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ISSN : 2288-9167(Print)
ISSN : 2288-923X(Online)
Journal of Odor and Indoor Environment Vol.16 No.4 pp.329-337
DOI : https://doi.org/10.15250/joie.2017.16.4.329

Airborne fiber particle concentrations and size distribution in the ambient air around asbestos slate roofing, by wind direction

Yeong-Ji Kim, Bong-Ki Jang*, Bong-Hyun Jo, Eun-Hyup Heo, Jong-Wha Lee, Bu-Soon Son
Department of Environmental Health Science, Soonchunhyang University
Corresponding author : +82-41-530-1268jangbk@sch.ac.kr
20171017 20171118 20171204

Abstract

This study aims to analyze the effects of 4 directions of wind, wind speed, year of construction of slate roofs, installation area and other factors on the concentration and size distribution of airborne fiber particles in farmhouses with a slate roof containing asbestos. Airborne fiber particle samples were collected from the air in six houses with a slate roof containing asbestos using a high flow rate pump (10 L/min) for 2 hours, three times a day with a different condition, 72 times in total. The airborne fiber particle concentrations were measured using a phase contrast microscope, and the size of fiber particles of 72 samples in total was estimated using the mean value of those in each sample measured at 100 with a field of view. The total average concentration of fiber particles collected from in the air in four directions of the targeted farmhouses was 2.83 fiber/L, and its maximum concentration was 5.75 fiber/L, which means that among all samples there was no place that exceeded 10 fiber/L, a recommended indoor air quality standard. The average size of the fiber particles was 11.55 μm, and the maximum size was 40 μm. A multiple regression analysis of factors affecting the concentration and size of fiber particles in the air collected from the farmhouses with a slate roof containing asbestos found that the closer to the main wind direction (p<0.001) and the faster the average wind speed (p<0.05), the fiber particles concentration became significantly higher. In this case, the coefficient of determination was 52.8%. It was also found that the wider the total area of the slate roof (p<0.001) and the slower the average wind speed (p<0.05), the longer the fiber particles; the coefficient of determination for this finding was 19.6%. The concentration of fiber particles in the air of farmhouses with a slate roof appeared to be the highest under the main wind direction, and became significantly higher as the wind speed became faster. This proved that fiber particles were leaked from the slate roof. The size of the fiber particles became significantly longer as the area of the slate roof became wider and the wind speed became slower.


석면 슬레이트 지붕 가옥에서의 풍향에 따른 공기 중 섬유상 입자 농도 및 크기 분포

김 영지, 장 봉기*, 조 봉현, 허 은협, 이 종화, 손 부순
순천향대학교 환경보건학과

초록


    © Korean Society of Odor Research and Engineering & Korean Society for Indoor Environment. All rights reserved.

    1.서 론

    석면(asbestos)은 뛰어난 유연성, 내약품성, 내열성, 고장력 등의 특성을 가진 섬유상 규산염 광물을 총칭 하는 것으로서, 백석면(chrysotile), 청석면(crocidolite), 갈석면(amosite), 트레모라이트(tremolite) 석면, 악티노 라이트(actinolite) 석면, 안소필라이트(anthophyllite) 석 면의 6종류로 나뉜다(Clinkenbeard et al., 2002). 불에 잘 타지 않고 부식과 마찰에 강하며 방음·단열 효과가 뛰어난 물성을 가지고 있어서, 전기 절연재, 방직재, 건 축자재 등 다양한 제품으로 전 세계적으로 광범위하게 사용되었다(Clinkenbeard et al., 2002).

    1960년대에 정부의 경제개발 계획으로 슬레이트 사 용이 증가하기 시작하여 1970년대 새마을운동의 전국 적인 전파에 따라 석면슬레이트 제품의 생산 및 사용 이 급증하였다(Kim et al., 2010). 석면은 1970년대에 는 약 96%가 건축자재인 슬레이트에 사용되었으며 1993년까지 지속적으로 슬레이트를 포함한 건축자재에 국내 석면의 약 80% 이상이 사용된 것으로 파악되었 다(Choi et al., 1998).

    슬레이트는 시멘트 80~90%에 백석면 10~20%의 중 량비로 하여 시멘트에 적당량의 돌가루, 안료 및 기타 물질을 압착 성형한 얇은 판으로써, 장기간의 자연풍화 작용과 산성비, 햇빛, 서리 등의 영향에 의해 부식되며, 부식되는 정도는 약 0.01~0.024 mm/년으로 알려져 있 다. 또한 슬레이트는 설치 연한이 오래될수록 석면이 방출되는 섬유농도가 증가하여 석면분진이 비산될 우 려가 크다(Kim et al., 2010; Jang et al., 2013)고 보고 하였다.

    대기 중으로 방출된 석면섬유는 공기 중에 부유하게 되며, 호흡기를 통하여 미세한 석면섬유가 인체로 흡입 되면 10~40년의 잠복기를 거쳐 석면폐증, 폐암, 악성 중피종 등을 유발시킬 수 있으며, 섭취 시에는 장관계 의 암과 인후두암, 신장암, 췌장암, 임파선암 등을 유발 하기도 한다(Jeong et al., 2013).

    1987년 WHO 산하 국제암연구소(IARC)에서는 석면 을 1급 발암물질로 지정하였고, 우리나라에서도 노동 부고시(제2008-26호)로 석면을 발암물질로 지정하였다. 석면의 이러한 유해성이 알려지면서 우리나라는 1990 년 산업안전보건법시행령을 개정하여 사용허가 대상 유해물질에 석면을 추가한 것을 시작으로 점진적으로 석면에 대한 규제를 강화시켜 2009년에는 모든 석면함 유제품의 제조, 수입 또는 사용을 금지시켰다(MOEL, 2012).

    석면질환의 발생요인은 석면의 크기(dimension), 체 내 지속성(durability), 흡입량(dose)의 3D로 설명하는 데, 일반적으로 폐에 흡입된 석면섬유는 폐포에 있는 대식세포에 의해 제거되는 데 길이가 5 μm 이상이고, 직경이 3 μm 이하인 석면섬유는 오히려 석면소체를 형성하여 폐 조직을 섬유화시키고, 내산성이 강하여 용 해되지도 않아 조직에 잔존하여 단시간 노출되거나 간 헐적으로 노출되어도 발병이 되어 치료할 방법이 없는 무서운 질병을 일으킨다(Shin, 2012).

    석면에 의한 질병 발생 위험도와 밀접한 관계가 있 는 석면섬유의 크기 특성에 관한 연구에서 석면폐와 관계있는 석면섬유는 길이가 2 μm 이상이고 직경이 0.15 μm 이상인 섬유이며, 악성 중피종의 경우 길이가 5 μm 이상이고 직경이 0.1 μm 미만인 길고 가는 섬유 이고, 폐암은 길이가 10 μm 이상이고 직경이 0.15 μm 이상인 길고 굵은 것이라고 주장하였다(Lippmann, 1988). Berman et al. (1995)은 흰쥐를 대상으로 조사한 연구에서 20 μm 이상의 길이를 가진 석면이 폐암발생 을 유의하게 증가시킨다고 보고하였다.

    국내에 보고된 석면에 관한 연구는 석면광산, 석면 취급사업장으로부터의 직업성 노출 및 석면이 사용된 건축물에 대한 석면 노출을 중심으로 한 연구가 대다 수이며, 반면에 실제 우리가 직·간접적으로 접하고 있 는 다양한 생활환경으로부터 일반대기 중으로 노출되 는 즉, 환경성 노출에 관한 석면 연구는 학교 건축물의 위해등급 비교(Oh et al., 2014), 다중 이용시설의 석면 함유 건축자재의 위해성 평가(Lee et al., 2015), 슬레이 트 지붕 가옥의 실내외 공기 중 석면섬유 농도 및 건강 위해성 평가(Heo et al., 2017) 등이 있지만 아직 많이 부족한 실정이다.

    석면의 긴 잠복기를 고려할 때, 직업성, 환경성 노출 에 의한 건강문제는 지속적으로 증가할 것으로 예상되 며, 이러한 상황에서 석면에 관한 연구는 계속적으로 이루어져야 할 부분이다(Kang, 2009).

    따라서 본 연구는 노후화가 상당히 진행된 슬레이트 지붕을 가진 가옥에서의 공기 중 석면 및 섬유상 입자 농도를 위상차현미경으로 분석하여 4방위 풍향에 따라 차이가 있는지를 알아보고, 석면 질환과 관련 있는 것 으로 보이는 섬유상 입자의 크기 분포를 조사하여, 풍 속과 슬레이트 지붕의 설치년도, 설치면적 등이 영향을 미치는 지를 분석하고자 한다.

    2.대상 및 방법

    2.1.조사기간 및 대상

    본 연구는 2014년 8월 5일부터 12일까지 충남 아산 시 지역의 슬레이트 지붕을 가진 20가구를 대상으로 조사한 선행 연구(Jang et al., 2013)에서 석면 및 섬유 상 농도가 높았던 신창면 지역 3곳, 도고면 지역 3곳에 서 실시하였다.

    이들 지역의 슬레이트 지붕 가옥은 평야에 위치한 일반적인 농촌마을 형태로 주변 지형의 영향이 없어 풍향과 풍속이 기상청 자료와 유사할 것으로 여겨지며, 슬레이트에는 백석면이 함유된 것으로 확인되었다.

    이들 슬레이트 지붕 가옥에 대하여 각각 다른 3번의 맑은 날에 공기 중 석면시료를 4방위에서 총 72회 채 취하였고, 시료 채취지점을 Fig. 1에 나타내었다.

    공기 중 배경 농도 측정을 위하여 석면 슬레이트 지붕 이 있는 곳에서 2 km 이상 떨어진 3곳에서 채취하였다.

    2.2.채취 펌프

    시료채취 펌프는 성능이 검증되어 상업용으로 시판 되고 있는 시료채취기인 고유량 펌프(SARA-5100, Kemik Inc., Korea)를 사용하였다. 펌프 유량 보정방법 은 고유량 펌프를 5분간 작동시키고, 환경부의 실내공 기질 공정시험기준(ME, 2010)에 규정된 펌프의 유량 보정 방법에 따라 여과지를 펌프에 연결한 상태에서 전자식 거품미터(Gillian primary, P/N 800266-1, USA) 에 고유량용(Gillian bubble generator, High flow, P/N 800285, USA)을 장착하여 유량을 측정하였다. 일정 시 간 시료를 포집한 후 같은 방법으로 유량을 측정하여 평균유량으로 산정하였다.

    2.3.시료채취 및 분석방법

    2.3.1.공기 중 석면시료 채취

    슬레이트 지붕 가옥 6곳의 공기 중 석면 시료 채취 는 비가 그친 후 2일 이상 경과한 맑은 날에 슬레이트 지붕의 끝으로부터 1 m 거리의 동서남북 지점(4지점) 에서 셀룰로오스 에스테르 여지(mixed cellulose esters filter: MCE, 직경 25 mm, pore size 0.8 μm)가 장착된 extension cowl(직경 25 mm, 길이 50 mm)을 바닥으로 부터 1.2~1.5 m 높이에서 약 45도 각도로 아래로 향하 도록 여과지 홀더를 설치하고 홀더의 입구를 완전히 개방하여 고유량 펌프(약 10 L/min)로 2시간씩, 각 3회 씩(3일) 채취하였다.

    풍향과 풍속은 기상청의 해당지역 시료채취 시간(2 시간)대의 1분 단위 자료를 이용하여, 풍향은 360도로 표시된 값의 평균치를 주풍향으로 나타내었고, 평균 풍 속은 산술평균으로 산출하였다.

    시료 채취 현장에서 주풍향을 찾기 위하여 발연관을 사용하였으며, 이 주풍향 자료와 시료 채취 시간대의 그 지역 기상청 풍향자료와 큰 차이가 없었다.

    주풍향(main wind)은 4방위 중 기상청 측정자료의 평균에 가장 가까운 방위로 하였고 그 다음으로 가까 운 쪽을 두 번째 주풍향(secondary prevailing)으로 하 였고, 그 다음으로 가까운 쪽을 세 번째 주풍향(third prevailing)이라 하였으며, 나머지 쪽을 주풍향의 반대 방향(backward main wind)으로 나타내었다.

    2.3.2.공기 중 섬유상 입자 농도 및 크기 분석

    시료의 전처리로는 고효율 필터가 장착된 후드 내에 서 필터를 4등분으로 절단하여 1/4조각을 슬라이드 글 라스 위에 놓은 후 아세톤(acetone) 증기화 장치를 이 용해 투명화시킨 후 트리아세틴(triacetin)을 떨어뜨리 고, 커버슬립(cover slip)을 기포가 생기지 않도록 슬라 이드 글라스에 고정시키고, 분석 시 오차를 줄이기 위해 슬라이드 글라스 뒷면에 여과지의 경계를 표시하였다.

    위상차현미경이 관찰할 수 있는 최소 길이 0.25 μm 를 고려하여 위상차현미경을 이용한 분석 시 길이가 5 μm 보다 길고, 지름이 0.25 μm 이상, 길이 대 지름 비(aspect ratio)가 3:1 이상을 섬유라고 정의(NIOSH, 1994)하는데 본 연구에서는 NIOSH의 섬유의 정의를 적용하여 분석하였다.

    공기 중 섬유상 입자의 크기 분석을 위해 위상차현 미경에 장착된 카메라 어뎁터를 통해 컴퓨터 프로그램 으로 크기를 측정코자 시도 하였으나 대안렌즈에 장착 된 Walton-Beckett graticule이 나오지 않아 시야를 구 분할 수 없어 400배의 배율에서 graticule에 표시된 5 μm, 10 μm, 20 μm 눈금과 비교하여 정량적으로 최 대한 1 μm 단위로 크기를 측정하였으며, 구부러지거나 말린 형태는 부분별 치수를 합하여 전체 크기로 하여 각 시료별로 100시야에서 측정된 섬유상 입자의 크기 를 평균한 값으로 하여 총 72개의 시료별 평균 크기 자료를 산출하였다.

    2.3.3.공기 중 섬유상 입자 농도의 계산

    계수 후 식 1에 따라 여과지의 단위면적당 섬유밀도, E (개/mm2)를 계산하였다.

    E = ( F n f B n b ) A f
    (1)

    • E : Calculate and report fiber density on the filter (fibers/mm2)

    • F/nf : the average fiber count per graticule field

    • B/nb : the mean field blank count per graticule field

    • Af : the graticule field area (approx. 0.00785 mm2)

    식 (1)의 계산 값인 섬유밀도를 이용하여 식 (2)로 계산하여 섬유상 입자 농도를 구하였다. 이후 측정된 값이 너무 작아 1,000배하여 1 L (1,000 cc)당 fiber 수 로 환산하였다.

    C = E A c V 10 3
    (2)

    • C : Calculate and report the concentration (fibers/cc)

    • E : Calculate and report fiber density on the filter (fibers/mm2)

    • Ac : the effective collection area of the filter (approx. 385 mm2)

    • V : the air volume sampled (L)

    2.4.통계분석

    석면 슬레이트 지붕을 가진 가옥의 4방위 풍향에 따 른 공기 중 섬유상 입자 농도와 크기 분포의 측정 자료 는 SPSS 21.0(Version 21.0K, IBM, USA)과 Excel 프 로그램을 이용하여 통계분석 하였다.

    통계학적인 차이 검정은 t-test 또는 분산분석(One way ANOVA)으로 하였고, 풍속에 따른 섬유상 입자 농도의 차이는 선형성(linearity)도 함께 분석하였다.

    슬레이트 지붕을 가진 가옥에서의 섬유상 입자의 농 도 및 크기에 영향을 미치는 독립변수들 간의 상호 관 련성을 배제하기 위해 다변량 회귀분석을 실시하였으 며, 통계적 유의수준은 p값이 0.05 미만일 때 유의한 것으로 하였다.

    공기 중 섬유상 입자 농도와 크기 측정 자료는 정규 분포를 이루고 있어(Fig. 2, 3), 석면 섬유 농도와 크기 의 차이는 산술평균 및 표준편차를 산출하여 비교하였 고, 기하평균은 참고적으로 나타내었다.

    3.결 과

    3.1.슬레이트 지붕을 가진 가옥의 풍향별 공기 중 섬유 상 입자 농도와 크기 분포

    슬레이트 지붕을 가진 가옥의 풍향에 따른 공기 중 섬유상 입자 농도와 크기에 대한 평균값과 표준편차, 기하평균 및 최소값, 최대값을 Table 1에 나타내었다.

    석면 슬레이트 지붕을 가진 6개 가옥의 4방위에서 채취한 공기 중 석면의 총 평균 농도는 2.83 fiber/L였 고, 최고농도는 5.75 fiber/L로 우리나라 실내공기질 관 리법 권고기준인 10 fiber/L를 초과하지는 않았다. 주풍 향 방향에서 채취한 시료에서 4.02 fiber/L, 그 다음의 주풍향 방향에서는 3.00 fiber/L, 3번째의 주풍향 방향 에서는 2.49 fiber/L, 주풍향의 반대 풍향 하에서는 1.80 fiber/L로 바람이 주풍향일수록 유의하게 높은 섬 유상 입자 농도를 나타내었다(p < 0.001).

    석면 슬레이트 지붕에서 방출되는 섬유상 입자의 크 기 분포를 보면 총 평균 크기는 11.55 μm였고, 주풍향 방향에서 채취한 시료에서 평균 12.51 μm, 그 다음의 주풍향 방향에서는 11.01 μm, 3번째의 주풍향 방향에 서는 11.62 μm, 주풍향의 반대 풍향 방향에서는 11.06 μm로 주풍향 방향에서 채취한 시료에서 크기가 약간 길었지만 유의한 차이는 없었다.

    공기 중 배경 농도를 측정한 3곳 모두에서 섬유상 입자는 검출되지 않았다.

    3.2.슬레이트 지붕의 건축년도와 총 면적에 따른 공기 중 섬유상 입자 농도와 크기 분포

    슬레이트 지붕의 건축년도와 총 설치면적에 따른 공 기 중 섬유상 입자 농도와 크기는 Table 2와 같이 공기 중 섬유상 입자 농도의 유의한 차이는 없었으며, 섬유 상 입자의 크기도 건축년도에 따른 통계학적 유의한 차이를 보이지 않았으나 슬레이트 지붕의 총 면적이 160m2 미만일 때 섬유상 입자의 크기는 평균 10.15 μm 이었지만 160 m2 이상일 때 평균 12.95 μm로 유의하 게 길었다(p<0.01).

    3.3.슬레이트 지붕의 풍속에 따른 공기 중 섬유상 입자 농도와 크기 분포

    슬레이트 지붕을 가진 대상가옥의 풍속에 따른 공기 중 섬유상 입자 농도와 크기 분포는 Table 3과 같다.

    공기 중 섬유상 입자 농도는 평균 풍속이 2.0 m/sec 이하일 때 평균 2.36 fiber/L, 2.1-3.5 m/sec일 때 평균 2.96 fiber/L, 3.5 m/sec 초과일 때 평균 3.16 fiber/L로 풍속이 빠를수록 선형적으로 유의하게 높은 섬유상 입 자 농도를 나타내었다(p<0.05).

    섬유상 입자의 풍속에 따른 크기는 평균 풍속이 2.0 m/sec 이하일 때 평균 13.08 μm, 2.1-3.5 m/sec일 때 평 균 10.90 μm, 3.5 m/sec 초과일 때 평균 10.96 μm로 통 계학적으로 유의한 차이가 없었다.

    3.4.공기 중 섬유상 입자 농도에 영향을 미치는 요인들 의 다변량회귀분석

    슬레이트 지붕을 가진 가옥에서 채취한 공기 중 섬 유상 입자 농도에 영향을 미치는 독립변수들 간의 상 호 관련성을 통제하기 위해 풍향, 건축년도, 슬레이트 의 총 면적, 평균 풍속을 독립변수로 설정하여 이들 변 수들의 영향을 보정한 상태에서 각각의 독립된 영향을 모수로서 추정하는 다변량 회귀 분석(multiple regression analysis)을 실시한 결과를 Table 4에 나타내었다.

    각 변수들 간의 다중공선성(Variance Inflation Factor, VIF) 확인 결과 최대가 1.122로 독립 변인들 간의 지나친 상관으로 인한 추정의 오류는 나타나지 않았다.

    공기 중 섬유상 입자 농도에 통계학적으로 유의한 영향을 미치는 요인으로는 풍향(p<0.001), 평균 풍속 (p<0.05)이었으며, 주풍향 방향일수록, 평균 풍속이 빠 를수록 유의하게 높았다. 이들 4개의 독립변수들로 구 성된 회귀모델의 설명력은 52.8%로 풍향과 평균 풍속 이 공기 중 섬유상 입자 농도에 비교적 많은 영향을 주 는 것으로 나타났다.

    3.5.공기 중 섬유상 입자 크기에 영향을 미치는 요인들 의 다변량회귀분석

    슬레이트 지붕을 가진 가옥의 공기 중 섬유상 입자 의 크기에 영향을 미치는 독립변수들 간의 상호 관련 성을 통제하기 위해 풍향, 건축년도, 슬레이트의 총 면 적, 평균 풍속을 독립변수로 설정하여 다변량 회귀 분 석한 결과는 Table 5와 같다.

    공기 중 섬유상 입자 크기에 통계학적으로 유의한 영향을 미치는 요인은 대상 가옥의 슬레이트 지붕의 총 면적(p<0.001)과 평균 풍속(p<0.05)이었다. 섬유상 입자 크기는 슬레이트 지붕의 총 면적이 넓을수록, 평 균 풍속이 느릴수록 유의하게 길었다. 이들 4개의 독립 변수들로 구성된 회귀모델의 설명력은 19.6%로 슬레 이트 지붕의 총 면적과 평균 풍속이 공기 중 섬유상 입 자 크기에 영향을 주는 것으로 나타났다.

    4.고 찰

    우리나라에서 슬레이트로부터 석면 및 섬유상 입자 의 공기 중 유출에 관한 연구는 대부분 철거 작업 시 주변에 미치는 영향에 관한 연구(Son, 2013; Lee et al., 2014)가 주를 이루었고, 슬레이트 지붕에서 자연적 으로 비산되는 석면 및 섬유상 입자에 관한 연구는 거 의 없었다. 건강위험을 결정하는 중요한 요인 중에 하 나인 석면 및 섬유상 입자의 크기에 대한 논문도 건축 물 석면 해체·제거 작업 시 발생되는 석면의 노출 수 준에 관한 단면적인 연구만 있었다(Choi et al., 2002).

    국내 연구에서 나온 결과로 석면이 사용된 슬레이트 지붕이 노화 될수록 빗물 중으로 더 많이 유출 된다는 연구결과(Kim et al., 2010)가 있었고, 국내에서 최초로 자연적으로 비산되는 석면섬유에 관한 연구로 Jang et al. (2013)이 슬레이트 지붕 면적이 넓은 가옥에서 더 높은 석면섬유 농도를 나타내었다는 보고가 있었고, 슬 레이트 지붕에서 공기 중으로 자연적으로 비산되는 석 면섬유를 저유량 펌프를 이용하여 포집한 연구(Jang et al., 2014)에서도 측정대상 가옥의 슬레이트 지붕 총 면 적이 가장 큰 영향을 미치는 것으로 확인하였다.

    본 연구에서 석면 슬레이트 가옥에서 4방위 풍향별로 공기 중으로 비산되는 섬유상 입자 농도와 섬유상 입자 의 크기를 우리나라 최초로 측정하였다. 측정대상 가옥 의 슬레이트 지붕의 총 면적, 건축년도, 주변 지역 슬레 이트 지붕의 총 면적을 고려하고 기상변수로 평균 풍속 을 고려하여 섬유상 입자 농도와 크기를 확인하였다.

    본 연구에서 주풍향일수록 통계적으로 섬유상 입자 농도가 유의하게 높았는데 이는 Singh and Thouez (1985)의 캐나다 퀘백시 근처 공기 중 석면섬유 농도에 대한 연구에서도 석면섬유 농도는 주풍향과 관련이 있 었다고 보고하였고, 국내의 연구에서도 석면의 위해성 은 주로 호흡에 의해 이루어지기 때문에 여러 가지 복 합적인 요인에 의해 판단되어야 하며 특히 바람의 세 기와 풍향은 석면의 비산범위에 영향을 주기 때문에 주풍향과 풍속은 중요한 요인이라는 보고(Choi et al., 2011)는 본 연구의 결과를 뒷받침하는 것으로 여겨진 다. 또한 본 연구에서는 풍속이 느릴수록 섬유상 입자 의 농도가 낮았고, 섬유상 입자의 크기는 길었으며, 슬 레이트 지붕의 면적이 넓을수록 섬유상 입자의 크기가 길었는데, Cattaneo et al. (2009)의 연구에서 석면섬유 는 풍속이 10 m/sec 이상 일 때 최대 확산범위를 나타 낸다고 보고한 것에 따르면, 공기 중 석면시료 채취 시 길이가 짧은 섬유상 입자는 풍속이 빠를 경우 확산에 의해 더 멀리 날아가기 때문인 것으로 생각된다.

    Jang et al. (2013)의 연구에서 공기 중 석면섬유의 농도는 슬레이트 지붕의 총 면적이 넓을수록 유의하게 높았지만, 본 연구에서는 석면슬레이트 면적이 넓은 경 우에 약간 더 높은 섬유상 입자 농도를 나타내었으나 통계적으로 유의한 차이는 아니었다. 그러나 섬유상 입 자의 크기는 석면슬레이트 지붕의 면적이 넓은 경우에 유의하게 긴 것으로 나타나 석면섬유의 길이가 길수록 더 큰 유해성을 가지고 있다는 Lippmann (1988)Berman et al. (1995)의 보고에서와 같이 슬레이트 지붕을 가진 가옥에 거주하는 주민들의 건강에 영향을 줄 가 능성이 더 큰 것으로 여겨진다.

    시료채취 기간 동안 가옥에서 채취된 공기 중 석면 시료를 분석한 결과 석면 슬레이트 지붕을 가진 가옥 의 공기 중 석면의 평균 크기는 11.55 μm이고, 총 평균 농도는 2.83 fiber/L, 최고농도는 5.75 fiber/L로 우리나 라 실내공기질 관리법 권고기준을 초과하지는 않았으 나, 석면 슬레이트 지붕을 설치한지 30~40년 이상이 경과하였고 계속되는 노후화, 풍화가 염려되는 바 빠른 시일내에 슬레이트 지붕의 철거나 교체, 안정제 도포 등의 대책이 요구된다. 풍속, 진동, 안정제 등의 방출에 대한 석면농도의 환경요인 연구(Jung et al., 2015)에서 손상된 천장타일에서는 0.991–79.1 μm 길이의 석면섬 유가 방출되었고 안정제로 처리된 천장타일에서는 석 면섬유의 농도도 낮아지고, 석면섬유의 길이도 3.74~ 35.6 μm로 더 짧은 석면섬유가 방출되었다고 한 것과 같이 석면 슬레이트 지붕의 교체가 어려울 때는 슬레 이트 표면에 안정제 도포 등의 석면 섬유 방출을 규제 하는 관리방안의 마련이 필요한 것으로 판단된다.

    본 연구는 석면 슬레이트 지붕 가옥에서의 섬유상 입자 농도가 주풍향 방향일수록 유의하게 높아지는 것 을 우리나라 최초로 확인하였고, 시료채취 당시 풍속이 빠를수록 유의하게 높은 섬유상 입자 농도를 나타내어 섬유상 입자가 석면 슬레이트 지붕에서 방출되고 있음 을 증명하는 자료로 생각되어진다.

    5.결 론

    풍향, 풍속과 슬레이트 지붕의 설치년도 및 설치면 적이 석면이 함유된 슬레이트 지붕을 가진 가옥의 공 기 중 섬유상 입자 농도 및 섬유상 입자의 크기 분포에 미치는 영향을 관찰하고자 석면이 함유된 슬레이트 지 붕을 가진 6개 가옥의 공기 중 섬유상 입자 시료를 고 유량 펌프(10 L/min)로 2시간씩 조건이 다른 날 각 3번 씩 4방위에서 총 72회 포집하여 섬유상 입자 농도를 위상차현미경을 이용하여 측정하였고, 각 시료의 섬유 상 입자의 크기는 각 시료별로 100시야에서 graticule 에 표시된 5 μm, 10 μm, 20 μm 눈금과 비교하여 크기 를 정량적으로 측정한 섬유상 입자의 크기를 평균한 값으로 자료를 산출하여 분석한 결과는 다음과 같다.

    대상 가옥의 4방위에서 채취한 공기 중 섬유상 입자 의 총 평균 농도는 2.83 fiber/L이었고, 최고농도는 5.75 fiber/L로 모든 시료에서 실내공기질 권고기준인 10 fiber/L를 초과한 곳은 없었다. 석면 섬유의 총 평균 크기는 11.55 μm이었고, 최대 크기는 40 μm이었다.

    슬레이트 지붕을 가진 가옥에서 채취한 공기 중 섬 유상 입자 농도와 크기에 영향을 미치는 요인들을 다 변량 회귀 분석한 결과 섬유상 입자 농도는 주풍향 방 향 일수록(p<0.001), 평균 풍속이 빠를수록(p<0.05) 유 의하게 높았으며, 이들 변수들의 설명력은 52.8%였다. 섬유상 입자의 크기는 슬레이트 지붕의 총 면적이 넓 을수록(p<0.001), 평균 풍속이 느릴수록(p<0.05) 유의 하게 길었으며, 이들 변수들의 설명력은 19.6%였다.

    이상의 결과로 볼 때 슬레이트 지붕을 가진 가옥의 공기 중 섬유상 입자 농도는 주풍향 방향에서 가장 높 은 농도를 나타내었고, 풍속이 빠를수록 유의하게 높게 나타나 슬레이트 지붕에서 유출된 섬유상 입자로 추정 되었다. 섬유상 입자의 크기는 슬레이트 지붕의 면적이 넓을수록, 풍속이 느릴수록 유의하게 길었다.

    Figure

    JOIE-16-329_F1.gif

    Sampling sites in Sinchang myeon, Dogo myeon, Asan city.

    JOIE-16-329_F2.gif

    Distribution of fiber particle concentrations in wind direction from slate roofing.

    JOIE-16-329_F3.gif

    Distribution of fiber particle in size from slate roofing.

    Table

    Ambient air concentration and size of fiber particles by wind direction

    Ambient air concentration and size of fiber particles by construction year and total roof area in the house with a slate roofing

    Ambient air concentration and size of fiber particles by average wind velocity

    *Linearity by average wind velocity

    Multiple regression analysis of selected independent variables on ambient air concentrations of fiber particles with a asbestos slate roofing

    *Main wind=1, Secondary prevailing=2, Third prevailing=3, Backward main wind=4

    Multiple regression analysis of selected independent variables on size of fiber particles with a asbestos slate roofing

    *Main wind=1, Secondary prevailing=2, Third prevailing=3, Backward main wind=4

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