9권4호_이정일(383-393).pdf797.6KB

1. 서론

환경성담배연기(ETS, Environmental Tobacco smoke)는 부류연(SS, Sidestream Smoke)과 주류연(MS, Mainstream Smoke)으로 구분된다. 부류연은 담배의 끝단이 타면서 발생하는 연기이며, 주류연은 흡연자가 들이마시고 내뿜는 연기를 의미한다(Brownson et al., 1997). 이러한 환경성담배연기에는 일반적으로 4,700여종 이상의 화학물질과 미확인 물질의 수는 100,000종 이상인 것으로 추정되고 있으며(Ning et al., 2006), 환경성담배연기 노출은 여러 역학연구와 위해도평가 연구에서 호흡기, 심폐질환 및 폐암의 위험을 증가시키는 것으로 보고되고 있다(US EPA, 1992; NIOSH, 2001; NRC, 1986). 최근 간접흡연에 대한 사회적 관심이 증가되고 있는데, 흡연의 유해성은 흡연자 뿐만 아니라 간접흡연자에게도 미친다. 

국내의 연도별 국민건강영양조사를 토대로한 2012년도 국가 흡연예방 및 금연사업 안내에 따르면, 1998년 우리나라 성인 흡연율은 35.1 %였으며, 2010년 27.5 %로 감소되는 추세를 보여왔다(Ministry of Health and Welfare, 2012). 이중 남자의 흡연율은 1998년 66.3 %, 2001년 60.9 %에서 금연정책의 확대로 지속적으로 낮아져 2007년 45.0 %로 나타났으나, 2008년 47.7 %, 2008년 46.9 % 및 2010년 48.3 %로 감소율이 정체되고 있는 것으로 나타났으며, 여자의 흡연율은 1998년 6.5 %에서 2001년 5.2 %로 소폭 감소하였으나 2008년 7.4 %로 증가하고 2010년 6.3 % 로 조사되었다. 이와 같은 국내의 흡연율은 2010년 OECD 회원국 평균 흡연율인 21.4 %보다 높으며, 남성흡연율은 OECD 회원국 중 최고수준이다(Ministry of Health and Welfare, 2012). 이에 국민건강증진법이 2011년 6월 7일 개정 완료되어 공중이용시설 중 당구장이 금연구역 확대범위에 추가로 지정되었고, 소규모 음식점은 시행규칙의 추가 확대대상에 해당되는 것으로 보고하였다(Seo, 2011). 하지만, 향후 금연정책 수립 및 수행에 있어 흡연 허용 시설내 실내공기질에 대한 기초자료의 확보는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내 흡연이 이루어지고 있는 시설에 대해 흡연 활동이 빈번히 이루어지는 영업시간대와 흡연 활동 빈도가 적은 비영업시간대의 실내공기질을 평가하여 제시함으로써, 향후 국가 금연정책 수립 및 수행에 있어 기초적 자료로 제공하고자 수행되었다. 

2. 연구대상 및 방법

2.1 연구대상 시설 및 시료채취 지점

본 연구에서는 2012년 7월부터 8월까지 경기도 부천에 위치한 공중이용시설 및 다중이용시설의 실내공기질 관리대상에서 제외되어 있으나, 흡연이 허용되어 이용자 및 거주자들의 건강피해 우려가 예상되는 시설을 대상으로 하였다. 조사대상 시설은 식당 3개 시설, 당구장 4개 시설, 노래연습장 6개 시설, 실내골프연습장 7개 시설 및 호프집 6개 시설 등 총 26개 시설에 대해 영업 및 비영업시간대에 조사하였다. 

2.2 시료채취 지점

 실내공기오염물질의 시료채취 지점과 시간은 조사대상시설의 운영 상황 및 이 연구의 목적에 적합하도록 비영업시간대(오전 12시 ∼ 18시)와 영업시간대(오후 시간 18시 ∼ 24시)로 구분하여 실시하였다. 니코틴 측정은 실내공기 오염물질 채취시간 동안에 채취하였다. 실내공기 중 니코틴은 시료채취시 바닥에서 1.2 ∼ 1.5 m 높이에 시료채취장치를 설치하고, 1 L/min의 유속으로 총 3시간동안 180 L를 채취하였다. 니코틴의 시료채취 위치는 각 시설의 대표적인 위치를 나타낼 수 있는 지점 3곳을 선정하여 동시에 포집하였다.

실내공기오염물질은 시료채취시 주변시설 등에 의한 영향을 배제할 수 있으며, 조사대상 시설의 오염물질 농도를 대표할 수 있는 것으로 판단되는 지점을 선정하여 바닥에서 니코틴과 동일한 높이에서 채취 하였다. 다만, 노래방 및 실내골프연습장은 시설내 구역이 개별 방으로 나뉘어져 있고, 각 방에서 흡연이 이루어져 시설 전체로 배출되는 형태이므로 측정은 각 시설의 건물내 복도에서 실시하였다. 

2.3 조사항목 및 분석방법

공기 중 니코틴은 KS H ISO 18145에 따라 0.01 % 트리에틸아민(Triethylamine)을 함유한 에틸아세테이트(Ethyl acetate) 1 mL를 사용하여 30분간 초음파 추출하였다. 이후 추출용액 1 uL를 비분할주입(Splitless)하여 GC/NPD(HP6890, Agilent)를 사용하여 분석하였다. PM₁₀, CO₂, CO, NO₂, 폼알데하이드 및 총휘발성유기화합물질(TVOCs)은 실내공기질공정시험기준에 따라 분석하였으며, 폼알데하이드와 총휘발성유기화합물질(TVOCs)은 HPLC와 GC/MSD를 사용하여 분석하였다. 조사대상항목별 시료채취 시간과 분석에 사용된 장비는 Table 1과 같다. 

Table 1. Sampling and test method for analytes.

2.4 자료분석

실내공기오염물질은 산술평균값이 중앙값보다 크게 나타났으며, 다섯수치요약(five number summary)으로 표현하여 자료의 특성을 파악한 결과 정규분포하지 않는 특성을 보여 기하평균을 사용하였다. 또한, 검출한계 이하로 분석된 니코틴 자료는 검출한계의 1/2에 해당하는 0.03^g/m³을 입력하여 분석하였다(Heavner et al., 1996; Baek and Park, 2004).

업종 운영시간 구분(영업시간과 비영업시간)에 따른 실내공기질 농도의 차이를 살펴보기 위해 비모수검정법인 Mann–whitney test 방법을 사용하였다. 시설군에 따른 실내공기오염물질의 농도차는 사후검정(Duncan test)을 실시하기 위해 분석분석법을 사용하였다.

3. 연구결과

3.1 실내공기오염물질 농도분포

 각 조사대상물질별 기하평균은 영업시간대 및 비영업시간대에 각각 니코틴 1.54 ^g/m³ 및 0.38 ^g/m³, PM₁₀ 94.49 ^g/m³ 및 72.03 ^g/m³, CO₂ 837.09 ppm 및 593.35 ppm, CO 0.43 ppm 및 0.34 ppm, NO₂ 0.02 ppm 및 0.02 ppm, 폼알데하이드 85.48 ^g/m³ 및 86.95 ^g/m³ , 총휘발성 유기화합물질 236.39 ^g/m³ 및 239.29 ^g/m³ , 벤젠 3.70 ^g/m³ 및 2.43 ^g/m³ , 톨루엔 64.07
^g/m³ 및 49.03 ^g/m³ , 에틸벤젠 8.53 ^g/m³ 및 6.76 ^g/m³ , 스틸렌 2.43 ^g/m³ 및 1.13 ^g/m³, 자일렌 11.37 ^g/m³ 및 11.10 ^g/m³으로 나타났다. 전체적으로 폼알데하이드와 총휘발성유기화합물질은 비영업시간이 영업시간에 비해 근소하게 높게 나타났으나, 그 외 조사대상물질은 영업시간이 더 높게 나타났다(Table 2-3).

Table 2. Descriptive statistics for indoor air pollutants at busy time.

Table 3. Descriptive statistics for indoor air pollutants at quiet time.

3.2 시설별 농도분포

Table 4와 같이 영업시간과 비영업시간대에 측정한 니코틴, PM₁₀, CO₂ 및 벤젠은 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다 (P<0.05). 니코틴은 영업시간(1.54 ^g/m3 )이 비영업시간(0.38 ^g/m³ )에 비해 더 높게 나타났다. PM₁₀과 CO₂는 영업과 비영업시간에 각각 94.49 ^g/m³과 72.03^g/m³ 및 837.09 ppm과 593.35 ppm으로 나타났다. 총휘발성유기화합물질 중벤젠은 영업시간(3.70 ^g/m³ )이 비영업시간(2.43^g/m³ )보다 높게 나타났다. 

Table 4. Mann–whitney test results examining the differences in indoor air pollutants.

3.3 조사대상 시설군간 실내공기질 비교

니코틴은 영업시간과 비영업시간에 조사대상 시설간 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다 (P<0.05). 시설별로 당구장과 실내골프연습장은 각각 영업시간에 다른 집단보다 높은 농도를 나타내었으며, 식당은 가장 낮은 것으로 조사되었다. 시설간의 농도를 Fig. 1에 나타내었다. CO₂는 비영업시간에 시설간 유의한 차이는 없는 것으로 조사되었으나, 영업시간에는 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(P<0.05). 시설별로는 영업시간의 식당 CO₂ 농도는 1434.21 ppm으로 다른 집단에 비해 높게 나타났다(Fig. 2). 영업 및 비영업시간 간에 통계적으로 유의한 차이를 보인 PM₁₀은 시설간 비교에서는 유의한 차이를 보이지 않았다.

Fig. 1. Comparision of nicotine among establishments. (R:Restaurant, K:Karaoke, B:Billiard, G:Golf, P:Pub) n : number of samples at quiet time and busy time, respectively.

Fig. 2. Comparision of CO² among establishments. (R:Restaurant, K:Karaoke, B:Billiard, G:Golf, P:Pub) n : number of samples at quiet time and busy time, respectively.

 벤젠은 영업시간에 시설간 유의한 차이를 보였다(P<0.05). 특히, 식당과 당구장 및 호프집은 비영업시간대에 비해 2배 가량 높은 것으로 나타났다(Fig. 3). 폼알데하이드는 시설간 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았지만 노래방과 당구장 및 실내골프연습장의 농도가 비교적 높게 나타났다(Fig. 4).

Fig. 3. Comparision of benzene among establishments. (R:Restaurant, K:Karaoke, B:Billiard, G:Golf, P:Pub) n : number of samples at quiet time and busy time, respectively.

Fig. 4. Comparision of HCHO among establishments. (R:Restaurant, K:Karaoke, B:Billiard, G:Golf, P:Pub) n : number of samples at quiet time and busy time, respectively.

4. 고찰

 본 연구는 흡연 허용 시설의 흡연으로 인한 실내공기질의 특성을 살펴보고자 하였다. 실내공기오염물질 농도분포는 대수정규분포하고 있었으며, 이는 서울시내 PC방의 ETS농도 연구(Hwang et al., 2003)와 실내사무환경의 ETS지표물질 연구(Ha et al., 2003)에서 조사한 연구와 일치하였다. 조사대상 시설의 니코틴 농도는 영업시간(0.03 ∼ 11.44 ^gm³ )이 비영업시간(0.03 ∼ 4.89 ^g/m³ )에 비해 2배 정도 높은 것으로 나타났다. Kho 등(2002)은 음식점의 니코틴농도 조사에서 0 ∼ 57.3 ^g/m³ (평균 7.8 ^g/m³ )이라고 보고했다. 또한, Baek과 Park (2004)은 흡연 사무실내 니코틴 농도는 0.15 ^g/m3 ∼ 12.19 ^g/m³와 비흡연 사무실에 대한 니코틴은 0.08 ^g/m³ ∼ 2.52 ^g/m³로 보고한 바 있다. Siegel (1993)의 연구에서는 사무실(0.8 ^g/m³ ∼ 22.1 ^g/m³ )과 주택(1.6 ^g/m³ ∼ 21.0 ^g/m³ ) 및 식당(3.4 ^g/m³ ∼ 34.0 ^g/m³ )의 니코틴 농도를 조사 하였다. 영업시간과 비영업시간 간에 니코틴농도는 통계적으로 유의한 차이를 보였으며, 이외 PM₁₀과 CO₂ 및 벤젠이 유의한 차이를 보였다 (P<0.05). 입자상물질은 실내 간접흡연 연구에 폭넓게 사용되며, 감도 또한 우수하다. 국내의 커피전문점에서 흡연 및 금연구역에서의 PM_2.5 연구(Yeom et al., 2011)에서 흡연밀도와 PM_2.5의 상관성은 없었으나, 흡연으로 인해 PM_2.5의 증가는 분명하다고 보고하고 있다. 스코틀랜드 술집에서 흡연금지 전후의 실내 공기 중 PM_2.5를 연구한(Semple et al., 2007)결과에서도 흡연금지 후 평균 86 %의 PM_2.5가 감소하였음을 보고 하였다. 본 연구에서 PM₁₀이 영업시간과 비영업시간에 차이가 나는 것은 흡연으로 인해 실내공기질 중 미세먼지에 영향을 미치기 때문으로 판단된다.

CO₂ 자체로는 이용자나 거주자의 불평이 생기지 않으나 농도가 높다는 것은 건물내 다른 오염원이 있다고 볼 수 있다. 본 연구시설에서 CO₂는 식당 529.50 ∼ 2038.83 ppm으로 나타나 영업시간에 실내공기질 유지기준인 1000 ppm보다 2배 이상 높게 검출되기도 하였다. 이는 연소 및 사람 수에 따른 호흡의 영향 등이 주 원인일 수 있으나, 흡연으로 인한 영향 역시 배제할 수 없을 것으로 판단된다. 총휘발성유기화합 물질 중 영업 및 비영업시간에 통계적으로 유의한 차이를 보이는 물질은 벤젠으로 나타났다. 실내사무환경 중 휘발성유기화합물질에 관한 연구(Ha, 2001)에서 휘발성유기화합물질 중 흡연환경과 관련이 있다고 알려진 물질은 벤젠 (6.16 ^g/m³ ), 톨루엔(233.36 ^g/m³ ) 및 m-자일렌(59.57 ^g/m³ )으로 보고하고 있다. 이중 톨루엔 등은 환경성담배연기와의 관련성이 떨어지지만 벤젠은 흡연환경 요소를 잘 반영하므로 지표물 질로도 활용할 수 있다고 보고한 바 있다. 이는 본 연구의 영업과 비영업시간에 벤젠이 유의한 차이를 보인 것과 잘 일치한다. 실내공기 중의 벤젠은 외부공기와 건축물재료(가구, 페인트 등) 및 연소 또는 가열기구등과 같은 실내오염원에서 발생하며, 실내의 벤젠 농도는 강제환기나 자연환기 같은 공기교환과 기후인자에 의해 영향을 받는다(WHO, 2010). 벤젠은 주요 실내오염원으로서 50 m³의 가구가 있는 방에서 벤젠 배출량을 조사한 연구(Singer et al., 2003)에서 담배 한 개피의 벤젠 배출계수는 430 ∼ 590 ^g이라고 보고하였다. 식당의 경우 조사당시 흡연이 거의 이루어지지 않아 니코틴 농도가 매우 낮았으므로, 벤젠의 주된 원인은 가열기구 등의 조리과정에서 배출된 것으로 판단되나 그외 시설의 경우 영업시간의 흡연량 증가로 인해 벤젠농도는 유의한 증가를 보인 것으로 판단된다. 조사대상 시설 전체 폼알데하이드 농도는 영업시간과 비영업시간에 유의한 차이를 보이진 않았지만, 노래방과 당구장 및 골프연습장의 농도가 높았으며, 최대치는 실내공기질 유지기준(100 ^g/m³ )을 초과하고 있었다. 폼알데하이드의 주요 배출원은 가구나 벽지 등 실내를 구성하고 있는 물질 및 담배연기에서도 배출되는 것으로 알려져 있다(WHO, 2010). 담배 1개피를 피울 때 폼알데하이드 배출량은 1.3mg/cigarette이며, 아세트알데하이드 배출량은 2.2 mg/cigarette으로 카르보닐화합물 중 담배에서는 폼알데하이드보다 아세트알데하이드가 더 많이 배출되고 있는 것으로 보고하고 있다 (Wang, 2012). 환경성담배연기가 없을 경우 내장재가 주원인일 수 있으나, 노래방과 당구장 및 골프연습장내의 니코틴 농도는 타 시설에 비해 높다는 사실에 주목할 필요가 있다. 즉, 흡연으로 인한 증가를 강하게 의심할 수 있는 부분이다. 더불어, 흡연으로 인한 영향은 폼알데하이드보다 아세트알데하이드의 배출량이 많다는 사실에 따라 추후 아세트알데하이드의 조사가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 흡연 허용 시설은 흡연구역과는 달리 흡연구역과 비흡연구역이 동시에 존재하는 시설이다. 비흡연구역의 존재로 인해 흡연구역의 환경성담배연기는 희석으로 낮아질 수 있으며, 비흡연구역은 환경성담배연기의 이동(drift)으로 비흡연자의 건강을 위협할 수 있다는 점을 이전의 연구자 역시 지적한 바 있다(Joanna, 2003). 따라서, 흡연 허용 시설에서의 구역분리는 환경성담배연기의 영향으로부터 비흡연자를 보호하지 못하며, 실내공기질에 전반적인 악영향을 미친다. 이에 금연시설의 확대 추진 및 완전한 차단만이 이용자 및 거주자의 건강을 환경성담배연기로부터 보호하고 실내공기질을 개선하는 유일한 방책이 될 것이다.

본 연구는 조사대상시설이 전체 집단을 대표 할 수 있는 충분히 크기로 선정되지 못하고, 계절적 요인 및 환기 등 다양한 변수를 고려하지 못한 제한점이 있다. 하지만, 보건복지부의 공중이용시설 및 환경부의 다중이용시설 등 금연정책에서 소외되었던 업종의 흡연으로 인한 실내공기질의 영향에 관련된 연구가 매우 미진함을 감안한다면, 향후 금연정책을 수행하는데 있어 정책적 근거자료로 활용 할 수 있을것으로 판단된다.

5. 결론

 국내 법적관리 대상에서 제외되어 있는 흡연허용 시설내의 흡연으로 인한 실내공기질의 영향을 조사하기 위해 영업시간대와 비영업시간대의 실내공기질을 평가하여 제시함으로써, 향후 국가 금연정책 수립 및 수행에 있어 기초적 자료로 제공하고자 수행되었다. 그 결과, 26개 시설에 대한 조사대상물질은 대수정규분포하고 있었다. 영업시간에 니코틴(1.54 ^g/m³), PM₁₀(94.49 ^g/m³), CO₂ (837.09 ppm) 및 벤젠(3.70 ^g/m³ )은 비영업시간의 니코틴(0.38 ^g/m³), PM10(72.03 ^g/m³), CO₂ (593.35 ppm) 및 벤젠(2.43 ^g/m³ )과 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 니코틴과 PM₁₀ 및 벤젠은 흡연이 주된 요인으로 판단되며, CO₂는 흡연으로 인한 영향을 배제하지 못하나 실내의 연소 및 사람에 의한 호흡에 의한 영향 등을 고려해야 할 것으로 판단된다. 조사대상시설별로는 영업시간에 노래방과 당구장 및 실내골프연습장은 식당과 호프집 보다 니코틴 농도가 높은 경향을 보였다. 식당과 당구장 및 호프집의 벤젠 농도는 영업시간이 비영업시간에 비해 2배 가량 높은 것으로 나타났다. 이산화탄소는 식당이 영업시간에 타시설보다 높은 경향을 보였다. 폼알데하이드는 노래방과 당구장 및 실내골프연습장의 농도가 타 시설에 비해 높은 경향을 보였으며, 폼알데하이드와 더불어 아세트알데하이드는 흡연의 주된 배출원이므로 추후 관리대상에 포함되어야 할 것으로 판단된다. PM₁₀, CO₂, 폼알데하이드 및 TVOCs 등의 최대값은 실내공기질 관리법의 기준을 초과하는 시설이 다수 조사되어 이들 물질에 대한 관리가 요구된다.

 본 연구 결과에서 제시하는 흡연으로 인한 실내공기질의 변화는 향후 실내공기질 관리에 있어 흡연의 통제가 중요한 인자라는 것을 나타낸다. 이들 시설에 대한 금연정책의 수립이 요구되며, 본 연구에서 조사된 환경성담배연기로 인한 실내공기질의 변화는 향후 금연정책의 수립 및 확대시 기초자료로서 제공될 수 있을 것이다.

감사의 글

이 연구는 환경부 국립환경과학원 “사회 취약계층 거주공간 실내공기질 및 다중이용시설 환경흡연 조사” ’12년 연구용역사업의 일부 결과이며, 이에 관계자분들께 감사드립니다.