★..한국실내환경학회 KOSIE

충남지역 일부 다중이용시설에서 Bioaerosol 의 농도에 관한 연구

이치원 이종대 전용택 손부순

⋅ ⋅ ⋅

Che Won Lee Jong Dae Lee Yong Teak Jeon Bu Soon Son⋅ ⋅ ⋅ ^*

Department of Environmental Health Science SoonChunHyang University

Abstract

We surveyed the concentrations of PM

, O

, and bioaerosol in public facilities including restaurants, offices, and private academies in Chung-Nam province area. During 3 months (from August 30, 2005), the bioaerosol concentrations were measured by a single stage air cascade sampler using the inertia collision catching method for the flux of 28.29 ℓ /min. The mean values were measured as 101.1 / ㎍ ㎥ for PM

and 12.4 ppb for O

.

The concentrations of colony for bacteria and fungi were 464 and 287 CFU/ ㎥ in restaurants, 223 and 271 CFU/ ㎥ in offices, and 259 and 107 CFU/ ㎥ in private academics.

It is thus suggested that the regulation of indoor air conditions should be amended to control the quantity of bioaerosol in public facilities.

Keywords ： Bioaerosol, Indoor Air, Fungi

서론 1.

최근 산업분야 뿐만 아니라 일반 실내공간에서 에너지 절약 및 효율을 높이기 위해 건물의 단열 화 및 밀폐화와 더불어 인간의 생활방식과 거주환 경 등의 변화에 따라 실내에서 거주시간이 증가함 으로 실내공기질과 이에 따른 건강영향의 중요성 이 대두되게 되었다 김윤신( , 1989).

년 등의 연구결과에 의하면 사람 1995 Robinson

이 하루24시간 중86%정도는 빌딩 등과 같은 실 내공간에 머무르고, 7% 정도가 차량 등 이동수단 의 실내공간에 존재하며 나머지5%만이 실외공간 에 머무른다고 보고 된 바 있다 따라서 실내의 유. 해화학물질 노출에 따른 인체영향은 실외보다 크 다고 할 수 있다 최성우( , 1996).

실내오염물질은 입자상 오염물질 가스상 오염, 물질 생물학적 인자 등으로 분류할 수 있다 특히, . 생물학적 인자는 실내 온열조건을 포함한 여러 가 지 실내환경 조건에 크게 영향을 받으며 단기간 노출될 경우도 병원균의 종류 및 성상에 따라 심 각한 질병을 야기시킬 가능성이 있다 따라서 이. 들은 매우 중요한 실내오염물질로 주목받고 있다.

최근 건물의 경우 고층화 및 공조 시스템의 지능, 화에 의한 건물의 환기량 감소가 심각하게 이루어 지고 있다 따라서 실내공간에 존재하는 곰팡이를. 비롯한 미생물의 수가 증가하는 추세이며 특히, 생물학적 오염원인 세균 곰팡이 등은 환기가 제, 대로 되지 않아 다습하고 공기질이 나쁠 경우( ) 잘 증식하게 된다 이중 기회 감염균이 공기를 매. 체로 하여 폐 및 기타 기관에 전달되면 전염성 질 환 및 알레르기 질환을 유발시킬 수 있는 것으로 보고되고 있다 김철홍 등( , 2001). 이에2005년 환 경부에서 고시한 실내공기질 관리법에 미생물의

규제는 유지기준에 포함시켜 관리하고 있다 특히. 의료기관 노인전문 요양시설 산후 조리원 보육, , , 시설 등 민감군을 대상으로 규제하고 있는 실정이 다 실내 미생물성 오염물질은 각종 생활용품 포. , 장재 에어콘 공기청정기 복사기 등의 사용으로, , , 방출되며 최근에는 애완동물이나 카펫 침대 등에, 서도 많이 발생된다고 보고 되고 있다(Macher et 또한 실내 미생물 al., 1984; Chatigny et al., 1989).

은 실내공기 중에 피부파편 머리카락 꽃가루 곤, , , 충 등에 붙어서 기생하기도 한다 입자상 물질 중. 일부는 생물학적 물질로 이루어져 있으며 이러한, 세균(Bacteria), 곰팡이(Molds), 각종 알레르기성물 질(Allergen), 화분(Pollen), 식물의 홀씨(Spores)등 생물학적 유해인자에 폭로되면 두통 현기증 메, , 스꺼움 졸음 눈의 자극 집중력 감소 등을 호소, , , 할 수 있다 또한 세균류의 항원에 의한 독소반응.

이나 알레르기반응 (Endotoxic Reactions) (Allergic

을 일으켜 피부와 호흡기계통에 폐결핵 Reactions) ,

등과 같은 감염성질환율을 증가시키거나 과민성 질환(Hypersensitivity Disease)을 유발시킬 가능성 이 있다(Macher et al.,1983; Adams et al.,1970; C.E 공기중의 미생물은 대부분 미 Feigley et al., 2005).

세입자나 수증기에 부착한 상태인bioaerosol형태 로 존재하며 미생물의 농도도 대개 먼지를 포함, 한bioaerosol의 농도와 관계가 깊다고 알려져 있 다 그리고 실외와 비교하여 실내 환경의 경우에. 는 외부 공기의 순환이 제한적이고 햇빛의 자외선 에 대한 노출이 적어서 상대적으로 공기 중 미생 물의 장기간 생존이 가능한 것으로 보고하고 있다 생물학적 유해인자는 인위적 (Burge et al., 2000).

인 냉난방으로 인한 실내 외의 온도차에 의해․ ․ 생성된 결로(結露)현상과 밀폐화로 인해 실내미생 물의 농도가 더욱 증가된다고 보고된 바 있다 이(

헌준, 1997).

국내 실내공기 중 미생물에 대한 연구는 대규모 시설의 다중이용시설과 병원 및 사무실 등에 대한 연구가 수행된 적이 있다 그러나 소규모 시설에. 대한 연구는 아직 미비한 실정이며 또한 서울 등, 대도시에서 주로 진균을 대상으로 실내생활환경 의 미생물 분포에 대한 연구결과가 발표된 적은 있으나 이철민( , 2004) 중 소도시를 대상으로 한․ 연구는 진행되지 않고 있는 실정이다.

본 연구에서는 아산 당진지역에 위치한 미적용, 시설을 대상으로 실내 중의 미생물의 분포를 측정 하여 향후 실내공기 중 생물학적 유해인자 관련 연구와 기준설정에 기여하고 그에 대한 관리 및 개선대책을 세우는데 기초 자료로 제공하고자 한다.

연구대상 및 방법 2.

연구대상 및 기간 2.1

본 연구는2005년 월부터 개월간 충남에 위치9 3 한 학원 개 음식점 개 업무시설 개 등 미(4 ), (6 ), (12 ) 적용 다중이용시설22곳을 대상으로 생물학적 유 해인자와PM10의 농도 그리고 온습도 및․ O3의 농 도를 실내공기질 공정시험법에 의거하여 측정 및 분석하였다.

측정 및 분석방법 2.2

공기 중 Bioaerosol의 측정은 낙하세균의 경우 중력침강 포집법(gravitational sampling method) ,을 부유세균의 경우 충돌법 여과법 정전기를 이용, , 한 포집법 온도차에 의한 포집법 원심력을 이용, , 한 방법 등을 주로 사용한다 본 연구에서는 실내.

공기질 공정시험방법인 관성충돌 포집법을 적용 한 미생물 채취기인 Single Stage Air Cascade Sampler(Tisch Environment Inv. TE-10-880)를 이용 하여 흡입유량28.29 ℓ/min으로20분간 실내공기 를 채취하였다 사용된 배지의 종류는 세균집락만. 을 성장시킬 수 있는Blood Agar Plate(BAP)와 진 균집락만을 성장시킬 수 있는Sabouraud Dextrose

를 사용하였다 Agar(SDA) .

채취 완료된BAP배지는37℃에서48시간, SDA 배지는25℃에서72시간Incubator에서 각각 배양 시킨 후 공기 중 단위 용량 당 집락수를 다음과 같이 계산하였다.

CFU(Colonies Forming Units) / ㎥

=

^  ×   

    

분 간격으로 회 이상 연속하여 측정하였다

5 12 .

결과 및 고찰 3.

다중이용시설 내 유해인자의 농도 3.1

실내PM10은101.08 /㎍ ㎥로 의료기관 보육시설, , 노인의료시설 산후조리원의 기준인, 100 /㎍ ㎥ 를 초과하는 것으로 나타났다 지하역사 지하도상가. , , 도서관 등의 기준인, 150 /㎍ ㎥ 은 초과하지 않았 다 그러나 일부 시설에서는 최고. 282.22 /㎍ ㎥로 유지기준을 크게 초과하는 곳도 있었는데 이는 측

정 장소가 큰 대로변과 불과5m 정도 떨어진 곳 에 위치하였고 진입로는 모래와 자갈로 덮여 있었 으며 평소 창문을 통한 자연환기를 하고 있어 차, 량의 통행에 따른 분진의 비산으로 인해 실내로 유입된 분진이 인간의 활동 등으로 인해 재비산되 어 농도가 높게 나타난 것으로 생각된다.

O3의 경우12.38 ppb로 같은 시기 천안시 백석 동에 위치한 환경부 자동측정망의2005년11월 실 외 평균 농도인 12.15 ppb를 초과하고 있었으나 현재 권고기준인60 ppb보다는 현저히 낮은 수치 로 나타났다 이와 같은 결과는 실내. O3의 발생원

복사기 등 이 대부분 없었고 측정 시 외부

( ) O3의

농도가 낮아 실내O3의 농도에 영향을 미치지 않 았다고 판단된다.

실내 온열환경인자의 측정 결과 온도24.36 ℃, 습도61.45 %로 나타났다 생물학적 유해 인자인.

의 경우 는

Bacteria 315.53CFU/ , Fungi㎥ 221.72CFU/

으로 나타났다 이와 같은 결과는 산후조리원. ,

㎥

보육시설 노인의료시설 의료기관등의 총부유세, , 균(Bacteria) 유지기준인 800CFU/㎥를 초과하지는

않는 수치이지만 농도 분포가 매우 다양하게 나타 났다(Range : 41-1712CFU/ ).㎥ 일부 실내공간에서 는1712CFU/㎥로 배 이상 초과하는 곳도 있었다2 . 이는 결과가 낮게 조사된 실내공간과 비교했을 때 실내의 관리 청소 가 거의 이뤄지지 않아 미생물( ) 의 발생원으로 추정되는 시설과 불필요한 물건 식( 자재 소모품 음향기기 등이 측정장소 내에 비치, , ) 된 것 환기가 이용자의 출입문 사용 외 창문이나, 기계설비에 의한 환기가 이뤄지지 않는 것과 같은 요인 때문으로 사료된다 이와 같은 결과로 미루. 어볼 때 실내 생물학적 유해인자는 여러 가지 실 내 환경조건 및 용도에 따라 농도 분포가 매우 다 양하게 나타나는 것으로 추정 된다 현재 유지기. 준이 설정되어 있지 않으나 알러지 및 비염의 유 발물질로 알려진 Fungi의 경우 실내 평균이 로 조사되었다 그렇지만 일부 다중 221.72CFU/㎥ . ,

이용시설에서는 최고1112CFU/㎥로 나타나 이에 따른 관리대책 및 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.

Item PM10 ( / )㎍ ㎥ (n = 21)

O3 (ppb) (n = 22) M ± SD

Range

101.08 ± 66.61 (27.08 - 282.22)

12.38 ± 11.70 (2.03 - 48.88)

(M ± SD (Range))

Bacteria(n=22) Fungi(n=20) M ± SD

Range

24.36 ± 2.04 (20 - 29)

61.45 ± 10.18 (44 - 82)

315.53 ± 332.51 (41 - 1712)

221.72 ± 232.19 (32 - 1112)

이용시설별 유해인자의 농도 3.2

시설별 실내 공기 중Bacteria와Fungi의 농도분 포를 측정한 결과는Table 3과 같다. Bacteria의 경 우 음식점(464.17CFU/ )㎥이 업무시설(223.17CFU/

이나 학원 보다 군집수가 상대적

) (259.25CFU/ )

㎥ ㎥

으로 높았다 이와 같은 결과는 음식점 한곳의 측. 정결과가 1712CFU/㎥로 확연히 높았기 때문으로 사료된다 높은 군집 결과를 나타낸 음식점을 제. 외한 경과 업무시설이나 학원과 비슷한 수준의 군 집수를 보였다 각각의 시설별로 다중이용시설 유. 지기준인 800CFU/㎥를 초과하고 있지 않았다.

의 경우 음식점 과 업무시설

Fungi (287.25CFU/ )㎥

에서 비슷한 군집수를 보였고 학원 (271.17CFU/ )㎥

의 경우만 낮은 군집수를 보였다

(106.75CFU/ )㎥ .

년 김윤신 등의 연구에서 다중이용시설에 대 2002

한 연구결과의 경우Fungi군집수가 병원(252CFU/

지하상가 극장 지하

), (220CFU/ ), (139CFU/ ),

㎥ ㎥ ㎥

철(122CFU/ )㎥등의 순으로 높은 분포를 나타내었 고 사무용 건물(32CFU/ )㎥이 가장 낮은 군집수를 보였다 김윤신( , 2002). 본 연구와 비교하였을 때 학원을 제외한 음식점과 업무시설에서는 상대적 으로 낮은 군집수를 보였고 같은 용도의 시설인 사무용 건물 업무시설 의 경우 본 연구결과의 군( ) 집수가 배 이상 높게 나타났다 이와 같은 결과8 . 는 공기중의Fungi의 농도는 계절적 요인 및 실내 환경 조건 등에 따라 다양한 분포양상을 나타내 는 것으로 생각된다.

지하철과 백화점등을 대상으로 한 연구 결과와 비교해보면 Bacteria의 경우 일반역(220CFU/ ),㎥ 환승역(560CFU/ ),㎥ 백화점 및 대형 유통 매장의 경우 지하층(190CFU/ ),㎥ 지상층(110CFU/ )㎥ 등으 로 보고 된 바 있다 따라서 환승역. (560CFU/ )㎥을 제외한 일반역과 백화점 및 대형 유통 매장의 부

유세균 군집수보다 본 연구의 대상시설인 음식점, 업무시설 학원의 부유세균 군집수가 높은 경향을, 보였다 정윤희 등( , 2001). 일반적으로 역이나 대형 유통 매장 및 백화점등의 대형 시설은 환기설비가 되어 있고 체계적인 관리가 이뤄지고 있으나 음식 점 업무시설 학원의 경우 대부분 환기 시설이 갖, , 추어져 있지 않거나 설치되어 있더라도 관리가 잘 이루어지지 않기 때문에 실내 미생물의 농도가 높 게 나타난 것으로 생각된다.

한편, Fungi의 경우는 일반역, (98CFU/ ),㎥ 환승 역(72CFU/ ),㎥ 백화점 및 대형 유통 매장은 지하 층(77CFU/ ),㎥ 지상층(37CFU/ ) (㎥로 정윤희 등,

나타나 본 연구 결과의 군집수가 약

2001) 1.1~2.9

배 이상 높게 나타났다 이와 같은 결과는. Fungi의 군집수는 상대습도에 비례하여 증가한다고 보고 된(Burge et al, 1998) 점을 고려 할 때 음식점 업, 무시설 학원 등의 경우가 백화점 대형 유통 매장, , 은 시설에 비해 상대습도에 영향을 미칠 수 있는 인자 정수기 화분 가습기등 가 더 많기 때문으로( , , ) 생각된다 또한 역이나 백화점 및 대형 유통 매장. 등이 음식점 업무시설 학원보다 이용하는 사람, , 들의 움직임이 커 기류형성 및 환기율 향상으로 인해 군집수가 낮아진 것으로 판단된다.

충남지역 공동주택에서 동일한 방법으로 실행된 연구결과와 본 연구의Fungi 평균 군집수를 비교 하면 공동주택의 경우Fungi 농도가39.40CFU/㎥

로 나타나 천재영( , 2004)본 연구 결과보다 현저히 낮은 농도를 보였다 이는 다중이용시설을 이용하. 는 사람의 수가 상대적으로 많고 이용인 대부분, 이 시설 내에서 신발을 착용한 채 실내에서 활동 하기 때문에 실외의 오염원이 실내로 유입되어 공 동주택보다 군집수가 높다고 생각된다 또한 다중. 이용시설은 불특정 다수가 이용하기 때문에 그로

인해 많은 이용객에게 건강상 영향을 끼칠 수 있 으므로 창문을 통한 자연환기나 설비를 통한 기계 환기 대책이 필요할 것으로 사료된다 따라서 공. 동주택의 경우보다 생물학적 유해인자의 군집수 가 높고 관리가 잘 이뤄지지 않을 경우 감염이나 질병의 유발 가능성이 높을 것이라고 생각된다.

다중이용시설 실내 오염물질별 상관성 분석 3.3

다중이용시설에서의 온습도 그리고․ PM₁₀, O3과 과의 상관성을 분석한 결과

Bioaerosol PM10과

는 음의 상관관계를 나타냈고 통계적으로 Bacteria

유의하게 나타났다(p<0.05). 이은규(2001)의 연구 결과와 비교해 보았을 때PM2.5와Bacteria는 상관 성이0.745(p<0.05)로 통계적으로 유의했지만PM10

은 일반적으로 상관성을 보이지 않는 것으로 타나 났다 이는. PM10 입자의 물리 화학적 특성에 따⋅ 라 Bioaerosol의 분포 특성이 다양하게 결정되는 것으로 생각 된다.

과 습도와의 상관성을 분석한 결과 Bioaerosol

와 모두 습도와 음의 상관성을 보였 Bacteria Fungi

으며 Fungi의 경우만 통계적으로 유의한 결과를 나타냈다(p<0.05). 이는 습도와 Bacteria, Fungi는

대체적으로 음의 상관관계를 나타냈고 특정장소 복도 에서는 통계적으로 유의 한 결과를

( ) (p<0.01)

나타낸 현재만 등( , 1994)기존 연구와 유사한 결과 를 보였다 또한 공기중의. Fungi수는 계절에 따라 군집수의 차이가 있으며 상대습도에 비례하여 그 군집수가 증가한다고 발표한(Burge et al, 1998)의 보고와 상반된 결과를 나타내었으며 이는 기후조, 건 및 실내환경 조건이 다른 상태에서는 실내에 존재하는Fungi종류 및 성상 또한 다른 분포양상 을 보이고 있기 때문으로 생각된다.

O3의 경우PM10과 통계적으로 유의한 상관성을 보인 것으로 나타났다(p<0.05). 이러한 결과는 실 외의O3과TSP 사이에 역상관 관계를 보인 것과 는 다른 것으로 조재미 등( ,1998) O3과 입자상 물질 과의 상관성은 장소 실내 외 와 입자의 분포( / ) (TSP/PM10)에 따라 각각 다른 결과를 나타내는 것 으로 사료된다.

O3은 강한 산화력과 살균력을 가지고 있어Bac- 와 를 제어하거나 소독 할 수 있다 강혜

teria Fungi (

진,1995)고 보고 된 바 있으나, O3이 일정 수준의 농도 이상일 때 만Bacteria와Fungi를 제어하거나 소독 할 수 있다는 보고(Dan Schilling, 2005)등을 Public

facilities

Bioaerosol (CFU/ )㎥

Bacteria Fungi

N Mean ± S.D (Range) N Mean ± S.D (Range) Restaurant 6 464.17±613.27

(132-1712) 4 287.25±81.70 (172-364) Office 12 223.17±110.87

(41-350) 12 271.17±285.85 (32-1112) Academy 4 259.25±149.85

(111-458) 4 106.75±68.00 (50-202)

볼 때 본 연구에서의O3 농도가 생물학적 유해인 자를 제어 소독 할 수 있는 수준 이하이기 때문에, 통계적 유의성을 보이지 않은 것으로 생각된다.

PM10 농도 변화에 따른Bioaerosol 군집수 증가 를 검정한 결과(Table 5) Bacteria의 경우 일정 범

위에서PM10농도가 증가함에 따라Bacteria의 평균 군집수가 감소하는 경향을 나타내지만 유의한 차 이가 없는 것으로 나타났고, PM10 농도와 Fungi 군집수 사이 평균의 차이도 나타나지 않았다 (P=0.326).

Variables Temp.

( )℃

Humidity (%)

Bacteria (CFU/ )㎥

Fungi (CFU/ )㎥

PM10

( / )㎍ ㎥

O3

(ppb) Temp.

( )℃ 1 Humidity

(%) .148 1

Bacteria

(CFU/ )㎥ .292 -.176 1 Fungi

(CFU/ )㎥ -.183 -.450* .286 1 PM10

( / )㎍ ㎥ -.422 -.344 -.538* .184 1 O3

(ppb) -.145 -.198 -.214 .209 .440* 1

*. p 0.05 〈

PM10 concentration

( / )㎎ ㎥ Number of sample Mean concentration

(CFU/ )㎥ Standard deviation

Bacteria

~59.99 60.00~119.99

120.00~

7 7 7

467.14 288.14 167.29

553.94 91.32 86.37

Fungi

~59.99 60.00~119.99

120.00~

7 7 5

159.57 351.00 241.00

89.64 353.37 122.11

결 론 4.

본 연구에서는 다중이용시설에서의 PM10, O3, 의 농도 분포를 파악하여 불특정다수 Bio- aerosol

가 이용하는 시설의 효율적인 관리 대책을 수립하 는데 기초자료를 제공하는데 목적을 두고2005년 월부터 개월간 충남지역의 다중이용시설을 대상

8 3

으로측정을 실시하여다음과 같은 결론을얻었다. 1. PM10농도는101.08 /㎍ ㎥로 나타났으며 의료기 관 보육시설 노인의료시설 산후조리원의 유지기, , , 준인100 /㎍ ㎥를초과한것으로나타났다 이는이용. 객들에의한오염물질의실내유입과유입된오염물 질의재비산에따른것으로사료된다.

2. O3의 경우12.38 ppb로 나타났으며 실내주차장 을 제외한 실내공간의 권고기준인60 ppb이하였으 며, 12.15ppb의실외농도와크게차이가없는것으로 나타났다. .

이용 시설별 의 군집수는 음식점 3. Bacteria (464.17

학원 업무시설

CFU/ ),㎥ (259.25CFU/ ),㎥ (223.17CFU/

의 순으로 나타났고 는 음식점

) Fungi (287.25CFU/

㎥

업무시설 학원

), (271.17CFU/ ), (106.75CFU/ )

㎥ ㎥ ㎥

의 순으로 나타났다. Bacteria의 경우 조사대상 개22 소 중 개소가1 1712CFU/㎥로 유지기준을 초과하였 다.

이상의 조사 결과에 의하면 다중이용시설의 농도분포는 다중이용시설의 유지기준 Bioaerosol

을 초과하고 있지는 않지만 시설의 특성에 따라 차이가 나타나며 특히 환기설비 및 실내환경 관, 리에 영향을 받는 것으로 판단된다 따라서 지속. 적인 실내환경 중Bioaersol에 관한 조사를 통하여 오염관리에 대한 중장기적인 대책의 수립이 필요 할 것으로 사료된다.

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