이상의 초기 포집 율을 갖는 석영섬유필터(Quartz Fiber Filter, QMA, 47 mmØ, No. 1851-047, Whatman Co.)를 사용하였으 며, 소용량공기채취기(MINIVOL-TAS, AirMetrics Co.) 를 실내와 실외에 각각 2대(PM10과 PM2.5)씩 설치하여 5 L/min의 유량으로 24시간씩 연속 2회 각 장소별 PM₁₀과 PM2.5를 동시 측정하였다. 측정한 PM10과 PM_2.5의 농도는 측정 전·후의 여과지 무게 차이를 총 포집 유량으로 나누어서 산출하였다.

미세먼지 농도 결과자료의 통계분석은 IBM사의 SPSS Statistics v20.0 (IBM Company, USA)와 Micro- soft Excel 2010을 이용하였으며, 통계분석 결과는 Sig- maPlot 10.0 (Systat Software, USA)을 이용하여 각 시 설별 미세먼지 농도 분포 및 기타 결과 등을 그래프로 나타내었다.

3. 연구 결과

3.1 시설별 공기 중 PM10, PM2.5 농도

서울과 대구에서 각 시설별로 측정한 PM10과 PM2.5

농도 결과를 Table 2~3에 나타내었다. 서울의 각 시설별 실내의 PM10 평균 농도는 지하역사가 96.19 µg/m³으로 가장 높았으며, 어린이집(70.73 µg/m³), 지하상가(60.03 µg/m³) 순으로 농도가 높게 나타났고, 실내의 PM2.5 평 균 농도 역시 지하역사(61.32 µg/m³), 어린이집(52.66 µg/m³), 지하상가(38.60 µg/m³) 순으로 농도가 높게 나 타났다. 대구의 각 시설별 실내의 PM10 평균 농도는 지하역사가 99.50 µg/m³ 으로 가장 높았으며, 어린이집 (76.04 µg/m³), 지하상가(55.53 µg/m³) 순으로 농도가 높게 나타났고, 실내의 PM2.5평균 농도도 지하역사

(57.43 µg/m³), 어린이집(41.56 µg/m³), 지하상가(38.93 µg/m³) 순으로 농도가 높게 나타났다. 서울과 대구의 측정 결과를 모두 종합할 때 측정된 농도값은 대수정 규분포를 나타내었다(p<0.05, K-S test).

대상 다중이용시설의 PM10농도의 경우 실외는 서 울보다 대구에서 더 높은 분포를 나타내었으며, 실내는 서울이 대구보다 더 높은 분포는 나타내었다. PM2.5 농 도의 경우 실외는 대구가, 실내는 서울이 더 높은 분포 를 나타내었다(Fig. 1). 대상 다중이용시설의 평균 PM₁₀농도는 환경부 실내공기질 유지기준인 150 µg/

m³(지하역사, 지하상가) 및100 µg/m³(어린이집)과 비 교하여 기준을 초과하지 않았으며, 대기환경기준(24시 간 평균 100 µg/m³)도 초과하지 않았다. 평균 PM2.5 농 도의 경우 WHO에서 제시하는 실내 PM2.5가이드라인 Table 1. General characteristics of public-use facilities in this study

Location Public-use facilities

Number of facilities

Sampling

Site Time

(Frequency) Count

Seoul (n=112)

Subway station 6 Indoor (n=6) Center of platform 24 hr (2)

PM₁₀(n=24) Outdoor (n=6) Near by subway entrance PM_2.5(n=24) Underground

shopping center 3 Indoor (n=3) Center of shopping center 24 hr (2)

PM₁₀(n=12) Outdoor (n=3) Near by shopping center PM_2.5(n=12) Nurseries 5 Indoor (n=5) Nurseries classroom 24 hr

(2)

PM₁₀(n=20) Outdoor (n=5) Near by nurseries entrance PM_2.5(n=20)

Daegu (n=96)

Subway station 4 Indoor (n=4) Center of platform 24 hr (2)

PM₁₀(n=16) Outdoor (n=4) Near by subway entrance PM_2.5(n=16) Underground

shopping center 4 Indoor (n=4) Center of shopping center 24 hr (2)

PM₁₀(n=16) Outdoor (n=4) Near by shopping center PM_2.5(n=16) Nurseries 4 Indoor (n=4) Nurseries classroom 24 hr

(2)

PM₁₀(n=16) Outdoor (n=4) Near by nurseries entrance PM_2.5(n=16)

Total 26 52 208

Table 2. PM₁₀ and PM_2.5 concentrations measured in public-use facilities in Seoul

Seoul PM₁₀ (µg/m³) PM_2.5 (µg/m³) PM_2.5/

PM₁₀ Mean^a SD^b GM^c Min^d Max^e Mean SD GM Min Max Subway station

(n=48)

In 96.19 29.46 92.74 67.53 172.16 61.32 23.37 57.86 34.04 117.16 0.63 Out 59.10 30.14 51.43 11.31 119.68 42.38 25.01 35.51 7.00 94.42 0.70 I/O 2.01 1.29 - 1.10 5.97 1.79 1.02 - 1.06 4.86 - Underground

shopping center (n=24)

In 60.03 11.06 59.19 48.94 75.81 38.60 7.22 38.00 29.57 47.22 0.65 Out 60.62 7.03 60.24 47.38 66.54 37.62 5.52 37.32 33.89 48.13 0.63 I/O 1.00 0.18 - 0.74 5.97 1.13 0.16 - 0.84 4.86 - Nursery

(n=40)

In 70.73 30.75 64.44 25.54 130.23 52.66 22.66 48.18 18.24 96.66 0.75 Out 56.72 26.02 48.32 7.66 97.09 43.06 21.68 35.65 4.85 75.67 0.74 I/O 1.44 0.70 - 0.76 3.33 1.47 0.81 - 1.07 3.76 -

aArithmetic Mean, ^bStandard Deviation, ^cGeometric Mean, ^dMinimum, ^eMaximum

인 24시간 평균 25 µg/m³에 비하여 서울의 지하역사가 2.45배, 지하상가가 1.54배, 어린이집이 2.11배 이었으 며, 대구는 지하역사가 2.29배, 지하상가가 1.56배, 어 린이집이 1.66배를 나타내었다. 국내에서 2015년부터 시행중인 대기환경기준(24시간 평균 50 µg/m³)과 비교 하여 평균 PM2.5 농도가 초과한 곳은 서울의 경우 지 하역사(1.23배 초과)와 어린이집(1.05배 초과)이었으며, 대구의 경우는 지하역사(1.15배)만 초과하였다.

대상 다중이용시설 중 지하철, 지하상가, 어린이집 의 PM10측정농도는 다중이용시설 실내공기질 유지기 준을 만족하였으나, 대구의 어린이집을 제외한 모든 측 정 군에서 PM10 및 PM2.5의 실내외 농도비(I/O ratio) 는 대부분 1을 초과하였다. 서울과 대구 모두 지하역사 에서 실내·외 농도비가 다른 측정 군에 비하여 상대적 으로 높게 나타나는 경향을 보였다. PM2.5와 PM10의 농도비(PM2.5/PM₁₀)는 서울의 지하역사 실내 0.63 및 실외 0.70, 지하상가 실내 0.65 및 실외 0.63, 어린이집 실내 0.75 및 실외 0.74로 나타났으며(Table 2), 대구의 경우 지하역사 실내 0.59 및 실외 0.73, 지하상가 실내

0.71 및 실외 0.82, 어린이집 실내 0.64 및 실외 0.68로 나타났다(Table 3). 대부분 PM2.5/PM₁₀은 대구가 서울 에 비해 높게 나타났으며, 특히 서울의 어린이집과 대구 의 지하상가에서 70% 이상의 높은 비율을 나타내었다.

전체 다중이용시설에서 24시간씩 2회 측정한 PM10

과 PM2.5에 대한 1일 농도와 2일 농도를 Table 4에 나 타내었다. PM10의 경우 1일과 2일의 실내 농도차가 7.59 µg/m³ 이었으며, 실외 농도차는 1.46 µg/m³ 이었다.

PM_2.5의 경우는 1일과 2일의 실내 농도차가 1.54 µg/

m³ 이었으며, 실외 농도차는 0.06 µg/m³ 이었다. 대응표 본 T-검정(paired t-test) 결과 PM10과 PM2.5 모두 1일과 2일의 실내·외 농도에 대하여 유의한 차이를 나타내지 않았다.

3.2 시설별 PM10, PM2.5 농도의 상관성

각 시설별로 측정된 PM10과 PM2.5 농도에 대하여 상 관성 분석을 실시하였다. 서울과 대구의 전체 시설에서 PM₁₀과 PM2.5농도의 상관성은 실외(R=0.937)가 실내 (R=0.716)에 비하여 상대적으로 높은 상관성을 보였으 Table 3. PM₁₀ and PM_2.5 concentrations measured in public-use facilities in Daegu

Daegu PM₁₀ (µg/m³) PM_2.5 (µg/m³) PM_2.5/

PM₁₀ Mean^a SD^b GM^c Min^d Max^e Mean S.D. G.M. Min Max

Subway station

(n=8)

In 99.50 19.41 97.66 64.40 125.21 57.43 13.09 56.09 40.29 76.89 0.59 Out 68.61 28.08 62.19 20.33 113.21 48.21 18.60 44.63 18.43 76.46 0.73 I/O 1.66 0.67 - 0.91 3.17 1.35 0.51 - 0.59 2.21 - Underground

shopping center (n=8)

In 55.53 20.88 51.71 26.65 91.97 38.93 13.09 36.30 14.99 50.30 0.71 Out 46.29 23.26 41.20 20.33 87.94 36.81 17.60 32.69 14.99 59.88 0.82 I/O 1.31 0.46 - 0.91 2.34 1.25 0.82 - 0.76 3.23 - Nursey

(n=8)

In 76.04 46.50 67.13 36.61 178.83 41.56 17.29 38.94 24.19 78.63 0.64 Out 83.71 35.85 78.28 47.45 163.50 58.37 29.79 53.29 31.34 126.21 0.68 I/O 1.05 0.95 - 0.56 3.38 0.74 0.15 - 0.58 1.04 -

aArithmetic Mean, ^bStandard Deviation, ^cGeometric Mean, ^dMinimum, ^eMaximum

Fig. 1. The distributions of PM₁₀ and PM_2.5 concentrations in public-use facilities in Seoul and Daegu.

며 지하역사의 경우도 마찬가지로 실외(R=0.825)가 실 내(R=0.924)에 비하여 상대적으로 높은 상관성을 보였 다. 지하상가의 경우는 실내(R=0.837)가 실외(R=0.731) 에 비하여 높은 상관성을 보였다. 어린이집의 경우는 실외(R=0.988)가 실내(R=0.484)에 비하여 높은 상관성 을 나타내었다. 전반적으로 서울과 대구의 대상 다중이 용시설에서 어린이집의 실내를 제외하고는 대부분 높 은 상관성을 나타내었다(Table 5).

각 시설별로 측정된 실내·외 PM10과 PM2.5농도에 대하여 회귀분석을 실시하였다. 서울과 대구의 전체 시 설에서 실내와 실외의 미세먼지 농도는 PM2.5(R²= 0.4754)가 PM10(R²=0.3826)에 비하여 상대적으로 높은 상관성을 보였다(Fig. 2). 지하역사에서의 상관성은 전

Table 4. Comparison of PM₁₀ and PM_2.5 concentrations between 1^st day and 2^nd day measurements by paired t-test

Site Mean (µg/m³)

t p

1 day 2 day

PM₁₀

Indoor 82.07 74.48 0.98 0.34

Outdoor 62.82 61.36 0.21 0.83

I/O 1.31 1.21

PM_2.5

Indoor 49.18 50.72 -0.32 0.75

Outdoor 44.43 44.49 -0.01 0.99

I/O 1.11 1.14

Table 5. Correlation analysis about between PM₁₀ and PM_2.5 concentrations of public-use facilities in Seoul and Daegu

Pearson r

PM₁₀

Total^a Subway^b Under^c Nurseries Indoor Outdoor Indoor Outdoor Indoor Outdoor Indoor Outdoor

PM_2.5 Total

Indoor ( .716^**

000) Outdoor

( .532^**

.000) ( .937^**

.000)

Subway Indoor

( .699^**

.001) ( .806^**

.000) ( .825^**

.000) Outdoor

( .544^* .013) (

.836^**

.000) ( .860^**

.000) ( .924^**

.000)

Under

Indoor (

.360 .206) (

.487 .078) (

.511 .062) (

.541^* .046) (

.837^**

.000) Outdoor

( .194 .505) (

.138 .637) (

.424 .131) (

.259 .371) (

.658^* .010) (

.731^**

.003)

Nurseries

Indoor - (

.323 .191)

- (

.266 .286)

- (

.581^* .011)

- (

.404 .097)

- (

.446 .110)

- (

.310 .280) (

.484^* .042) Outdoor -

( .478^* .045)

- (

.103 .683)

- (

.487^* .040)

- (

.334 .175)

- (

.316 .271)

- (

.189 .518) (

.387 .113) (

.988^**

.000)

aAll public-use facilities, ^bSubway station, ^cUnderground shopping center,

**Correlation is significant at the 0.01 level (two-tailed)

*Correlation is significant at the 0.05 level (two-tailed)

Fig. 2. Correlation coefficients between indoorand outdoor of public facilities in Seoul and Daegu.

체적으로 PM10이 PM2.5에 비하여 높게 나타났으며 PM₁₀과 PM2.5모두 서울이 대구에 비하여 높게 나타났 다(Fig. 3). 지하상가에서의 실내·외 상관성은 전체적 으로 PM10(R²=0.5511)이 PM2.5(R²=0.3962)에 비하여 높게 나타났으며, PM10의 경우, 대구가 높았으며(R²= 0.6687), PM_2.5는 서울(R²=0.443)이 대구(R²=0.406) 비 해 상대적으로 높았다(Fig. 4). 어린이집의 실내·외 상 관성은 전체적으로 다른 시설군과는 달리 PM2.5(R²= 0.5646)가 PM10(R²=0.4363)에 비하여 상관성이 높게 나타났으며, 서울과 대구를 각각 비교하였을 때는 다른 시설군에 비하여 상관성이 높게 나타났다. 대구 어린이 집의 PM10의 경우 이상 값을 제외하였을 경우 R²값이 0.8451로 서울(R²=0.7855)보다 높은 상관성을 보였으 며 PM2.5의 경우는 서울(R²=0.933)이 대구(R²=0.8617) 에 비하여 높은 상관성을 보였다(Fig. 5). 측정된 PM10, PM_2.5각각의 실내외비 값에 대한 회귀분석 결과를

Fig. 6에 나타내었다. PM10과 PM2.5의 실내외 농도비는 R²=0.72으로 유의한 상관성을 나타내었다.

Fig. 3. Correlation coefficients between indoor and outdoor concentrations of subway stations.

Fig. 4. Correlation coefficients between indoor and outdoor concentrations of underground center.

Fig. 5. Correlation coefficients between indoor and outdoor concentrations of nurseries.

Fig. 6. Correlation coefficients between indoor to outdoor concentrations (I/O) ratios.

4. 고 찰

본 연구에서는 다중이용시설(지하역사, 지하상가, 어 린이집)의 실내·외 미세먼지(PM2.5와 PM10) 측정 및 분석을 통하여 산출된 농도를 평가하였다. 그리고 다중 이용시설의 미세먼지 실태조사를 통하여 관리방안 제 시를 위한 기초자료를 마련하고자 하였다. 본 연구에서 는 환경부 실내공기질 공정시험 방법에 준하여 측정 및 분석한 다중이용시설의 미세먼지 농도 결과를 나타 내었다. 앞서 연구방법에서 언급하였듯이, 측정의 경우 대상 다중이용시설에서 24시간씩 연속 2회 측정한 것 으로 기술하였으나, 실제 다중이용시설의 운영시간과 이용자의 재실시간 등을 고려하지 않은 측정방법이었 으며 사람이 없는 새벽시간 대의 농도가 포함되어 전 반적으로 과소평가 될 가능성이 있다고 생각한다. 따라 서 본 연구에서의 미세먼지 농도 결과는 이와 같은 사 항들을 감안하여 평가해야 할 것으로 판단한다.

서울과 대구에서 각 시설별로 측정한 PM2.5와 PM10

농도는 실내·외 모두 지하역사, 어린이집, 지하상가 순 으로 농도가 높게 나타났다. 다중이용시설 중 보육시설 및 의료기관, 도서관, 박물관, 버스터미널이나 항만, 공 항, 철도역사의 대합실, 지하역사, 대규모 점포 그리고 실내주차장을 대상으로 미세먼지를 조사한 국내 연구 결과(Won et al., 2012)에 의하면 본 연구결과와 마찬 가지로 PM2.5와 PM10모두 지하역사가 가장 높은 것으 로 조사되었다. 또 다른 국내 기존 연구결과(Yu et al., 2015; Kim, 2006)에 의하면 대부분의 지하역사에서 유 동인구가 비교적 많은 출·퇴근 시간이 그렇지 않은 시 간대보다 미세먼지 농도가 높은 것으로 나타났으며, 특 히 유동인구가 많은 주중 농도가 주말 농도에 비하여 약 20.3% 증가한다고 보고하였다. 그리고 수용 모델링 을 통하여 지하역사 승강장에서 PM10의 주요 오염원 을 분석한 결과 철 관련 오염원, 토양·도로 비산먼지 관련 오염원, 미세 이차분진 등 3가지 오염원으로 확인 된 연구결과도 있었다(Lee et al., 2010). 이처럼 대상 다중이용시설 중에서 지하역사가 가장 높은 농도를 나 타낸 것은 지하역사 내 사람의 이동에 의한 먼지의 비 산과, 승강장으로 들어오는 지하철이 지하터널 내의 먼 지 등 오염원을 몰고 역사로 들어와 스크린도어가 개 방될 때 먼지가 방출되는 등 다양한 요인들에 의하여 지하역사 내부의 미세먼지 농도가 증가한 것으로 판단 한다. 어린이집의 경우는 실내에서 어린이들의 다양한 활동에 의한 먼지의 비산과 조리기구 이용이 농도 증 가의 가장 큰 요인으로 생각되며, 환기를 통하여 실외 에서 유입되는 미세먼지가 실내 발생원과 함께 작용하

여 이와 같은 결과가 나타난 것으로 판단한다(Yang et al., 2009). 본 연구의 조사기간은 황사 등 대기오염이 다른 계절에 비하여 높은 봄철(2014년 3월~4월)이었으 나, 실제로 조사기간 중에 서울과 대구지역에 발령된 황사 경보는 없었으며, 황사로 인한 실내·외 PM10, PM_2.5 농도의 영향은 상대적으로 미미하였던 것으로 판 단한다. 따라서 실내 미세먼지 농도에 대하여 실외의 영향보다는 대상 다중이용시설의 특성이 더 큰 영향을 미친 것으로 판단한다.

PM₁₀ 농도 값은 유지기준을 초과하는 시설은 없었으 며, 이것은 기존 연구결과와 같은 경향을 나타내었고 (Seo et al., 2006), PM_2.5 농도 값은 대상 다중이용시설 모두 WHO 가이드라인(WHO, 2013)을 초과한 것으로 나타났다. 그리고 PM2.5의 대기환경기준을 초과하는 시설은 서울의 지하역사와 어린이집, 대구의 지하역사 로 나타났다. PM10의 경우는 실내에 대한 국내 기준이 있어 비교적 관리가 되고 있지만, PM2.5의 경우에는 현 재 실내에 대한 국내 기준이 없기 때문에 효율적인 PM_2.5관리를 위하여 국내 실정에 맞는 기준이 마련되 어야 한다고 생각한다.

PM_2.5와 PM10의 실내·외 농도비는 대부분 1을 초과 하였으며 서울과 대구 모두 지하역사에서 실내·외 농 도비가 다른 시설군에 비하여 상대적으로 높게 나타났 다. 이것은 대부분의 시설군에서 실내 발생원이 존재하 는 것을 의미하며, 특히 지하역사의 경우는 다른 시설 군에 비하여 실내 발생원이 많은 것으로 판단할 수 있 다(de Blas et al., 2012). 특히 PM2.5는 PM10에 비해 실 내·외 농도비가 비교적 낮으나 평균적으로 1을 초과하 여 실내 발생원 관리가 필요한 것으로 판단한다. 기존 연구결과에 따르면 주변지역의 특성에 따라 PM10의 입경분포 특성이 다르고 전반적으로 PM10 농도 증가 에 기여하는 입경은 미세입자와 조대입자가 공통적으 로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 향후에는 PM₁₀과 PM2.5의 발생원을 규명하기 위한 연구도 함께 진행되어야 한다(Lee et al., 2012).

지역적으로 PM2.5/PM₁₀은 대구가 서울에 비하여 높 게 나타났으며, 서울과 대구 모두 어린이집에서 약 70% 이상의 높은 비율을 보였다. 이것은 PM10에 포함 된 PM2.5의 비율로 PM2.5관리에 대한 중요성을 의미한 다. 이 결과를 통하여 대상 다중이용시설 중에서 어린이 집이 특히 PM2.5에 취약하다는 것을 알 수 있었으며, 민 감 계층인 어린이들이 생활하는 어린이집에 대한 PM2.5

관리가 중요하다고 할 수 있다(Miller et al., 2002).

본 연구에서 24시간 2회 연속 측정한 PM10과 PM2.5

의 농도가 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았지만

미세먼지 농도는 다양한 변수들로 인하여 날마다 달라 질 수 있기 때문에 향후 연구에서는 장기간 측정 또는 같은 장소에서 동시 측정을 통하여 측정값에 대한 신 뢰성을 확보할 필요가 있을 것으로 생각한다.

각 시설별로 측정된 PM10과 PM2.5농도에 대하여 상 관성 분석을 실시한 결과 서울과 대구의 전체 시설에 서 어린이집을 제외하고는 대부분 높은 상관성을 나타 내었다. 서울의 경우는 다중이용시설 중 지하상가를 제 외한 모든 시설군에서 90% 이상의 높은 상관성을 나 타내었으며 서울의 지하상가의 경우 실내와 실외의 상 관성이 통계적으로 유의하지 않았다. 대구의 경우는 지 하역사 실내와 어린이집 실내를 제외한 나머지 시설군 에서 대부분 약 83% 이상의 높은 상관성을 보였다.

PM₁₀과 PM2.5의 상관성이 높은 것은 PM10 농도 중 PM_2.5농도가 차지하는 비율이 높아 서로 연관성이 있 고, PM10과 PM2.5의 상관성이 낮은 것은 PM10 중 PM_2.5가 차지하는 비율이 낮기 때문에 이와 같은 결과 가 나타난 것으로 판단한다. 특히 대구의 경우 지하역 사와 어린이집의 PM10중 PM2.5의 비율을 보았을 때 지하상가에 비하여 상대적으로 낮고 서울 지역의 같은 시설에 비하여 PM2.5의 비율이 낮았다. 따라서 대구의 지하역사와 어린이집의 PM10과 PM2.5의 상관성이 낮 게 나타난 것은 PM10중 PM2.5의 비율이 낮았기 때문인 것으로 판단한다. 기존 연구에서도 PM10, PM_2.5, CO₂, CO 간의 상관분석을 한 결과, 가장 밀접한 상관을 보 인 변수가 PM10과 PM2.5 간의 상관관계로 약 88.4%의 상관성을 나타내었으며 이러한 결과가 PM10 농도 중 에서 PM2.5 농도가 차지하는 함량이 높아 농도 변화 간에 밀접한 관련이 있다는 것으로 보고하였다(Kwag et al., 2005).

서울과 대구의 실내·외 미세먼지 농도의 회귀분석 결과는 전체적으로 PM2.5가 PM10에 비하여 상대적으 로 높은 상관성을 보였으며, 지역별로는 어린이집을 제 외한 두 시설군에서 서울이 대구에 비하여 높은 상관 성을 나타내었다. 시설별로는 어린이집이 가장 높은 상 관성을 나타내었다. 그리고 각 시설별로 서울과 대구의 전체적인 상관성을 보았을 때 서울과 대구를 각각 비 교하였을 때 보다 상관성이 낮아지거나 높아지는 것을 알 수 있었다. 또한 PM2.5가 실외공기에 영향을 PM10

보다 높게 받음을 알 수 있다. 어린이집의 경우는 활동 이 왕성한 어린이가 좁은 공간에서 생활하기 때문에 비산된 먼지로 인하여 실내에 영향을 줄 수 있으며, 측 정기간 동안 대체로 창문을 열어두는 시설이 많아 다 른 시설에 비해 실내·외 상관성이 높았을 것으로 생각 한다. PM10과 PM2.5의 각각의 실내외비 값에 대한 회

귀분석 결과는 R²=0.72으로 비교적으로 높은 상관성을 나타내었다. 이것은 실외로 부터 PM10과 PM2.5가 함께 실내로 유입되는 것으로 판단한다.

5. 결 론

대상 다중이용 시설 중 지하역사, 지하상가, 어린이 집의 PM10 측정 농도는 다중이용시설의 실내공기질 유지기준을 만족하였으나, PM10 및 PM2.5의 실내외비 는 대부분 1을 초과하여 실내에 발생원이 존재한다는 것으로 판단되었다. 실내에서의 PM2.5와 PM10의 농도 비(PM2.5/PM₁₀)는 대략 0.6~0.7로 나타났으며, 이와 같 은 결과를 통하여 실내에서 PM2.5에 대한 관리가 중요 하다고 판단한다. 대상 다중이용시설에 대한 PM10과 PM_2.5의 상관성 분석결과는 대부분 시설군에서 높은 상관성을 나타내었으며, 이것은 PM10농도 중에서 PM_2.5 농도가 차지하는 함량 때문이며 동시에 비슷한 발생원을 나타낸다. 실내와 실외 농도의 회귀분석 결과 는 실내 미세먼지가 실외 미세먼지에 대하여 약 40~80% 정도의 상관성을 나타내었으며 각 시설군의 특징에 따라 다른 상관성을 나타내었다. 측정된 PM10

과 PM2.5 의 각 실내외비 사이의 상관성은 R²=0.72로 높게 나타났으며, 이것은 실외로부터 PM10과 PM2.5가 동시에 실내로 유입되기 때문으로 생각한다. 대상 다중 이용시설 중 각 시설군의 특징에 따라 미세먼지의 발 생의 차이가 있었으며 이것은 미세먼지 관리방안 마련 시, 발생원 또는 PM2.5의 화학적 특성을 고려한 차별화 된 정책, 표준화된 실내환경에 대한 모니터링 DB 구축, 특히 PM2.5/PM₁₀농도비의 DB 구축 등을 통하여 PM2.5

실내환경 기준 마련을 위한 다양한 요인들이 고려되어 야 한다고 생각한다.

감사의 글

본 논문은 환경부 지원에 의한 것입니다.

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