영유아 대상시설의 실내공기질 특성과 개선방안

Abstract

본 논문은 영유아 대상시설에서의 실내공기질의 현황과 건축조건, 사용조건, 만족도 등을 조사하고, 실내공기질의 영향인자와 오염물질의 방출특성을 파악하며, 실내공기질의 개선과 관리방법에 대하여 제시하는 것을 목적으로 하였다. 측정은 영유아 대상시설에서의 실내공기질의 전반적인 실태를 파악하기 위하여 135개시설 209개 교실에서 실시되었다. 측정을 통하여 물질별로 오염의 정도와 일별 오염물질의 농도변화, 계절별 오염물질 농도변화를 파악하였다. 또한 실내공기질을 개선하기 위한 방안의 효과를 파악하기 위하여 18개 대상시설의 32개 지점에서 개선 전과 개선 후에 오염물질을 측정하였다. 건축조건, 사용조건, 만족도 등에 대한 실태조사는 실내공기질 측정을 위한 시설방문 시 책임자 및 보육교사를 대상으로 인터뷰조사와 설문조사로 실시하였다. 실내공기질의 측정항목은 온도, 습도, 미세먼지 (Particulate, PM10), 이산화탄소 (Carbon dioxide, CO2), 총휘발성유기화합물 (Total Volatile Organic Compounds, TVOC), 폼알데하이드 (Formaldehyde, HCHO)로 하였다. 시설에서 아이들이 재실하고 있는 가장 일반적인 1개 혹은 2개실에서 측정이 실시되었다. 온도, 습도, 이산화탄소의 측정은 직독식으로 30분간 1분씩 30회 측정하였고, 미세먼지는 3분씩 10회 측정하였다. 폼알데하이드와 휘발성유기화합물은 “다중이용시설등의 실내공기질관리법”의 실내공기질공정시험법에 따라 진행하였다. 시험방법은 주간시간대(오전8시～오후7시)에 대상시설의 오염도를 대표할 수 있다고 판단되는 곳의 내벽 및 바닥표면에서 1m 이상 떨어진 곳에서 2개소 이상 측정하는 방법으로, 시료채취 시 공기의 포집은 Mini pump(SIBATA MP-∑100, MP-∑30)를 사용하여 30분간 1개 혹은 2개의 실에서 2회씩 연속 실시하였다. HCHO는 DNPH 카트리지를 통하여 유속 500mL/min으로 포집 후 HPLC(WATERS) 를 이용하여 분석하였고, TVOC는 TENAX-TA를 통하여 유속100mL/min으로 포집 후 GC/MS(Varian- SATURN2200/ Shimadzu-QP2010)를 이용하여 분석하였다. 실내공기질 관련 실태조사를 실시한 결과, 대부분의 시설이 기계 환기장치를 보유하고 있었지만 이는 가장 기본적인 조리실과 화장실에서의 국소 배기장치로 설비환기장치의 설치 현황은 열악하였다. 개설 이후 마감재를 변경한 시설은 48.5%를 차지하였다. 실내공기질의 만족도 및 관련 인식에 대한 설문 조사에서는 대부분의 응답자가 공기의 신선도와 시설내의 환기정도에 대하여 긍정적인 반응을 보였다. 실내공기질을 악화시키는 주요 원인으로 실내 활동에 의한 먼지와 환기부족을 선택하였으며, 실내공기질을 위해서 보육시설에서 필요한 사항으로 환기설비의 설치가 가장 많이 선택되었다. 실내공기질의 측정결과, CO2의 평균 농도는 [다중이용시설 등의 실내공기질 관리법 기준치(1000ppm)]를 초과하였으며 조사 대상 시설 중 56%의 시설이 기준치를 초과하여 타 오염물질에 비해 오염의 정도가 심각하였다. 다음으로 37.3%의 시설에서의 PM10 농도가 관련법의 기준치를 초과하였으며, TVOC는 27.7%, HCHO는 0.8% 순으로 기준치를 초과하였다. 영유아 대상시설의 일변화에 따른 실내공기질 오염농도 변화로, CO2와 PM10은 등원 전 농도가 가장 낮으며 등원 후 오전이 가장 높게 나타났다. TVOC와 HCHO의 경우는 아이들의 등원전 농도가 가장 높으며 등원 후 시간이 경과함에 따라 온도가 낮게 나타났다. 계절에 따른 실내공기질 오염물질 농도 변화로, CO2와 PM10의 경우 하절기에 비해 동절기일 때 농도가 더 높게 나타났으며 TVOC와 HCHO는 하절기에 그 농도가 더 높게 나타났다. 건축조건과 사용조건에 따른 실내공기오염물질의 방출 특성으로, 대상시설의 주변조건에 따라서는 공업지역에서 PM10과 TVOC가 높게 측정되었고, 주거지역에 위치한 시설에서 CO2농도가 높게 측정되었다. 건물완공연도가 오래 될수록 마감재 등의 노후화와 장기간 누적된 먼지에 의하여 PM10의 농도가 높아졌으며, 실의 건축마감자재가 최근에 변경된 시설일수록 HCHO, TVOC가 증가하였다. 실내의 CO2농도는 외기에 비해 평균 2배 정도 높게 나타으며 HCHO는 외기의 약 0.9배 정도로 낮게 나타났다. 대상시설에서의 영유아 1인당 점유공간이 좁은 실일수록 측정된 4가지 오염물질의 농도가 모두 높아졌다. 또한 공기청정기를 사용하는 실과 사용하지 않는 실의 오염물질 농도는 크게 차이가 나타나지 않았으나, 공기청정기를 사용하는 실이 전반적으로 오염물질 농도가 낮게 분포하고 있는 것을 알 수 있었다. 대부분의 실에서 실내 오염물질 농도는 외기보다 높아, 실내의 공기질 오염의 원인은 외부적인 요인보다 실내에서의 요인이 큰 것으로 나타났다. 또한 대상시설의 실내공기질을 관리 및 개선하기 위해서는 외기의 오염물질 농도가 높지 않아 자연환기나 환기장비를 설치하여 외기를 유입시켜 오염물질을 희석시키는 것도 효과가 있을 것으로 판단되었다. 대상시설에서 실내공기질을 개선하는 방안으로는, 가장 효과적으로 오염물질의 농도를 저감시킨 방안은 환기설비 설치였으며, 다음으로 공기청정기인 것으로 나타났다. 공기청정기는 제품의 특성상 오염물질 저감율이 각각 달라질 것이므로, 시설 특성에 맞는 장치를 사용하여야 할 것이다, 오염물질 저방출 마감자재의 사용은 자체의 오염물질 방출량은 적지만, 접착제와 시공방법 등 여러 가지 조건에 영향을 받으므로, 변경 시 주의하여야 한다. 또한 환기설비 설치, 자제변경 등이 실시된 리모델링은 자연환기량의 증가와 기계환기 등에 의하여 장기적으로 오염물질 감소율이 높을 것으로 예상되었다. 영유아 대상실에서는 아이들의 등교 전과 재실 중 활동량을 고려하여 환기를 실시하여야 한다. 또한 온습도가 높아지는 여름철에 오염물질 방출량이 많아지는 것을 유념하고, 겨울철과 중간기에 실내 밀폐로 인한 오염에 주의하여야 한다. 건물이 오래된 시설일수록 실내에 먼지가 쌓이지 않도록 청소 및 환기를 철저히 하고, 환기 시 주변에 공장 및 공사장 등의 공기질의 오염원이 있는지 주의하여야 할 것이다. 실내에 재실밀도가 높으면 실내공기 오염도가 높아지므로 실내에 재실인원이 많아지지 않도록 하여야 한다. 실내공기질의 오염원과 방출특성이 다양하여 각 시설에서는 문제가 되는 부분을 객관적으로 파악하여 본 연구의 결과를 바탕으로 그에 알맞은 개선 대책을 수립하여야 할 것이다.