1. 서 론

학생들은 하루에 거의 50% 이상 교실 내에서 생활 하고 있음에도 불구하고 실내오염 물질 발생원 증가 및 대기오염과 함께 환기부족으로 실내공기오염이 심 화되고 있는 실정이다. 학생들의 경우에는 실내에서 보 내는 시간이 성인에 비해 많고 오염물질에 대한 감수 성도 더 높기 때문에, 학생들이 대부분의 시간을 보내 고 있는 학교 내의 실내공기질은 무엇보다도 중요하다 (Sohn et al., 2003). 학교 건축물의 경우 일반적인 주거 공간과 상업용 건축물에 비하여 단위면적당 재실자의 밀도가 높고, 학교 시설의 경우 60~70 m² 넓이의 교실 당 30명 이상의 학생들이 하루 중 5시간에서 많게는 10시간이상을 공동생활로 하고 있기 때문에, 교실 내의 환기가 제대로 되지 않을 경우 혼탁해진 공기로 인해 학습 능률 저하를 가져올 수 있다(Sohn et al., 2006; Jung et al., 2015)

건축 자재 및 가구는 실내 환경에서 포름알데하이드 및 총휘발성유기화합물(TVOCs)의 중요한 발생원이며 (Yu and Crump, 1998), 사람들이 매일 접촉하는 가구 등에 총휘발성유기화합물(TVOCs)이 존재함으로 인체 건강에 유해할 수 있다(Caselli et al., 2009). 학교의 실 내 환경 중 유해요인으로는 일반분진과 건축자재에서 발생되는 석면이나 포름알데하이드 그리고 겨울철 난 방 기구에서 발생되는 유해가스 등의 화학적 요인과 소음 및 조명 등의 물리적인 요인이 있으며 학생들의 의자와 책상에 관한 인간공학적 환경도 보건학적으로 중요하다(Baek, 1991).

또한 학교 교실에서 폼알데하이드(HCHO)와 총휘발 성유기화합물(TVOCs)등으로 오염된 교실을 충분한 환기를 시키지 않았을 때 학생들이 천식 등의 호흡기 질환을 야기할 수 있다고 알려져 있고(Yang et al., 2005; Kim et al., 2008), 신축학교의 경우 또한 학생들에게 유해한 영향을 주는 대표적 유해유기물은 폼알데하이 드(HCHO)와 휘발성유기화합물(VOCs)등 이라고 알려 져 있으며(Kwaak and Sakong, 2011), 신축할 때 사용 하는 건축자재 및 마감자재에서 발생되는 오염물질의 양이 실내공기질 법적규제보다 높은 수치로 발생하며, 발생한 유해물질은 학교에서 주로 생활하는 학생이나 교사들에게 쉽게 노출되어 있는 상황이다(Kwaak and Sakong, 2011).

이와 관련하여, 교사내 실내공기질에도 관심이 집중 되고 학생들의 건강을 보호하고 환경상의 위해를 예방 하기 위해 ^「학교보건법_」을 제정하여 시행하고 있다. 현행 ^「학교보건법 시행규칙_」별표4의2에서는 학교에 대한 공기질 중 점검관리기준으로 책상·의자·컴퓨터 등 학교비품은 폼알데하이드 방산량이 작은 것을 사용 하도록 규정되어 있다. 일선 학교에서 구입하여 사용 중인 학생용 책상 및 의자의 경우 한국 산업표준기준 을 충족하는 제품을 구매하고 있으나, 교실 내 설치되 는 수량 등에 따라 공기 중 유해물질의 농도가 상이할 것으로 예상된다. 이에 본 연구는 학생용 책상 및 의자 를 신규로 구입하여 사용 중인 교실을 대상으로 교실 내 공기질 중 폼알데하이드 평가를 통해 최신의 경향 을 파악하여 현재의 방출량 기준 조정을 위한 기초자 료 활용목적으로 연구가 수행되었다. 더불어 본 연구는 신축학교를 포함하고 있으므로 신축학교의 휘발성유기 화합물 농도와 함께 조사한 결과를 제시한다.

2. 연구방법

2.1. 연구대상 및 기간

2016년도에 학생용 책상 및 의자를 신규로 구입한 10개교를 대상(2016. 3월 개교, 9월 개교, 10년 이상 된 학교의 새 책걸상 도입 비교)으로 2016년 7월~8월 기간 내에 교실 내 폼알데하이드 및 총휘발성유기화합 물류의 실내공기질 평가를 실시하였다. 따라서 대상 학 교는 방학 중이거나 개교 준비 중인 상태로 학생들이 사용하지 않는 상태에서 평가되었다. 이뿐만 아니라 학 교에서 구입한 학생용 책상 및 의자의 제품 고유 폼알 데하이드 방산량이 기입되어 있는 시험성적서를 조사 하여 실내공기질 결과와의 상관관계에 대하여 비교 평 가 할 수 있도록 진행하였다.

2.2. 조사지점 및 항목

조사지점은 각 해당 학교당 교실 2곳을 대상으로 진 행하였다. 신규 구입한 학생용 책상 및 의자가 있는 교 실 1곳(실험군), 책상 및 의자가 없는 빈 교실 1곳(대조 군)으로 나누어 시료를 채취하였다. 건축물이 10년 이 상 된 학교의 대조군도 빈 교실을 대상으로 하였다. 그 리고 각 교실마다 중앙(point 1), 창가(point 2)로 나누 어 2지점에 대하여 진행하였다.

조사 항목은 실내공기질 중 폼알데하이드(HCHO)와 총휘발성유기화합물(TVOC)을 중심으로 온도와 습도 를 함께 측정하였다. 폼알데하이드와 총휘발성유기화 합물의 경우 환경부^「실내공기질 공정시험기준_」에 근 거한 교육인적자원부^「학교 교사(校舍)내 환경위생 및 식품위생 관리 매뉴얼_」 및 실내공기질 공정시험방법 에 준하여 측정하되, 30분 이상 환기 후 5시간 이상 밀 폐상태 유지(실내공기질 공정시험법에 준함)후 실내온 도는 20°C 이상을 유지하도록 하여 시료를 채취하였다.

2.3. 시료분석방법

폼알데하이드는 2,4-DNPH 카트리지와 액체크로마 토그래프법을 이용하여 분석하였다. HPLC LC-20AT (Shimadzu, Japan)를 사용하여 진행하였고, Personal air sampler (SIBATA Minipump ΣMP-100H, Japan)를 사용하여 350 mg의 DNPH-silica (1.0 mg DNPH)를 충 전한 DNPH-silica cartridge (Supelco, USA)에 오존의 간섭작용을 최소화하기 위하여 고순도의 요오드칼륨 (Potassium iodide)으로 충진된 오존 스크러버(ozone scrubber)를 DNPH- silica cartridge 앞에 직렬로 연결 하였다. 1.5 m 높이에서 0.5 L/min의 유량으로 30분간 시료를 포집하고, 자외선흡수법에 의한 고성능 액체 크 로마토그래프에 의해 분석하였다. (Table 1-2)

총휘발성유기화합물(TVOC)은 고체흡착관을 사용한 고체흡착열탈착법을 이용하여 분석하였다. GC/MS QP 2010 Ultra (Shimadzu, Japan)를 사용하여 진행하였고, (Personal air sampler (SIBATA Minipump ΣMP-30, Japan)에 Tenax-TA tube (Supelco, USA)를 연결하여 1.0 L/min의 유량으로 30분간 시료를 포집하여 분석하 였다.

3. 연구결과 및 고찰

3.1. 대상학교 농도분포

학생용 책상 및 의자를 신규 구입한 학교 10개교를 대상으로(2016. 3월 개교, 9월 개교, 10년 이상된 학교 의 새 책걸상 도입 비교)으로 7월~8월 기간 내에 교실 내 폼알데하이드 및 총휘발성유기화합물류의 실내공기 질 평가를 실시하였다.

A지역 학교별 특징으로, C초등학교는 TVOCs 값이 교실1과 교실2 두 곳 모두 기준치 400 μg/m³을 초과하 였다. 공정시험방법상 30분 이상 환기 후 6시간 밀폐 상태 유지의 가이드를 하였으나, 본 지침에 따르지 않 고 개교이후 사용하지 않은 교실을 그대로 평가한 것 으로 판단된다. 즉, 현재 개교이후 사용되지 않는 교실 로 안전 등의 문제로 장기간 밀폐상태로 방치된 것으 로 인한 초과사례로 판단된다. D초등학교, E초등학교, F중학교는 HCHO 및 TVOC 농도가 기준치 이내로 평 가되었다.

B지역 학교별 특징으로, H초등학교의 경우 폼알데 하이드 값이 책상 없는 교실2의 중앙지점에서 기준치 100 μg/m³를 초과 하는[(2) 103.7 μg/m³]사례이고, 창가 지점의 경우도 기준치에 근접한 96 μg/m³로 평가되었 다. 책상이 있는 교실1의 경우도 타 학교 평균(약 30 μg/m³ 내외)에 비해 높은 수준으로 측정된바 책걸 상의 기여도 보다는 다른 오염원이 있는 것으로 판단 된다. 또한 TVOC 값이 교실1과 교실2 두 교실 모두 기준치 400 μg/m³ 초과[(1)1089.8 μg/m³, (2)703.6 μg/ m³]하여 다양한 사유가 있을 것이라고 판단되었다. I초 등학교는 HCHO 기준치 이내로 평가되었으나 책걸상 이 없는 교실에서는 폼알데하이드 농도가 높게 측정되 었고, TVOC값의 경우 교실1과 교실2 두 교실 모두 기 준치 400 μg/m³를 초과[(1) 1089.8 μg/m³, (2) 703.6 μg/m³]하여 기타 오염원에 의한 기여도가 있을 것으로 판단되었다. J초등학교는 HCHO 및 TVOC 농도가 기 준치 이내로 평가되었다. K중학교와 L중학교는 HCHO는 기준치 이내로 나타났지만, TVOC의 경우 각 각 기준치 400 μg/m³를 초과[K중학교 (1) 516.5 μg/m³, L중학교 (2) 752.4 μg/m³]하였다.

Table 4을 보면, 10개교 조사결과 새 책걸상 구매로 인한 교사 내 폼알데하이드 기여는 낮은 것으로 판단 할 수 있다. 10개교 중 1개교만이 폼알데하이드 값이 책상 없는 교실 2의 중앙지점에서 기준치 100 μg/m³를 초과 하는 [(2) 103.7 μg/m³] 사례이고, 창가 지점(2)의 경우도 기준치에 근접한 96 μg/m³로 평가되었으나 책 상이 있는 교실 1의 경우도 타 학교 평균(약 30 μg/m³ 내외)에 비해 높은 수준으로 측정된 것을 확인할 수 있 다. 초과사례가 발견된 지역을 보면 B지역으로 대부분 의 대상 학교가 9월에 개교 준비 중인 학교로 신규 구 입한 학생용 책상 및 의자에 의한 영향은 미미하며, 교 실 내부에 다른 폼알데하이드 오염원이 있는 것으로 사료된다. Kim and Yoo (2009)에 따르면, 폼알데하이 드는 접착제, 페인트 에서는 거의 방출되지 않으며 기 타 일반 자재(가구, 벽지, 합판마루, 쉬트지), 초기 농도 에 상관없이 3주 이상의 충분한 시간이 확보되어야 한 다고 하였다. Lee et al., (2013)의 초등학교 연구에서 바닥 왁스, 목재, 가구류, 텍스타일 등의 제품을 통해 노출된다라고 보고하였다. 따라서 일부 초과사례가 있 었던 학교의 경우 학교 건물 내 존재하는 일반 자재, 실내 제품 등에서 방출된 폼알데하이드가 베이크아웃 등 충분한 환기가 되지 않은 상태에서의 영향으로 사 료된다. Table 3

Sa and Kwaak (2012) 연구 결과, 측정기간인 7월~8 월은 특히 실·내외 온도가 높은 계절이므로 최근 신축 한(6개월 이내) 대상 학교는 일부 영향이 있을 것이라 고 판단된다.

따라서, 일부 학교에서의 폼알데하이드 및 총휘발성 유기화합물류의 초과사례는 교사 내 건축 후 베이크아 웃(bake out) 진행 여부, 베이크아웃 진행 시 올바른 수 행 요령 여부, 학교 건축자재, 기타 TVOC 오염원, 공 정시험법상 가이드대로 진행 등 다양한 사유로 인하여 발생되었을 것으로 판단된다. Kim et al. (2011)에서는 신축건물의 TVOC 감소를 위해서는 입주 후 6개월까 지 지속적인 환기가 필요하다고 하였고, Song and Hwang (2008) 또한 환기 횟수 및 시간의 증가가 오염 물질 제거에 효과적이라고 보고되었다.

그러므로, 신축학교를 개교하거나, 새 책걸상 교사 내 도입 시 적정 베이크아웃을 실시하고 계절별 적정 온도 및 습도 조절을 통한 휘발성유기화합물류의 초과 노출 배제, 수시 환기 및 교육 등을 통한 구성원의 노 력 등이 요구되어야 할 것이다.

3.2. 개교 시점에 따른 농도

3월에 개교한 학교는 C초등학교, D초등학교, E초등 학교, F중학교이다. C초등학교는 TVOCs 값이 교실1 과 교실2 두 곳 모두 기준치 400 μg/m³를 초과하였다. 공정시험방법상 30분 이상 환기 후 6시간 밀폐상태 유 지의 가이드를 사전 공지 하였으나, 본 지침에 따르지 않고 개교이후 사용하지 않은 교실을 그대로 평가한 것으로 판단된다. 즉, 현재 개교이후 사용되지 않은 교 실을 측정한바 안전 등의 문제로 장기간 밀폐상태로 방치된 것으로 인한 초과사례로 판단된다. D초등학교, E초등학교, F중학교는 HCHO 및 TVOC 농도가 기준 치 이내로 평가되었다.

9월에 개교 예정인 학교는 H초등학교, I초등학교, J 초등학교, K중학교, L중학교이다. H초등학교의 경우 폼알데하이드 값이 책상 및 의자가 없는 교실2의 중앙 지점 기준치 100 μg/m³를 초과 하는[(2) 103.7 μg/m³] 사례이고, 창가 지점의 경우도 기준치에 근접한 96 μg/ m³로 평가되었다. 책상이 있는 교실 1의 경우도 타 학 교 평균(약 30 μg/m³ 내외)에 비해 높은 수준으로 측정 된바 책걸상의 기여도 보다는 다른 오염원이 있는 것 으로 판단되었다. 또한 TVOC 값이 교실1과 교실2 두 교실 모두 기준치 400 μg/m³를 초과[(1) 1089.8 μg/m³, (2) 703.6 μg/m³]하여 교사 내 건축 후 베이크아웃 진 행 여부, 베이크아웃 진행시 올바른 수행 요령 여부, 학교 건축자재, 기타 TVOC 오염원, 공정시험법상 가 이드대로 진행 여부 등 다양한 사유가 있을 것이라고 판단되었다. I초등학교는 HCHO 기준치 이내로 평가 되었으나 책걸상이 없는 교실2에서 폼알데하이드 농도 는 높게 측정되었고, TVOC값의 경우는 교실1과 교실 2 두 교실 모두 기준치 400 μg/m³를 초과[(1) 1089.8 μg/m³, (2) 703.6 μg/m³]하여 기타 오염원에 의한 기여 도가 있을 것으로 판단되었다. J초등학교는 HCHO 및 TVOC 농도가 기준치 이내로 평가되었다. K중학교와 L중학교는 HCHO는 기준치 이내로 나타났지만, TVOC 의 경우 각각 기준치 400 μg/m³를 초과[K중학교 (1) 516.5 μg/m³, L중학교 (2) 752.4 μg/m³]하였다.

대조군으로써 개교 후 10년 이상 된 학교인 G초등 학교는 최근 신규 학생용 책상 및 의자를 구입한 학교 로서, HCHO 및 TVOCs 의 모든 농도가 기준치 이내 로 평가되었다.

추가적으로, Table 3~5에 제시된 온도 및 습도에서 도 알 수 있듯이 다소 초과사례가 있었던 지점에서 정 상범위 보다 높았던 온도 및 습도의 경향성은 나타나 지 않았다.

3.3. 국내 책걸상 방산량 현황 및 해당 학교 조사 결과

현행 한국산업표준에서 학생용 책상 및 의자에 대한 폼알데하이드 방산량 기준을 제시(표준번호 : KS G 2010-5.0 mg/L) 하고 있다. 이전 2008년 학생용 책상 및 의자에 대한 신제품 개발에 따른 기존 표준의 적용 을 확대하고 실내공기질 관리법 강화에 따른 폼알데하 이드 방산량 추가, 재료 구분 삭제, 시험방법을 국제기 준으로 변경(고시번호 2009-0840)한바 있다. 2009년 실내공기질 관리 기본계획에 따르면, 오염물질 방출 건 축자재 실내사용제한 및 생활용품 오염물질 평가 시스 템 구축 등 실내 공기 오염원 관리체계 구축을 위하여 사용제한 대상시설을 학교(^「학교보건법 시행규칙_」 개정, ’05.11)로 확대하였다. 2009년 10월 조달청의 보 도 자료에 따르면, 각 학교에 공급되는 책상 등 비품의 유해물질 허용량을 대폭 제한함으로서, 조달청은 2010 년 1월부터 학생용 책걸상 등 비품의 폼알데하이드 방 산량 기준치를 2010년 1월 이전 1.5 mg/L 이하에서 0.5 mg/L 이하로 대폭 강화된 기준이 현재에 이른다.

Table 6과 같이 본 연구의 대상학교 10개교의 책걸 상 방산량 평가 결과 모두 0.5 mg/L 이하의 방산량을 보였고, 해당 학교 외 추가적으로 최근 3년(‘13~‘15) 지역별로 서울 11개교, 부산 13개교, 대구 5개교, 인천 12개교, 광주 7개교, 대전 5개교, 울산 8개교, 세종 31 개교, 경기 85개교, 강원 3개교, 충북 6개교, 충남7개교, 전북 4개교, 전남 9개교, 경북 6개교, 경남 19개교, 제 주 4개교, 학생용 책걸상을 신규 구입한 총 235개교의 구입 제품의 방산량 자료를 받은 결과 대부분의 경우 기준치 이하였고, 같은 회사를 구입한 2개교만이 0.6 mg/L으로 기준치를 약간 초과한 값으로 나타났다.

실태조사 결과에서도 교실의 평균은 16년 3월 개교 한 학교의 경우 30 μg/m³ 이하의 농도분포를 보였고, 같은 해 9월에 개교한 학교는 40 μg/m³ 이하의 농도분 포로서 학교 내 같은 교실 내 책걸상 유무에 따른 평가 결과 현재의 책걸상 방산량 기준을 유지해도 무방한 것으로 판단되며, 한때 새학교증후군 등 사회문제시 되 었던 폼알데하이드 문제는 최근 정부와 민간의 노력으 로 상당히 개선된 것으로 판단된다.

4. 결 론

본 연구에서는 교사 내 공기질 관리 강화를 위해 학 생용 책상 및 의자 구입 시 적용할 폼알데하이드 방산 량에 대한 구체적인 기준 마련 시 참고할 결과 근거자 료 확보를 위해 10개교를 대상(2016. 3월 개교, 9월 개 교, 10년 이상된 학교, 새 책걸상 도입 비교)으로 교실 내 폼알데하이드 및 휘발성유기화합물류의 평가를 실 시하였다.

10개교 조사결과 새 책걸상 구매로 인한 교사 내 폼 알데하이드 기여는 낮은 것으로 판단된다. 10개교 중 1개교만이 HCHO 책상 없는 교실2의 중앙지점 기준치 100 μg/m³를 초과[(2) 103.7 μg/m³]하는 사례이고, 창 가 지점의 경우도 기준치에 근접한 96 μg/m³로 나타났 으나 책상이 있는 교실1의 경우도 타 학교 평균(약 30 μg/m³ 내외)에 비해 높은 수준으로 측정된바 책걸 상의 기여도 보다는 다른 HCHO오염원이 있는 것으로 사료된다. 그러나 10개교 조사 중 4개교에서 TVOC값 의 초과사례(기준치 400 μg/m³)가 있고 장 단기적으로 현재 개별 물질의 실내기준도 마련되어 있는 바, 책걸 상의 VOC 방산량 또는 톨루엔, 벤젠, 에틸벤젠, 자일 렌 등의 개별 물질 방산량을 추가하는 방안의 검토도 필요하다.

비교 조사를 위해 별도로 진행한 10년 이상 된 교실 을 대상으로 최근 신규 학생용 책상 및 의자를 구입한 학교의 경우에는 폼알데하이드 및 총휘발성유기화합물 류가 기준치 이내로 평가되어 그 외 신축 9개교의 가 장 큰 특징인 최근 신축한(6개월 이내) 실내의 건축자 재로 인한 오염원일 가능성이 매우 높다.

본 연구는 일부 학교를 대상으로 한 실측조사의 대 표성 부족으로 인한 제한점을 가지고 있고, 책걸상 제 작 시기, 구입 시기, 조사 시기 등을 고려한 추가적인 조사를 통한 좀 더 명확한 학생 책걸상용 폼알데하이 드 방산량 기준 및 관리가 요구된다.