Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 2288-9167(Print)
ISSN : 2288-923X(Online)
Journal of Odor and Indoor Environment Vol.18 No.4 pp.330-339
DOI : https://doi.org/10.15250/joie.2019.18.4.330

Study on the characterization of domestic odor facilities by using the olfactory field odor method in a domestic industrial complex area

Buju Gong1*, Jonghyeon Kim1, Gyeongmi Lim2, Eunji Woo1, Gangnam Jo1, Jungmin Park1, Youngwoo Kim1
1National Institute of Environmental Research
2Institute of Health and Environmental Research of Chungcheongbuk-Do
Corresponding author Tel : +82-32-560-7333 E-mail : bjkong@korea.kr
11/11/2019 07/12/2019 17/12/2019

Abstract


In this study, the grid field olfactory odor method was supplemented to the domestic situation in the surrounding areas of a domestic science industrial complex. The actual condition of the occurrence of odor frequency in the field was then investigated over the first period of late spring to summer and the second period of autumn in 2017. The frequency of odor occurrence in the area around the science industrial complex was increased as odor discharge facilities in the nearby area were concentrated. The odor occurrence frequency of the total period was 0.09~0.28, that of the first period was 0.08~0.32, and that of the second period was 0.05~0.25. The odor occurrence frequency in summer was higher than in autumn. The frequency by which the measurement of odor occurrence by smell type was most dominant was mainly smell of chemicals, plastics, and livestock houses during the first period, and the smell of chemicals, burning gases, and plastics during the second period. And the frequency of each smell type was judged to be different according to season. The odor occurrence frequency was measured as higher than 0.15, which is the standard of Germany’s odor frequency in an industrial area, and it was judged that measures for odor management in the region were necessary. Since most of the odor discharge facilities are non-continuous systems and the odor generation frequency is more important than the concentration of the minimum detection concentration, it was judged that the German grid method can reflect the odor occurrence characteristics of the odor complaints or receptors for a certain period of time compared to the domestic measurement method. In the future, it was judged that the field olfactory odor method would be able to replace the evaluation method of odor assessment in Korea with the survey method of odor assessment under actual conditions in areas where it is difficult to access the odor discharge source or the receptor where odor complaints occur.



현장 후각측정법을 이용한 과학산업지역의 악취빈도 발생 특성 평가

공 부주1*, 김 종현1, 임 경미2, 우 은지1, 조 강남1, 박 정민1, 김 영우1
1국립환경과학원
2충청북도보건환경연구원

초록


    Ministry of Environment
    NIER-2017-01-01-122
    © Korean Society of Odor Research and Engineering & Korean Society for Indoor Environment. All rights reserved.

    1. 서 론

    국내에서 많이 발생하는 악취문제는 2005년악취 방지법시행에도 불구하고, 국민들의 생활수준 향상 과 쾌적한 환경에 대한 요구가 증대됨에 따라 악취를 포함한 생활환경 전반에 대한 관심과 민원이 증가하고 있다. 악취민원은 Fig. 1과 같이 ’03년 2,381건, ’10년 7,247건, ‘18년 32,475건으로 지난 15여년간 악취민원 은 약 7배 증가하였고, 특히, 하수도, 음식점 등 악취 비규제시설과 악취관리지역 외의 사업장에서 악취민원 이 증가한 것으로 나타났다(NIER, 2018; ME, 2017).

    국내 악취측정방법의 시료채취지점은 부지경계선 및 배출구로 정하고 있다. 부지경계선에서의 측정은 악취 배출원을 중심으로 부지경계선을 시료채취지점으로 하 고, 발생원에서 바람이 불어올 경우 악취가 감지되는 시점을 결정하여 복합악취 및 지정악취물질 시료를 채 취하여 분석을 수행하고, 배출구의 측정은 5 m 이상의 배출구가 있는 시설에 대해서만 복합악취를 대상으로 시료를 채취하여 측정할 수 있다(NIER, 2019).

    국내 악취측정방법의 문제점은 악취 민원이 있는 현 장에서는 분명한 냄새를 인지하였으나, 시료를 채취하 여 48 시간 이내에 분석하면 농도가 배출기준 이내로 나타나는 경우가 다수 존재하여 악취관리가 어렵다는 점이다. 악취 민원은 악취 농도(강도)보다는 빈도에 영 향을 많이 받으며, 피해지역의 악취규제기준이 사업장 부지경계와 동일하고 시료채취 후 실험실로 이동하는 과정에서 오차가 발생(decay)하고, 측정기관마다 결과 가 상이하여 악취현장 특성 반영에 한계가 있다. 그럼 에도 불구하고, 복합악취의 경우 별도의 표준물질 (standard material)이 없고, 시료채취 후 48시간 이내에 희석배수를 측정하게 되어 있어 악취물질 시료 분석의 경과시간 차이에 따른 농도 차이가 발생하게 된다. 이 에 지자체에서 분기별로 운영되고 있는 악취실태조사 방법은 실질적인 악취관리에 미흡한 문제점이 지적되 고 있어 악취관리 실태조사 방법 개선이 필요한 실정 이다(NIER, 2016, 2013).

    한편, 독일 등 해외 선진국에서의 악취관리는 현장 악취 측정법을 기본 측정법으로 하고 있으며, 지역에 맞는 수용체 중심의 노출 허용농도 기준을 설정하여 배출원에서 허용농도를 지정하고 있다. 악취 허용농도 는 확산모델 등을 사용하여 평균시간(1분, 1시간 평균 등)과 퍼센타일(98%, 99%)이 지정된 OU 농도(예, 1 OU, 5 OU 등)를 지정하고 악취배출시설 사전허가 등을 평가할 때 악취모델링을 활용한 수용지점에서의 악취기준과 빈도를 기준으로 평가하고 있다(NIER, 2016). 또한, 최근 국내의 2019년~2028년에 시행되는 제2차 악취방지종합시책을 살펴보면 배출구에 대한 배 출허용기준을 현행의 획일적 기준에서 수용체 중심의 악취 평가체계 도입을 위해 악취 착지지점에서의 악취 수준을 고려한 배출허용기준 체계로 전환하는 방법을 포함하고 있다(NIER, 2018).

    악취는 인간의 감각공해로 일정기간 동안의 악취발 생의 빈도 파악이 중요한데 본 연구에서는 독일을 중 심으로 유럽에서 적용하고 있는 현장 악취빈도 측정법 을 국내의 과학산업단지 주변지역에서 수행하고, 악취 발생빈도 특성을 파악하고자 하였다.

    2. 연구내용 및 방법

    최근 충청북도 지역의 악취발생 현황을 살펴보면 Fig. 2와 같이 시멘트 소성시설과 과학산업단지 지역에 서 악취민원이 많이 발생하고 있고, 과학산업단지 지역 의 악취민원 현황은 산단지역의 악취가 약 30%, 주변 축사 악취가 약 44%, 기타 악취가 약 26%로 나타나고 있다. 또한 최근 악취자동시료채취시스템을 활용하여 시료채취하여 분석한 결과 주로 새벽시간대에 악취발 생 단속건수가 많이 상승하는 것으로 나타났다.

    2.1 국내 악취실태조사 방법

    국내 악취방지법에 의한 악취실태조사는 Table 1과 같이 악취관리지역을 대상으로 악취발생 현황을 파악 하고, 필요한 경우 엄격한 악취 배출허용기준 설정을 위한 기초자료로 활용하기 위해 지방자체단체가 악취 관리지역을 대상으로 실시하는 조사를 말한다. “악취 방지법 제6조에 따른 악취관리지역의 대기 중 지정악 취물질 농도와 악취의 정도 등 악취발생의 실태를 주 기적으로 조사하고, 환경부장관, 시·도지사 또는 대도 시의 장은 악취로 인하여 주민의 건강과 생활환경에 피해가 우려되는 경우에는 악취관리지역 외의 지역에 서 제1항에 따른 악취발생 실태를 조사할 수 있다.”고 규정하고 있다(ME, 2019).

    악취실태조사는 전국 악취관리지역인 11개 시도, 33 개 지역에 대해 악취방지법 시행규칙 제 4조에 의거하 여 분기별로 실시하고 있다. 시료채취 횟수는 3일 이상 시간대(오전, 오후, 야간 등)별로 실시하며, 시료채취 시간 및 횟수는 지자체별로 상이하나 대략적으로 주간 1회~2회, 야간 및 새벽 시간대 1회~2회 측정을 수행하 고 있다. 이러한 국내의 악취실태조사 방법은 측정 위 치, 시기, 횟수, 기상조건 등에 따라 악취농도 분포가 다르게 나타나기 때문에 측정지점의 부지경계와 피해 지역의 복합악취 농도가 항상 배출허용기준을 만족하 고 있어 행정적인 조치가 어려운 상황이다(ME, 2019).

    2.2 독일의 악취실태조사 방법

    독일의 대기 중 악취노출도 평가방법은 Table 2와 같이 격자법을 이용한 후각 현장측정법(olfactory field measurement)이나 모델링에 의한 악취 확산계산법 (smell dispersion calculation)을 이용하여 평가한다. 신 규 악취배출시설의 허가 또는 등록을 위해서는 평가대 상 시설에 의해 예상되는 가중 악취노출도를 악취 확 산계산법으로 계산하여 결정한다. 대기 중 현재 악취노 출도와 허가등록 대상 악취배출시설의 예상 가중 악취 노출도를 합하여 총 악취노출도를 산출하여 한계 노출 값과 비교하며, 토지활용 분류에 따른 노출 한계 값 (EXPlim)인 최대 허용가능 악취노출도 기준은 Table 3 과 같다. 한편 기존에 설치된 악취배출시설에 대한 후 각현장측정법은 격자법(Grid Method)으로 악취평가 기 준은 악취 노출시간(smell hour)의 상대적 빈도를 통해 현재 악취노출도를 평가할 수 있다(NIER, 2016).

    독일식 격자법을 이용한 악취노출도 측정방법의 평 가영역의 선정은 악취발생원을 중심으로 굴뚝 높이의 30배에 상당하는 악취영향권에 해당하는 지역을 격자 망(최소반경 600 m로 발생원, 경계지역, 피해지역)으로 구분하고 민원지역을 반드시 포함한다. 격자 한 변의 길이는 보통 250 m이며 악취의 균일 정도에 따라 조정 이 가능하다. 오염원의 배출 위치는 사각형의 중심과 일치하도록 하고 실태조사를 위해서 격자는 20개 이상, 꼭짓점은 30개 이상으로 구성한다. 측정 빈도는 6개월 측정 시 13회 또는 26회, 12개월 측정 시 26회 측정지 점을 방문하여 측정한다. 악취노출도 측정방법은 배출 원을 중심으로 정사각형 격자를 형성하고 꼭짓점 4 곳 을 대상으로 현장에서 패널들이 악취를 감지하여, 10 분간 60회 측정하여 10% 인 6번 이상 감지될 경우 악 취시간(odor hour)이라고 하며 악취노출도(EXPexist)를 계산하여 비교한다(Kim et al., 2018).

    2.3 한국식 격자방식 현장악취 평가

    본 연구에서 독일식 현장 악취빈도 측정방법은 3개 월~12개월의 장기간이 소요되며, 이로 인해 악취 민원 이나 악취문제해결을 위한 즉각적인 대응이 어렵다. 따 라서 측정비용이 높은 문제점을 보완하고자 악취 민원 이 다발적으로 발생하는 충청북도 과학산업단지를 대 상으로 한국형 현장악취 빈도 평가 조사를 수행하였다. 이 단지는 면적이 9,450천 m2로 2002년 준공되어 주로 전기, 전자, 정밀기계, 화학 재료, 생명공학 광학 소재 및 의료기기, 폐수처리장 등 약 130여개의 업종의 업 체가 입주해 있다. 또한 주거지역과 이격거리가 짧아서 악취 민원이 상시 발생하는 지역으로 악취의 영향 범 위가 넓고 고농도 악취가 일부 발생하는 전형적인 악 취 민원 현장이라고 할 수 있다.

    현장 악취측정을 위한 격자구성은 Fig. 3과 같이 악 취배출원의 영향을 받는 수용체를 중심으로 격자를 구 성하였으며, 격자는 총 10개의 구역으로 나누었다. 측 정지점은 총 21개, 측정지점 간격은 230 m로 사람의 접근성이 용이하고, 주거지에 영향을 주는 악취빈도 파 악을 위해 주거지 중심으로 측정지점을 선정하였다.

    과학산업단지 주변의 현장평가의 냄새의 구분은 주 요 냄새가 유기용제 냄새, 크레졸 냄새, 본드 냄새 등 약품냄새와 플라스틱 냄새, 축사 냄새, 썩는 냄새 등으 로 나타나 Fig. 4와 같이 무취, 유기용제류 약품 냄새, 기타 약품 냄새, 플라스틱 냄새, 썩는 냄새, 자동자 배 출가스 냄새, 분뇨 냄새, 축사 냄새, 음식 냄새, 기타 냄새(매캐한 냄새, 타는 냄새, 과자 냄새, 걸레 냄새 등) 등으로 구분하였다.

    현장 악취빈도 측정은 2시간 간격으로 현장 판정원 이 시간별로 권역을 변경하면서 측정하는 방법으로 1 차 측정은 ’17년 5월 22일~6월 30일의 기간 동안 40회, 2차 측정은 ‘17년 9월 28일~11월 21일 기간 동안 40회 로 봄에서 가을까지 총 80회를 수행하였으며 현장 악 취빈도 측정용 데이터 기록지는 Fig. 4와 같다.

    측정방법은 측정지점에서 10분간 머물면서 10초씩 60회 냄새를 감지 측정하여, 냄새 감지 여부, 냄새 종 류 등을 현장후각측정기록표에 기록하였다. 60회 중 6 회(10%) 이상 감지시를 1 odor hour로 표시하여 악취 발생빈도로 평가하였고 10분 동안 기상 측정(온도, 습 도, 기압, 풍향, 풍속 등)을 동시에 수행하였다.

    3. 연구결과 및 고찰

    3.1 과학산업단지 주변의 기상특성

    과학산업단지 지역의 측정기간 동안의 기상청 자료 를 활용하여 기상패턴을 분석한 결과는 Fig. 5와 같다. 1차 측정기간인 늦은 봄~여름철 측정기간의 주풍향은 남서풍 또는 서남서풍 계열로 산단지역에서 주거지역 쪽으로 풍향이 발생하는 것으로 나타났고, 풍속평균은 약 1.7 m/s, 월평균 풍속은 1.7~1.8 m/s 범위로 나타났 으며, 평균기온은 약 23°C, 강우량은 약 23 mm 수준으 로 나타났다. 2차 측정기간인 가을철에는 북서풍 또는 북동풍이 주풍향이었고, 풍속평균은 약 1.5 m/s로 월평 균 풍속은 1.4~1.6 m/s 범위로 나타났으며, 평균기온은 약 13°C, 강우량은 약 27 mm 수준으로 나타났다.

    3.2 과학산업단지 주변의 악취빈도 특성

    과학산업단지 주변의 21개 지점에 대한 현장 악취빈 도 측정결과를 Fig. 6~Fig. 9에 나타내었다. 격자 각 꼭 짓점의 지점별 악취빈도(point odor hour) 갑의 합을 권역별 악취빈도(area odor hour) 값으로 계산하여 격 자 중앙에 표시하였다. 격자별 총 측정 빈도 횟수는 총 80회가 되었으며, 각 격자의 악취시간 빈도(odor hour) 의 합을 측정 빈도인 80회로 나누어 주면 악취를 감지 하는 정도인 후각노출 특성 값이 도출된다. 이 값이 10%를 초과하는 구역은 파란색으로 표시하였고, 20% 를 초과하는 지역은 주황색으로 표시하여 나타내었다. 현장 후각측정법의 악취빈도 측정결과는 배출원의 근 거리에서 악취빈도가 증가하는 경향을 나타내었으며, 이것은 하수처리 공정 중 슬러지 처리시설 냄새의 영 향이 큰 것을 알 수 있으며 특히, 동쪽 방향의 악취빈 도가 높아서 슬러지 건조시설의 영향이 크다는 것을 알 수 있다.

    1차 측정기간의 악취발생 빈도 측정결과는 Fig. 6과 같이 0.08~0.32로 나타났으며, 산업단지와 인접한 지역 이 현장 악취빈도가 높게 나타났다. 주요 냄새 특성은 Fig. 7과 같이 약품 냄새 > 플라스틱 냄새 > 축사 냄새 순으로 나타났으며, 플라스틱 냄새는 4권역과 10권역 에서 빈도가 약간 높게 나타났고, 약품 냄새는 1권역과 2권역에서, 축사 냄새는 2권역과 6권역에서 빈도가 높 게 나타났으며, 전체적으로 2권역과 3권역에서 악취발 생 빈도가 0.3 이상으로 높게 나타났다. 또한 바람이 불 때 냄새 인지 가능성이 높아졌으며, 풍향에 따라 냄 새 종류가 다르게 나타났다. 그리고 악취발생 빈도 산 출시 발생회수 10%를 기준으로 산출하므로 모든 냄새 에 대한 악취빈도 값은 나타났으나, 냄새 종류별 악취 빈도 값은 나타나지 않은 경우와 모든 냄새 빈도는 1 개이나 종류별로는 2가지 이상이 되는 경우가 있어서, 냄새 종류별 악취빈도의 합이 모든 냄새에 대한 악취 빈도와 일치하지 않았으며, 악취빈도의 시간에 의한 평 가와 냄새 빈도(횟수)에 의한 평가도와 불일치하는 것 으로 나타났다.

    1차 측정기간과 2차 측정기간의 현장 악취빈도 측정 결과를 종합해 보면 전반적으로 늦은 봄~여름철의 1차 측정기간이 가을철인 2차 측정기간보다 악취발생 빈도 가 높게 발생하는 것으로 나타나, 악취 민원이 주로 여 름철에 많이 발생하는 경향과 일치하였다. Fig. 8

    악취발생 빈도가 높게 발생하는 냄새 종류도 1차와 2차 측정기간이 다르게 나타났다. 늦은 봄~여름철의 1 차 측정기간의 발생빈도는 약품 냄새 > 플라스틱 냄새 > 축사 냄새 순이었고, 가을철인 2차 측정기간의 발생 빈도는 약품 냄새 > 타는 냄새 > 플라스틱 냄새 순으 로 나타났으며, 종합적으로 발생빈도는 약품 > 플라스 틱 > 타는 냄새 순으로 나타났다. Fig. 9

    1차 측정기간인 늦은 봄~여름 기간의 악취발생 빈도 는 0.08~0.32로 나타났고, 공단지역과 가까운 지역에서 는 0.25~0.32, 공단지역과 떨어진 지역에서는 0.08~ 0.25 정도로 나타났다. 가을철인 2차 측정 기간의 악취 발생 빈도는 0.18~0.25로 나타났고, 공단지역과 가까운 지역에서는 0.18~0.25, 공단지역과 떨어진 지역에서는 0.05~0.13 정도로 나타났다. 종합적으로 악취발생 빈도 는 0.09~0.28, 공단지역과 가까운 지역에서는 0.24~ 0.28 정도로 나타나 산업단지에 인접한 주거지역의 악 취 빈도가 높게 나타났다. Fig. 10

    4. 결 론

    본 연구에서는 과학산업단지의 주변지역을 대상으로 독일식 격자법을 국내 실정에 맞게 보완하여 늦은 봄 에서 여름의 1차 기간과 가을의 2차 기간에 걸쳐 현장 악취빈도 발생의 실태조사를 실시하였다.

    1차와 2차의 과학산업단지 주변지역의 악취발생 빈 도는 악취배출시설이 밀집한 공단지역에 가까울수록 악취발생 빈도의 합이 증가하였다. 전 기간의 악취발생 빈도는 0.09~0.28로 나타났고, 1차 기간인 늦은 봄~여 름철의 악취발생 빈도는 0.08~0.32, 2차 기간인 가을철 의 악취발생 빈도는 0.05~0.25로 나타나서, 주로 여름 철이 대부분인 1차 측정기간이 2차 측정기간인 가을철 보다 악취발생빈도가 높게 나타났다.

    냄새 종류별 악취발생 빈도는 1차 기간에는 주로 약 품 냄새, 플라스틱 냄새, 축사 냄새가 주요 냄새였고, 2 차 기간에는 약품 냄새, 타는 냄새, 플라스틱 냄새가 주요 냄새여서 계절에 따라 주요 악취 발생원이 상이 한 것으로 판단되었다.

    본 연구의 측정결과는 주로 악취가 많이 발생하는 봄에서 가을철 기간 동안 측정한 결과이며 현재 국내 악취빈도 기준은 없지만 독일의 공업지역의 악취빈도 기준인 0.15 보다 높게 나타난 권역에 대해서는 악취 관리대책이 필요한 것으로 판단되었다.

    악취 배출시설은 대부분이 비연속시스템이고 악취는 농도 보다는 최소감지 농도 이상의 악취발생 빈도가 중요하기 때문에 독일식 격자법이 국내의 측정법에 비 해 일정기간의 악취 민원이나 수용체의 악취발생 특성 을 잘 반영할 수 있을 것으로 판단되었다.

    향후 악취배출시설에 대한 배출허용기준 판단여부는 기존의 악취측정방법으로 실시하고, 악취배출원의 접 근이 어려운 지역이거나 악취 민원이 발생하는 수용체 에 대한 평가는 한국형 현장 악취평가 방법이 국내 악 취실태조사 방법으로 대체 가능 할 것으로 판단되었다. 또한, 현장 악취빈도 측정을 위한 적절한 악취빈도 선 정에 대한 기준 설정, 악취 피로현상 해결방법, 지역별 악취판정사 제도 도입과 지역별, 업종별 발생 가능한 냄새 종류에 대한 Index 마련 등이 필요할 것으로 판 단되었다.

    감사의 글

    이 연구는 환경부의 재원으로 국립환경과학원의 지 원(NIER-2017-01-01-122)을 받아 수행하였습니다.

    Figure

    JOIE-18-4-330_F1.gif

    Odor complains trend in Korea.

    JOIE-18-4-330_F2.gif

    Complain status of odor in Chungcheongbuk-Do industrial area.

    JOIE-18-4-330_F3.gif

    Field investigation point for establishment of Korean odor evaluation method.

    JOIE-18-4-330_F4.gif

    Field data record sheet.

    JOIE-18-4-330_F5.gif

    Weather characteristics of odor survey area.

    JOIE-18-4-330_F6.gif

    Field odor frequency results of the first period (May 22~June 30, 2017).

    JOIE-18-4-330_F7.gif

    Field odor frequency results by smell types in first period (May 22~June 30, 2017).

    JOIE-18-4-330_F8.gif

    Field odor frequency results of the second period. (September 28~November 21, 2017).

    JOIE-18-4-330_F9.gif

    Field odor frequency results by smell types in second period (September 28~November 21, 2017).

    JOIE-18-4-330_F10.gif

    Field odor frequency synthesis results of 1st and 2nd period.

    Table

    Characteristics of actual odor survey method in Korea

    Odor exposure measurement features in the atmosphere in Germany

    Field odor exposure standard by region in Germany

    Reference

    1. Kim J. H. , Kim N. R. , Jo G. N. , Park J. M. , Jang H. S. , Bang S. A. , Kim S. T. , Han J. S. , Kim D. G. , Kim J. S. , Gong B. J. ,2018. Study on the characterization of domestic odor facilities by using the olfactory field odor measurement method. Journal of Odor and Indoor Environment 17(3), 274-285.
    2. Ministry of Environment (ME),2019. Odor prevention law.
    3. Ministry of Environment (ME),2017. Demonstration project to improve atmospheric facilities in restaurants.
    4. National Institute of Environmental Research (NIER),2013. Improvement of permissible limit for odor and it’s measure.
    5. National Institute of Environmental Research (NIER),2016. Studies on improvement of odor status monitoring and evaluation methods.
    6. National Institute of Environmental Research (NIER),2018. Study for the establishment of the Second Comprehensive Odor Prevention Policy.
    7. National Institute of Environmental Research (NIER),2019. Odor standard method.