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권 황보
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1 The Annual Report of Busan 부산 Metropolitan 사상지역산업단지내 city Institute 악취배출업소 of 지정악취물질배출특성조사연구보건환경연구원보 255 Health & Environment 22(1) 255~265(2012) 부산사상지역산업단지내악취배출업소지정악취물질배출특성조사연구 임용승 유숙진 산업환경과 Study on the Emission Characteristics of Odor Compounds from Industrial Complex in the Sa-Sang District of Busan Im Yong-seung and You Sook-jin Industrial Environment Division Abstracts The results of this study are as follows: Industrial Complex in Sa-sang District of Busan, through the investigation of the emission characteristics for odor reduction projects in the specified offensive odor substances and DRVTL (Dilution Ratio Values of the Threshold Limit). Odor reduction projects performed to facilitate doing business for the local residents in Hak-Jang Dong. The amount of specified offensive odor substances was detected by each workplace, the amount of the items at F-5 (paint) and F-6 (plating) were each 12 items, 10 items at F-4 (chemistry), 11 items at F-1 (rubber), 7 items at F-3 (casting) and F-2 (metal) was in the order of 7 items, Therefore paint and plating industries were the most, but handling metal industry was the smallest. From 22 Specific odor compounds, butylacetate, iso-butylalcohol, methylethylketone, toluene, styrene, xylene, n-valeric acid was detected in 7 items but the rest hardly detected did not of the values below the detection limit of analysis equipment. In residential area, companies in the surrounding area that is causing major odor compounds, except ammonia, butylacetate, iso-butylalcohol, methylethylketone, toluene, styrene, xylene, n-valeric acid 7 items were detected. Therefore, concentration was detected only trace quantities, but the concentration of the trace converted into odor intensity seen at high odor intensity levels, Iso-butylalcohol, styrene, n-valeric acid for 3 items to facilitate the removal of more careful research is needed. Key words : DRVTL(Dilution Ratio Values of the Threshold Limit), specified offensive odor substances 1) 서론사상구는 1995년 3월부산북구관할에있던삼락동, 모라동, 괘법동, 감전동, 주례동, 학장동, 엄궁동지역을분할하여발족되었고사상구내에있는사상공단은 1975 년부산최초의지방공업단지로철강금속 ( 주물, 금속열처리, 도금 ), 석유화학 ( 도료 ), 신발고무등의다양한업종이상주하여부산경제의중추적역할을하고있다. 1,2) 사상구내의총업체수는 2,503개소이고그중에서학장동이 24.45% 를차지하고있고인구수도학장동이사상구인구수의약 14% 를차지하고있을만큼사상구에서중요한위치를점하고있다. 1) 그러나도시가발전됨에따라사상공단일부분을차지하고있는학장동인근으로주거지역인아파트가대단위로조성되어져공단과주거지역의경계가모호한상태가되었고공단지역에서주거지역으로악취유발물질들이바람을타고확산이되어불쾌한 Corresponding author. im @korea.kr Tel : , Fax :

2 256 임용승 유숙진 냄새에지역주민들이많은고통을호소하고있다. 악취는인간의감각을자극하여불쾌감과함께혐오감을유발하는물질이라할수있으며, 현재까지알려진물질도수십만가지가넘는냄새를발생할수있는데이들중악취물질은인체에직접적인피해보다는심리적또는정신적인피해를끼치기때문에감각공해물질이라고할수있고, 3) 또한악취영향권에있는거주지역주민의관점에서보면악취유발물질종류와유해성이검증되지않은상황에서불안감이높을수밖에없는실정이다. 이러한악취고통문제는해당지자체의민원으로이어져특히악취단속요구민원이해마다꾸준히증가하는추세이고이에따라해당지자체에서도악취저감을위해유관기관과합동으로악취배출사업장에대한지도점검강화, 주요악취배출사업장에대한지속적인기술지원홍보및시설개선, 악취민원유발지역에악취모니터링시스템을구축하여악취현황을상시모니터링하는등악취민원의사전예방및신속대응으로악취로인한지역주민생활불편사항을해소하기위해적극적으로노력하고있다. 해당지자체에의하면학장동의악취민원발생건수는 2007년 16건에서 2009년 29건, 2011년 11월까지 29건으로, 대부분이날씨가더운여름 (7~9월) 에집중되어발생됨에따라이에대한더욱더체계적이고종합적인조사 연구를필요로하고있다. 그러나현재까지악취배출사업장부지경계선을중심으로발생되고있는악취물질파악등다양한분석및연구 ( 지정악취 12~17종, 2005~2009년 ) 가수행되었음에도불구하고, 여전히악취배출사업장의악취물질의정량분 석및주변지역으로의영향평가에대한심도있는연구 ( 지정악취 22종, 2010년 ) 는많지않은편이다. 3~8) 따라서본연구는해당지자체에서학장동지역주민을위한악취저감사업을수행하는데있어주요분야별중점관리악취배출사업장별복합악취와지정악취물질의배출원및공정별악취물질발생량파악, 민원발생지역에서감지되는악취물질과사업장배출원의악취물질별악취강도비교를통한악취발생원인물질을제시함으로서해당지역을대상으로악취방지사업수행시악취민원해소에도움이되고자함에있다. 재료및방법시료채취사상공단과인접해있는학장동의대단위아파트를중심으로반경 0.5km 범위안에산재해있으면서악취물질을배출시켜민원을야기시키고있는주요악취배출사업장을업종별로해당지자체로부터자료를받아사업장과주거지역을조사대상으로하였으며, 사업장은 F-1 ~ F-6 지점으로총 6개소를그리고주거지역 ( 대단위아파트 ) H-1 ~ H-5지점으로총 5개소로 Fig. 1과 Table 1,2에사업장과주거지역의위치, 업종, 세대수, 채수시간, 온도, 풍속등을나타내었다. 사업장의 F-1( 고무 ) 과 F-4( 화학 ) 지점은배출구를포함하여악취발생이높고시료채취가용이한공정 ( 고무제품압출공정, 염산반응조등 ) 내의 3개소, F-2( 금속 ), Fig. 1. Sites of sampling in Hak-Jang Dong.

3 부산사상지역산업단지내악취배출업소지정악취물질배출특성조사연구 257 Table 1. Climate conditions of the workplace sampling site Site Types Sampling point(ea) ST (hr:min) Temp. ( ) 1st WV (m/s) WD ST (hr:min) Temp. ( ) 2nd WV (m/s) WD F-1 Rubber 3 13: SSE 14: SE F-2 Metal 2 14: SE F-3 Casting 2 11: S 11: N F-4 Chemistry 3 15: SSE 15: SW F-5 Paint 2 10: SE 10: S F-6 Plating 2 16: SSE 16: NE ST : Sampling time, WV : Velocity of wind, WD : Direction of wind Table 2. Climate conditions of the residential sampling site Site Number of household 1st ST Temp.( ) WV(m/s) WD ST(hr:min) Temp.( ) WV(m/s) WD 2nd H : NE 14: NE H : SE 14: NE H : SE 14: N H : ES 15: NW H : SE 15: W ST : Sampling time, WV : Velocity of wind, WD : Direction of wind F-3( 주물 ), F-5( 페인트 ) 와 F-6 ( 도금 ) 4개지점은배출구및공정 ( 페인트혼합장치등 ) 내의 2개소를, 주거지역지점 (H-1~H-6) 은약 500세대이상인곳을대상으로했다. 사업장과주거지역부지경계선에서의시료채취는 2012 년 4월부터 10월까지총 2회에걸쳐복합악취및지정악취 (22개항목 ) 에대해사업장의입지여건과배치상태및조업상태, 현장전체의악취분포상태, 시료채취대상지역의기상상태를고려하여시료에영향을주지않고악취도가가장높을것으로판단되는장소를선택하였다. F-2 지점은 2차시료채취시정상운영 ( 일감이없어일시적휴지상태 ) 이되지않아시료를채취하지못했다. 악취공정시험방법 9) 에따라에이스앤 (ACEN : Always Clean Environment) 제품의진공흡입상자를이용하여진공상 태에서시료를햇빛차단이되는테드라백 10L에 5min 이내에순간포집하여복합악취및황화합물분석용으로사용했고, 지정악취물질인암모니아, 트리메틸아민 (TMA) 과유기산은미리시료채취전날실험실에서제조한흡수액을임핀저 ( 경질유리흡수병 ) 에담아흡입펌프를이용하여실험에필요한적당량의시료 (10~50L) 를채취하였다. 알데하이드및휘발성유기화합물은완성품으로시판되고있는포집카트리지 [ 알데하이드 : DNPH(2,4-Dinitrophenylhydrazine), 휘발성유기화합물 : 탄소계흡착관 (Carbosieve SⅢ)] 를이용하였다. 시료전처리및분석방법악취공정시험방법 9) 에따라채취된시료는아이스박스

4 258 임용승 유숙진 보관및검은비닐봉지 (100L) 에담아신속하게실험실로이송후악취물질 [ 복합악취 (1), 지정악취 (22)] 23항목에대해공기희석관능법과전처리를포함한기기분석을실시하였다. 시험데이터의정확성을기하기위하여악취공정시험방법에서요구하고있는내부정도관리 [ 최소검출한계 (7회표준편차 3.14) 측정값 0.2 ppb이하등 ] 로분석기기가최상의안정된상태가되도록하여, 적어도 48 시간이내에모든분석을완료하였다. 이때사용된분석조건은다음과같다. 공기희석관능법 ( 복합악취 ) 환기장치가설치되어있고통풍이원활한방에서주사기로시료가담긴시료주머니에서적당량의시료를빼낸다음 3배수의희석배수 ( 부지경계선 : 10배부터시작, 배출구등 : 300배부터시작 ) 가되도록한시료희석주머니 (3L) 를 5명의판정요원이관능시험으로판정한다. 암모니아흡입펌프 (SIBATA LV-40BR) 를이용하여 10L/min 로 5min간임핀저내의붕산용액 (0.5W/V %) 에악취시료 50L을흡수시킨용액 10mL를채취하여인도페놀법으로분석하였다. 이때사용된분석기기는자외선 / 가시선분광광도기 (CARY 100 Conc, VARIAN) 이며, 640nm파장에서흡광도를측정하였다. 트리메틸아민 (TMA) 황산용액 (1+359) 에악취시료 50L를흡수시켜 4mL를채취하고전처리한시료를헤드스페이스기체크로마토그래피로분석했고, 이때분석기기 (GERSTEL MPS2 GC/NPD, Agilent GC 7890) 의분석조건은칼럼은 HP-5(60m 0.35mm 1.05μm ), 칼럼이동상유속 1mL/min, 시료주입부온도 250 (Splitless), 오븐온도는 40 에 13분간유지, 검출기온도는 260 로하여분석하였다. 알데하이드화합물 DNPH(2,4-Dinitrophenylhydrazine) 카트리지에오존스크러버를연결하고펌프 (SIBATA MP-Σ10) 를사용하여 2L/min로 5분동안 10L의시료를채취하여알루미늄호일로포장한후아이스박스에담아신속하게실험실로이송후바로 HPLC용아세토니트릴 (Acetonitrile) 3~5mL를주입하여추출후고성능액체크로마토그래피 법 (HPLC) 로분석하였다. 분석조건은칼럼은 ODS (C18) 4.6mm 250mm, 검출기 360nm, 시료주입은 20uL, 이동상 ( 용리액 ) 은아세토니트릴과물 (60:40) 혼합용매를사용하였으며이동상의용리속도는 1mL/min로하여분석하였다. 황화합물열탈착기 (ENTECH 7100 Preconcentrator) 에테드라백 10L을부착시켜액체질소를이용하여전처리를거친후기체크로마토그래피 / 질량분석기 (GC Agilent 6890/ MSD Agilent 5973i) 로분석하였다. 이때사용된열탈착기분석조건은시료주입량 200mL, 유속 60mL/min, 냉각온도 180, 탈착온도 150 등이며, GC/MSD 분석조건은칼럼은 Agilent VOC (60m 0.32mm 1.8 μm ), 검출기 MSD, 오븐온도는 40 로 5min간유지후 165 까지 10 /min 승온시켰고최종적으로 260 에서 1min간유지시켜분석하였다. 휘발성유기화합물 (VOCs) 탄소계흡착관 (Carbosieve SⅢ) 을흡입펌프 (SIBATA MP-Σ10) 에부착시켜 0.1L/min로 5분동안 0.5L의시료를흡착시킨후흡착관을알루미늄호일로빛이통과하지않도록제작된스크루덮개가있는밀봉케이스에넣고아이스박스에담아실험실로이송후바로분석을하였다. 전처리에사용된열탈착기 (GERSTEL Online- Thermo Desorption System) 는프로그램으로최적화된조건 (CIS 및 TDS2) 에서사용하였고, 시료분석은 GC/MSD를이용하였다. 분석조건은칼럼은 HP- 1MS(30m 0.2mm 1.0μm ), 검출기 MSD, 오븐온도는 10 /min 조건에서 40 에서 100 까지승온시킨후 100 에서 17min간유지하였으며, 120 까지승온하였다. 스프리트비는 20:1로하여 SIM 모드로분석하였다. 유기산화합물 0.1N 수산화칼슘이담겨있는임핀저에흡입펌프 (VP-18DT Versatile pump) 를이용하여시료를 2L/min로 5min간흡수시킨후실험실로이송하여 15mL 바이알에시료 5mL를취해서무수염화나트륨 1.75g을넣고진탕시킨후염산 (HCl 35%) 으로 ph 1로맟춘후헤드스페이스 (SPME) 추출장치와 GC로분석하였다. SPME Fiber는 85μm Carboxen/PDMS로 15min 간흡착시켰으며, 주사기와오븐온도는각각 100 와 9

5 부산사상지역산업단지내악취배출업소지정악취물질배출특성조사연구 였다. 그리고 GC(Agilent GC 7890) 에사용된칼럼은 UA-FFAP(30m 0.25mm 0.25μm ), 검출기는 FID, 검출기온도 250, 오븐온도는 50 에서 2min간유지시킨후 200 까지 10 /min간승온시켜분석하였다. 결과및고찰악취배출사업장별배출된악취물질의특성분야 (F-1~F-6) 가다른악취배출사업장에서배출된악취물질을공기희석관능법으로복합악취를, 여러가지전처리를거친후악취시료를각종정밀분석기기로지정악취물질 22종을분석한결과를 Table 3에나타내었다. 검출된농도범위는한분야의사업장에서공정별 ( 배 출구, 각공정 ) 로발생된악취물질을따로분류하지않고전체범위를나타낸결과값이다. 복합악취와지정악취물질의분포복합악취는최대농도를기준으로해서공업지역에위치한사업장의배출허용기준 1000배를초과한사업장이 6곳중에서고무를취급하는 F-1, 주물취급업종인 F-3, 페인트취급업체인 F-5인 3개사업장으로전체사업장의 50% 를보였다. 지정악취물질도최대농도를기준으로해서배출허용기준을초과한사업장은 F-5( 페인트 ) 로다이메틸다이설파이드 (dimethyl disulfide) 가기준보다약 8배가초과되었고또한자일렌 (m.o,p-xylene) 과프로피온산 (propionic acid) 은공정별에서최대농도로각각 mg/l, 3.60 mg/l로배출구에서는배출 Table 3. The odor concentration of the substance detected several areas in the workplace (Unit : mg/l) Components Emission standard Odor Threshold Sampling sites F-1 F-2 F-3 F-4 F-5 F-6 DRVTL(Unit : DT) ~ ~ ~ ~ ~ ~1000 Hydrogen Sulfide ND~0.01 ND~ Methyl Mercaptan ND~ Dimethyl Sulfide ND~ ND~0.06 ND~0.03 Dimethyl Disulfide ND~0.248 ND~0.001 Ammonia ~0.3 ND~0.2 ND~0.2 ND~0.2 ND~0.8 - Trimethylamine ND~ Acetaldehyde Propionaldehyde Butyraldehyde ND~ Butylacetate ND~ ~1.694 ND~0.005 n-valeraldehyde ND~0.004 iso-valeraldehyde iso-butylalcohol ND~0.003 ND~ ~0.019 ND~3.602 ND~0.008 Methylethylketone ND~ ND~0.001 ND~ ~ Methylisobutylketone ND~ ~1.861 ND~0.001 Toluene ND~ ND~ ~ ~ ~0.03 Styrene ND~ ND~0.367 ND~0.037 ND~0.001 m,o,p-xylene ND~0.642 ND~ ~ ~0.011 ND~2.585 ND~0.022 Propionic acid ND~3.60 ND~0.01 n-butyric acid ND~ iso-valeric acid ND~0.018 n-valeric acid ND~0.003 ND~0.003 ND~0.010 ND~0.003 ND~0.001 DRVTL : Dilution Ratio Values of the Threshold Limit( 복합악취 ), ND : Not Detected, DT : Dilution Thresshold( 희석배수 )

6 260 임용승 유숙진 허용기준치이하농도 ( 자일렌 mg/l, 프로피온산 0.01 mg/l) 를보였다. 기타다른분야의사업장에서는지정악취물질이거의배출허용기준이하로검출되었다. 사업장별로지정악취검출항목량은 F-5( 페인트 ) 와 F-6( 도금 ) 이각각 12항목, F-1( 고무 ) 이 11항목, F-4 ( 화학 ) 이 10항목, F-3( 주물 ) 이 7항목, F-2( 금속 ) 3항목순으로페인트와도금업종이최고로많았고금속을취급하는업종은가장적음을알수있었다. 또한 F-1( 고무 ) 에서검출된 11항목중에서검출농도가 10ppb를초과하는항목은암모니아 (ammonia), 메틸에틸케톤 (methylethylketone), 톨루엔 (toluene), 스타이렌 (styrene), 자일렌 (xylene) 5항목으로고무를취급하는업종에서발생시킬수있는주요악취물질로평가된다. F-2( 금속 ) 의 10ppb 초과하는항목은암모니아, 황화수소 (hydrogen sulfide), 자일렌 3항목, F-3( 주물 ) 은암모니아, iso-뷰틸알코올 (iso-butylalcohol), 톨루엔, 자일렌 4항목, F-4( 화학 ) 은암모니아, iso-뷰틸알코올, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 자일렌, n-뷰틸산 (n-butyric acid) 6 항목, F-5( 페인트 ) 는다이메틸설파이드, 암모니아, 뷰틸아세테이트 (butylacetate), iso-뷰틸알코올, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤 (methyliso- butylketon) 톨루엔, 스타이렌, 자일렌, 프로피온산 9항목, F-6( 도금 ) 은다이메틸설파이드, 자일렌, 톨루엔, iso-발레르산 (iso-valeric acid) 4항목이었다. 국립환경과학원에서발간된업종, 시설별악취관리 10) 에의하면도료제조시설에서검출된 11개악취항목중 7항목 ( 암모니아, 뷰틸아세 테이트, 톨루엔, 스타이렌, 자일렌, 메틸아이소뷰틸케톤, 프로피온산 ) 이본연구에서보인실험결과와유사하게검출되었다. 이러한결과에서알수있듯이페인트를취급하는도료취급업종이실험에서보인다른여타사업장보다는악취물질발생량이높고주변지역에악영향을줄수있는업종으로생각되어진다. 공정별악취물질의변화비교사업장의배출구및공정별에서발생시키는악취물질중에서복합악취를, 지정악취물질은 6개사업장에서 3개사업장이상에서공통으로배출되는 8개항목을포함해서총 9개항목을선별했다. 이들복합악취, 암모니아, 스타이렌, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 뷰틸아세테이트, n-발레르산, iso-뷰틸알코올의 9개항목평균농도값을이용하여 6개사업장의악취물질농도변화를 Fig. 2에나타내었다. 각사업장배출구 (A-1, B-1, C-1, D-1, E-1, G-1) 의복합악취희석배수는 144~945배로전사업장이배출허용기준치 1000배이하였으나공정별 (A-2, A-3, B-2, C-2, D-2, D-3, E-2, G-2) 에서는배출허용기준을초과하는사업장이 3개소 ( 평균희석배수 1,190~3,451 배 ) 가되었으나, 몇단계의공정을거치면서악취물질이 61.7~74.8% 까지저감됨을보였다. 특히 F-5( 페인트 ) 의저감율은 F-1( 고무 ) 와 F-3( 주물 ) 비해낮았다. 반면 F-2( 금속 ) 와 F-4( 화학 ) 의공정별과배출구에서발생하는악취물질희석배수가 120~208배로다른 Table 4. The odor concentration of the substance detected in the residential sampling site (Unit : mg/l) Sampling Sites Components H-1 H-2 H-3 H-4 H-5 Ave. Max. Ave. Max. Ave. Max. Ave. Max. Ave. Max. DRVTL(Unit : DT) Butylacetate iso-butylalcohol Methylethylketone Toluene Styrene m,o,p-xylene n-valeric acid DRVTL : Dilution Ratio Values of the Threshold Limit( 복합악취 ) 13), DT : Dilution Thresshold( 희석배수 ) 13)

7 부산사상지역산업단지내악취배출업소지정악취물질배출특성조사연구 261 업종에비해낮았고공정별로는저감효과가크지않음을보였다. 지정악취물질 8항목의공정별악취물질농도변화는복합악취형태와다르게변화를예측하기가복잡하였다. 8 항목중 6항목이휘발성유기화합물로가장많았고다음으로암모니아, 유기산화합물의 n-발레르산각 1항목순이었으며, 공정별에서검출빈도는자일렌, 암모니아, 톨루엔, iso-뷰틸알코올, n-발레르산, 메틸에틸케톤, 스타이렌, 뷰틸아세테이트순으로나타났다. 특히자일렌, 암모니아, 톨루엔, iso-뷰틸알코올, n-발레르산은 F-2( 금속 ) 을제외하고는모든사업장에서검출되었다. F-5( 페인트 ) 는 7개항목이배출구보다는공정별에서악취물질농도가높은반면에다른사업장에서는배출구가공정별보다다소높거나비슷한농도를보였다. 따라서 F-5( 페인트 ) 의사업장은공정별에서다소높게발생되는악취물질을최대한저감시킬수있는방지시설을설치하여각공정에서발생된악취물질이외부대기권으로확산되지않도록하여야할것으로판단되어진다. 민원발생주거지역의악취물질특성주요악취물질발생사업장에서반경약 0.5km 범위내에인접하고악취문제로민원이자주발생되고있는학장동에소재하는아파트 5개소 (H-1, H-2, H-3, H-4, H-5) 에대한복합악취와지정악취물질중검출된항목에대한평균과최대값은 Table 4와같다. 또한이러한지정악취물질항목이주거지역에서악취민원을야기시킴을알수있었다. 복합악취는최대희석배수가 5~6배로공업지역의부지경계선배출허용기준 20배보다약 3배정도낮게검출되었다. 지정악취물질도 22개항목중뷰틸아세테이트, iso-뷰틸알코올, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 스타이렌, 자일렌, n-발레르산 7항목검출되었고나머지는분석기기의검출한계값이하로거의검출되지않았다. 검출된지정악취물질도최대농도값으로 0.001~0.140 mg/l 범위였고스타이렌을제외하고는최대 40 ppb이하의낮은농도값을보였다. 지정악취물질의검출항목개수는 H-1에서는 5개, - (A-1, B-1, C-1, D-1, E-1, G-1) : Workplace emission point, (A-2, A-3, B-2, C-2, D-2, D-3, E-2, G-2) : Pproces points Fig. 2. The odor concentration according to the process.

8 262 임용승 유숙진 Table 5. Relationship between odor intensity & concentration Odor intensity and concentration(mg/l) Compounds Formula Threshold Moderate Strong Very strong Over strong Methylethylketone Y=1.85logX iso-buthylalcohol Y=0.79logX Buthylacetate Y=1.14logX Toluene Y=1.40logX Stylene Y=1.42logX Xylene(o:m:p=1:2:1) Y=1.53logX Ammonia Y=1.67logX n-valeric acid Y=1.58logX Y: Odor intensity, X: Concentration H-2는 2개, H-3는 3개, H-4는 7개, H-5도 7개였고농도범위도최대값으로 H-1은 0.001~0.060 mg/l, H-2는 0.004~0.010 mg/l, H-3은 0.001~0.010 mg/l, H-4는 0.001~0.140 mg/l, H-5는 0.001~0.087 mg/l로 F-3( 주물 ), F-4( 화학 ), F-5( 페인트 ) 와 F-6( 도금 ) 의사업장이모여있는지역에인접한주거지역이다른지역보다악취물질에대한영향을다소많이받는다는것을알수있다. 최대악취물질을이용한검출주거지역수와농도범위는톨루엔이 5개지역모두에서 0.010~0.040 mg/l 검출되었고스타이렌은 4개지역에서 0.022~0.140 mg/l, n-발레르산은 4개지역에서 mg/l, 뷰틸 아세테이트은 3개지역에서 0.002~0.006 mg/l, iso- 뷰틸알코올은 3개지역에서 0.006~0.016 mg/l, 메틸에틸케톤은 3개지역에서 0.006~0.018 mg/l, 자일렌은 2개지역에서 0.003~0.008 mg/l 였으며, 이러한항목중에서주거지역에공통적으로악취영향을주는물질들은톨루엔, 스타이렌과 n-발레르산, 뷰틸아세테이트, iso-뷰틸알코올, 메틸에틸케톤, 자일렌순임을알수있다. 따라서향후해당지자체에서주거지역의악취제거대책을세울때에는이러한물질들에대해좀더심도있는조사와관심을가져야할것으로판단된다. Fig. 3은시료채취일의바람의방향과평균속도를부산시보건환경연구원대기관측시스템의자료를이용하여 The derection of the wind : SSE>W>WNW The average wind speed : 5.8m/sec The derection of the wind : ENE>E>S The average wind speed : 2.5m/sec Fig. 3. The wind direction and average wind speed.

9 부산사상지역산업단지내악취배출업소지정악취물질배출특성조사연구 263 조사한것으로풍향과풍속이뚜렷하게일정하지못하고다양하게변화됨을보였고또한무엇보다도주변지역의업체에서발생시키고있는주요악취원인물질중암모니아를제외하고는 7개항목전부가주거지역에서도농도의차이는있지만검출되어진다는것이다. 이것은오 2) 등의사상공업지역악취발생현황조사연구에의하면해당지역인학장동은주변산에의해둘러싸인분지형태로발생된악취가정체되기쉬우며, 또한비열차이로인해주변대기오염물질이주거지역으로이동할수있는지리적특징을가지는지역으로정의하고있는것과유사한형태를보였다. 지정악취물질과악취강도의상관성비교악취는후각에의한감각적공해이므로단순히개개의지정악취물질농도의높고낮음만으로주거지역에거주하는주민들에게악취를느끼는정도를표현하기에는무리 가있다. 따라서악취의자극량과후각적감각세기와의관계는종종 Weber-Fechner 법칙에따라악취강도를지정악취물질들농도를지수함수적으로변환시키는다음의식이사용되고있다. Y = a log X + b, 여기서 (Y: 악취강도, X: 자극량, a, b: 고유상수 ) 4,11,12) 이는악취물질의농도가감소하여도악취강도는농도의대수에비례하기때문에농도감소에상응하는양만큼의강도로감소하지않음을뜻하며, a값은물질에따라다르기때문에동일한농도감소에서도물질별로체감되는악취강도는다를수있음을의미한다. Table 5는일본후생성에서발표한악취강도와물질농도와의관계식 11) 을적용한것으로각사업장및주거지역에서검출된지정악취물질들에대해서만나타낸것이다. 악취강도는 6단계로구분되어지는데본연구에서는 5단계만표시했다. 악취강도 1은 감지취기, 악취강 Table 6. Intensity of the odor in the workplace and residential area Compounds Formula Odor intensity and concentration(mg/l) F-1 F-2 F-3 F-4 F-5 F-6 Methylethylketone Y=1.85logX (1) iso-buthylalcohol Y=0.79logX (3) (3) 0.802~0.950(3) 1.916~2.745(3) 0.636(3) Buthylacetate Y=1.14logX ~2.301(3) - Toluene Y=1.40logX (2) ~1.196(2) - Stylene Y=1.42logX (4) ~2.055(4) 0.170(2)~1.017(4) - Xylene(o:m:p=1:2:1) Y=1.53logX ~1.685(3) ~0.836(3) (3)~2.610(4) - n-valeric acid Y=1.58logX ~2.828(5) (5) 2.550~3.779(5) 2.550~2.828(5) 2.074(5) Compounds Formula Odor intensity and concentration(mg/l) H-1 H-2 H-3 H-4 H-5 Methylethylketone Y=1.85logX iso-buthylalcohol Y=0.79logX (3) (3) 1.065(3) n-buthylacetate Y=1.14logX Toluene Y=1.40logX Stylene Y=1.42logX (4) (3) 1.888(4) 1.595(4) Xylene(o:m:p=1:2:1) Y=1.53logX n-valeric acid Y=1.58logX (5) (5) 2.550(5) 2.550(5) Y: Odor intensity, X: Concentration, ( ): concentration converted into odor intensity

264 임용승 유숙진 도 2는 보통취기, 악취강도 3은 강한취기, 악취강도 4는 극심한취기, 악취강도 5는 참기어려운취기 이다. 11) Table 6은주거지역에서검출된지정악취물질들을대상으로해서사업장과주거지역의지정악취물질 7항목에대한악취강도농도를 Table 5를근거로하여산출했으며, 그때의악취강도는괄호로표시하였다.

메틸에틸케톤과톨루엔을제외하고 4항목모두 3단계이상, F-2( 금속 ) 은불검출, F-3( 주물 ) 은 3항목으로 iso-뷰틸알코올, 자일렌, n-발레르산으로 3~5단계, F-4( 페인트 ) 는 iso-뷰틸알코올, 스타이렌, n-발레르산 3항목으로 3~5단계, F-5 ( 페인트 ) 는 6항목으로톨루엔을제외하고는 5항목모두 3 단계이상, F-6( 도금 ) 은

10 264 임용승 유숙진 도 2는 보통취기, 악취강도 3은 강한취기, 악취강도 4는 극심한취기, 악취강도 5는 참기어려운취기 이다. 11) Table 6은주거지역에서검출된지정악취물질들을대상으로해서사업장과주거지역의지정악취물질 7항목에대한악취강도농도를 Table 5를근거로하여산출했으며, 그때의악취강도는괄호로표시하였다. F-1( 고무 ) 에서는뷰틸아세테이트를제외한 6항목 ( 메틸에틸케톤, iso- 뷰틸알코올, 톨루엔, 스타이렌, 자일렌, n-발레르산 ) 이악취강도 1~5단계까지보였다. 메틸에틸케톤과톨루엔을제외하고 4항목모두 3단계이상, F-2( 금속 ) 은불검출, F-3( 주물 ) 은 3항목으로 iso-뷰틸알코올, 자일렌, n-발레르산으로 3~5단계, F-4( 페인트 ) 는 iso-뷰틸알코올, 스타이렌, n-발레르산 3항목으로 3~5단계, F-5 ( 페인트 ) 는 6항목으로톨루엔을제외하고는 5항목모두 3 단계이상, F-6( 도금 ) 은 3단계이상이 2항목으로악취강도는 F-5>F-1>F-4>F-3>F-6>F-2순으로나타났다. 주거지역에서는 H-2를제외하고 4곳에서 7항목중 3 항목이악취강도가 3~5단계였고, 악취강도를좌우하는물질은 iso-뷰틸알코올, 스타이렌, n-발레르산로나타났다. H-1에서는 iso-뷰틸알코올, 스타이렌, n-발레르산 3항목이악취강도는 3~5단계, H-2에는불검출, H-3에서는자일렌, n-발레르산 2항목이 3~5단계, H-4에서는 iso-뷰틸알코올, 스타이렌, n-발레르산 3항목이 3~5단계, H-5에서는 iso-뷰틸알코올, 스타이렌, n-발레르산으로양쪽가장자리이면서사업장이밀접한 H-1, H-4와 H-5 주거지역의악취강도가중간지역 (H-2, H-3) 보다높았다. 또한메틸에텔케톤, n-뷰틸아세테이트, 톨루엔과자일렌은주거지역에서검출되었지만악취강도로환산했을때주변지역주민들에게는크게악취영향을미치지않음을알수있었다. 사업장과주거지역에서공통으로검출되는 3항목 (iso- 뷰틸알코올, 스타이렌, n-발레르산 ) 의악취강도율 (%) 을 Fig. 4에나타내었다. 사업장에서의악취강도율 (%) 은 n-발레르산 >iso-뷰틸알코올 > 스타이렌순이었지만주거지역에서는 n-발레르산 > 스타이렌 >iso-뷰틸알코올순으로나타났다. 향후이러한지정악취물질들중에서유기산화합물에대해더욱저농도까지쉽게분석이가능하도록분석방법의개발이이루어져야하고또한검출농도는미량으로검출되었지만악취강도로환산시높은악취강도수치를보이는지정악취물질들에대한제거에더많은초점과관심을가지고조사및연구가이루어져야할것으로생각되어진다. 결론부산사상지역산업단지내악취배출업소의복합악취와지정악취물질배출특성조사를통하여주요중점관리악취배출사업장별배출악취물질의특성파악, 민원발생지역에서감지되는악취물질과사업장배출원의악취물질상관성비교및평가에서얻은기초자료를토대로해당지자체에서학장동지역주민을위한악취저감사업수행에도움이되고자본연구를수행한결과, 다음과같은결론을도출하였다. 1. 각사업장배출구의복합악취희석배수는 144~945배로전사업장이배출허용기준치 1000배이하였으나공정별에서는사업장이 3개소 ( 평균희석배수 1,190~ 3,451 배 ) 였으나, 몇단계의공정을거치면서악취물질이 61.7~74.8% 까지저감됨을보였다. 2. 지정악취물질은 F-5( 페인트 ) 에서다이메틸다이설파이드가배출구에서 0.248mg/L 검출되어배출구허용 Fig. 4. Comparison of odor intensity of workplace and residential area.

11 부산사상지역산업단지내악취배출업소지정악취물질배출특성조사연구 265 기준 (0.03mg/L) 을약 8배초과한것으로나타났다. 자일렌과프로피온산은공정별에서각각 mg/l, 3.60mg/L로, 배출구에서는 mg/l, 0.01 mg/l로기준농도이하였다. 기타다른분야의사업장은배출허용기준농도이하거나검출되지않았다. 3. 사업장별지정악취검출항목량은 F-5( 페인트 ) 와 F-6( 도금 ) 이각각 12항목, F-4( 화학 ) 이 10항목, F-1( 고무 ) 은 11항목, F-3( 주물 ) 은 7항목, F-2( 금속 ) 이 3항목순으로페인트와도금업종이최고로많았고금속을취급하는업종은가장적음을알수있었다. 4. 사업장공정별지정악취물질 8항목중 6항목이휘발성유기화합물로가장많았고다음으로암모니아, 유기산화합물의 n-발레르산각 1항목순이었으며, 검출빈도는자일렌, 암모니아, 톨루엔, iso-뷰틸알코올, n- 발레르산, 메틸에틸케톤, 스타이렌, 뷰틸아세테이트순으로나타났다. 특히자일렌, 암모니아, 톨루엔, iso-뷰틸알코올, n-발레르산은 F-2( 금속 ) 을제외하고는모든사업장에서검출되었다. 5. 주거지역복합악취는최대희석배수가 5~6배로배출허용기준 20배보다약 3배정도낮았다. 지정악취물질도 22개항목중뷰틸아세테이트, iso-뷰틸알코올, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 스타이렌, 자일렌, n-발레르산 7항목검출되었고나머지는분석기기의검출한계값이하로거의검출되지않았다. 6. 사업장의악취강도는 F-5>F-1>F-4>F-3>F-6> F-2 순이었고주거지역에서는 H-2를제외하고 4곳에서 7항목중 3항목이악취강도가 3~5단계였고, 악취강도를좌우하는물질은 iso-뷰틸알코올, 스타이렌, n-발레르산로나타났다. 그러나메틸에텔케톤, n-뷰틸아세테이트, 톨루엔과자일렌은주거지역에서검출되었지만악취강도로환산했을때주변지역주민들에게는크게악취영향을미치지않음을알수있었다. References 1. 사상구청, 부산사상구구정백서 ( 통계연감 )(2012). 2. 오광중, 사상공업지역악취발생현황조사연구 (2012). 3. 충주시악취발생원으로부터배출되는악취원인물질특성분석, 대한환경공학회지 30권 4호 pp.415~422(2008) 4. 변상훈등, 시화산업단지의블록별악취유발물질특성, 대한환경공학회지 Vol. 31, NO. 12, pp.1161~1168 (2009). 5. 최여진등, 산업단지및주거지역에대한환경대기중주요악취물질의농도특성에관한연구-안산시반원공단을중심으로-, Korean Earth Science Society, Vol. 27, NO. 2, pp.209~220(2006). 6. 최재성등, 화학공장에서배출되는악취규제물질의분석및평가, 한국환경과학회지제16권 ( 제1호 ), pp.33~38 (2007). 7. 김용문등, 전주산업단지및주변지역 VOCs 및악취물질모니터링, 전북대학교부설공학연구원제33선, pp.159~170(2002). 8. 박성순등, 전주산업단지및주변지역 VOCs 및악취물질모니터링 (Ⅱ), 전북대학교부설공학연구원제34선, pp.81~92(2003). 9. 국립환경과학원, 악취공정시험방법 (2007). 10. 국립환경과학원, 업종 시설별악취관리 (2003). 11. 환경부, 악취관리편람 (2007). 12. 서용수, 미량다성분복합악취물질정량분석을통한악취특성평가, 부경대학교대학원공학박사학위논문 (2007). 13. 조덕희등, 반원 시화공단화학업종의악취물질배출특성에관한연구, 경기도보건환경연구원보, pp.135~146 (2006).

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- 1 - - 1 - - 2 - - 3 - - 4 - 장비구성 : - 5 - - 6 - 치 - 7 - μ - 8 - - 9 - 고체흡착관의안정화방법및기기 (Tube conditioner) - 10 - - 11 - - 12 - - 13 - - 14 - - 15 - - 16 - - 17 - 전기냉각저온농축장치 (TD) GC/FPD - 18 - GC/FID Headspace