지하철 미세먼지 공기질 실태에 관한 연구동향 분석

Abstract

미세먼지는 지하철에서 대기오염물질의 가장 우려되는 연구 대상이다. 지하철 미세먼지는 실외와 실내 모두에서 관심사이며, 지상 대기 및 주변 환경, 지하 터널, 역, 시설 및 승객이 연구대상이 된다. 본 논문에서는 지하철 이용객들의 미세먼지 관심도가 급격히 증가하고 있는 지하철 공간에 대해서 지하철의 미세먼지 유발하는 원인에 대한 연구와 공기질 개선에 관한 연구를 조사·분석하였다. 여기서 도출된 시사점을 바탕으로 지하철의 미세먼지를 효과적으로 억제 또는 제거하는 방법을 모색하고, 공기질을 향상하기 위한 방안 등을 제안하였다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 먼저 지하철 미세먼지 공기질 유지기준 및 현황을 통해서 국내·외 지하철 실내 공기질 유지기준과 국내·외 지하철 공기질 현황을 조사하였다. 다음으로 지하철 미세먼지를 유발하는 원인에 대한 연구를 지하철 구성품과 계절별, 시간대별, 그리고 터널에 대해 진행된 연구를 조사·분석하였다. 그리고 지하철 공기질 개선에 관한 연구동향을 지하철 환기시스템, 스크린도어 설치에 따른 효과, 집진장치 설치에 따른 효과로 세분하여 국내·외 문헌을 조사·분석하였다. 분석결과는 다음과 같다. 지하철 터널구간의 환기구 개선하고, 효율적인 환기시스템 도입 : 지하철에 사용하는 대부분의 환기방식은 인버터 방식이며 지하철 역사에는 공기오염을 제거하기 위하여 급기에 공기조화설비를 설치하고 있다. 그러나 미세먼지 오염이 가장 심각한 터널 구간의 환기구(급기·배기)에는 오염 개선 대책이 시급하다. 따라서 적정 환기 시설을 연구·개량하고 효율적인 환기 시스템을 도입하는 방안을 추진할 필요가 있다. 지하철 터널 구간의 미세먼지 측정 및 개선 대책 수립: 스크린도어의 설치 후에는 지하철 역사는 전반적으로 공기질이 개선되는 것으로 평가되지만 외기와 단절된 터널 내부 공간에 대한 미세먼지 측정 및 개선에 대한 연구가 극히 미진하다. 따라서 지하철 터널 구간 내에 미세먼지를 측정하는 일률적인 지점을 선정하여 측정하고, 터널내의 환기시스템 개발과 연관지어 개선 대책을 수립하여야 한다. 지하철 역사의 미세먼지 PM2.5에 대한 측정 및 개선 대책 수립 : 지하역사 미세먼지는 3년간 연평균 측정값이 매년 감소하는 경향을 나타내고 있으므로, 3년간의 지하역사내 미세먼지 저감에 대한 대책이 효과를 나타내고 있는 것으로 평가할 수 있다. 그러나 입자가 더 작을수록 인체의 건강에 미치는 영향이 큰 PM2.5의 측정은 2년치 밖에는 없으므로 지속적인 측정을 하여야 하며, 이를 통해서 개선 대책을 수립하여야 한다. 지하철 미세먼지 저감에 대한 우선순위 선정 및 예산의 효율적인 배분 및 집행 : 환경부에 따르면 미세먼지 저감에 대한 예산 비용은 5년간 총 4,107억원이었다. 먼저, 미세먼지 오염도와 유동인구를 고려하여 지하철 호선 및 역사에 따라 우선순위를 선정하여 효율적으로 예산을 집행한다. 그리고 지하철 공기실 개선사업에서 효율적이고 자연친화적인 환기시스템 연구에 투자하여 최신의 기술을 확보하는 노력을 병행하여야 한다. 지하철 미세먼지 유발하는 원인을 제거 또는 저감하는 기술개발 : 본 연구의 3장에서 살펴 본바와 같이 지하철을 구성하는 부품에서 다양한 원인들에 의해 미세먼지가 유발되고 있다. 이에 대한 체계적인 연구를 수행하고, 원인을 제거 또는 저감하는 신기술 개발 등이 필요하다. 이는 근본적인 오염원 제거 방법으로 최선의 방법으로 판단된다. 이상과 같이 지하철의 공기질을 향상하기 위한 방안으로‘지하철 터널구간의 환기구 개선하고, 효율적인 환기시스템 도입’, ‘지하철 터널 구간의 미세먼지 측정 및 개선 대책 수립’, ‘지하철 역사의 미세먼지 PM2.5에 대한 측정 및 개선 대책 수립’, ‘지하철 미세먼지 저감에 대한 우선순위 선정 및 예산의 효율적인 배분 및 집행’, ‘지하철 미세먼지 유발하는 원인을 제거 또는 저감하는 기술개발’을 제안하였다.|Fine dust is the most worrisome research subject of air pollutants in subways. Subway fine dust is of interest both outdoors and indoors, and ground atmosphere and surrounding environments, underground tunnels, stations, facilities, and passengers are the subjects of the study. In this paper, we investigated and analyzed the causes of fine dust in subways and the improvement of air quality in subway spaces where subway users' interest in fine dust is rapidly increasing. Based on the implications derived here, a method of effectively suppressing or removing fine dust in the subway was sought, and a method for improving air quality was proposed. In order to achieve the purpose of this study, first, the indoor air quality maintenance standards of domestic and foreign subways and the current status of air quality of domestic and foreign subways were investigated through the standards and current status of fine dust air quality. Next, a study on the causes of fine dust in the subway was conducted and analyzed on subway components, seasonal, time-specific, and tunnels. In addition, domestic and foreign literature was investigated and analyzed by subdividing the research trend on improving subway air quality into the effect of installing subway ventilation systems, screen doors, and dust collectors. The analysis results are as follows; Improving ventilation in subway tunnel sections and introducing an efficient ventilation system: Most of the ventilation methods used in subways are inverter methods, and air conditioning facilities are installed in the air supply to remove air pollution in subway stations. However, measures to improve pollution are urgently needed in the ventilation (air supply and exhaust) of the tunnel section, where fine dust pollution is the most severe. Therefore, it is necessary to research and improve appropriate ventilation facilities and promote a plan to introduce an efficient ventilation system. Establishment of measures to measure and improve fine dust in the subway tunnel section: After the installation of the screen door, the overall air quality of the subway station is evaluated to improve, but studies on the measurement and improvement of fine dust in the tunnel's interior space disconnected from outside air are extremely insufficient. Therefore, it is necessary to select and measure a uniform point for measuring fine dust in the subway tunnel section, and establish improvement measures in connection with the development of a ventilation system in the tunnel. Establishment of measures to measure and improve fine dust PM2.5 in subway stations: Underground fine dust tends to decrease annually for three years, so it can be evaluated that measures to reduce fine dust in underground stations for three years are effective. However, since PM2.5 measurements, which have a greater impact on the human body as the particles are smaller, are only two years' worth of measurements, continuous measurements should be made, and improvement measures should be established through this. Priority selection and efficient allocation and execution of the budget for reducing fine dust in subways : According to the Ministry of Environment, the budget cost for reducing fine dust was KRW 410.7 billion for five years. First, the budget is efficiently executed by selecting priorities according to subway lines and stations in consideration of fine dust pollution and floating population. In addition, efforts should be made to secure the latest technology by investing in efficient and eco-friendly ventilation system research in subway air room improvement projects. Technology Development to remove or reduce the causes of fine dust in subways: As discussed in Chapter 3 of this study, fine dust is caused by various causes in the components constituting the subway. It is necessary to conduct systematic research on this and develop new technologies that eliminate or reduce causes. This is judged as the best way as a fundamental pollutant removal method. As described above, ‘Improving ventilation in subway tunnel sections and introducing an efficient ventilation system’, ‘Establishment of measures to measure and improve fine dust in the subway tunnel section’, Establishment of measures to measure and improve fine dust PM2.5 in subway stations’, ‘Priority selection and efficient allocation and execution of the budget for reducing fine dust in subways’ and ‘Technology Development to remove or reduce the causes of fine dust in subways’were proposed.