1. 서 론

현대인은 하루 24시간 중 약 20시간 이상을 실내에 서 보내고 있으며 그 중 약 14시간 이상을 주택에서 보내고 있다(NIER, 2010). 즉, 하루 중 90% 이상을 실 내에서 보내고 있어 실외 대기보다 실내공기 오염물 질에 더 많은 인체 영향을 받고 있다(Jang et el., 2017). 대표적인 실내공기 오염물질에는 이산화탄소(CO₂), 폼알데하이드(HCHO), 미세먼지(PM₁₀), 초미세먼지 (PM_2.5), 총부유세균(TBC) 등이 있다. 그 중 CO₂는 사 람의 호흡을 통해 배출되며 호흡 중에 CO₂가 4% 이 상이 되면 호흡곤란, 두통 등을 유발한다. HCHO는 건 축자재에서 방출되며 눈, 코, 목 등에 자극을 주고 발 암성 물질로 알려져 있다(ME, 2002). PM₁₀의경우 2013 년도에 IARC (International Agency for Research on Cancer)에서 1급 발암물질로 지정하였으며(Jang et el., 2017) PM_2.5는 흡입 시 폐포에 깊숙이 침투하여 호흡 기 및 심혈관계 질환 등 각종 질환을 유발한다고 알 려져 있다(KEI, 2012). 또한 총 부유세균(TBC)의 경우 빌딩증후군의 주요 원인으로 감염성질환, 알레르기 성 질환을 일으키는 원인 물질로 알려져 있다.(Heldal et al., 2003;Hwang et al., 2017) 따라서 환경부에서는 ^「실내공기질 관리법_」을 제정하여 PM₁₀, PM_2.5, CO₂, HCHO, TBC, 일산화탄소(CO) 6개 항목을 유지기준 으로, 이산화질소(NO₂), 라돈(Rn), 총휘발성유기화합 물(TVOC), 곰팡이 4개 항목을 권고기준으로 설정하 고 법 적용 다중이용시설에 대해 자가측정 의무 및 지 자체 지도점검 시 유지기준 의무를 부여하여 실내공 기질 개선 및 유지관리를 하고 있다.

실내공기 오염물질의 건강영향은 실내에서 생활하 는 수용체에 따라 양상이 다른데 특히, 노인, 영·유아, 임산부, 어린이 등 건강취약계층은 일반성인보다 실 내공기 오염물질에 민감하여(Kim et al., 2007) 더 많 은 인체 영향을 받을 수 있다. 따라서 기존 연구(Yang et al., 2010;Choi et al., 2013)에서는 건강취약계층이 이 용하는 시설(어린이집, 의료시설, 노인요양시설, 산후 조리원 등)에 대하여 농도분포 조사 및 건강위해성 평 가를 수행한 사례가 있다. 하지만 주로 어린이집, 의 료시설을 대상으로 연구를 수행하였고 상대적으로 산후조리원, 노인요양시설을 대상으로 수행한 연구 는 부족하다. 따라서 본 연구에서는 서울시 내 산후 조리원과 노인요양시설을 대상으로 실내공기질 현황 을 파악하고, 각 시설의 HCHO 농도를 바탕으로 건강 위해성 평가를 수행하였다.

2. 연구방법

2.1 연구대상 및 기간

본 연구는 2017년 1월 ~ 2021년 12월까지 오염도 검 사를 수행한 시설 중 산후조리원(81개소), 노인요양 시설(48개소)을 대상으로 하였으며, ^「실내공기질 관 리법_」유지기준 항목인 PM₁₀, PM_2.5, CO₂, HCHO, TBC 5개 항목 측정 자료를 바탕으로 연구를 수행하 였다. PM_2.5의 경우에는 ^「실내공기질 관리법_」개정 (2018.10.18.)으로 2019년 7월부터 유지기준 항목으로 적용되어 2019년 7월 ~ 2021년 12월까지 수행한 각 연 구대상의 오염도 검사 자료를 활용하였다.

2.2 시료 채취 및 분석

오염도 검사 시 시료채취 위치 및 각 항목의 측정 및 분석은 실내공기질 공정시험 기준에 따라 실시하 였다. 시료채취 위치의 경우 조사 대상시설의 오염도 를 대표할 수 있다고 판단되는 곳을 선정하였고 시료 채취지점의 중앙 점에서 바닥 면으로부터 1.2 m ~ 1.5 m 에서 수행하였다. 또한 측정지점에 자연환기구나 기 계환기설비의 급 배기구가 설치되어 있는 경우 가능 한 멀리 떨어진 곳에서 채취하였다. 각 항목의 측정 및 분석은 CO₂의 경우 비분산적외선법 측정기(IQ- 610Xtra, Gray wolf Sensing solution)를 사용하여 5분간 격으로 12회 연속 측정하여 총 1시간 측정하였다. PM₁₀, PM_2.5의 경우 중량법으로 미니볼륨에어샘플러(BMW- 3000/2500, 토탈코리아)를 사용하여 각각 5 L/min, 7 L/ min 유량으로 24시간 동안 채취하였으며 채취 전 후 여지의 무게차이를 측정하여 농도를 산출하였다. HCHO 의 경우 DNPH 카트리지와 오존 스크러버를 펌프(DGS- 101, Greensolus)에 설치하여 유량 1 L/min으로 30분간 2회 측정하여 총 1시간 측정하였다. 측정 후 분석은 아 세토니트릴로 추출한 후 액체크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography, HPLC)(LC- 20A series, Shimadzu)로 분석하였다. TBC의 경우 TSA 배지가 장착된 채취기(MAS-100, Merck)로 공기 중 미 생물이 배지에 충돌하는 원리를 이용하여 20분 간격 으로 3회 연속 측정하였다. 측정 후 배지는 35°C ± 1°C 에서 48시간 동안 배양기에서 배양한 후 집락 수를 계 수하여 정량적으로 평가하였다.

2.3 위해성평가

위해성 평가의 경우 유해성 확인, 용량반응평가, 노 출평가, 위해도 결정 순으로 진행하였으며 결정론적 위해성평가와 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 확률 론적 위해성 평가 두 가지 방법으로 진행하였다. 결 정론적 위해성평가 시에는 CTE (Central tendency exposure), RME (Reasonable maximum exposure)를 산 출하였으며 확률론적 위해성 평가 시에는 초과 발암 위해도 확률분포의 평균값, 최대값, 및 50%, 70%, 90%, 95% 값을 산출하였다.

2.3.1 유해성 확인 및 용량반응평가

HCHO의 유해성 확인을 위하여 “환경 유해인자의 위해성 평가를 위한 절차와 방법 등에 관한 지침”에 따라 과거 문헌 및 IARC (2022) 분류를 참고하여 급성 /만성 독성, 유전독성, 면역독성, 발암성 등을 조사하 였고 용량반응평가 단계에서는 IRIS (US EPA, 1990) 자료를 이용하여 HCHO의 단위위해도를 확인하였다 (Table 1).

2.3.2 노출평가

노출평가의 경우 조사대상시설 이용자 및 근무자 의 일일호흡률(Inhalation rate), 노출시간(exposure time), 노출기간(exposure duration), 노출빈도(exposure frequence), 체중(body weight), 평균수명(life time) 등 을 조사하고 아래의 식을 이용하여 평생일일평균용 량(LADDs)를 산출하였다. 평생일일평균용량 산출 시 적용했던 각 노출인자들은 문헌조사 및 과거 연구자 료를 이용하였으며, Table 2에 나타내었다.

여기서,

2.3.3 위해도 결정

조사한 일일호흡률과 체중 자료를 이용하여 단위 위해도를 발암잠재력으로 보정한 후, LADDs를 곱하 여 초과발암위해도를 산출하였다. 산출된 초과발암 위해도는 EPA에서 제시하고 있는 위해도 허용기준 치(10^-6~10^-4)와 비교하였다(US EPA, 1992).

여기서,

2.4 통계분석

본 연구의 자료 분석을 위해 Microsoft Excel 및 R (ver.4.0.5)을 이용하였으며, 건강위해성 평가는 crystal ball fusion edition (ver.11.1.2.4)을 이용하여 노출시나 리오에 따라 입력변수를 100,000번 추출하여 종속변 수인 건강위해성을 확률분포로 나타내었다.

3. 연구결과 및 고찰

3.1 시설별 오염물질 농도

각 시설의 5개 항목에 대한 연도별 평균 농도 조사 결과, 모두 실내공기질 유지기준 이내로 조사되었다 (Table 3).

Fig. 1은 연도별 각 시설의 5개 항목 농도분포를 나 타내었다. CO₂와 HCHO의 경우 산후조리원이 노인 요양시설보다 농도가 높게 분포하는 것을 알 수 있 었다. CO₂의 경우에는 산후조리원은 산모의 회복과 신생아의 체온 유지를 위해 환기를 최소화하기 때 문에 노인요양시설보다 높은 농도로 나타낸 것으로 보이며 이는 Joen et al. (2021)연구와 유사한 결과를 나타내었다. 또한 HCHO의 경우 측정 당시 리모델 링한 산후조리원이 많았으며 시설 특성상 높은 온 도와 상대습도를 유지하여(ME, 2012) HCHO가 상 대적으로 많이 방출되었기 때문으로 추론할 수 있 었다. PM_2.5는 산후조리원보다 노인요양시설에서 농 도가 높게 분포하는 것을 알 수 있었는데 기존 연구 (Braniš et al., 2005;Choi, 2008)를 보면 실내 PM_2.5 미만의 초미세먼지 농도 증가는 실내발생원에 의한 증가보다는 외기에 영향을 더 받는 것으로 보고된 바 있다. 따라서 대기측정망 자료를 이용하여 각 연 구대상의 연도별 측정일의 PM_2.5 외기 농도를 조사 해 본 결과 2019년 산후조리원의 경우 11.8 ± 4.2, 노 인요양시설의 경우 23.0 ± 15.0, 2020년에는 산후조 리원의 경우 17.3 ± 8.5, 노인요양시설은 21.0 ± 14.9 이었으며 2021년에는 산후조리원의 경우 17.3 ± 6.8, 노인요양시설은 19.0 ± 9.2로 모두 노인요양시설의 PM_2.5 외기 농도가 높았다. 이를 통해 각 연구 대상 시설의 측정당시 PM_2.5 외기 농도의 영향으로 산후 조리원보다 노인요양시설의 실내 PM_2.5 농도가 높 게 분포하는 것으로 추론하였다.

3.2 조사 대상 시설의 PM₁₀, PM_2.5 분포 특성

각 시설의 PM₁₀, PM_2.5 분포 특성을 알아보기 위해 PM_2.5와 PM₁₀의 농도비를 산출해 보았다. 산출 결과 산 후조리원, 노인요양시설의 PM_2.5와 PM₁₀의 농도비는 각각 0.69 ± 0.13, 0.67 ± 0.14 값을 갖는 것으로 조사되 었다. 산후조리원과 노인요양시설에서 PM_2.5가 PM₁₀ 에 차지하는 비율이 약 70%로 높기 때문에 PM_2.5 관 리가 중요하다고 판단하였다. PM_2.5의 경우 실내 활동 중에서 요리를 통해 배출되는 농도가 가장 높으며 실 내 요리 등 연소를 통한 배출이 없다면 외기와의 교 환이 중요하다는 연구결과(Kang et al., 2020a)가 보고 된 바 있어 산후조리원과 노인요양시설에서 조리 활 동 시 레인지 후드를 사용하며 조리 종료 시에는 레 인지 후드만으로는 실내에서 확산된 PM_2.5를 제거하 지 못하므로 환기장치 가동이 필요하다(Kang et al., 2020b). 또한 공기청정기 사용 시 실내 PM_2.5 농도를 67.0% 저감한 결과를 나타낸 Han et al. (2019)의 연구 를 통해 외기 PM_2.5 농도가 높을 경우 적절한 횟수와 시간으로 환기를 하되 공기청정기 등을 사용하여 실 내의 PM_2.5 농도를 줄일 필요가 있다.

3.3 측정항목과 온·습도와의 상관관계

각 측정항목과 실내 환경요소 중 온도와 상대습도 와의 상관관계를 조사하였다. 상관관계 산출 결과를 나타낸 Table 4를 보면 HCHO와 온·습도의 경우 양의 상관관계(r = 0.48, 0.54, p < 0.01)를 갖는 것으로 조사 되었으며 TBC 또한 HCHO와 마찬가지로 온·습도와 양의 상관관계(r = 0.43, 0.39, p < 0.01)를 갖는 것으로 조사되었다. 이는 Lee et al. (2013)연구와 유사한 연구 결과를 나타내었으며 이를 통해 산후조리원과 노인 요양시설의 HCHO와 TBC 농도관리에 온·습도가 중 요한 요인 중 하나임을 확인할 수 있었다.

3.4 건강위해성평가 결과

3.4.1 결정론적 위해성평가 분석결과

결정론적 위해성평가 분석결과는 Table 5에 나타내 었다. HCHO의 산후조리원 이용자 발암위해도는 CTE 에서 1.47 × 10^-7, RME에서 5.29 × 10^-7으로 모두 허용 위 해도인 10^-6 미만으로 조사되었다. 그러나 산후조리원 근무자의 경우에는 CTE에서 1.19 × 10^-5, RME에서 3.31 × 10^-5으로 모두 허용위해도인 10^-6은 초과하였으 나 최대 허용기준인 10^-4 미만으로 조사되었다.

HCHO의 노인요양시설 이용자 발암위해도는 CTE 에서 3.01 × 10^-6, RME에서 8.69 × 10^-6으로 모두 허용위 해도인 10^-6은 초과하였으나 최대 허용기준인 10^-4 미 만으로 조사되었다. 또한 노인요양시설 근무자의 발 암위해도는 CTE에서 3.35 × 10^-6, RME에서 8.06 × 10^-6 으로 이용자의 발암위해도와 마찬가지로 모두 허용 위해도인 10^-6은 초과하였으나 최대 허용기준인 10^-4 미만으로 조사되었다.

3.4.2 확률론적 위해성 평가결과

확률론적 위해성 평가 결과는 Table 6에 나타내었 다. HCHO의 산후조리원 이용자 발암위해도는 50th 에서 1.53 × 10^-7, 95th에서 4.33 × 10^-7으로 모두 허용 위 해도인 10^-6미만으로 조사되었다. 그러나 산후조리원 근무자의 경우 50th에서 1.24 × 10^-5, 95th에서 3.52 × 10^-5으로 모두 허용위해도인 10^-6은 초과하였으나 최 대 허용기준인 10^-4 미만으로 조사되었다.

HCHO의 노인요양시설 이용자 발암위해도는 50th 에서 3.16 × 10^-6, 95th에서 8.35 × 10^-6으로 모두 허용위 해도인 10^-6은 초과하였으나 최대 허용기준인 10^-4 미 만으로 조사되었다. 또한 노인요양시설 근무자의 발 암위해도는 50th에서 3.52 × 10^-6, 95th에서 9.30 × 10^-6 으로 이용자의 발암위해도와 마찬가지로 모두 허용 위해도인 10^-6은 초과하였으나 최대 허용기준인 10^-4 미만으로 조사되었다. 이는 앞서 산후조리원, 노인요 양시설의 이용자 및 근무자를 대상으로 한 결정론적 위해성 평가 분석의 CTE, RME와 비슷한 결과를 나타 내었다. 또한 본 연구의 노인요양시설 이용자와 근무 자 평균 발암위해도 값은 Shin et al. (2018)의 노인요 양시설 이용자와 근무자 평균 발암위해도(4.7 × 10^-6, 6.2 × 10^-6) 비교해 보았을 때 다소 낮게 나타내었다. 이 는 면적이 더 작은 시설에서 HCHO 평균 농도가 약 2 배 높게 나타남을 보인 기존연구(Jung et al., 2009;Shin et al., 2018)를 통해, 본 연구에서는 Shin et al. (2018) 보다 더 큰 면적의 노인요양시설을 조사하였고 이에 따라 HCHO 농도가 더 낮게 나타났기 때문이라고 추 론하였다.

4. 결 론

본 연구는 서울시 내 산후조리원과 노인요양시설 을 대상으로 2017년부터 2021년까지 5개 항목(CO₂, HCHO, PM₁₀, PM_2.5, TBC)의 농도분포 및 특성을 조사 하고 각 시설 이용자 및 근무자를 대상으로 HCHO의 발암위해도를 산정하였으며 획득한 결과를 요약하면 다음과 같다.