1. 서 론
현대인들은 주택, 사무실, 학교, 대규모점포 등 실내에서 하루의 약 80%~90%를 보내는 것으로 조사되고 있으며, 이로 인하여 건물 실내공기질에 대한 관심이 지속적으로 증가되고 있다. 2003년 5월 환경부에서는 ‘다중이용시설 등의 실내공기질 관리법’을 제정하여 실내공기질 관리를 위한 제도적 기틀을 마련하였고, 동법에 의하여 신축되는 100세대 이상의 공동주택의 경우에는 실내공기질을 측정하여 입주 7일 전부터 60일간 관리사무소 입구 게시판 등에 공개하도록 함으로써 주민공고를 의무화하고 관련 행정기관에 제출토록 하는 등 실내공기질 개선을 위하여 노력하고 있다.
환경부의 ‘실내공기질 지도·점검 지침’에 의하면 지방자치단체의 장은 준공이 예정된 신축공동주택의 현황을 정확히 파악하기 위해, 건축허가 또는 사업계획 승인 신청된 100세대 이상 공동주택의 세대수, 시공자, 완료예정일, 입주예정일 등을 면밀히 조사하고, 당해 시공이 완료되는 공동주택의 실내공기질 측정 예정일을 조사하여 적정성 검토 후 그 현황을 시 · 도 보건환경연구원과 공유하도록 하고 있다. 오염도 검사 대상시설은 관할 지역의 당해 준공되는 공동주택의 최소 20% 이상 시설로 규정하고 있으며, 오염도 검사 측정항목으로는 실내공기질 관리법에 따른 신축공동주택 실내공기질 권고기준 7개 항목을 모두 측정하도록 되어 있다. 기준 항목 중 폼알데하이드(HCHO)는 단열재 및 각종 합판이나 보드 등의 건축자재나 접착제, 화장품 등에서 주로 발생하며, 휘발성유기화합물(VOCs)은 건축재료, 세탁용제, 페인트 등에서 주로 방출되는 것으로 알려져 있다[7]. 휘발성유기화합물이나 폼알데하이드 등과 같은 유해화학물질은 건물증후군(SBS : Sick Building Syndrome)이나 복합화학물질과민증(MCS : Multiple Chemical Sensitivity)과 같은 환경성 질환의 원인이 되고 있는 실정이다[1].
이에 따라 본 연구에서는 최근 3년간 실시한 신축공동주택의 실내공기질 검사결과를 면밀히 분석하고, 오염물질 농도에 영향을 미치는 각종 인자들의 영향을 파악하여 시민들의 건강 증진에 기여하고자 하였다.
2. 재료 및 방법
2.1. 신축공동주택의 실내공기질 권고기준
실내공기질 관리법 제9조에 따라 신축되는 공동주택의 시공자는 실내공기질을 측정할 의무가 있으며, 측정결과를 주민 입주 7일 전까지 실내공기질 관리 종합정보망에 입력 또는 지방자치단체에 제출하고, 공동주택 관리사무소 입구 게시판, 각 공동주택 출입문 게시판, 시공자의 인터넷 홈페이지 등에 공고하도록 되어 있다. 또한 신축공동주택의 새집증후군을 개선하여 쾌적한 실내공기질을 유지하기 위해 실내공기질을 Table 1과 같이 규정하고 있다.
2.2. 조사기간 및 측정항목
본 연구를 위한 조사기간은 부산광역시 보건환경연구원에서 신축공동주택의 실내공기질 검사를 실시한 최근 3년간(2021년~2023년)의 결과를 활용하였고, 측정일(월, 계절), 기온, 상대습도, 기압, 세대수, 층수(저층부, 중층부, 고층부) 등 권고기준 외의 검사조건도 체크리스트를 작성한 후 시공사의 협조를 받아 별도로 측정 및 자료를 확보하여 본 연구에 이용하였다.
2.4. 시료 채취 방법
국립환경과학원 실내공기질공정시험방법(ES 02130.g)에 따라 실내공기질 시료를 채취하였다. 각 단위세대 거실의 중앙 점에서 바닥 면으로부터 1.2 m~1.5 m 높이에서 실시하였으며, 시료 채취 시간은 오후 1시에서 6시 사이에 Fig. 1과 같은 조건에서 채취하였다.
시료채취는 신축공동주택 세대를 저층부, 중층부, 고층부로 나누어 여러 개의 동으로 골고루 세대를 선정하여 실시하였으며, 분석 결과 보정 및 시료 채취 당시 환경정보 수집을 위해 기온, 상대습도, 기압 등 환경인자도 함께 측정하였다. 또한 현장바탕시료와 같은 조건에서 동시 채취한 현장이중시료를 외부환경으로부터 밀봉 후 분석 전까지 4oC 이하 냉암소에 보관하였다.
폼알데하이드의 경우 시료 채취용 펌프(MP-Σ100, SIBATA Co, Japan)에 2,4-다이나이트로페닐하이드라진 (DNPH, 2,4-dinitrophenylhydrazine)으로 코팅된 실리카겔로 채워진 DNPH 카트리지를 연결시켜 장착한 뒤 1.0 L/min의 유속으로 30분간 30L씩 연속 2회 측정하였다. 이때, 오존(O3)은 카트리지 내에서 DNPH 및 그 유도체와 반응하여 농도를 감소시키는 방해물질로 작용하므로 오존의 간섭을 제거하기 위한 고순도의 요오드화칼륨(KI)으로 충진되어 있는 오존 스크러버(Supelco Inc, USA)를 함께 장착하여 측정하였다.
휘발성유기화합물의 경우 고체흡착법을 이용한 방법으로 입자 크기가 0.18 mm~0.25 mm(60 mesh~80 mesh)인 다공성 중합체로 생산된 Tenax TA가 약 200 mg 충진된 스테인리스강 재질의 흡착관과 시료 채취용 펌프(MP-Σ 30, SIBATA Co, Japan)를 이용하여 폼알데하이드 시료채취장소와 같은 곳에서 동시에 0.1 L/min 의 유속으로 10분간 1 L 씩 30분 간격으로 2회 측정하였다. 아래 Fig. 2에 신축공동주택 내 측정지점과 시료채취 사진을 나타내었다.
라돈 기준 적용은 2018년 1월 1일 이후에 사업계획승인이 된 공동주택에만 해당되며, 2019년 7월 1일부로 기준이 148 Bq/m3로 강화(강화 전 200 Bq/m3)됨에 따라 측정 및 관련 기준 설정에 어려움이 있어 본 연구에서는 제외하였다.
2.5. 시료 분석 방법
채취된 시료 중 폼알데하이드의 경우 채취용 카트리지 내의 2,4-DNPH가 폼알데하이드의 작용기와 반응하여 형성된 유도체를 아세토나이트릴(Acetonitrile)로 추출하여 360 nm에서 사용되는 UV 흡수 검출기가 장착된 고성능 액체크로마토그래프(HPLC)를 이용하여 분석하였다.
한편, 휘발성유기화합물의 분석은 기체크로마토그래프/질량분석법(Bruker, SCION 456-GC/MS, Gas chromatography/Mass spectrometry)을 이용하였다. 채취된 휘발성 유기화합물 시료는 일차적으로 Markers사의 TD-100 열탈착기(Thermal desorber, 이하 TD)에서 열탈착되어 GC/MS의 분석칼럼으로 주입된 후 분석이 되었다. 신축공동주택의 실내공기질 권고기준 항목으로 설정되어 있는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스티렌은 GC/MS의 결과값을 활용하였고, TVOCs의 값은 상기 5개 항목 피크 면적의 합을 톨루엔의 감응 계수를 이용해 톨루엔 농도로 전환하여 산정하였다. 폼알데하이드와 휘발성유기화합물 시료 분석에 사용된 HPLC, TD 및 GC/MS의 분석조건은 Table 2에 나타내었다.
3. 결과 및 고찰
3.1. 최근 3년간 신축공동주택 실내공기질 검사결과
부산광역시 보건환경연구원에서는 실내공기질 지도 · 점검 지침(환경부 생활환경과)에 근거하여 준공 예정인 100세대 이상의 신축공동주택을 대상으로 실내공기질 오염도 검사를 매년 2월~12월에 실시하고 있다. 검사대상으로는 준공 예정 신축공동주택의 20% 이상으로 권고기준 7항목, 즉 폼알데하이드, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스티렌, 라돈을 측정하여 검사결과를 개별 구 · 군에 통보하고 있다. 측정결과는 매월 부산광역시 홈페이지에 공개하여 시민 및 입주민들의 건강 증진에 기여하고자 노력하고 있으며, 공동주택 설계 · 시공과정에서부터 공기질 관리를 위한 자발적인 조치를 유도하고 있다.
본 연구에서는 최근 3년간(2021년~2023년) 실시한 신축공동주택 실내공기질 검사결과를 항목별로 종합적으로 분석하여 실내공기질 결과에 대해 체계적이고 유기적인 결과를 도출하고자 하였다. Table 3과 Fig. 3, 4에 제시한 바와 같이 2021년부터 2023년 기간 동안 총 41개소의 신축공동주택 오염도 검사가 실시되었으며, 이 중 33개소가 실내공기질 권고기준을 초과하여 초과율은 평균 80.5%인 것으로 조사되었다, 연도별로 분류하였을 때 초과율은 2021년 75.0%, 2022년 76.5%, 2023년 100%로써 매년 70% 이상의 신축공동주택이 초과되는 것으로 확인되었으며, 특히 본 연구가 진행된 2023년의 경우(2023년 9월 말까지의 검사기준) 검사 대상 신축공동주택 모두 권고 기준을 초과함으로써 입주 전 기준치를 만족한 신축공동주택은 1개소도 없는 것으로 조사되었다. 검사 대상은 신축공동주택은 100세대 이상의 아파트 및 주상복합시설이었으며, ‘실내공기질공정시험기준의 실내공기 오염 물질 시료채취 및 평가방법(ES 02130.g)’ 기준으로 총세대수에 따라 최소 3개 세대부터 최대 20개 세대까지 측정을 하여 총 332개 세대의 측정이 이뤄졌다. 총 측정세대 중 148개 세대에서 초과되어 세대별 초과율은 평균 44.6%인 것으로 확인되었으며, 연도별 초과율은 각각 27.9%, 38.4%, 82.1%로 세대별 초과율은 매년 증가추세인 것으로 조사되었다. Table 3에 그 결과를 정리하여 나타내었다.
환경부의 2022년 신축공동주택 실내공기질 지도점검 결과에서도 95개 신축공동주택 오염도검사 중 57개 주택에서 초과되어 전체 평균 초과율이 60.0%에 달하며, 지역별로는 서울 56.4%, 대구 66.7%, 경기 69.2% 등인 것으로 조사되었다[5].
3.2. 폼알데하이드(HCHO) 및 휘발성유기화합물(VOCs) 결과분석
폼알데하이드는 호흡 및 피부를 통해 인체로 유입되며, 이 중에서 흡수보다는 흡입에 의한 독성이 강한 것으로 알려져 있고, 농도가 1 ppm 또는 그 이하에서 눈, 코, 목의 자극을 보이며, 발암성 물질로 알려져 있다[2]. 실내공기질 관리법 권고기준상 신축공동주택의 폼알데하이드 기준은 210 μg/m3로 관리되고 있다. 최근 3년간 검사 결과 평균은 75.3 μg/m3로 분석되었으며, 최소 14.9 μg/m3~최대 273.1 μg/m3 범위에서 방출되는 것으로 조사되었다. 검사결과 평균은 권고기준의 35.9% 수준이었으며, 표준편차 48.3, 상대표준편차 64.1%로 확인되었다. 검사대상 332개 세대 중 5개 세대에서 초과된 것으로 조사되어 초과율은 1.5%이었다. Fig. 5에는 각 항목별 방출농도를 나타내었는데, 폼알데하이드의 제1사분위수, 제3사분위수 및 중앙값은 각각 39.0 μg/m3, 98.5 μg/m3, 60.5 μg/m3인 것으로 나타났다. 그림상 오차막대 상한값은 조사기간 중 최댓값에서 중앙값을 뺀 값으로, 오차막대 하한값은 중앙값에서 최솟값을 뺀 값으로 산출하였다.
벤젠은 발암성 물질로 호흡을 통해 약 50%가 인체에 흡수되며, 아주 적은 양이지만 피부를 통해 침투되기도 하는데, 체내에 흡수된 벤젠은 주로 지방조직에 분포하는 것으로 알려져 있으며, 급성중독이 될 경우에는 마취증상이 강하게 나타나며, 호흡곤란, 불규칙한 맥박, 졸림 등을 초래하여 혼수상태에 빠지게 되는 물질로 알려져 있다. 만성중독이 될 경우 혈액장애, 간장장애, 빈혈, 백혈병과 같은 증상이 나타날 수 있다[2]. 실내공기질 관리법 권고기준 상 신축공동주택의 벤젠 기준은 30 μg/m3로 관리되고 있다. 최근 3년간 검사결과 평균은 1.6 μg/m3로 분석되었으며, 0 μg/m3~60.8 μg/m3 범위에서 방출되는 것으로 조사되었다. 검사결과 평균은 권고기준의 5.4% 수준이었으며, 상대표준편차 292.7 %로 확인되었다. 검사대상 332개 세대 중 2개 세대에서 초과된 것으로 조사되어 초과율은 0.6%이었다. 표준편차를 평균값으로 나눈 값으로 산출되는 상대표준편차(relative standard deviation, RSD)의 값이 6개 분석항목 중 가장 높은 것으로 조사되었는데, 이는 변동 계수(coefficient of variation, CV)가 크다는 것을 의미하며, 타 항목에 비해 상대적으로 산포도가 높다는 것을 알 수 있다. 벤젠의 제1사분위수, 제3사분위수 및 중앙값은 각각 0.2 μg/m3, 1.7 μg/m3, 1.0 μg/m3인 것으로 확인되었다.
톨루엔의 체내 흡수는 주로 흡입에 의해 이루어지고, 흡입 후 체내에 남아있는 양은 40%~60% 수준이라고 하며, 체내에 흡수된 톨루엔은 지방세포, 부신, 신장, 간, 뇌에 주로 분포하며, 피부, 눈, 목 등을 자극하는 것으로 알려져 있다. 또한 현기증, 피로, 평형장애 등을 일으키며, 고농도에 노출될 경우 마비상태에 빠지고 의식을 상실하며 때로는 사망에 이르기도 하는 물질로 알려져 있다[2]. 실내공기질 관리법 권고기준상 신축공동주택의 톨루엔 기준은 1,000 μg/m3로 관리되고 있다. 최근 3년간 검사결과 평균은 1,006.0 μg/m3로 분석되었으며, 34.2 μg/m3~5,883.8 μg/m3 범위에서 방출되는 것으로 조사되었다. 검사결과 평균은 권고기준의 100.6% 수준이었으며, 상대표준편차 94.7%로 확인되었다. 검사대상 332개 세대 중 138개 세대에서 초과된 것으로 조사되어 초과율은 41.6%이었다. 2021년, 2022년, 2023년의 초과율은 각각 24.8%, 34.4%, 80.8%로 매년 초과율이 증가추세인 것으로 확인되었다. 톨루엔의 제1사분위수, 제3사분위수 및 중앙값은 각각 315.1 μg/m3, 1,669.6 μg/m3, 696.3 μg/m3인 것으로 조사되었다.
에틸벤젠의 주요 인체노출 경로는 호흡을 통한 노출이며, 실내 주된 오염원은 담배연기로 알려져 있다[2]. 실내공기질 관리법 권고기준상 신축공동주택의 에틸벤젠 기준은 360 μg/m3로 관리되고 있다. 최근 3년간 검사결과 평균은 77.2 μg/m3로 분석되었으며, 0 μg/m3 ~ 2,075.2 μg/m3 범위로 조사되었다. 검사결과 평균은 권고기준의 21.4% 수준이었으며, 상대표준편차 194.6 %로 확인되었다. 검사대상 332개 세대 중 10개 세대에서 초과된 것으로 조사되어 초과율은 3.0%이었다. 에틸벤젠의 제1사분위수, 제3사분위수 및 중앙값은 각각 21.0 μg/m3, 79.3 μg/m3, 44.6 μg/m3인 것으로 조사되었다.
고농도 자일렌을 흡입할 경우 현기증, 비틀거림, 졸림, 감각상실 등이 나타나고, 폐부종, 식욕감퇴, 멀미, 구토, 복부 통증 증상이 나타날 수 있다[2]. 실내공기질 관리법 권고기준상 신축공동주택의 자일렌 기준은 700 μg/m3이다. 최근 3년간 검사결과 평균은 142.4 μg/m3로 분석되었으며, 0 μg/m3 ~ 2,009.6 μg/m3 범위로 조사되었다. 검사결과 평균은 권고기준의 20.3% 수준이었으며, 상대표준편차 166.2%로 확인되었다. 검사대상 332개 세대 중 10개 세대에서 초과된 것으로 조사되어 초과율은 3.0%이었다. 에틸벤젠의 제1사분위수, 제3사분위수 및 중앙값은 각각 32.4 μg/m3, 149.0 μg/m3, 68.7 μg/m3인 것으로 조사되었다.
스티렌 증기에 단기간 노출될 경우 눈, 피부, 코, 호흡기에 자극을 주며, 높은 농도에서는 졸리거나 혼수상태를 유발하며, 장기간 많이 노출되면 신경, 신장, 폐, 간에 영향을 준다고 알려져 있다[2]. 실내공기질 관리법 권고기준 상 신축공동주택의 스티렌 기준은 300 μg/m3로 관리되고 있다. 최근 3년간 검사결과 평균은 50.6 μg/m3로 분석되었으며, 0μg/m3 ~ 344.9 μg/m3 범위로 조사되었다. 검사결과 평균은 권고기준의 16.9% 수준이었으며, 상대표준편차 194.6 %로 확인되었다. 검사대상 332개 세대 중 1개 세대에서 초과된 것으로 조사되어 초과율은 0.3%이었다. 에틸벤젠의 제1사분위수, 제3사분위수 및 중앙값은 각각 18.8 μg/m3, 66.3 μg/m3, 34.7 μg/m3인 것으로 조사되었다.
3.3. 측정조건에 따른 실내공기질 분석
3.3.1. 측정일(월, 계절)
실내공기오염물질 방출량을 월별, 계절별로 분류하여 분석하였다. Fig. 7, 8 및 Table 7에 월별 및 계절별 방출 농도를 정리하여 나타내었다. 폼알데하이드를 비롯한 6개 분석 대상물질 모두가 봄 혹은 여름철에 가장 높은 농도로 방출됨을 알 수 있는데, 이는 권고기준 6개 항목 모두가 휘발성유기화합물질로서 실내온도가 상승하는 계절에 방출 농도가 높아진 것으로 판단할 수 있다. 월별 방출량 결과에서도 동일한 양상을 확인할 수 있는데, 대체적으로 5월~10월 기간에 방출 농도가 상대적으로 높음을 알 수 있다. 특히 폼알데하이드, 벤젠, 톨루엔 3항목의 경우 여름철의 고농도 경향이 두드러지게 나타난 반면, 자일렌은 월별, 계절별 영향을 상대적으로 적게 받은 것으로 확인되었다. 톨루엔의 방출농도는 7월 평균 1,922.1μg/m3으로써 실내공기질 권고기준인 1,000μg/m3의 1.9배에 육박하는 것으로 드러나 여름철에는 특히 유의해야 할 항목으로 사료된다.
3.3.2. 실내온도
내온도에 따른 방출량 결과를 Fig. 9에 나타내었는데, 폼알데하이드의 경우 결정계수(Coefficient of Determination, R2)가 0.4855로써 다소 유의미한 상관관계를 확인할 수 있는 반면, 벤젠을 비롯한 기타 5항목에 대해서는 온도와의 상관성을 확인하기가 어려운 것으로 조사되었다. 앞서 살펴본 월별 및 계절별 방출농도에서는 대부분의 항목에서 실내온도가 상승하는 여름철에 상대적으로 높은 경향을 나타낸 결과와는 다소 다른 결과이다. 이는 신축공동주택 실내공기질 오염도 검사시 20oC 이상 유지시킨 상태에서 5시간 이상 밀폐한 후 시료채취를 진행하는데, 실내공기가 자연적으로 상승되는 여름철에는 보일러 등을 가동하지 않은 조건에서도 실내온도가 자연적으로 20oC 이상 유지되므로 검사일 이전부터 자연적으로 휘발성유기화합물질이 방출되고 있는 조건에서 검사가 진행되는 반면, 외기온도가 20oC 이하로 유지되는 가을에서 봄철 사이에는 검사당일에만 보일러 가동 등을 통해 인위적으로 실내온도를 높여 휘발성유기화합물질 방출을 유도하기 때문인 것으로 판단된다. 폼알데하이드의 경우 분자량이 작고 끓는점이 낮아 짧은 시간에도 비교적 높은 방출율을 나타내어 상대적으로 유의미한 상관관계를 나타낸 것으로 판단된다.
3.3.3. 상대습도
상대습도에 따른 방출량 결과도 온도와 동일한 양상을 확인할 수 있었는데, 폼알데하이드의 경우 결정계수(Coefficient of Determination, R2)가 0.4404로 상관관계가 다소 높은 반면 나머지 5항목은 약한 양의 상관관계가 있는 것으로 조사되었다. 폼알데하이드의 경우에는 물에 잘 녹기 때문에 실내의 습도에 따라서 방출되는 양이 비례적으로 증가되는 것으로 판단되며, 기타 항목은 대부분 메탄올 등의 용매에 대한 용해도가 높아 상대습도와의 관련성이 상대적으로 적은 것으로 사료된다. 폼알데하이드의 방출량은 실내온도와 상대습도에 다소 높은 영향을 받는 것으로 조사되었는데, 상대적으로 작은 분자량과 물에 대한 용해도로 인한 것으로 판단된다. 이에 따른 결과를 볼 때 겨울철보다는 상대적으로 기온과 습도가 높은 여름철에 베이크 아웃을 진행할 경우 폼알데하이드 제거에 있어서 보다 효과적이며, 플러쉬 아웃 시간을 충분히 확보하여 안정적인 실내공기질 확보가 가능할 것으로 판단된다[1].
3.3.4. 기압
일반적으로 계단식 아파트에서는 연돌효과(chimney effect, 굴뚝효과)에 의해 상층부의 온도와 습도가 저층부에 비해 다소 높아지는 경향을 나타낸다고 알려져 있으며, 이로 인해 폼알데하이드 농도가 높아진다는 연구사례가 있다[3]. 본 연구에서 조사된 신축공동주택은 일부를 제외하고는 대부분이 계단식 아파트였으며, 선행 연구에서와 같이 상층부로 올라갈수록 기압은 하강하며 낮은 기압에서 상대적으로 높은 농도의 휘발성유기화합물질을 확인할 수 있었다. 이러한 경향은 폼알데하이드 항목에서 보다 뚜렷이 나타났다.
3.3.5. 층수(저층부, 중층부, 고층부)
앞서 살펴본 기압과 동일한 조건인 층수별, 높이별로 재분류하여 6개 항목에 대해 분석한 결과 기압과 마찬가지로 상층부로 올라갈수록 농도가 상승하는 약한 양의 상관관계가 확인되었다. 실내공기질공정시험기준의 실내공기 오염물질 시료채취 및 평가방법(ES 02130.g)에서는 신축 공동주택의 시료채취(측정) 세대 선정을 저층부, 중층부, 고층부로 구분하여 각 동에서 골고루 선택하도록 규정하고 있다. 저층부는 최하부 3층 이내, 고층부는 최상부 3층 이내, 중층부는 전체 층 중 중간의 3개 층으로써 중층부→저층부→고층부 순으로 측정세대를 선정하도록 하고 있다. 이와 같은 규정에 의해 측정세대를 분류하여 저층부, 중층부, 고층부별 실내공기질 검사결과를 Fig. 14에 제시하였다. 층수별 분석결과인 상층부로 올라갈수록 농도가 상승하는 결과는 벤젠, 에틸벤젠, 자일렌, 스티렌에서 확인되었으며, 폼알데하이드와 톨루엔에서는 저층부에서 가장 낮은 결과가, 중층부와 고층부는 유사한 결과를 나타내었다.
3.3.6. 세대규모
공동주택 세대수에 따른 오염물질 방출량 결과를 Fig. 15에 나타내었다. 벤젠과 자일렌을 제외한 대부분의 항목에서 세대수 증가에 따라 방출량이 감소하는 음의 상관관계를 확인할 수 있으며, Fig. 16에 정리한 세대 규모별 방출량 결과에서도 동일한 양상을 알 수 있다. 이는 세대수가 많은 대단지 공동주택일 경우 넉넉한 시공 기간에 따른 충분한 베이크 아웃 및 플러쉬 아웃, 대형 시공사에서 시공함에 따른 친환경 건축자재 및 고급자재 사용 등에 기인한 것으로 사료된다. 또한 세대수가 적은 공동주택의 경우 작은 평형수가 많으며, 작은 평형의 공동주택의 경우 오염물질이 방출되는 표면적 비율이 높기 때문에 상대적으로 방출농도가 높아진 것으로 판단된다.
4. 결 론
부산광역시 보건환경연구원에서 최근 3년(2021년~2023년)간 실시한 신축공동주택 실내공기질 검사결과 및 조사결과를 활용하여 수행한 결론은 다음과 같다.
4.1. 신축공동주택 실내공기질 검사결과
2021년부터 2023년 기간 동안 총 41개소의 오염도 검사가 실시되었으며, 이 중 33개소가 실내공기질 권고기준을 초과하여 초과율은 평균 80.5%인 것으로 조사되었다. 연도별로는 2021년 75.0%, 2022년 76.5%, 2023년 100%로 신축공동주택 실내공기질 권고기준을 초과하였다. 측정세대별로 분류할 경우 총 332개 세대 중 148개 세대에서 초과되어 세대별 초과율은 평균 44.6%이며, 연도별 초과율은 각각 27.9%, 38.4%, 82.1%로 매년 증가 추세인 것으로 조사되었다.
4.2. 폼알데하이드(HCHO) 및 휘발성유기화합물(VOCs) 검사결과 분석
4.2.1. 폼알데하이드
검사결과 평균 75.3μg/m3로 권고기준(210μg/m3) 대비 35.9% 수준이였으며, 검사대상 332개 세대 중 5개 세대에서 초과되어 초과율은 1.5%로 조사되었다.
4.2.2. 벤젠
검사결과 평균 1.6 μg/m3로 권고기준(30 μg/m3) 대비 5.4% 수준이였으며, 검사대상 332개 세대 중 2개 세대에서 초과되어 초과율은 0.6%로 조사되었다. 상대표준편차의 값이 6개 분석항목 중 가장 높아 상대적으로 측정값의 분포가 넓게 조사되었다.
4.2.3. 톨루엔
검사결과 평균 1,006.0 μg/m3로 권고기준(1,000 μg/m3) 대비 100.6% 수준이였으며, 검사대상 332개 세대 중 138개 세대에서 초과되어 초과율은 41.6%로 조사되었다. 최근 3년간 초과율은 각각 24.8%, 34.4%, 80.8%로 초과율이 증가추세인 것으로 확인되었다.
4.2.4. 에틸벤젠
검사결과 평균 77.2 μg/m3로 권고기준(360 μg/m3) 대비 21.4% 수준이였으며, 검사대상 332개 세대 중 10개 세대에서 초과되어 초과율은 3.0%로 조사되었다.
4.3. 측정조건에 따른 실내공기질 분석
4.3.1. 측정일(월, 계절)
측정항목 모두 실내온도가 상승하는 봄 혹은 여름철에 가장 높은 농도로 방출되었으며, 5월 ~ 10월 기간의 농도가 상대적으로 높은 수준인 것으로 조사되었다. 톨루엔의 7월 평균농도는 1,922.1 μg/m3으로서 실내공기질 권고기준의 1.9배에 육박하는 것으로 드러나 여름철에는 특히 유의해야 할 항목으로 사료된다.
4.3.2. 실내온도
폼알데하이드의 경우 결정계수(Coefficient of Determination, R2)가 0.4855로 다소 유의미한 상관관계를 확 인할 수 있는 반면, 벤젠을 비롯한 기타 5개 항목에 대해서는 온도와의 상관성을 확인하기가 어려웠다. 이는 20oC 이상 5시간 이상 밀폐 후 진행하는 신축공동주택 실내공기질 검사방법에 기인한 것으로 사료된다. 폼알데하이드의 경우 분자량이 작아 짧은 시간에도 비교적 높은 방출율을 나타내어 유의미한 상관관계를 나타낸 반면, 외기온도가 20oC 이하로 유지되는 가을~봄철의 경우 검사당일에만 보일러 가동 등을 통해 인위적으로 실내온도를 높여 휘발성유기화합물질 방출을 유도하므로 상대적으로 분자량이 크고 끓는점이 높은 기타 5개 항목은 방출량이 크게 증가하지 않았기 때문인 것으로 판단된다.
4.3.3. 상대습도
폼알데하이드는 결정계수 0.4404로 다소 높은 상관관계로 확인된 반면, 나머지 5항목은 약한 양의 상관관계를 보였다. 폼알데하이드의 경우 물에 잘 녹기 때문에 실내 습도에 따라서 방출되는 양이 비례적으로 증가되는 것으로 판단되며, 기타 항목은 용해도가 상대적으로 낮아 상대습도와의 관련성이 적은 것으로 사료된다. 따라서 기온과 습도가 높은 여름철에 베이크 아웃을 진행할 경우 폼알데하이드 제거에 있어서 보다 효과적이라 판단된다.
4.3.4. 기압
계단식 아파트에서는 연돌효과에 의해 상층부의 온도와 습도가 저층부에 비해 다소 높아지는 경향을 나타낸다고 알려져 있으며, 이로 인해 폼알데하이드 농도가 높아진다는 연구사례가 있다. 본 연구에서도 상층부의 낮은 기압에서 상대적으로 높은 농도의 휘발성유기화합물질을 확인할 수 있었으며, 이러한 경향은 폼알데하이드에서 보다 뚜렷하게 나타났다.
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