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1 한국산업보건학회지, 제28권제2호 (2018) ISSN X(Print) ISSN (Online) Original Article 고속도로톨게이트부스내공기중 PM 10 의노출평가 남미란ㆍ피영규 1* 대구한의대학교대학원, 1 대구한의대학교보건학부 Exposure Assessment of PM 10 in Expressway Toll Booths Mi Ran Nam ㆍ Young Gyu Phee 1* Graduate School of Daegu Haany University 1 Faculty of Health Science, Daegu Haany University ABSTRACT Objectives: This study was conducted in order to evaluate PM 10 concentrations at eight highway tollgate booths from July to September Methods: A total of 16 samples were collected from eight toll booths. Each PM 10 sample was collected using a 37 mm PTFE filter attached to a Personal Environment Monitor. Results: The geometric mean concentrations of PM 10 in the toll booths was μg / m3. The mean PM 10 concentrations measured on freight roadways were much higher than those of measured on general roadways( μg / m3 and μg / m3, respectively). PM 10 was revealed to be higher in the morning( μg / m3 ) than at dawn or in the afternoon(71.26 μg / m3 and μg / m3, respectively). The mean PM 10 concentration in toll booths ventilated through an air conditioner was higher than that for those using a window or no ventilation. The rate of exceeding the Ministry of Environment Maintenance Limit(200 μg / m3 ) was 6.25%, and the rate of exceeding the Ministry of Labor Recommended Limit(150 μg / m3 ) was 12.5%. Conclusions: In order to protect the health of toll booth workers exposed to airborne dust, it is necessary to check the exposure level from indoor air quality on a regular basis and to manage it appropriately according to the results. Key words: expressway, concentration, PM 10, toll I. 서론톨게이트란요금소또는고속도로및유료도로의요금을징수하기위해설치된도로의시설물을말하며, 2016년기준한국도로공사의고속도로운영노선은 28개노선 ( 총 3,989 km ) 과비운영노선 7개노선 ( 총 448 km ) 이고, 고속도로영업소수는수탁운영민자노선영업소 16개를포함하여한국도로공사운영노선의 345개영업소와비수탁운영민자노선 45개영업소를운영하고있다 (KEC, 2016). 최근자동차에의한이동오염원이도시대기오염에상대적으로커다란비중을차지하고있으며, 그비중 은해마다증가하고있는추세이다 (Lee et al., 2004). 고속도로톨게이트에서는대부분의운전자들이요금수납을위해감속하여정차후시동을켠상태로요금정산을하고급출발하기때문에톨게이트부스주변은물론부스내부의근로자들에게노출되는자동차배기가스는건강장해등의커다란위험을초래할수있다 (Roh et al., 1990). 미세먼지는오랜시간동안대기중에부유하면서매우복잡한성분을갖게되며, 대부분자동차배기가스나도로의먼지등으로부터발생한다 (Shin et al., 2007). 대기중미세먼지의입자크기, 농도, 밀도, 흡습성등의물리적특성과중금속, 수용성, 구성성분의 *Corresponding author: Young Gyu Phee, Tel: , Fax: , yphee@dhu.ac.kr Faculty of Health Science, Daegu Haany University. 1 Hannydae-ro, Gyeongsan-si, Gyeongbuk Received: June 3, 2018, Revised: June 15, 2018, Accepted: June 17, 2018 Mi Ran Nam Young Gyu Phee This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. 151

2 152 남미란ㆍ피영규 함량등화학적특성이다양한형태로존재하고있다. 이는인체내건강영향을결정하는것으로알려져있으며미세먼지의노출은호흡기및심혈관계질환의발생에큰영향을끼칠뿐만아니라사망률의증가와도깊은관련성을가지고있다 (Schwartz, 1994). 또한미세먼지는입자의공기역학적직경이 10 μm이하로 PM 10 (particulate matters) 이라통칭되며, 입경이 10 μm이상의입자들은체내호흡시구강이나코에서대부분걸러지지만, 10 μm이하의입자들은비표면적이크므로다량의유해성분을함유하고호흡기계를통해폐포깊숙이침투되거나흡착되는경향이있으므로인체에악영향을가중시켜위해성이매우크다고할수있다 (Chow, 1994; Lee et al., 1996; Choi et al., 1999). 이러한이유로미국환경보호국 (Environmental Protection Agency, EPA) 에서는 1997년부터 PM 10 에대한기준을설정하고, 국가대기질기준 (National Ambient Air Quality Standards, NAAQS) 으로관리하고있다 (EPA, 2018). 우리나라의경우 1995년에 PM 10 을환경기준으로제정하여일평균 100 μg/ m3, 연평균 50 μg/ m3로관리하고있다 (MoE, 2017). 그동안고속도로톨게이트를대상으로한연구는톨게이트근로자건강유해성연구 (Cha et al., 1988; Park et al., 1990) 와요금수납원근로환경실태조사 (Kim et al., 2015) 가진행되었다. 또한노출평가와관련된연구로는톨게이트도로주변대기오염 (Kim et al., 2008; Lee et al., 2004) 과톨게이트부스및주변자동차배기가스로인한납및가스상물질에대한농도평가 (Lee et al., 1988; Roh et al., 1990) 가이루어졌으나실외대기환경의오염물질이대상이었다. 더욱이선진외국의경우톨게이트를대상으로 PM 10 등먼지에대한노출평가를수행한연구는거의없는실정이다. 따라서본연구는고속도로톨게이트부스에서근무하는근로자를대상으로공기중 PM 10 의노출평가를수행하고, 주변환경에따른농도차이를파악하여동종업종근로자의건강보호를위한관리방안을마련하고자하였다. Ⅱ. 대상및방법 1. 연구대상본연구는고속도로톨게이트부스에서발생하는 PM 10 농도를파악하기위하여 2017년 7월부터 2017 년 9월까지고속도로톨게이트를대상으로경기지역 4곳과경상지역 4곳을임의선정하고현장조사를실시하였다. 고속도로톨게이트부스의 PM 10 농도차이를확인하기위하여차량의통행량, 차로특성, 환기방법등에대하여근로자와면담을통해확인하였다. 2. 연구방법 1) 공기중 PM 10 의채취톨게이트부스안 PM 10 은 PEM(Personal Environmental Monitor, SKC, USA) 시료채취기를활용하였다. 포집에사용된 PTFE(polytetrafluoroethylene) 여과지는직경 37 mm, 공극 2.0 μm이고, 여과지를 PEM에장착한후충돌판에입자되튐현상을방지하기위한기름을도포한후자연건조시켰다. 그후 PEM을유량 2.0 l/min으로설정된개인시료채취기 (Personal air sampler, Gillian, USA) 에연결하였다. 채취위치는근로자의근무반경에서바닥면으로부터 m 높이에설치하여포집하였고시료채취시간은근로자 1일근무시간동안측정이이루어지도록하였다. 2) 시료의분석공기중채취된시료는포집기와분리하고여과지의수분영향을제거하기위하여 Dry Keeper(OH-3S, AS ONE, Japan) 에서 24시간이상항습시킨후중량분석법을이용하여농도를확인하였다. 채취한시료의분석은 10-6 g까지칭량할수있는 Micro balance(mse3.6p-000- DM, Sartorius, Germany) 를이용하였으며, 시료측정전 후 3회칭량한후평균값을활용하여중량차를구하고공시료 (blank samples) 의무게를보정한후농도값을계산하였다. 3) 자료의분석자료의분석은 SPSS(Version 23.0K, USA) 프로그램을이용하였다. PM 10 의농도는 Sapiro-Wilk의정규성검정결과대수정규분포를보여기하평균과기하표준편차로제시하였고, 결과의이해를돕기위하여산술평균과표준편차도함께수록하였다. 차로특성, 지역및일간형태등두군간의공기중 PM 10 의농도비교는 Mann Whitney U test를활용하였고, 통행량, 시간대및환기방법등의세군이상간의농도비교는 Kruskal-Wallis test를수행하였다.

3 고속도로톨게이트부스내공기중 PM 10 의노출평가 공기중 PM 10 의농도 Ⅲ. 연구결과 1) 톨게이트부스의일반적특성고속도로톨게이트부스내 PM 10 의농도차이를확인하기위하여측정시간동안톨게이트를통과한차량의통행량을기준으로 750대미만 (5개소), 750대이상 1,500대미만 (7개소), 1,500대이상 (4개소) 으로구분하였다 (Table 1). 차로특성의경우화물차가주로다니는화물차로 Table 1. General characteristics of subjects Classification Number of samples Percentage(%) Traffic volume < Roadway General Freight Area Gyoung-gi Gyoung-sang Daytime Weekday Weekend Time slot Dawn Morning Afternoon Ventilation type Air conditioner Window None 개소와일반차로 8개소로구분이가능하였으며, 지역은경기지역 8개와경상지역 8개소로분류하였다. 일간형태는평일에 6개소를방문하였고, 주말에 10개소에서시료를채취하였다. 시간대별농도차이를확인하기위하여출근시간이포함된시간인새벽은 4개소, 출근시간이포함되지않은오전은 8개소, 퇴근시간이포함된오후의경우 4개소로구분할수있었다. 그리고톨게이트부스안의환기방법은에어컨을통한환기 9개소, 창문환기는 3개소가있었고, 4개소는환기를별도로하지않고있었으며이는근로자와면담을통해확인하였다. 2) 차량통행량에따른 PM 10 의농도고속도로톨게이트의차량통행량에따른 PM 10 의기하평균농도는부스안의경우 1500대이상이 μg / m3으로가장높았고, 750대이상 1500대미만 μg / m3, 750대미만 μg / m3이었다 (Table 2). 고속도로톨게이트의차량통행량에따른 PM 10 의관리기준초과율을환경부실내공기질관리법의유지기준 200 μg / m3, 고용노동부의사무실공기관리지침의사무실권고기준 150 μg / m3과비교한결과톨게이트부스안 PM 10 의관리기준초과율은각각 6.25%, 12.5% 로나타났다. 3) 차로특성에따른 PM 10 의농도차로특성에따라일반차로와화물차로로구분하여 PM 10 의농도를확인한결과고속도로톨게이트부스안의기하평균농도는일반차로 (68.05 μg / m3 ) 에비해화물차로 ( μg / m3 ) 가높았다 (Table 3). 고속도로톨게이트의차로특성에따른화물차로에서 PM 10 의관리기준초과율은환경부실내공기질관리법의유지기준의 6.25% 를, 고용노동부의사무실공기관리지침권고기준의 12.5% 를초과하는것으로나타났으며, 일반차로에서초과는발생되지않았다. Table 2. PM 10 concentrations of expressway tollgate by traffic volume (Unit : μg / m3 ) No. of cars N * GM ** (GSD ) Mean±S.D. Min Max ER (%) ER (%) P-value < (1.62) 76.92± (1.62) 90.11± (1.97) ± Total (1.69) 96.96± * N: Number of samples, ** GM: Geometric Mean, GSD: Geometric Standard Deviation, S.D.: Standard Deviation Exceed Rate(%) : (No of samples over maintenance limit by MoE/No of samples) 100, Exceed Rate(%) : (No of samples over recommend limit by MoEL/No of samples)

4 154 남미란ㆍ피영규 Table 3. PM 10 concentrations of expressway tollgate by roadway (Unit : μg / m3 ) Roadway N * GM ** (GSD ) Mean±S.D. Min Max ER (%) ER (%) P-value General (1.36) 70.67± Freight (1.89) ± Table 4. PM 10 concentrations of expressway tollgate by area (Unit : μg / m3 ) Area N * GM ** (GSD ) Mean±S.D. Min Max ER (%) ER (%) P-value Gyoung-gi (1.84) ± Gyoung-sang (1.84) 68.91± ) 지역에따른 PM 10 의농도고속도로톨게이트위치를경기지역과경상지역으로구분하였을때, 톨게이트부스안 PM 10 의기하평균농도는경기지역이 μg / m3으로경상지역 μg / m3에비해높은수준이었지만통계적으로유의한차이는없었다 (Table 4). 경기지역의 PM 10 의관리기준초과율은환경부실내공기질관리법유지기준의 6.25%, 고용노동부의사무실공기관리지침권고기준의 12.5% 를초과하는것으로나타났으며, 경상지역에서초과는발생되지않았다. 5) 일간형태에따른 PM 10 의농도톨게이트부스에서발생되는 PM 10 의농도를평일과주말로구분했을때부스안의기하평균은평일 (86.87 μg / m3 ) 이주말 (81.57 μg / m3 ) 에비해높은수준이었다 (Table 5). PM 10 의관리기준초과율은고용노동부 의사무실공기관리지침권고기준과환경부실내공기질관리법의유지기준을적용할경우주중및주말에각각 6.25% 를초과하는것으로나타났다. 6) 시간대에따른 PM 10 의농도 PM 10 의기하평균농도를시간대별로구분했을때오전 μg / m3, 새벽 μg / m3, 오후 μg / m3순으로나타났으나그차이가통계적으로유의하지는않았다 (Table 6). PM 10 의초과율은아침의경우환경부실내공기질관리법유지기준의 6.25%, 고용노동부의사무실공기관리지침의권고기준의 12.5% 를초과하는것으로나타났다. 7) 환기방법에따른 PM 10 의농도톨게이트부스내에서환기방법에따른 PM 10 의농도확인결과기하평균은에어컨가동시 μg / Table 5. PM 10 concentrations of expressway tollgate by daytime (Unit : μg / m3 ) Daytime N * GM ** (GSD ) Mean±S.D. Min Max ER (%) ER (%) P-value Weekday (1.76) 99.36± Weekend (1.70) 95.51± Table 6. PM 10 concentrations of expressway tollgate by time slot (Unit : μg / m3 ) Time N * GM ** (GSD ) Mean±S.D. Min Max ER (%) ER (%) P-value Dawn (1.53) 75.64± Morning (1.84) ± Afternoon (1.19) 61.86± Table 7. PM 10 concentrations of expressway tollgate by ventilation type (Unit : μg / m3 ) Ventilation type N * GM ** (GSD ) Mean±S.D. Min Max ER (%) ER (%) P-value Air conditioner (1.77) ± Window (1.64) 71.79± None (1.31) 64.10±

5 고속도로톨게이트부스내공기중 PM 10 의노출평가 155 m3, 창문환기시 μg / m3, 환기를하지않는경우 μg / m3순으로나타났으나그차이는유의하지않았다 (Table 7). 또한 PM 10 의초과율은환경부실내공기질관리법의유지기준을적용할경우에어컨을가동한환기방법은 6.25%, 고용노동부사무실공기관리지침의권고기준은 12.5% 를초과하고있었다. Ⅳ. 고찰우리나라는매년중국발황사로인해국민들이미세먼지에대한관심이고조되고있으며, 실생활에서느끼는여러가지오염중대기오염에관한문제도시사적으로다뤄지고있다. 차량에의해도로에서발생하는입자상물질은배출원에따라크게 exhaust PM과 non-exhaust PM으로구분된다. non-exhaust PM은타이어나브레이크, 도로표면등에의한마모입자들과차량운행시재비산된도로먼지를포함하며, 과거에는차량배기가스에중점을두었지만최근에는배출가스의감소로 non-exhaust PM의중요성이상대적으로강조되고있다 (AbuAlban et al., 2003). 또한차량주행시발생되는도로의먼지들은다른자동차의주행이나바람에의해주변으로비산되고중금속등유해한물질들이도로먼지에붙어인체내기관지를통해흡입되어심장병이나폐질환, 천식등과같은만성질환을유발시킬수있으며, 특히호흡기질환이있는노약자나어린이에게치명적인피해를입힐수있다 (Fergusson & Kim, 1991). 이에따라도로먼지및자동차배기가스로인해인체에쉽게노출될수있는입자상물질들은건강상유해한물질로널리알려져있어노출평가및독성평가연구가활발히수행되고있다 (Kim, 2011). 그동안대기중오염물질이나도로변미세먼지노출에관한연구는일부이루어져왔지만직업적으로매일도로의오염원에노출되고있는고속도로톨게이트부스안에서근무하는요금소수납원들을대상으로한입자상물질에대한노출평가를수행한연구는찾아보기어렵다. 특히고속도로톨게이트부스안의경우우리나라환경부의 실내공기질관리법 과고용노동부의 산업안전보건법 의대상여부도불분명하여법적관리도미흡한실정이다. 이러한이유로본연구는고속도로톨게이트를대상으로근로자가종사하는부스안에서발생하는공기 중 PM 10 에대한노출평가를수행하고그농도를확인하였다. 그결과고속도로톨게이트부스안 PM 10 의기하평균농도는 μg / m3 ( μg / m3 ) 로나타났다. 이를환경부의 실내공기질관리법 의다중이용시설중실내주차장의유지기준 (200 μg / m3 ) 과비교했을때 PM 10 의농도초과율은 6.25% 이었으며, 고용노동부의 사무실공기관리지침 에따른사무실권고기준 150 μg / m3대비초과율은 12.5% 로나타나 PM 10 농도저감을위한노력의필요성은확인할수있었다 (MoEL, 2015; MoE, 2017). 지금까지톨게이트를대상으로수행된 PM 10 의노출평가에관한연구의부족으로그농도의차이를직접적으로비교할수는없었다. 다만, 학교의 PM 10 의농도와비교해보면 Jung et al.(2015) 은학교교실의평균 PM 10 농도를초등학교 μg / m3 (12.7 μg / m μg / m3 ), 중학교 μg / m3 (11.7 μg / m μg / m3 ), 고등학교 μg / m3 (22.0 μg / m μg / m3 ) 으로보고하였고, Kim et al.(2003) 은서울및경기지역초 중 고등학교교실의평균 PM 10 농도를 μg / m3으로발표한바있다. 비록연구대상의차이는있지만전반적으로고속도로톨게이트부스안의 PM 10 농도가교실에비해높은수준으로나타나 PM 10 농도에대한주기적인확인및관리가필요한것으로판단된다. 한편, Park(2011) 은울산지역다중이용시설의평균 PM 10 농도를찜질방 78.2 μg / m3, 대규모점포 69.2 μg / m3, 보육시설 65.0 μg / m3, 실내주차장 63.8 μg / m3, 의료기관 62.8 μg / m3로보고하였다. 또한 Ryu et al.(2005) 과 Kim & Lee(2004) 도평균 PM 10 농도를찜질방 57.4 μg / m3, μg / m3, 대규모점포 48.8 μg / m3, μg / m3, 보육시설 61.9 μg / m3, μg / m3, 실내주차장 73.8 μg / m3, μg / m3, 의료기관 45.6 μg / m3, 80.0 μg / m3으로보고한바있다. 이처럼고속도로톨게이트부스내 PM 10 농도역시여러다중이용시설에비해다소높은경향을보이고있어차량이동에따라톨게이트에서발생되는미세먼지입자들이외기의영향으로부스안으로유입되는것을방지하기위한노력이필요하다. 본연구는일부지역에위치한고속도로톨게이트로국한되어수행됨에따라 PM 10 농도를전체톨게이트안의농도로확대해석하기에는다소무리가있고, 시료수도적다는제한점이있다.

6 156 남미란ㆍ피영규 Ⅴ. 결론 본연구는 2017년 7월부터 9월까지 8개의고속도로톨게이트부스내에서근무하는근로자를대상으로공기중 PM 10 의노출평가를수행하고, 농도에영향을미칠수있는변수를설정하여그수준을비교하였다. 톨게이트부스내 PM 10 의기하평균농도는 μg / m3이었다. 차량통행량이많을수록 PM 10 은높은농도를보였고, 차로특성은일반차로보다화물차로, 시간대는새벽및오후에비해오전이높은수준이었다. 환기방법은에어컨을가동할경우가창문환기및환기를안하는경우보다농도가높았다. 또한부스안의경우실내공기질관리법의유지기준, 사무실공기관리지침에의한권고기준초과율은각각 6.25%, 12.5% 로확인되었다. PM 10 의노출평가결과대부분차로특성은일반차로보다화물차로가, 일간특성은평일보다는주말이, 시간대별로는새벽및오후보다아침에높은수준을보여부스창문에설치된에어커튼을작동하는것이권장되며, 에어컨이가동되는경우 PM 10 농도가높게나타나에어컨필터의주기적청소등의적극적인관리가요구된다. References AbuAlban M, Gilies JA, Gertler AW, Clayton R, Profit D. Tailpipe, resuspended road dust, and brake-wear emission factors from on-road vehicles, Amos Envir 2003;37: Cha CW, Yum YT, Kim YW. A study on the health effect of air pollution among the express-way tollgate workers in Seoul. J KAPRA 1988;4(1):71-75 Choi JC, Cho HM, Kim JY, Kim S, Park KJ. A Comparison of Chemical Properties of TSP and PM 10 during the spring of 1998 in Seoul. J of Kor Metro Soc 1999;35(1):38-46 Chow JC, Watson EM, Fujita Z, Lu DR, Lwson L, Ashbaugh, Temporal and spatial variations of PM 2.5 and PM 10 aerosol in the southern California air quality study, Amos Envir 1994;28(12): Environmental Protection Agency(EPA). Criteria Air Pollutants. NAAQS Table [cited 2018 Jun 5]; [screens]. Available from: Fergusson JE, Kim ND, Trace elements in street and house dusts: sources and speciation, The Sci of Total Environ 1991;100: Jung JS, Park DS, Jeon HJ, Song HS, Lee MJ. A study of indoor air quality of school classrooms. J of Kor Acad- Ind cooper Soc 2015;16(5): Ministry of Employment and Labor(MoEL). Guidelines for indoor air management of office(moel Public Notice No ) p. 18 Ministry of Environment(MoE). Indoor Air Quality Act, p. 56 Kim HI, Kang DM, Kim JE, Kim SY, Kim SE et al. A survey on work environment of express tollgate workers. Korea Occupational Safety & Health Agency Report p. 22 Kim JY. Risk analysis of size-related airborne particulate matters in Urban area. Graduate school of Yonsei University. Seoul; Yonsei University Press p Kim WS, Lee HY. Study of indoor air quality in multi-use facilities and buildings in Seoul. Seoul Development Institute Report p Kim YS, Won SR, Choi YJ, Choi SH, Kim AR et al. Concentration variations in primary and secondary aerosols near a major road. Korean Soc Atmo Environ 2008;PB: Kim YS, Lee CM, Moon JS, Kim SW. A Study on the indoor air pollution in the classrooms primary, middle and high schools in Seoul and Gyeonggi-Do. J of Korean Soc of School Health 2003;16(1):81-90 Korea Expressway Corporation(KEC). Expressway traffic statistics, p. 4 Lee BK, Jung EL, Kim DY, Kang JK, Kim IS, Kim JY et al. Concentration analysis of fine particles from the highway areas passing through Ulsan. Proceeding of the Meeting of KOSAE. Korean Soc Atmo Environ 2004;PB21: Lee YJ, Kim JC, Kim KC, Song DB, Cha CH, Kwon YK. A Study on the status of air pollution around toll booth of expressway -Around Seoul and Suwon toll booth-. KAPRA 1988;4(1):76-83 Lee HM, Kim DS, Lee JH. An assessment of the long-term concentration of heavy metals and associated risk in ambient PM-10. J of Kor Soc Atmo Environ 1996;12(2): Park SK. Characteristics o iindoor air quality in the public facilities, Ulsan. Graduate school of Ulsan University. Ulsan; Ulsan University Press p Park JI, Koo JW, Roh YM, Lee SH. Lead exposure of tollgate workers on Korean expressway. The Kor J of Occup Med 1990;2(2):

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목차 ⅰ ⅲ ⅳ Abstract v Ⅰ Ⅱ Ⅲ i

11-1480523-000748-01 배경지역 ( 백령도 ) 에서의 대기오염물질특성연구 (Ⅲ) 기후대기연구부대기환경연구과,,,,,,, Ⅲ 2010 목차 ⅰ ⅲ ⅳ Abstract v Ⅰ Ⅱ Ⅲ i 목차 Ⅳ ii 목차 iii 목차 iv 목차 μg m3 μg m3 v 목차 vi Ⅰ. 서론 Ⅰ μm μg m3 1 Ⅰ. 서론 μg m3 μg m3 μg m3 μm 2