★..한국실내환경학회 KOSIE

유아교육기관에서의 실내공기질 조사 및 실내활동에 따른 입자상오염물질의 농도특성

최영아⋅이태정⋅김동술^*

경희대학교 환경・응용화학대학 및 환경연구센터 (2006년 9월 6일 접수 ; 2006년 9월 27일 채택)

Investigation of indoor air quality and characteristics of particulate matters concentration followed by indoor activities in preschool classrooms

Young-A Choi⋅Tae-Jung Lee⋅Dong-Sool Kim^*

College of Environment & Applied Chemistry and Center for Environmental Studies, Kyung Hee University

Abstract

This study was performed to investigate indoor air quality and to characterize the concentration of particulate matters followed by human activities in preschool classrooms. Concentrations of PM

, PM

, and PM

were measured every 5-minute intervals by means of a dust monitor adopting the principle of light scattering. Two mini-volume air samplers were used further to measure the I/O concentration ratio of PM

and to calibrate the dust monitor since the photometric method often exaggerates the mass of fine particles.

The calibration factor in the study environment was determined as 0.64. In the preschool classrooms, the ranges of average indoor PM

, PM

, and PM

concentrations were 51.5~117.6, 21.5~98.4, and 16.2~84.5 ㎍/

㎥, respectively, while that of I/O concentration ratio was 0.8~1.3. Based on correlation analysis among various environmental parameters, PM

was slightly correlated with humidity (r=0.416, p<0.01). However, outdoor PM

was strongly related with indoor PM

(r=0.95, p<0.01), with PM

(r=0.94, p<0.01), and with PM

(r=0.84, p<0.01). The trend of PM

and PM

concentrations appeared to be very similar unlike the case of PM

. Since the elevated coarse particle concentration (2.5㎛<d

<10㎛) and the average PM

/PM

ratio were highly dependent on classroom activities, the parameter of PM

/PM

ratio was intensively studied with 7 different indoor activities in the preschool classrooms.

keywords：

Indoor Air Quality, PM

, PM

, PM

, Preschool Classroom

1. 서론

현대인들은 생활의 90% 이상을 실내 환경에서 생활함에 따라 실내공기질의 중요성이 크게 대두 되고 있다. 최근 연구에서는 사무실, 가정, 학교, 쇼핑몰, 식당 등을 대상으로 주요 오염물질의 농 도가 실외보다 실내농도에서 높음을 보여주고 있 다 (Lee and Chang, 2000; 윤충식 등, 2004; 김희갑 과 정경미, 2006). 실내농도는 실외에 비해 유해인 자 노출에 있어 중요한 의미를 지니는데 이는 사 람의 거주기간이 실외보다 실내에서 훨씬 길고, 많은 유해인자의 경우 실내농도가 실외보다 높기 때문이다 (Burge and Hoyyer, 1997; Nazaroff and Weschler, 2001). 특히 유아의 경우 성인에 비해 면 역력이 떨어지고, 단위체중당 호흡량이 크기 때문 에 유해인자에 대하여 더욱 중요한 의미를 지닌다 (Gauvin et al., 2002).

실내오염의 발생원으로는 건축자재, 페인트, 냉・난방기, 연소, 흡연, 오염된 외부공기의 유입, 실내 활동에 의한 오염물질의 재비산 등이 있다.

에너지 파동 이후 건축물 내 에너지 효율증가의 목적으로 단열화와 밀폐화가 가속화 되어, 이로 인해 실내 내장재나 카펫 등의 건축자재 및 생활 용품으로부터 발생되는 유해물질들이 실내 공기 중의 체류시간 증가 등의 영향으로 인해 농도증가 에 의한 문제가 야기되고 있다. Monn et al. (1997) 과 Luoma and Batterman(2001)은 흡연이나 연소 등의 특정 오염원이 존재 하지 않은 사무실, 학교 와 같은 실내 공간의 주요 오염원은 먼지(dust)라 고 보고한 바 있다. 특히 학교 주요 오염물질로 NO2, CO, VOCs, 분진 등이 존재하나 독성, 알레르 기성, 발암성의 무기・유기물질들이 혼합된 분진

이 가장 중요한 오염물질이라 할 수 있다 (Maroni et al., 1995; Jones, 1999). 이와 같은 입자상 오염물 질 (particulate matters: PM)은 공기역학적직경 (aerodynamic diameter)에 따라 2가지로 나눌 수 있 는데, 2.5㎛ 미만의 입자를 ‘미세분진 (fine particle)’이라고 하며 그 이상 크기의 입자를‘거대 분진 (coarse particle)’이라고 한다 (Whitby et al., 1972). 거대분진은 바람에 의한 먼지 등 자연적인 오염원과 자동차, 도로 등의 비산먼지에 의해 발 생된다. 이러한 거대분진은 방출 후 수 분 또는 수 시간 내 지표면에 떨어지기 때문에 미세입자에 비 해 오염 피해도가 낮지만 보건학적 연구에 의하면 거대입자 중 PM10과 사망률 사이에 강한 상관관 계가 존재하는 것으로 보고된 바 있다. 특히 공기 역학적 직경 2.5~10.0㎛인 입자는 호흡기 질환을 가진 사람이 입을 통해 호흡할 경우 심각한 악영 향을 미칠 수도 있다 (Pope et al., 1991; Dockey et al., 1993; Joel et al., 1996). 미세분진은 산업, 운송, 주거활동 등에 의한 연소과정, 자동차 배출가스로 부터 직접 배출되거나, 1차 오염물질 (primary pollutants)의 화학적 변환 등에 의해 생성된다. 또 한 미세입자는 가시도 (visibility)에 큰 영향을 줄 뿐 아니라, 심혈관계 질환과 암, 조기사망 등에 영 향을 주며, 입자의 크기가 0.1~1.0㎛일 때 100%

폐포에 침착 될 수 있어 PM10 보다 더욱 위해하다 (Heidi, 2000).

본 연구에서는 재실시간 내 유동인원이 한정되 고, 흡연이나 연소 등의 특정 오염원이 존재하지 않는 유아교육시설에서 1) PM과 실내 환경인자들 과의 상관관계, 2) 실내 외 PM10, PM2.5, PM1의 농 도거동, 3) 실내 활동에 따른 PM의 농도변화에 대 해 알아보고자 한다. 본 연구 결과는 어린이집 및

유치원을 포함한 실내 공간의 공기질 적정관리를 위한 기초연구로서 유용하게 적용될 수 있을 것으 로 판단된다.

2. 연구 대상 및 방법

2.1 연구대상

본 연구는 2006년 6월부터 2006년 7월까지 경기 도에 위치한 2개 어린이집 및 1개 유치원을 선정 하여 교실과 실외 환경에서 주요 활동시간인 오전 9시부터 오후 6시까지 실시간으로 시료를 채취하 였다. 실내의 경우 1개 교실을 선택하여 바닥에서 약 1.5 m 높이에서 채취하였고, 실외의 경우 건물 밖이나 옥상에서 시료를 채취하였다. A 어린이집 은 아파트 단지 내 상가 1층으로, 자동차 이동이 많은 주차장에 근접하고 있으며, 타 교육기관에 비해 유아들의 재실시간이 가장 길었다 (평균 8시 간). B 어린이집 역시 아파트 단지 내의 상가 1층 에 위치하였고, 주차장에 근접했지만 자동차의 이 동은 많지 않았다. C는 유치원으로 성당 내 단독 건물을 사용하고 최근 리모델링을 실시하였다. 실

내의 각 지점별로 A 어린이집 3회 (A-1, A-2, A-3), B 어린이집 2회 (B-1, B-2), C 유치원 2회 (C-1, C-2) 측정하였다.

대상시설 모두 자연환기로 공기질을 관리하고 있었으며 필요에 따라 창문개방, 선풍기나 에어컨 을 가동하였다. Table 1에서 대상시설의 특성과 측 정 중의 특이 사항에 대해 설명하였다.

2.2 연구방법

2.2.1 실내 환경조사

본 연구에서는 실내공기질을 실시간으로 측정 할 수 있는 Graywolf Solutions의 IQ-410 Monitoring Kits를 이용하여 CO 및 CO2, 온도와 상대습도를 실시간으로 측정하였다. 이 기기는 CO2의 경우 탄 소화합물에 의한 적외선 흡수량의 변화를 선택성 검출기로 측정해서 탄소화합물의 농도를 연속 측 정하는 방법인 비분산적외선법 (NDIR)을 이용하 고 있다. CO는 전기화학방식 (electrochemical sensor)을 이용한 정전위전해법으로 저농도의 CO 측정이 가능하였다.

Table 1. Brief environmental conditions at sampling sites.

Site Preschools Construction

Year Outdoor Remarks No. of Staffs

Classroom Volume

(m³)

Ventilation

Type Temperature Control A Nursery 1995 Inside apartment

complex 15 35.4

Natural ventilation

Fan or Air Conditioner B Nursery 1999 Near apartment

complex 15 38.2

C Kindergarten 1992

(2005)^* In a church building 19 69.6

* Reconstruction year

2.2.2 PM10 및 PM2.5, PM1의 조사

PM10, PM2.5, PM1은 광산란 방식을 이용한 Dust monitor (Model 1108, GRIM Inc., USA)를 이용하 여 5분 간격으로 실시간 동안 실내농도를 총 773 회 측정하였다. 본 기기는 실내외 부유분진을 측 정하는 장비로, 각각의 입경별로 분진의 개수를 측정하는 입자계수기(particle counter)로서의 기능 과 PM10, PM2.5 및 PM1의 농도를 측정하는 장비로 서의 기능을 함께 가지고 있다.

Mini-volume air sampler(Model 4.1, Airmetric Co., USA)는 중량법을 이용한 방법으로 Dust monitor의 보정계수(calibration factor) 계산과 실외 PM10 농도 측정을 위해 활용되었다. 채취 유량은 5.0L/min 으 로 고정하여 8시간 이상을 기본으로 채취하였다.

채취시간은 sampler가 과 부화 등으로 정지하는 경우를 대비하여 sampler에 부착된 시간기록계의 수치를 기록하였다. 시료채취에 사용된 여지는 미 국 Corning Costa사의 직경 47mm, pore size 0.2㎛

의 Membra-fil membrane filter를 사용하였다. 여지 는 시료 채취 전・후에 전자 데시게이터에 보관하 여 항량시킨 후 시료채취 전・후의 무게차를 채취 유량으로 나누어 분진농도를 계산하였다.

2.2.3 Dust monitor의 보정방법

미세분진의 경우 광산란 방식은 큰 입자보다 반 응 응답률이 크며, 실제농도보다 과대평가될 수 있다 (Gorner et al., 1995; Ramachandran et al., 2000; Guo et al., 2004; Kim et al., 2004). GRIMM Dust monitor 1108의 경우, 일반 외기나 실내의 경 우 보정계수(calibration factor)를 1.0으로 선정하는 것이 일반적이나 실제 분진의 농도는 밀도에 따라 차이가 나며, 이를 보정해 주기 위해 보정계수를

부여하게 된다. 때문에 중량측정방법인 Mini- volume air sampler와 동시에 측정하여 식(1)을 이 용하여 보정계수를 결정하였다.

calibration factor = avarage gravibetric concentration integrated dust monitor concentration (1) 측정 결과 Dust monitor 측정값과 Mini-volume air sampler 측정값은 유의적 상관관계(r²=0.84, p<0.05)를 나타냈고(Fig. 1), 평균 보정계수 값은 0.64로 나타났다. Dust monitor 자체에서도 보정계 수 값을 0.1~9.9까지 조정할 수 있으나, 좀 더 정 확한 농도자료의 변환을 위해 0.64로 농도자료에 대한 직접변환을 실시하였다. 이러한 보정계수의 결정과 농도보정은 연구지역의 특성이 크게 바뀔 경우 필히 선행되어야 할 것으로 판단된다.

Fig. 1. Relationships between PM10 concen- trations measured by a mini-vol. sam- pler and a dust monitor as a calibration scheme.

y = 1.1599x + 29.632 R² = 0.8392

0 50 100 150 200

0 50 100 150 200

Conc. of mini-vol. sampler (㎍/ ㎥)

Conc. of dust monitor (㎍/㎥)

3. 결과 및 고찰

3.1 실내 환경인자들과의 상관관계

실내 환경 인자에 대한 조사결과를 Table 2에 요약하여 나타내었다. 조사기간 내 실내 온도는 모든 시설에서 26.4~27.5℃를 보였다. 상대습도는 A 어린이집의 경우 평균 51.8%, B 어린이집 60.3%이었고, C 유치원에서는 71.5%로 가장 높은 수치를 나타냈다. 본 연구에서의 평균 CO 및 CO2

농도는 부산지역 보육시설에서 조사된 CO, CO2

의 평균농도 1.5ppm, 1016.0ppm, (김도형 외, 2006) 와, 서울시에 위치한 유치원에서의 평균농도 CO 1.2ppm, CO2 862.0ppm (환경부, 2002) 보다 낮은 것으로 조사되었다. CO의 경우 실내 공기질 유지 기준인 10ppm 을 초과하지 않았으며, CO2의 평균 농도에서는 기준치인 1,000ppm을 초과하지 않았 으나, 모든 재실자가 이동이 없는 식사시간과 청 소시간에 B 어린이집 1,279ppm, C 유치원 1,531 ppm으로 기준치를 초과 하는 것으로 나타났다.

높은 온도와 습도는 분진뿐만 아니라 곰팡이와 진드기 양과 중요한 상관관계를 이루기 때문에 실 내공기질 파악에 중요한 환경인자이다. 실내 분진 들과 CO2 농도와 CO 농도, 온・습도와의 상관관 계를 Table 3에 제시하였다. 분진들은 온도와 큰 상관관계를 나타내지 않았으나, 미세입자 영역일

수록 습도와의 다소 높은 상관관계를 나타내었다. 또한 실내공기질과 환기 상태를 나타낼 수 있는 CO2는 PM10과의 비교적 큰 상관성 (r=0.67, p<0.01)을 보였다.

3.2 실내⋅외 분진농도

조사기간 내 실내 평균 농도는 PM10 70.7 ㎍/㎥

(43.4~117.6 ㎍/㎥), PM2.5 43.4㎍/㎥(21.5~98.4 ㎍/

㎥), PM1 35.4㎍/㎥ (16.2~84.5 ㎍/㎥) 으로 조사되 었고, PM10의 I/O 비 (ratio of indoor/outdoor concentration)는 0.8~1.3으로 나타났다 (Table 4). A 와 B 어린이집에서는 모두 I/O 비가 1.0 이상으로 실내 발생 오염원 기여도가 큰 것을 알 수 있었다. C 어린이집의 경우 조사기간 내 실외에서 가장 높은 PM10 농도 (134.8 ㎍/㎥)를 나타냈으며, 실내 에서도 가장 높은 농도 (117.6 ㎍/㎥)로 조사되었 다. I/O 비율은 0.9으로 실외농도가 실내농도에 기 여했을 것으로 보인다.

본 연구 결과는 Lee and Chang (2000)이 조사한 홍콩의 5개 학교의 PM10 농도 (21.0~617.0 ㎍/㎥), Wang et al. (2006)이 조사한 병원의 실내 PM농도 (PM10 128.1 ㎍/㎥, PM2.5 99.06 ㎍/㎥), 김도형 등 (2006)이 조사한 유아교육기관 내 PM10 농도 (75.7

㎍/㎥), 환경부 (2002)에서 조사한 어린이집의 농 도 (75.0 ㎍/㎥) 보다는 낮게 나타났으며, 남보현

Table 2. A brief mean statistics of indoor environmental parameters.

Site

Parameter A(n=78) B(n=25) C(n=53)

CO2 Conc. (ppm) CO Conc. (ppm) Temp. (℃) Hum. (%)

mean mean mean mean

469.0 ± 174.1 1.1 ± 0.6 26.4 ± 1.0 51.8 ± 5.2

671.2 ± 297.4 0.7 ± 0.5 27.5 ± 0.7 60.3 ± 2.7

582.2 ± 367.4 0.3 ± 0.5 26.4 ± 1.2 71.5 ± 4.6

등 (2002)이 조사한 대학 강의실의 PM10 농도 (55.5 ㎍/㎥), 환경부 (2002)에서 조사한 어린이집 의 PM10 농도 (37.5 ㎍/㎥), Branis et al. (2005)이 조사한 대학 강의실에서의 PM농도 (PM10 42.3 ㎍, PM2.5 21.9㎍/㎥, PM1 13.7㎍/㎥) 보다 높은 결과를 나타냈다.

실외농도와 실내농도와의 상관분석을 통해 두 변수간의 상관관계를 알아보았다. 실내 PM2.5와 실외 PM10의 상관계수 R은 0.95 (p<0.01), 실내

PM1과 실외 PM10은 0.94 (p<0.01), 실내 PM10과 실 외 PM10은 0.84 (p<0.01)로 나타나, 유아교육시설 내의 미세분진은 실외 PM10과 높은 상관관계를 나타내었고, 상대적으로 거대분진은 실외 PM10과 더 낮은 상관관계가 있는 것으로 조사되었다. 시계열 분석을 통한 분진의 시간별 실내농도를 최소값, 최대값, 중간값과 25% 분위, 75% 분위로 Fig. 2에 나타내었다. 실내 인간의 출입 및 활동들 은 분진의 재 비산으로 인하여 농도증가에 큰 영

*p<0.05; **p<0.01.

Table 3. Correlation coefficients among various environmental parameters and PM fractions.

PM10 PM2.5 PM1 Temp. Hum. CO2 CO

PM10

PM2.5

PM1

Temp.

Hum.

CO2

CO PM10 out

1 0.817^**

0.737^**

-0.389^**

0.045^**

0.671^**

0.318^**

0.840^**

1 0.975^**

-0.346^**

0.373^**

0.269^**

0.415^**

0.950^**

1 -0.311^**

0.416^**

0.162^**

0.405^**

0.940^**

1 -0.276^* -0.254^* 0.017^*

1 -0.430^**

0.226^**

1

-0.013 1

I/O：Indoor PM

concentration/Outdoor PM

concentration.

Table 4. Indoor and outdoor PM mass concentrations (in ㎍/㎥) and I/O ratios.

Indoor Outdoor

PM10 PM2.5 PM1 PM10 I/O

A

A-1 A-2 A-3

95.7 78.4 73.3

52.6 43.7 28.3

44.1 36.6 20.2

87.6 76.1 67.7

1.1 1.0 1.1

B B-1

B-2

59.9 43.4

33.7 21.5

26.9 16.2

48.7 34.2

1.2 1.3

C C-1

C-2

117.6 51.5

98.4 34.5

84.5 28.2

134.7 72.7

0.9 0.8

Average 70.7 43.4 35.4 74.5 1.1

향을 미친다. 바닥에서 재 비산되는 양은 매우 크 며, 그 양이 적다고 하더라도 오염농도를 높이는 데 큰 영향을 준다 (Thatcher and Layton, 1995). 또 한 채취장소 인접한 곳에서 스웨터를 입는 행위 등은 분진농도에 매우 높은 영향을 주는 것으로 조사되었다 (Luoma and Batterman, 2001). A 어린 이집의 경우 오전 10시경 유아들의 등원활동으로 인하여 PM10의 첫 번째 고농도가 나타났고, 유아 들의 실내놀이, 율동 등의 대그룹 활동으로 오후 1시에서 2시 사이 고농도를 보였다. 유아들의 활 동 이외에도 교사의 책상정리, 낮잠 준비를 위한 이불을 펴고 정리하는 활동이 있는 오후 1시경과 오후 3시경 PM10이 고농도를 보였다. 특히 A-3에 서는 PM10 농도가 274.7 ㎍/㎥로 조사기간 내 최대 값을 나타냈다. PM2.5와 PM1의 경우 오전에 고농 도를 보이다가 점차 감소하는 경향을 나타내지만, A-3에서는 오후 6시에 PM10과 함께 고농도를 보 였는데, 이는 진공청소기를 이용한 청소활동으로 분진이 재 비산된 것으로 사료된다.

B 어린이집은 PM10의 경우, 등원시간인 9시 30 분부터 농도가 점차적으로 높아졌고, B-1은 오전 10시와 오후 3시, B-2는 오전 10시와 오후 1시에 고농도를 보였다. B-1, B-2 모두 오전 11시 간식시 간과 12시 점심시간 전까지 교실을 비우면서 활동 이 없었기 때문에 농도가 감소하는 경향을 보였 다. 어린이집 B에서는 실외농도가 높지 않았고, 창문 크기가 크고 (벽면의 약 1/2), 주기적인 자연 환기로 조사기간 내 다중이용시설 등의 실내공기 질관리법의 유지기준 (100 ㎍/m³)을 초과하지 않 았다.

C-1은 조사기간 내 실외 PM10 농도가 가장 높 았을 뿐 아니라, 실내 PM10, PM2.5 PM1의 평균농 도가 117.6 ㎍/㎥, 98.4 ㎍/㎥, 84.5 ㎍/㎥으로 모두

높은 값을 나타냈다. 9시 등원 후 대그룹 활동시 간인 11시에 고농도를 보이다가 에어컨 가동 후 점차 감소하는 경향을 보였다. 오후 5시에 나타난 PM10 고농도는 청소시간인 것으로 확인되었다.

C-2의 경우 오후 3시까지 농도의 패턴이 보이지 않았는데 이는 개개인 유아들의 등원 즉시 야외 활동으로 교실 내 재실인원이 없었다. 그러나 오 후 4시 스포츠 댄스 등의 신체활동으로 인하여, 또한 하원 후 교사의 청소로 인하여 PM10은 고농 도를 보였다.

조사 기간 내 PM10 평균 농도를 다중이용시설 등의 실내공기질관리법에서 보육시설 등의 유지 기준과 비교하여 보았다. A-1에서는 총 조사 횟수 중 기준치를 초과한 횟수가 47.5%, A-2에서 21.1%, A-3에서 10.8% 초과하였으며, C-1에서 67.6%, C-2에서 9.1%를 초과하였으며, B-1과 B-2 에서는 기준치를 초과하지 않은 것으로 조사되었 다. 또한 C-1에서는 평균 117.6 ㎍/㎥으로 기준치 100 ㎍/㎥을 초과한 것으로 나타났다.

우리나라에서는 실내 PM10 농도기준은 설정되 어 있지만 PM2.5 농도 기준이 부재하기 때문에 미 국 EPA의 대기환경기준치 (24시간 평균: 65 ㎍/㎥) 와 비교하였다. PM2.5의 초과횟수 조사결과, A-1에 서 17.5%, A-2에서 15.6%, A-3에서 1.67%, C-1에 서 88%의 초과율을 나타냈으며, B-1, B-2, C-2에 서는 기준치를 초과하지 않았다. PM1의 경우에는 C-1에서 PM2.5 기준에 70.4% 초과되는 것으로 나 타났다.

3.3 실내 활동에 따른 분진의 변화

PM2.5, PM1의 시계열 분석결과 유의적인 농도 패턴결과를 얻을 수 있었다. 그러나 PM10의 경우 PM2.5, PM1 농도와 상이한 패턴을 보이는 시간대

0 50 100 150 200 250

9 101112131415161718 101112131415161718 9 101112131415161718 8 9 10111213141516 8 9 1011121314151617 9 1011121314151617 9 10111213141516

PM10 (ug/m3 )

A-1 A-2 A-3 B-1 B-2 C-1 C-2

(a)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

9101112131415161718 91011121314151617 9101112131415161718 8 910111213141516 8 91011121314151617 91011121314151617 910111213141516

PM

( u g /m

)

(b)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

9101112131415161718 91011121314151617 9101112131415161718 8 910111213141516 8 91011121314151617 91011121314151617 910111213141516

Time PM1 (ug/m3 )

(c)

Fig. 2. Box plots containing maxima, minima, median, 25 and 75 percentile of (a) PM10, (b) PM2.5, and (c) PM1 at the sampling sites.

가 나타나기도 했다. 담배나 연소 등의 특정오염 원이 없는 실내공기 중 미세분진은 실외 오염물질 에 영향을 받는 반면, PM2.5-PM10 영역의 거대분진 은 인간의 직접적 실내 활동과 상관관계가 크다 (Branis et al., 2005; Luoma and Batterman, 2001).

본 연구에서는 교실 내 교사 및 유아들의 활동이 거대분진의 가장 큰 오염원이라 할 수 있다. 실내 활동은 교실 내 재실자가 없는 부재중인 상태, 대 그룹 인지활동, 대그룹 신체활동, 개인 자유놀이, 휴식, 정리, 단체 이동 등 7개 활동으로 구별할 수 있다. 대그룹 인지 활동은 교사와 유아들이 1 대 다수로 이야기 나누기나, 동화듣기, 색종이 접기 등의 활동이 포함되며, 대그룹 신체 활동은 율동 과 댄스 등을 포함한다. 개인 자유놀이는 개인 또 는 그룹으로 블럭쌓기, 소꿉놀이, 책읽기 등 인지 와 신체활동이 동시에 이루어진다. 휴식 시간은 유아들이 낮잠을 자는 시간과 간식, 식사 등의 활

동이 포함되며, 정리에는 책상 이동이나 카펫 정 리, 청소 등이 해당된다. 본 연구에서는 어떤 유형 의 실내 활동이 거대분진의 농도에 영향을 주는지 PM2.5/PM10 농도 비율을 조사하여 분석하였다 (Fig.

3). 이 비율이 작을수록 PM10 중 PM2.5-PM10 영역 의 거대분진의 영향이 크다고 할 수 있으며, 비율 이 클수록 미세분진의 영향이 크다고 할 수 있다. PM2.5/PM10의 비율은 정리활동(E)이 0.3으로 가장 낮았으며, 이 중 이불을 펴는 활동이 0.16을 보여 최소값을 가졌다. 이동활동(G)은 0.35로 단시간 내 동시에 이동하면서 거대분진의 농도를 높인 것으 로 볼 수 있다. 다음으로 대그룹 신체활동(B) 0.38, 대그룹 인지활동(A) 0.40으로 나타났다. 재실인원 이 같아도 신체활동 정도에 따라 거대분진의 기여 도가 크다는 것을 알 수 있었다. 개별 자유놀이(C) 와 휴식(D)은 평균 0.47, 0.51로 나타났고, 정적활 동과 동적활동의 차이가 평균값 전후 두 분류로

Fig. 3. PM2.5 to PM10 ratios showed mean, maxima and minima for various indoor activities in classrooms: (A) team knowledge activities, (B) team physical activities, (C) individual fun play, (D) period to rest, (E) putting toys and materials in order (F) no one in classroom, and (G) team migration to other places.

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

A B C D E F G

Activity

PM2.5/PM10

구분되었다. 재실인원이 없는 시간(F)에는 평균 0.75, 최대 0.90의 비율을 보여, 인간 활동이 없을 때는 미세분진의 영향이 크다는 것을 확인할 수 있었다.

4. 결론

경기도 지역 2개 어린이집과 1개 유치원에 대해 2006년 6월부터 7월까지 실내 온열환경 (온도, 습 도) 및 CO2, CO 그리고 PM10, PM2.5, PM1농도를 실시간으로 측정하였다. 본 연구에서 나타난 결과 에 근거하여 고찰한 내용은 다음과 같다. 첫째, 미세입자의 경우 광산란 방식은 실제 농 도보다 과대평가되기 때문에 중량측정방법으로 보정계수를 결정하여 농도보정을 하였다. 상관관 계 분석 결과, 0.84로 높은 상관관계를 나타냈고, 보정계수 값은 0.64으로 계산되었다.

둘째, 실내 환경인자들과의 상관관계 조사에 의 하면, 분진들은 온도와는 큰 상관관계를 나타내지

는 않았으나, 미세입자 영역일수록

(PM10<PM2.5<PM1) 습도와의 다소 높은 상관관계 를 나타냈다. 실내공기질과 환기 상태를 나타낼 수 있는 CO2는 PM 영역 중 PM10과 가장 큰 상관 관계를 나타냈다. 높은 온도와 습도는 분진뿐만 아니라 곰팡이나 진드기 양과 중요한 상관관계를 이루기 때문에 실내공기질 관리에 중요할 것이다.

셋째, PM10의 I/O 비율은 0.8 ~1.2로 C 유치원을 제외하고 1.0 이상으로 나타나 실내 자체 발생 오 염원의 기여도가 큰 것을 알 수 있었다. 실내에서 의 분진농도는 C-1에서 PM10 117.6 ㎍/㎥, PM2.5

98.4 ㎍/㎥, PM1 84.5 ㎍/㎥으로 가장 높은 농도를 보였고, 실내공기질 관리법의 PM10 실내 유지기준

(100 ㎍/㎥)과 미국 EPA의 대기환경기준 PM2.5 기 준 (65 ㎍/㎥)을 초과했다. PM1역시 PM2.5 기준치 도 초과하는 것으로 조사되었다. B 어린이집을 제 외하고 A와 C에서의 순간농도는 일시적으로 기준 이상의 수치를 나타냈다. 이와 같은 고농도의 미 세분진 농도 결과로 실외 대기뿐 아니라 실내 미 세분진에 관한 관리가 시급하다고 사료된다. 넷째, 실외 PM10 농도와 실내 세 영역의 입자 농도와의 상관관계는 PM2.5>PM1>PM10 순이었고, 이는 실외 농도와 실내 미세분진이 거대분진 보다 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 특정오염원 이 없는 실내공기 중 PM2.5-PM10 영역의 거대분진 은 인간의 직접적 실내 활동과 관계하는데, 본 연 구에서는 아동이나 교사의 활동으로 인해 기인한 다고 할 수 있다.

다섯째, 실내 PM2.5/PM10의 비율로 실내 활동에 따른 거대분진의 변화를 알 수 있었다. 청소 등의 정리활동이 0.30으로 가장 낮아, PM10 중 미세분 진보다 거대분진의 영향이 높음을 알 수 있었고, 대그룹 신체활동과 인지활동이 0.38, 0.40으로 재 실인원이 같아도 신체활동 정도에 따라 거대분진 의 기여도가 달라짐을 알 수 있었다. 재실인원이 없는 시간에는 평균 0.75 최대 0.90으로 조사되어, 실내 인간활동이 없을 때 PM10 중 미세분진의 영 향이 크다는 것을 확인 할 수 있었다.

사사

본 연구는 서울시 산학연협력사업 지원과제 (과 제번호 : 200605126-212) -미래 도시의 웰빙을 위 한 실내공기질 관리 기술개발-의 일환으로 수행되 었으며 이에 감사드립니다.

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