1. 서 론

 2005년 악취방지법이 제정되면서 국내의 악취판정은 공기희석관능법에 의한 복합악취 농도를 측정하고 있다(National Institute of Environmental Research, 2007; Ministry of Environment, 2007). 외국의 사례를 보면 미국과 유럽 등은 olfactometer를 사용하고 있으며(Choi et al., 2005; Song et al., 2007), 일본은 한국과 마찬가지로 무취희석에 의한 공기희석관능법을 사용하고 있다. 한편, 공기희석관능법은 사람의 후각에 의존하기 때문에 복합악취 측정이 상당히 어렵고 측정자 또는 측정기관에 따라 측정결과가 많이 달라 여러 가지 문제점이 발생하고 있다(Park et al., 2006; Park et al., 2007). 복합악취 측정에서 정밀도 및 정확도에 영향을 미칠수 있는 요인들로는 성별, 연령, 흡연유무, 참여경험 등이 있다. 측정기관에 따라 결과의 차이가 크기 때문에 이러한 문제점들을 해결하기 위해 숙련도 평가가 필요하다. 외국의 경우 복합악취 측정을 위한 숙련도 평가를 수행하여 측정기관들의 복합악취 측정능력을 향상시키고 있다. 반면 국내에서는 복합악취에 대한 숙련도 평가가 거의 이루어지지 않고 있어 측정결과의 신뢰도를 높이기 위해서 측정기관들의 숙련도 향상이 필요할 것으로 판단된다(National Institute of Environmental Research, 2010).

 본 연구에서는 공기희석법에 의한 복합악취 결과에 대한 신뢰도 향상과 숙련도 개선을 위해 악취분석요원들의 성별, 연령, 흡연유무 및 악취판정 참여횟수 등의 일반특성들과 참여기관의 유형이 악취분석 결과에 미치는 영향을 조사하였다. 공기희석관능법의 측정결과에 영향을 미치는 주요인자가 무엇인지 실제 분석결과를 토대로 검토하고 추후 악취 측정 분석기관의 숙련도 평가 수행시 참고자료로 활용하고자 하였다.

2. 연구의 범위 및 방법

2. 1 숙련도 시료 및 참여기관

2.1.1 숙련도 시료와 시료 채취방법

 숙련도 시험을 위한 복합악취 시료는 D시 소재의 환경사업소의 환경 산업폐수 및 생활하수 처리장의 농축조의 현장 악취가스를 사용하였다.

 -채취 지점 및 방법: 농축조에서 복합악취 현장시료 숙련도시험 평가에 참여하는 기관들은 지정한 장소, 날짜 및 시간에 모여 동일한 장소에서 시료채취토록 하였다.

Fig. 1. Location of the sampling site.

2.1.2 숙련도 시험 참여기관

 숙련도 시험은 전국의 14개 시∙도 보건환경연구원, 7개의 대학, 7개의 민간분석기관, 43개의 사설업체(자가측정업)가 참여하였다.

2. 2 연구 방법

 본 연구에서는 복합악취의 분석방법인 공기희석관능법의 숙련도 향상을 위한 기초자료로서 악취 분석요원의 특성에 따라 분석결과에 어떠한 영향을 미치는지 통계분석을 실시하고 추후 숙련도시험 방안 마련시 본 검토결과를 인용하도록 하는데 있으며, 연구의 방법은 다음과 같다. 

 첫째, 예비고찰을 통하여 악취의 특성 및 분석방법을 검토하였다.
 둘째, 분석기관을 공공 검사기관, 사설 검사기관으로 세분하고 분석요원을 성별, 나이, 흡연유무, 참여횟수 등으로 구분하여 분석결과를 통계분석 하였다.
 셋째, 분석요원의 개인특성과 악취 분석결과와의 상관관계를 토대로 숙련도시험 방안 마련시 고려사항을 도출하였다.

2. 3 공기희석관능법

2.3.1 측정원리 및 방법

 “악취방지법”에서 복합악취의 측정방법으로 공인하고 있는 공기희석관능법의 경우 사업장의 부지경계선 또는 발생원(배출구)에서 채취한 시료를 시험실로 운반한 후 무취공기로 희석하여 평균정답율이 0.6미만일 경우 시험을 끝내고 희석배수(냄새감지한계 희석배수)를 구하는 방법이다.

(1) 시료채취 장비

 시료채취 용기와 시료채취관은 취기성분이 흡착, 투과 또는 상호반응에 의해 변질되지 않는 것으로서 시료주머니의 재질은 폴리에스테르(Polyester)로 내용적 10 L인 것으로 하였다.

 시료채취 펌프는 흡입유량이 1~10 L/분의 판막식(다이아프람)펌프로서 취기흡착성이 낮은 재질로 된 것을 사용하였다.

(2) 시료채취 지점의 선정 및 채취

 시료채취자는 발생원의 입지여건과 배치상태 및 조업상태, 현장 전체의 악취분포 상태, 풍향∙풍속 등의 기상상태를 조사하여 악취세기가 가장 높을 것으로 판단되는 부지경계선 또는 측정공, 최종배출구에서 시료를 채취하였다. 시료채취는 채취하고자 하는 시료를 펌프와 채취관에 3분간 흘려보낸 후 깨끗한 냄새주머니에 시료를 채취하였다. 시료채취는 1~10 L/분의 유량으로 5분이내에 행하고, 배출구의 시료를 채취하는 경우 수분이나 먼지가 함유되어 있다고 판단되는 경우에는 채취관 끝에 유리섬유(Glass wool)를 채워 제거하였다.

(3) 시료의 운반 보관 및 공기희석

 채취한 악취시료는 직사광선을 피하고 상온을 유지하도록 하여 운반하여야 한다. 보관 및 시험할 때에도 동일하며, 시료는 채취 후 가능한 48시간 이내에 시험하였다. 시료를 환기장치가 설치되어 있는 방 또는 통풍이 원활한 방에서 자동희석장치나 수동으로 시료와 무취공기를 희석배수별로 희석하여 관능시험에 사용하였으며, 시료는 약 3배수씩 단계별로 증가시키면서 희석하며, 측정시의 악취정도 등 시료 특성을 파악하여 최초 희석배수를 선택하여 실시하였다.

(4) 판정요원의 선정

 5매 1조의 거름종이를 건강한 피검자에게 주어 냄새가 나는 거름종이 3매를 선택하게 하여 3종류의 시험액을 모두 알아 맞추고 악취도가 3, 4인 사람을 판정요원으로 선정하였다.

2.3.2 판정방법

(1) 희석배율의 판정

 단계별로 희석시킨 시료희석주머니 1개와 별도로 준비한 무취주머니 2개를 1조로 하여 판정요원은 관능 시험용 마스크를 쓰고 시료희석주머니와 무취주머니를 손으로 눌러주면서 2~3초간 냄새를 맡고, 악취분석요원은 관능시험결과 모든 판정요원의 정답율을 구하여 평균정답율이 0.6 미만일 경우 판정시험을 끝냈다.

◎ 평가과정 : 최초시료희석배수(2조의 평가 정답율 0.8)

(2) 결과치의 산출 및 판정

 전체 판정요원의 시료희석배수 중 최대값과 최소값을 제외한 나머지에 대해 기하 평균한 값을 판정요원 전체의 희석배수로 하였으며, 관능시험 결과 얻어진 판정원 전체의 냄새감지한계 희석배수가 배출허용기준치 이내이면 적합, 이상이면 부적합(기준초과)으로 판정하였다.

◎ 계산과정

3. 결과 및 고찰

3. 1 판정요원의 일반특성이 악취판정에 미치는 영향

3.1.1 성별의 영향

 판정원의 성별차이가 복합악취 판정에 미치는 영향을 분석하였다(Table 1). 복합악취 시료에 대한 평균 공기희석배수는 여자와 남자가 각각 500±873배와 337±334배로 여자가 악취에 더 민감하게 반응하였다. 악취방지법에서 5인의 판정요원의 측정값 중 최소값과 최대값을 제외한 나머지 3개의 측정값을 사용하도록되어 있고, 판정요원들이 평가한 복합악취 시료의 공기희석배수는 편차가 크고 이상치가 포함되어 있기 때문에 평균값 보다는 중위수를 기준으로 평가하는 것이 합당하다. 중위수를 기준으로 한 경우에도 여성(300배)이 남성(258배)보다 악취에 대해 더 민감하게 반응한다는 것을 알 수 있다.

Table 1. The dilution ratio of the complex odors by gender ¹⁾통계나 조사에서 중심경향 측정을 나타내는 수치로, 일련의 수치 가운데서 가장 많이 나타나는 수치를 말한다.²⁾통계집단의 단위의 계량적 특성값에 관한 산포도를 나타내는 도수 특성값을 말한다. 표준편차가 0일 때는 관측값의 모두가 동일한 크기이고, 표준편차가 클수록 관측값 중에는 평균에서 떨어진 값이 많이 존재한다. ³⁾표본 평균 분포의 표준편차 ⁴⁾복합악취 공기희석배수 통계분석 결과치에서『합계』의 의미는 전체 참여인원의 결과치를 의미한다.

3.1.2 연령의 영향

 악취판정요원의 연령이 악취시료의 농도판정(공기희석배수)에 미치는 영향을 조사하였다(Table 2). 중위수를 살펴보면 20대와 30대의 경우 300배로 동일한 값이었으나 연령이 증가함에 따라 중위수 값이 급감하였으면 50대는 현저하게 감소하였다. 악취 판정값은 중위수뿐만 아니라 평균값도 연령이 증가함에 따라 감소하였다. 이러한 결과는 연령이 증가함에 따라 악취에 둔감해지며, 악취판정요원의 연령이 악취판정결과에 중대한 영향을 미친다는 것을 의미한다. 본 연구에 참여한 판정요원은 20대와 30대가 약 77.8%으로 전체판정요원들이 측정한 중위수(300배)와 동일하였다.

Table 2. The dilution ratio of the complex odors by ager

3.1.3 흡연자와 비흡연자의 영향

 악취판정요원의 흡연이 복합악취 농도의 판정결과에 미치는 영향을 분석하였다(Table 3). 흡연자의 악취시료에 대한 공기희석배수는 평균값과 중위수 모두 비흡연자의 악취희석배수와 많은 차이를 보였으며 악취 판정원의 선발에서 흡연유무가 매우 중요한 변수임을 알 수 있었다. 흡연자가 비흡연자에 비해 악취에 대해 훨씬 둔감하게 반응하므로 악취판정요원은 비흡연자를 대상으로 하여야 한다는 것을 의미한다.

Table 3. The dilution ratio of the complex odors by smoker and non-smoker ⁵⁾표본 평균 분포의 표준편차

3.1.4 악취분석 참여횟수의 영향

 악취판정요원이 악취시료 분석에 참여횟수가 악취판정결과에 미치는 영향을 분석하였다(Table 4). 악취판정요원의 악취판정 참여경험이 악취판정 결과에 많은 영향을 미쳤다. 참여횟수가 적을수록 악취에 더 민감하게 반응하였으며, 참여횟수가 늘어날수록 악취에 둔감하게 반응하는 것으로 나타났다. 공기희석배수를 중위수로 살펴보면, 악취분석 경험이 100회 미만인 판정원들은 공기희석배수가 258~300배 정도로 차이가 크지 않으나, 100회 이상에서는 참여횟수가 증가할수록 감소하였다.

Table 4. The dilution ratio of the complex odors by the number of participating times in odor analysis ⁶⁾표본 평균 분포의 표준편차

 Table 1~Table 4의 결과로부터 성별, 연령, 흡연유무, 및 악취판정 참여횟수 등 악취판정요원의 다양한 일반특성들이 복합악취의 판정에 많은 영향을 미쳤다. Table 1에 제시된 바와 같이 여자가 남자보다 악취에 더 민감하였다. 시각, 촉각, 미각, 청각이 시상을 통해 대뇌신피질계의 각 감각영역에 전달되는 것과 달리 후각정보는 남자보다 여성편이 더 많이 따르는 대뇌변연계에서 직접 전두엽으로 전달되기 때문에 다른 감각보다 상대적으로 민감하다고 한다. 여성의 뛰어난 후각능력은 후각기능을 활발하게 촉진하는 호르몬은 여성호르몬이라고 불리는 에스트로젠과 관련이 있다고 한다. 에스트로젠은 배란기에 가장 많이 분비되는데, 이때가 가장 후각이 예민한 시기라고 한다(Gilbert, 1988). 진화적 관점에서 육아와 상한 음식의 냄새를 맡아 가족을 돌봐야 했던 역할에서 후각이 예민하게 발달하였다는 것이다. 이상과 같이 성별에 따라 악취 민감도가 다르기 때문에 악취판정요원의 선발에 성별의 차이에 대한 부분도 고려되어야 한다는 것을 알 수 있다

 40대 이상에서 나이가 증가할수록 악취판정요원들의 악취 판정 농도가 감소한 것은 노화와 밀접한 관련이 있다. 후각 기능은 20~30대에 가장 발달하였다가 50~60대에 급격히 감소하기 시작해서 65~80세의 연령에서는 반수 이상에서, 80세 이상에서는 4분의 3에서 현저한 후각저하가 있는 것으로 알려져 있다(Stevens et al., 1987).

 노화와 함께 나타나는 후각 변화는 나이에 따라 구강 점막, 비강 상태의 변화와 관련이 있다. 또한 뇌의 후각 신경의 핵이 감소되는 등, 코에 있는 감각기관의 위축이 일어나도 후각에 변화를 일으키게 되는데, 이것은 노화된 후각 뉴런이 재생되지 않기 때문이다. 이외에도 구강 상부에 있는 후각 수용기가 퇴화하여 후각신경의 민감성이 감소하는 것도 후각을 떨어뜨리는 원인이다. 이러한 노화현상으로 인한 후각기능의 퇴화현상은 40대 이상에서 악취판정요원들의 연령이 증가할수록 악취 측정강도가 낮은 Table 2의 악취판정결과와 잘 일치한다. 후각기능의 퇴화 현상을 고려할 때 악취판정요원으로 적합한 연령층은 20~30대이며, 40대 이상을 판정요원으로 활용하기 위해서는 후각기능 퇴화에 대한 정량적인 분석자료의 구축과 측정 결과에 대한 보정이 필요하다고 할 수 있다.

 사람과 생쥐의 후각상피를 구하는 세포 비율은 정상적인 경우 후각수용세포 70~80%, 지지세포 15~25%, 기저세포 5% 정도로 비슷하다(Weiler et al., 1999). 후각 세포는 신경세포이지만 다른 신경세포와는 달리 유일하게 재생되는 신경세포로, 사람의 후각세포는 세포고사의 작용으로 대략 3~7주 가량의 세포주기를 가지면서 지속적으로 재생된다고 한다(Crusio et al., 1987; Schwob et al., 1995; Min et al., 2003). 후각감퇴나 소실을 유발하는 화학물질은 다양하며, 대표적인 화학물질로서 zinc sulfate (ZnSO₄)나 sulfur dioxide (SO₂) 등에 의한 후각상피의 손상이 동물 실험을 통하여 연구되었다(Crusio et al., 1987; Min et al., 2003). 담배 연기에는 약 4,000가지의 화학물질이 포함되어 있으므로 담배연기에 포함된 어떤 성분이 후각 상피의 손상에 결정적인 역할을 하는지 명확히 밝혀진 바는 없지만 역학연구에서 비흡연자와 비교해 흡연자에 있어서 후각 감퇴율이 더 높게 나타나고, 동물 실험모델에서 담배 연기에 지속적으로 노출될 경우 후각상피가 손상된다. 구형준 등(Koo et al., 2007)의 연구에 의하면 담배 연기로 의한 후각상피세포층의 손상 및 파괴는 노출 후 5일에서 3주 사이에 의미 있는 세포 숫자의 감소가 관찰되었으며, 노출 3주째에 두드러지게 나타난다. 담배연기에 지속적인 노출은 후각수용세포의 파괴를 증가시키며, 후각상피의 손상이 후각세포의 재생능력을 넘어서는 후각수용세포의 손상을 가져온다(Vent et al., 2003; Vent et al., 2004; Lee et al., 2006; Koo et al., 2007). 본 연구에서도 흡연에 의한 후각기능의 저하현상이 관찰된다. Table 3에서 알 수 있는 바와 같이 흡연자의 악취감지 농도가 훨씬 낮은 것은 흡연에 따른 후각세포의 손상이 원인인 것으로 판단된다. 따라서 악취판정요원은 흡연자들을 배제시키고 비흡연자를 선정하여 평가하는 것이 복합악취측정의 신뢰도를 높일 수 있을 것이다. 흡연자가 판정요원으로 참여하기 위해서는 손상된 후각세포가 재생되어 후각 기능을 회복할 때까지 충분한 금연기간을 가지는 것이 필요하다.

 악취판정요원의 악취 분석 경험이 많을수록 공기희석배수가 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 현상은 악취에 노출되는 횟수가 증가함에 따라 악취에 익숙 또는 둔감해졌거나 악취판정에 대한 숙련도가 향상되었기 때문으로 추정할 수 있을 것이다. 본 연구에 참여한 악취판정요원들 중 분석경험이 많은 숙련된 요원의 비율이 1.4%에 불과하여 그 원인을 명확하게 규명하기 어렵다. 그러나 악취분석 경험이 많은 숙련된 판정요원들이 악취에 지속적으로 노출되어 악취에 익숙해지므로 일정기간 동안 분석에 참여시키지 않는 방법도 고려할 수 있을 것이다.

 이상의 결과들을 살펴본 바와 같이 악취판정요원들의 연령, 흡연유무 및 악취판정 참여횟수 등 다양한 일반특성들이 악취판정에 많은 영향을 미치기 때문에 복합악취 측정결과에 대한 신뢰도를 높이기 위해서는 이들 요인들의 영향에 대해 보다 심도 있는 연구가 필요하다.

3. 2 악취분석기관의 유형별 악취판정 특성

 Table 5에 복합악취 농도의 판정결과에 대한 각 검사기관별 특징을 분석하였다. 복합악취 시료에 대한 공기희석배수에 대한 중위수는 사설업체(자가 측정업) 241배, 공공기관 250배, 민간기관 300배, 교육기관 325배 순으로 나타났다. 복합 악취농도는 공공 및 교육기관에서 높게 평가한 반면, 민간 및 사설업체가 다소 낮게 평가하였다. 기관들의 악취분석결과는 판정요원의 성별, 나이, 흡연 등의 여러 인자들이 섞여 있어 연령, 흡연, 분석 참여횟수 등의 인자들과 달리 악취분석기관의 유형에 따른 뚜렷한 차이를 보이지는 않고있다. 다만, 교육기관 대비 공공기관과 사설업체(자가측정업)에서 복합 악취가 상대적으로 낮게 평가되는 것은 숙련도 평가에서 고려해야할 인자중 하나라 사료된다.

Table 5. Statistical evaluation of the results with types of the odor measuring institute

4. 결 론

 공기희석법의 신뢰도와 악취분석기관들의 숙련도 개선을 위해 전국의 악취분석기관의 악취분석요원들을 대상으로 현장 복합악취 시료를 분석하도록 하였고, 악취분석요원들의 성별, 연령, 흡연유무 및 악취판정 참여횟수 등의 일반특성이 악취분석 결과에 미치는 영향을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

 악취판정요원의 일반특성은 악취분석 결과에 많은 영향을 미쳤다. 여자 판정요원이 남자 요원보다 악취에 더 민감하게 반응하여 악취분석 값이 더 크고, 20~30대에서는 차이가 없으나 40세 이상에서는 연령이 증가할수록 악취측정값이 감소한다. 또한 흡연자는 비 흡연자에 비해 악취 측정값이 더 낮았다. 흡연에 의해 후각세포의 손상이 원인이므로 흡연자가 판정요원으로 참여하기 위해서는 손상된 후각세포가 재생되어 후각기능을 회복할 때까지 충분한 금연기간을 가지는 것이 필요함을 의미한다. 악취판정요원의 악취 분석 경험이 많을수록 악취 측정값이 감소한다. 악취분석에 참여한 악취분석기관들의 유형에 따른 악취측정값의 뚜렷한 차이는 없었다. 본 연구를 통해 얻은 결과로부터 악취판정요원의 선별 시 연령, 흡연유무 및 악취판정 참여횟수 등을 고려하여 후각기능이 저하되지 않은 20~40대 비흡연자가 적합한 것으로 사료된다.