한국실내환경학회지제 3 권제 3 호 pp. 211-223 (2006 년 9 월 ) Vol. 3, No. 3, pp. 211-223, September 2006 신축공동주택휘발성유기화합물 (VOCs) 로인한건강위해성평가 임영욱 양지연 김호현 이윤규 1) 김윤신 2) 장성기 3) 손종렬 4) 노영만 2) 신동천 * 연세대학교환경공해연구소, 1) 한국건설기술연구원건축연구부 2) 한양대학교환경및산업의학연구소, 3) 국립환경과학원실내환경과, 4) 고려대학교보건과학대학 (2005년 7월 7일접수 ; 2006년 9월 8일채택 ) Young Wook Lim Ji Yeon Yang Ho Hyun Kim Yun Gyu Lee 1) Yoon Shin Kim 2) Seong Ki Jang 3) Jong Ryeul Sohn 4) Young-Man Roh 2) Dong-Chun Shin * The Institute for Environmental Research, Yonsei University, Seoul, Korea 1) Korea Institute of construction technology, Building Research Department 2) Institute of Enviornmental and Industrial Medicine, Hanyang University, Seoul, Korea 3) Korea National Institute of Environmental Research, Indoor environmental Division, 4) Dept. of Environmetal Health, College of Health Sciences, Korea University (Received 7 July 2005; accepted 8 September 2006) Abstract For indoor air quality at a newly built apartment before move-in, we monitored formaldehyde and VOCs and assessed human exposure and probabilistic health risk. We selected 801 newly built apartments all over the country. The results of the research on the condition show the mean concentrations of formaldehyde 294 μg / m3, 210(median) 1497 μg / m3 (maximum), benzene 6 μg / m3, (4 and 92 μg / m3 ), toluene 1003 μg / m3 (773 and 5013 μg / m3 ), ethylbenzene 120 μg / m3, (62 and 1192 μg / m3 ), xylene 287 μg / m3 (138 and 2723 μg / m3 ) and styrene 64 μg / m3, (42 and 531 μg / m3 ). Formaldehyde from carcinogen and toluene and xylene from non-carcinogen were assessed the risk for human health. The excess cancer risk of formaldehyde for human beings between carcinogens is per 1.36 of average 1000 persons. This implies that it is over a level per 1.00 of 1000 persons demanding active risk reduction. Hence, we strongly need the active reduction plan and accurate source assumption. Among a variety of factors affecting indoor air quality for householders, closing construction or density of indoor air processing additional interior construction and indoor area, indoor air quality with a variety of districts show significant. The excess cancer risk for human beings of formaldehyde between carcinogens is per 1.36 of average 1000 persons. Non-carcinogen toxicity rate for human-beings with toluene and xylene among non-carcinogens is over HQ 1 from Seoul to local area. keywords:newly-built apartment house, Indoor air, VOCs, Health risk assessment * Corresponding author. Tel:+82-2-2228-1896, E-mail:dshin5@yumc.yonsei.ac.kr
212 신축공동주택휘발성유기화합물 (VOCs) 로인한건강위해성평가 1. 서론실내오염이인체에미치는영향은실내에서의일일노출시간의증가, 자연적희석과정이존재하는대기오염과는달리한정된공간에서의오염된공기의지속적인순환, 에너지절감시스템에의한건물의밀폐화추세에따른실내오염농도의누적현상, 그리고다양한건축자재및생활가구의사용으로인한실내내부오염원의존재로인해실외대기오염으로인한인체영향못지않게더욱중요한문제로다루어지고있다. 실내공기질및이로인한건강영향에관한연구는선진국에서 1970년대이후에너지절감을고려한단열재와같은건축자재의사용으로인한실내공간의밀폐화와경제수준의향상으로다양한생활용품의사용량이증가되면서예상치않은오염물질이방출됨으로인해장기간실내거주자가일명 빌딩증후군 (Sick Building Syndrome, SBS) 을호소하게됨으로서사회적인관심이고조되어 SBS증상의원인규명을위해시작되었다. 그이후적극적인연구가진행되면서고층빌딩근무자들의 SBS증상뿐만아니라일반주택에서도실내공기오염과관련된여러가지질병이보고됨으로인해다양한실내공간에서의공기오염에대한중요성을재인식하게되었다. 실내공기질 (indoor air quality; 이하 IAQ) 은건강한삶을위해중요한부분이나, 실내공기질을관리하는것은매우어려운문제이다. 휘발성유기화합물류 (volatile organic compounds, VOCs) 가증가되면호흡기계에유해한영향을미치는등건강문제와관련이있다고보고된바있다 (Wieslander et al., 1996; Diez et al., 2000; Rehwagen et al., 2001). 특히, VOCs는건축마감재를통해실내로방출될수있어, 신축건물에서의 이들물질의중요성을강조하고있다 (Rehwagen et al., 2003). 더욱이, 최근우리나라에서는전국적인주상복합아파트및유사신축공동주택의건축호황이일어나면서농촌지역까지아파트를짓고분양하고있는실정이어서, 건축자재에함유된유해물질로인한 IAQ 문제가심각하다. 따라서, 본연구에서는입주전신축공동주택에대한전국적인실태조사결과를바탕으로건강위해성평가를실시하여, 포름알데히드및 VOCs로인한인체유해영향을예측하고자한다. 2. 연구내용및방법 2.1 조사시기및측정대상공동주택의선정본연구의현장조사는 2005년 3월부터 8월에걸쳐전국규모로실시되었으며입주전신축공동주택 801개세대를최종조사하였다. 다중이용시설등의실내공기질관리법 제 9조에신축공동주택의입주전실내공기질을측정하도록하고있으므로, 입주직전신축공동주택을대상으로선정하였다. 단지별로 6-18개단위세대내외의측정세대를선정하여현장측정을수행하였으며, 서울및수도권 411개세대, 영남권 219개세대, 호남권 81개세대, 마지막으로충청권 90 세대를최종조사하였다. 시공사에대한고려를위해대규모건설회사와중 소규모회사로구분하여대상측정단지수를고려하였다. 대상시공사는약 40개내외로선정하였다. 실내에영향을미치는변수인지역, 계절조건, 시공사, 평형, 층수, 보양지제거여부, 청소실시여부, 난방실시여부, 베란다확장공사여부, 주요내장재의종류및마감자재현황, 일기상황, 측정당시의온습도조건, 측정세대의도심지역, 시골지역, 공단지역등외부조건등 한국실내환경학회지제 3 권제 3 호
임영욱 양지연 김호현 이윤규 김윤신 장성기 손종렬 노영만 신동천 213 실내공기에영향을미칠수있는영향도함께조사하였다. 2.2 평가대상물질 다중이용시설등의실내공기질관리법 상의시행규칙에서제시하고있는포름알데히드와 6개의주요 VOCs, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌및 1, 4-디클로로벤젠, 스티렌을주요대상물질로하고, 아세트알데히드및기타주요선진국에서가이드라인으로설정하고있는개별 VOCs에대한측정및분석을수행하였다. 2.3 측정및분석방법 실내공기중알데히드류및 VOCs의측정및분석방법은 다중이용시설등의실내공기질관리법 에서규정하고있는실내공기질공정시험방법에준하여측정및분석하였다. 측정은시작전에외부에면한모든개구부와실내출입문, 수납가구의문등을개방하고, 이상태를 30분이상지속하여환기시킨후외부공기와면하는개구를 5시간이상모두닫아실내외공기의이동을방지하였고, 실내간의이동을위한문과수납가구등의문은개방하여실시하였다. 시료채취는원칙적으로 30분간 2회실시하였고, 실내에자연환기구및기계환기시스템이설치되어있는경우, 이를밀폐하거나가동을중단하고측정을 실시하는것을원칙으로하였다. 포름알데히드의경우오존스크러버및 DNPH카트리지를사용하였고, VOCs의경우 Tenax-TA 고체흡착관을공통적으로사용하였다. VOCs는흡착제를충진한흡착관에시료를채취하여고체열탈착장치에의해 1차고온탈착시키고, 다시저온농축관에서농축시킨후, GC내컬럼에도입하여 GC/MS로분석하였고, 알데히드류는 DNPH-Slicacartridge 내코팅된 DNPH(2, 4-dinitrophenylhydrazone) 에흡착된것을유도체화하여 HPLC로분석하였으며, 본연구에참여한기관들은동일한분석방법으로진행하였다. 본연구는전국규모의조사이기때문에측정및분석의효율을고려하여전국 5개기관 ( 한국건설기술연구원등 ) 에서각각샘플링 (5개기관 ) 및분석 (4개기관 ) 을담당하였다. 그러나, 동일기관이아닌여러기관에서의측정및분석결과에대한정도관리를위해공기채취펌프의보정, VOCs 흡착관및 DNPH 카트리지의청정도평가, VOCs 흡착관이력관리및 RRT(Round Robin Test), 즉임의의농도의측정시료의상호비교시험을하였다. 재현성평가는동일한농도의표준물질을 7회반복실험을통해이루어졌으며상대표준편차 (RSD%) 로재현성을평가하였고, RSD값이 20% 이하였다. 기관별로물질별검량선을작성한결과모든물질의결 Type Volume Sampling Vol. Aldehyde DNPH-Slica 0.5 l/min 15 l VOCs Tenax-TA(60/80mesh)200mg 0.1 l/min 3 l Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 3, No. 3
214 신축공동주택휘발성유기화합물 (VOCs) 로인한건강위해성평가 정계수 (r 2 ) 는 0.997이상이었다. 총 2회에걸쳐상호비교시험을실시하였으며, 각측정기관별 TVOC의농도의범위의상대표준편차 (RSD) 가 10% 정도로나타났다. 것으로, 시공이완료되지않은상태에서측정되었거나, 추가적인인테리어시공이실시된가구에서의측정가구는평가대상가구에서제외하였다. 공사중에측정이실시된 68가구를제외한 733가 구는실내오염도에영향을미치는평수를 30 평 2.4 변수에따른평가그룹분류연구대상가구의실내공기에영향을주는다양 이하및이상으로구분하여두그룹에대한건강위해성평가를실시하였다. 한인자들중에서지역 ( 서울, 지방 ), 마감공사또 는추가적인인테리어공사가진행여부에따른실내공기중농도와실내면적즉, 평수에따른실내공기질이통계적으로유의한차이를보이고있었다 (p<0.05). 이에본연구에서는서울지역의신축공동주택과비교하여지방에위치한신축공동주택에서통계적으로유의하게포름알데히드및일부개별 VOCs에서농도가높게조사되었으며, 마감공사중이거나추가적으로실내인테리 2.5 연구대상물질의평가분류평가대상물질은 US EPA 물질분류범주에따라포름알데히드 (B1:probable human carcinogen), 아세트알데히드 (B2:probable human carcinogen) 및벤젠 (A:human carcinogen) 은발암물질로분류하여평가하며, 툴루엔 (D:not classifiable as to human carcinogen) 등기타물질은비발암물질로분류하여평가한다. 어공사를수행하거나하고있는가구의실내공 기중포름알데히드및일부개별 VOCs는다른가구에비해통계적으로유의하게높은농도를나타내었다. 또한실내평수가넓을수록실내포름알데히드및일부 VOCs 농도도증가되었으며, 특히 30평이상의가구는그보다작은실내평수에비해통계적으로유의하게높게검출되었다. 본연구는신축공동주택의시공이완료되고, 추가적인오염원의유입이없는상태에서의실내에발생 2.6 인체노출량평가및불확실성분석임의의농도로오염된신축공동주택에평생노출되며생활할경우의인체노출량은오염농도, 일일호흡률, 체중, 노출빈도, 노출기간, 기대수명등을고려하여산출할수있다. 본노출평가에서노출인자들의값은가능한한합리적인최대노출 (RME : Reasonable Maximum Exposure) 에상응하는값을사용하고자하였고, RME는타당하게발 되는유해물질로인한인체위해영향을예측하는 생할수있는최대노출을뜻한다. 노출농도 Group A B Criteria 1 129 84 no closing work or density of indoor air processing additional interior construction and under 30 area 2 277 260 no closing work or density of indoor air processing additional interior construction and above 30 area A:Seoul and national capital region, B: Yeong-nam, Ho-nam and Chung-chung 한국실내환경학회지제 3 권제 3 호
임영욱 양지연 김호현 이윤규 김윤신 장성기 손종렬 노영만 신동천 215 (concentration) 는일정한노출기간동안의산술평균치를사용하며, Crystal Ball 프로그램을이용하여실측된자료의특성을가장잘반영하는확률분포를선정 적용하였다. 체중 (body weight) 의경우평생노출을고려할때모든연령그룹에대한시간가중평균치를취해야한다. 그러나미국환경보호청에서는체중에대한접촉율비 (ratio) 가평생일정한경우에는성인남여의평균체중을고려한대표값 (70kg) 을적용하도록권고하고있다. 이에본연구에서도한국성인남녀평균체중 62.8kg( 기술표준원, 2004) 의평균값을고려하여 60kg을적용하였다. 호흡율 (Inhalation rate) 의경우 US EPA(1985) 에서보고된바있으며, 이보고서에서는단지, 특별한활동패턴이알려지지않았을때계속적인노출상황의평가에기준이되는성인의평균일일호흡률의 90th percentile 값인 20m3 /day을제안하고있고, 최악 (worst case) 의호흡률계산을위해서는 20m3 /day 의 1.5배인 30m3 /day를쓰도록언급하고있으나우리나라의경우에는성인의일일호흡률에관한검증된자료가없다. 따라서, 본평가에서는위자료를참고하여높은호흡율로인한 over-estimation을피하기위해 US EPA 의 NCEA(National Center For Environmental Assessment) 의 Exposure Factors HandbookⅠ(1997) 의자료중호흡율에대한권고치를참고하여 19-65세의성인의평균호흡율자료즉, 성인여성 11.3m3 /day, 성인남성 15.2m3 /day 의평균값인 13.3m3 /day을사용하였다. 노출기간 (exposure duration) 과노출빈도 (exposure frequence) 의설정은총노출시간을계산하기위하여쓰여지는데이변수또한통계수치가유용하면, 노출시간에대한 95th percentile 값을사용하지만, 그렇지 않을경우에는보수적으로타당한 (reasonable conservative) 측정치를사용한다. 본연구에서는 US EPA에서사용하고있는기대수명및통계청 (2001) 한국인의평균수명 70년을사용하고, 365일 / 년최대치로노출되는것으로가정하였다. 추가적으로비발암물질에대한장기적인노출을평가할때노출은노출기간 ( 만성일일노출량 ) 에대한평균노출을사용하여계산하고, 발암물질의경우는평생 ( 평생평균일일노출량 ) 에대한총누적용량의할당에의해계산한다. 이러한이유로위해성평가기법에서는비발암물질의경우평균시간 (Average Time) 을노출기간과동일하게적용하고, 발암물질의경우기대수명을 70년을적용하고있다. 신축공동주택내발암및비발암물질의실내오염으로인한인체노출량산출은동일한수식및노출변수를이용하였다 ( 표 3). 인체노출량예측시발생하는불확실성을최소화하기위해인체노출량을산출하는수식에적용된모든인자들의확률분포모형을결정하여 Monte-Carlo simulation 법에의한불확실성분석을병행하였다 ( 그림 1). C IA ( mg / m3 ) : Concentration IR( m3 /day) : Inhalation rate ET(unitless) : Exposure Time EF(days/yr) : Exposure frequence in days per year ED(years) : Exposure Duration in years BW( kg ) : Body weight AT(days) : Average Time in days Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 3, No. 3
216 신축공동주택휘발성유기화합물 (VOCs) 로인한건강위해성평가 한국실내환경학회지제 3 권제 3 호
Forecast: FA_RISK_1 10,000 Trials Frequency Chart 9,772 Displayed.03 6 363.02 7 272.2.01 8 181.5.00 9 90.75 Mean = 1.95E-3.00 0 0 4.69E-5 1.80E-3 3.54E-3 5.29E-3 7.04E-3 0.50 0.63 0.75 0. 8 8 1.00 임영욱 양지연 김호현 이윤규 김윤신 장성기 손종렬 노영만 신동천 217 Parameter Value Distribution type Reference Concentration ( μg / m3 ) - Customer - Weight ( kg ) 60 Log-normal 체중 (kg) Korea Research Institute of Standard and Science, 1998 Inhalation Rate ( m3 /day) Exposure Duration (year/lifetime) 13.3 Uniform point value US EPA, 1997 70 Normal ED(yr/lif Korea National Statistical Office, 2001 Exposure Frequence (day/year) 365 Triangular EF(d/yr) US EPA, 1995 Indoor Duration (unitless) 0.8 Triangular IST IERY, 2001 Forecast: LADD_total 10,000 Trials Frequency Chart 9,771 Displayed.080 795 Forecast: LADD_total 10,000 Trials Cumulative Chart 9,771 Displayed 1.000 10000.060 596.2.750.040 397.5.500.020 198.7.250.000 0.000 Mean = 1.24E-3 0-1.31E-4 1.60E-3 3.34E-3 5.07E-3 6.80E-3 (mg/kg-day) -1.31E-4 1.60E-3 3.34E-3 5.07E-3 6.80E-3 (mg/kg-day) 2.7 물질별용량-반응평가자료결정발암력, q 1 * 은용량 -반응곡선에서선형계수의 95% 상한값에해당하는것으로서, 포름알데히드의경우에는 Kerns 등 (1983) 연구의용량 -반응자료를바탕으로선형화다단계모델 (Linearized multistage model) 에의해 4.6 10-2 ( mg / kg /day) -1 으로산출되었다. 아세트알데히드및벤젠에대한정보는표 4에제시하였다. 단위위해도는건강한성 인이임의의오염물질이단위농도 (1μg/ m3 ) 로오염된공기에평생동안노출되어생활할때이로인해발생될수있는초과발암확률로써, 발암성용량-반응평가를통해얻어진발암력 (( mg / kg /day) -1 ) 과성인평균체중및일일호흡률을고려하여산출된다. 톨루엔의동물실험결과, 가장낮은독성영향농도가관찰된 Foo 등 (1990) 의연구결과를이용 Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 3, No. 3
218 신축공동주택휘발성유기화합물 (VOCs) 로인한건강위해성평가 Materials Dose-response model Slop factor (( mg / kg /day) -1 ) Unit risk ( μg / m3 ) -1 ) Formaldehyde Linearized miltistage model 4.60 10-2 1.30 10-5 Acetaldehyde Linearized miltistage model 7.70 10-3 2.20 10-6 Benzene Linearized miltistage model 3.60 10-2 6.00 10-6 하여호흡노출로인한참고치 (RfC) 를결정하였다. 최저관찰영향수준 (LOAEL) 은 Foo(1990) 에의한연구결과를이용, 이를가지고호흡노출로인한참고치 (RfC) 를결정하였다. 에틸벤젠등기타물질에대한정보는표 5에제시하였다. 2.8 실내공기노출을통한발암및비발암위해도추정위해도추정단계는위해성평가단계에서용량 -반응평가와노출평가에서산출된결과를조합하는과정으로실제오염물질의노출에따른초과발암위해도를산정하는과정이다. 용량- 반응평가를통해각수학적모델에서산출된단위위해도추계치중가장보수적인 (conservative: 동일용량에서더높은위해도를나타내는또는동일위해도에서더낮은농도를추정하는 ) 모델에서산출된값을이용하여현노출수준에서의초과발암위해도를산정하는것이일반적이다. 초과발암 (excess cancer risk) 및비발암위해도, 즉위험값 (HQ) 계산식은다음과같다. 3. 결과 3.1 측정결과전국의신축공동주택의조사대상 VOCs의농도를서울 / 수도권과지방권 ( 영남, 호남, 충청 ) 으로크게분류하였다. 알데히드류를먼저살펴보면포름알데히드의경우지방 (360.9μg/ m3 ) 이서울 / 수도권 (233.1μg/ m3 ) 보다높게검출되었다. 아세트알데히드의경우에도지방 (62.2μg/ m3 ) 이서울 / 수도권 (37.9μg/ m3 ) 보다높게조사되었다. 벤젠의경우평균농도가서울 / 수도권 (9.8μg/ m3 ) 이지방 (6.7μg/ m3 ) 에비해다소높게측정되었으나, 최대값은서울 / 수도권지역에서 2372.7 Materials Toxic( mg / m3 ) RfC( mg / m3 ) Toluene Ethybenzene Xylene Styrene LOAE(HEC)L = 119 NOAEL = 434 NOAEL = 39 NOAEL(HEC) = 39 0.4 1 0.1 0.1 한국실내환경학회지제 3 권제 3 호
임영욱 양지연 김호현 이윤규 김윤신 장성기 손종렬 노영만 신동천 219 Material Site Detection rate(%) Mean ( μg / m3 ) Median ( μg / m3 ) Max ( μg / m3 ) Min ( μg / m3 ) S.D ( μg / m3 ) Formaldehyde A 100.0 233.1 166.0 1335.5 13.0 196.6 B 100.0 360.9 281.9 1497.2 37.0 262.3 Acetealdehyde A 100.0 37.9 29.4 133.7 5.0 26.0 B 100.0 62.2 41.9 594.5 0.0 79.1 Benzene A 98.2 9.8 3.0 2372.7 0.0 121.3 B 100.0 6.7 5.1 91.9 1.2 6.5 Toluene A 99.7 928.4 658.2 5013.7 0.0 816.7 B 100.0 1084.4 1012.2 4238.1 58.2 649.8 Ethylbenzene A 100.0 129.8 63.1 783.6 2.1 131.7 B 100.0 108.9 61.7 1192.2 4.5 127.1 Xylene A 100.0 269.3 141.7 1808.9 5.8 345.4 B 100.0 306.9 134.3 2722.5 10.7 379.9 Styrene A 100.0 64.2 44.7 459.3 0.0 70.4 B 100.0 62.1 39.9 531.4 0.0 72.4 1,4-dichlorobenzene A 0.3 11.0 11.0 11.0 11.0 - B 4.9 5.6 5.6 7.7 4.7 0.7 A:Seoul and national capital region, B: Yeong-nam, Ho-nam and Chung-chung μg / m3로조사되었다. 톨루엔의경우개별물질중가장많은양이검출되었으며, 서울 / 수도권 (928.4 μg / m3 ) 및지방 (1084.4μg/ m3 ) 이유사하게검출되었다. 에틸벤젠의경우서울 / 수도권 (129.8μg/ m3 ) 이지방 (108.9μg/ m3 ) 에비해, 자일렌은반대로지방 (306.9μg/ m3 ) 이서울 / 수도권 (269.3μg/ m3 ) 에서다소많은양이검출되었다. 스틸렌과 1,4-디클로로벤젠은지역에상관없이유사한농도로조사되었다. 3.2 건강위해성평가 신축공동주택의실내공기중포름알데히드오염농도로평생노출될경우호흡기를통해인체로유입될수있는양은일일평균성인체중 1kg당서울 / 수도권 2.95mg (10-2 mg / kg-day), 지방 4.01mg (10-2 mg / kg-day) 수준으로평가되었다. 이로인한포름알데히드의평생초과발암해도는서울 / 수도권의경우평균인구천명당 1.36명 (1.36 10-3 ), 지방의경우도평균인구천명당 1.85명 (1.85 10-3 ) 의높은인체위해도를보였다. 서울 / 수도권과지방권의 30평미만의신축가구중실내포름알데히드농도로인한인체초과발암위해도는서울 / 수도권과지방모두 99.8% 가만명당 1명 (1 10-4 ) 이상으로산출되었고, 적극적인저감조치를취해야하는천명당 1명 (1 10-3 ) 이상은서울 / 수도권 50.4%, 지방 49.2% 였다. 서울 / 수도권과지방의 30 평이상의신축공동주택에서도이와유사하게서울 99.8% 가만명당 1명 (1 10-4 ) 이상으로산출되었으며, 지방에서는 100% 가만명당 1명 (1 10-4 ) 이상으로산출되었다. 적극적인저감조치를취해야하는천명당 1명 (1 10-3 ) 이상은서울 / 수도권 Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 3, No. 3
220 신축공동주택휘발성유기화합물 (VOCs) 로인한건강위해성평가 48.3%, 지방 78.4% 로나타나지방의신축아파트에서높은위해도비율을나타냈다. 아세트알데히드및벤젠은건강위해관리기준으로제안하고있는만명당 1명 (1 10-4 ) 이상은관찰되지않았다. 신축공동주택의실내공기중톨루엔오염농도로평생노출될경우호흡기를통해인체로유입될수있는양은일일평균성인체중 1kg당서울 / 수도권 1.10mg (10-1 mg / kg-day), 지방 1.35mg (10-1 mg / kg-day) 수준으로평가되었다. 이로인한톨루엔의독성위험값 (HQ) 은서울 / 수도권의경우평균 0.83, 지방은평균 1.01으로산출되어, 현재의오염수준이허용가능한수준 ( 위험값 1) 을초과하여유해영향이발생할가능성이있는것으로평가되었다. 30평미만의신축주택의실내톨루엔오염으로인한독성위험값의 50th% 값은서울 / 수도권 0.54, 지방 0.82이며, 30평이상의신축주택에서는서울 / 수도권 0.64, 지방 0.84로산출되었으며, 95th% 값은 30평미만의신축주택에서는서울 / 수도권 1.74, 지방 2.24이며, 30평이상에서는서울 / 수도권 2.78, 지방 2.48로산출되었다. 실내공간규모가 큰가구에서다소높은독성위험값을보였으나, 통계적인유의성은관찰되지않았다. 서울 / 수도권과지방의신축공동주택중톨루엔오염으로인한독성위험값이 1을초과하는비율은 30평미만의가구에서는서울 / 수도권 19.4%, 지방 37.7%, 30평이상가구에서는서울 / 수도권 31.4%, 지방 41.0% 로나타나, 이에대한관리가시급한것으로평가되었다. 신축공동주택의실내공기중자이렌오염농도로평생노출될경우호흡기를통해인체로유입될수있는양은일일평균성인체중 1kg당서울 / 수도권 3.54mg (10-2 mg / kg-day), 지방 3.70mg (10-2 mg / kg-day) 수준으로평가되었다. 이로인한자일렌의독성위험값 (HQ) 은서울 / 수도권의경우평균 1.06, 지방의경우평균 1.11로산출되어, 현재의오염수준이허용가능한수준 ( 위험값 1) 을초과하여유해영향이발생할가능성이있는것으로평가되었다. 30평미만의신축주택에서의자일렌으로인한독성위험값의 50th% 값은서울 / 수도권 0.84, 지방 0.60이며, 30평이상의신축주택에서는서울 / 수도권 0.42, 지방 0.66으로산출되었으며, 95th% 값은 30평미만의신축주택에서는서울 / 수도권 한국실내환경학회지제 3 권제 3 호
임영욱 양지연 김호현 이윤규 김윤신 장성기 손종렬 노영만 신동천 221 2.99, 지방 27.13이며, 30평이상에서는서울 / 수도권 3.70, 지방 17.97로산출되었다. 서울 / 수도권과지방의신축공동주택중자이렌오염으로인한독성위험값이 1을초과하는비율은 30평미만의가구에서는서울 / 수도권 40.3%, 지방 31.2% 로나타났으며, 30평이상가구에서는서울 / 수도권 24.7%, 지방 38.0% 이었으며, 5를초과하는가구 ( 서울 / 수도권 3.3%, 지방 3.4%) 도관찰되어이에대한관리가필요한것으로평가되었다. 에틸벤젠, 스티렌은최대독성값은 1을초과하는경우도있었으나, 평균농도로산출시안전역에해당되었다. 1, 4- 디클로로벤젠은불검출율이높아이로인한인체 노출량및위해수준을평가할수없었다. 4. 고찰본연구에서는전국신축공동주택 800여개단위세대의실내공기중포름알데히드, 아세트알데히드, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자이렌, 스티렌, 파라디클로로벤젠을실측조사한결과를바탕으로연구대상물질을발암물질과비발암물질로구분하여물질별건강위해성평가를실시하였다. 지역별신축공동주택입주전실내공기오염물질의농도 Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 3, No. 3
222 신축공동주택휘발성유기화합물 (VOCs) 로인한건강위해성평가 를바탕으로연구대상가구의실내공기에영향을주는다양한인자들중마감공사또는추가적인인테리어공사가진행여부에따른실내공기중농도와실내평수및지역 ( 서울과지방 ) 에따른실내공기질이통계적으로유의한차이를보이고있었다. 실내평수가넓을수록실내오염물질의농도도증가되었으며, 특히 30평이상의가구는그보다작은실내평수에비해통계적으로유의하게높은실내농도를보이고있었다 (p<0.05). 건물의형태나종류를불문하고신축또는재건축한상가건물또한포름알데히드방출의중요한원인이될수있다. MDF, 톱밥합성판, 활엽수합판의자재로만들어진마루바닥, 벽널판, 가구, 주름방지제, 방수제로처리한직물이나섬유는포름알데히드의잠재적배출원이될수있으며, 미국환경보호청 (US EPA) 이소비자들을대상으로한조사에서는 VOCs에대한노출이흔하고변수가상당히많은것으로나타났으며보통낡은건물보다는신축했거나재건한건물에서 VOCs의수치가높은것으로나타났다. 또한건물에서방출되는 VOCs가가장문제가되고다음으로는소비제품에서의 VOCs 방출이문제가되었다 (US EPA, 1987). M. Rehwagen 등 (2003) 의거주중인아파트에서의계절별연구에의하면 VOCs의실내농도가타계절에비해겨울에 3배가량높게조사되었고, 본연구는계절에관계없이입주전신축공동주택을대상으로한전국적인조사였으므로, 측정조건, 특히계절에따른온습도의영향이있을수있으므로측정시온습도조건을함께조사하였으나일관성있는결과는나타나지않았다. 건강위해성평가를위한분류시지역에따른유의한농도차이를나타냈는데조사대상물질중포름알데히드, 톨루엔등에서서울 / 수도권지역신축공동주택 에비해지방에위치한신축공동주택에서통계적으로유의하게높게나타났고 ( 각 p<0.01, p<0.05), 앞으로의신축아파트연구조사시추가적으로고려해야할부분이다. 실측자료를바탕으로한위해성평가시실내공기질거주자의거주기간동안같은농도로늘노출되는것은아니다. 그러나평생동안의노출농도를모니터링할수는없으므로위해성평가방법론에서는노출에대한가정, 즉평균농도로평생동안노출된다는것을가정하는것이며, 실측자료가많은평균값일수록그가정에대한신뢰도는높아진다고할수있다. 현대인들의일일실내거주시간은평균 19시간정도로실내점유율이 80% 수준으로평가되고있으며, 사회와문명이발달할수록실내거주율이증가되는추세를감안한다면, 신축공동주택에서의포름알데히드, 톨루엔및자이렌과같은인체발암성또는독성물질에대한명확한실내발생원평가및위해저감방안에대한적극적인연구가필요한것으로평가되었다. 본연구에서실시한신축공동주택의실내공기오염으로인한건강위해성평가는시공완료직후단기측정에의한실내오염도자료를이용하여, 같은조건으로평생 (70년) 동안노출될경우를가정하여 (worst condition) 인체위해수준을평가함으로서이에따른불확실성이존재할것이다. 5. 결론본연구에서는전국신축공동주택 800여개단위세대의실내공기중포름알데히드, 아세트알데히드, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자이렌, 스티렌, 파라디클로로벤젠을실측조사한결과를바탕으로 한국실내환경학회지제 3 권제 3 호
임영욱 양지연 김호현 이윤규 김윤신 장성기 손종렬 노영만 신동천 223 연구대상물질을발암물질과비발암물질로구분하여물질별건강위해성평가를실시하였다. 연구대상가구의실내공기에영향을주는다양한인자들중마감공사또는추가적인인테리어공사가진행여부에따른실내공기중농도와실내평수및지역 ( 서울 / 수도권과지방 ) 에따른실내공기질이통계적으로유의한차이를보이고있었다 (p<0.05). 공사중에측정이실시된 68가구를제외한 733가구는실내오염도에영향을미치는평수를 30평이하및이상으로구분하여두그룹에대한인체위해성평가를실시하였다. 첫째, 발암성물질중에는포름알데히드로인한인체초과발암위해도는평균천명당 1.36명 (1.36 10-3 ) 으로서총인체초과발암위해도에 99% 를기여하고있으며, 적극적인위해저감관리가요구되는천명당 1명수준을초과하고있어, 이에대한명확한발생원추정및적극적인저감방안이필요한것으로나타났다. 둘째, 비발암독성물질중에는톨루엔과자이렌으로인한인체위해가능성이가장큰물질로분석되었다. 톨루엔과자이렌으로인한인체비발암독성위험값도서울 / 수도권과지방모두 HQ 1을초과하고있어실내발생원및저감방안이필요한물질로평가되었다. 감사의글이연구는국립환경과학원실내환경사업단사업인 신축공동주택실내공기질권고기준설정연구 (Ⅱ) 에의해수행한연구결과의일부이며, 이에대해수고해주신여러분께감사를드립니다. 참고문헌환경부 (2001), 실내공기오염물질의위해성평가지침서. Diez, U., Kroeßner, T., Rehwagen, M., Richter, M., Wetzig, H., Schulz, R., Borte, M., Metzner, G., Krumbiegel, P. and Herbarth, O. (2000) Effects of indoor painting and smoking on airway symptoms in atopy risk children in the first year of life. results of the LARS-study. Int. J. Hyg. Environ. Health, 203, 23.28. Foo SC, Jeyaratnam J. and Koh D. Chronic neurobehavioral effects of toluene. Br J Ind Med 1990; 47(7): 480-484. Kerns WD, Pavkov KL and Donofrio DJ et al. Carcinogenicity of formaldehyde in rats and mice after long-term inhalation exposure, Cancer Res. 1983; 43: 4382-4392. M. Rehwagen, U. Schlink, O. Herbarth. Seasonal cycle of VOCs in apartments. Indoor air. 2003;13:283-291. M. Rehwagen, M., Krumbiegel, P., Koschny, I., Rolle-Kampczyk, U. and Herbarth, O. (2001) The [15N]methacetin liver function test characterizes multicomponent exposure of children in industrially polluted regions. Isot. Environ. Health Stud., 37, 167.174. US EPA. Assessment of Health Risk to Garment Workers and Certain Home Residents from Exposure to Formaldehyde. Office of Toxic Substances, Washington, DC, 1987. US EPA. NCEA(National Center For Environmental Assessment), Exposure Factors HandbookⅠ(1997). Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 3, No. 3
224 신축공동주택휘발성유기화합물 (VOCs) 로인한건강위해성평가 Wieslander, G., Norba ck, G., Bjo rnsson, E.,Janson, C. and Boman, G. (1996) Asthma and the indoor environment: the significance of emission of formaldehyde and volatile organic compounds from newly painted surfaces. Int. Arch. Occup. Environ. Health, 69, 115.124. 한국실내환경학회지제 3 권제 3 호