iii
1
2
제1장최종연구개발목표 가. 연구배경 3
4
5
6
환경부 v 다중이용시설 - 관리대상 : 지하도상가, 지하역사, 도서관, 박물관, 장례식장, 찜질방, 의료기관, 보육시설, 노인요양시설, 산후조리원, 실내주차장등 17 개시설 - 대상오염물질 - 5 개의유지기준 : PM 10, CO 2, HCHO, TBC, CO - 5 개의권고기준 : NO 2, Rn, TVOC, 석면, O 3 v 신축공동주택 - 관리대상 : 입주전신축공동주택 - 대상오염물질 : 포름알데히드, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스티렌 v 오염물질방출건축자재 - 대상오염물질 : 포름알데히드, 휘발성유기화합물다중이용시설등실내공기질관리법 교육인적자원부 v 학교, 학원등 - 관리대상 : 교실, 보건실, 식당등 - 대상오염물질 : 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드, 부유세균, 낙하세균, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, TVOC, 석면, 오존, 진드기학교보건법노동부 v 사업장 - 관리대상 : 사무실, 작업장등 - 대상오염물질 : 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드, 일산화탄소등유해화학물질 산업안전보건법 보건복지부 v 공중이용시설 - 관리대상 : 학원, 공연장, 업무시설, 의료가관등 - 대상오염물질 : 미세먼지, 이산화탄소, 부유세균, 일산화탄소공중위생관리법 건설교통부 v 주차장 - 관리대상 : 지하주차장 - 대상오염물질 : 미세먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 습도, 기류주차장법 7
나. 연구목표 다. 연구범위 8
가. 연구추진진도 나. 연구의기여도 9
10
제2장최종연구개발내용및방법 가. 국민건강영양조사체계파악 11
나. 국민건강영양조사에포함될수있는실내환경및알레르기질환관련내용검토 12
13
다. 국내외실내환경측정및알레르기질환조사체계파악 1) 미국의국민건강영양조사, NHANES 14
2) 외국의실내공기질관리체계 15
오염물질 일본건축기준법 미국 미국 스웨덴영국핀란드 이산화탄소 일산화탄소 시간 년 포름알데히드 신축주거 이산화질소 년 년 휘발성유기화합물 오존 시간 부유분진 라돈 주택 주택 이산화황 분 16
라. 국내실내공기질관리체계파악 1) 다중이용시설 2) 신축공동주택 17
표 국내각부처별실내공기관련규제법규 출처 : 교육인적자원부, 학교보건법, 2008 환경부, 다중이용시설등의실내공기질관리법, 2006 보건복지부, 공중위생관리법, 2005 노동부, 산업안전보건법, 2006 마. 국건영기반의실내환경측정대상후보물질선정 1) 미세먼지 (PM 10) 18
μ μ 2) 휘발성유기화합물 (VOCs) 3) 포름알데히드 (HCHO) 4) 오존 (O 3 ) 5) 총부유세균 19
phthalates smoker and/or chronic bronchitis adjuvant effect of viral infection irritation due to fumes or dust Latent period phthalates-protein complex In the respiratory tract no Latent period sensitization irritational or pharmacologic asthma, rhinitis, phthalate-specific IgE phthalate-flu syndrome bronchitis, Phthalate-specific conjuntivitis asthma, IgE or IgG rhinitis Myalgia, arthralgia Headache, fatigue 20
바. 알레르기질환조사및피부단자검사 / 실내공기질측정법등에대한조사원교육 사. 예비조사실시및최종모형제시 21
가. 대상가정선정및예비조사 표 가정실내환경측정조사일정및수행정보 나. 실내환경및알레르기질환설문지개발 다. 흡입알레르겐에대한특이 IgE 확인 22
표 11. 특이 IgE 검출법비교 23
표 13 예비조사시시행한혈청 IgE 검사종목 24
라. 실내환경측정원칙 마. 미세먼지측정및분석방법 25
그림 직독식 그림 정량측정식 ψ 바. 가스상물질측정및분석방법 그림 가스상물질측정기 26
사. 포름알데히드측정및분석방법및정도관리 그림 실내공기중포름알데히드의시료채취방법 27
표 카트리지 그림 구성도 28
λ 표 포름알데히드의 분석조건 29
450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 Formaldehyde y = 161901x - 5001.2 R 2 = 0.9987 0-50000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 그림 포름알데히드검량선 30
μ 표 의정확성과정밀성에대한포집반응회수율 μ μ μ μ 아. 휘발성유기화합물류 (VOCs) 측정및분석방법및정도관리 그림 및포름알데히드실내 거실 측정전경 31
그림 흡착관 장치 그림 흡착관공실험 결과 32
표 분석조건 그림 분석기기 표 전처리장치 분석조건 33
그림 표준물질분석크로마토그램 그림 검량선 크로마토그램 34
Benzene 3.E+07 2.E+07 y = 2E+06x + 275103 R 2 = 0.999 2.E+07 1.E+07 5.E+06 0.E+00 0 2 4 6 8 10 12 4.E+07 4.E+07 3.E+07 3.E+07 2.E+07 2.E+07 1.E+07 5.E+06 y = 3E+06x + 66639 R 2 = 0.9971 Toluene 0.E+00 0 2 4 6 8 10 12 Conc.(ppbv) 5.E+07 4.E+07 4.E+07 3.E+07 3.E+07 2.E+07 2.E+07 1.E+07 5.E+06 0.E+00 y = 4E+06x + 12616 R 2 = 0.9954 Ethy lbenzene 0 2 4 6 8 10 12 Conc.(ppbv) 4.E+07 4.E+07 3.E+07 3.E+07 2.E+07 2.E+07 1.E+07 5.E+06 y = 3E+06x + 39287 R 2 = 0.9963 o-xy lene 0.E+00 0 2 4 6 8 10 12 Conc.(ppbv) 그림 대표적인물질별검량선 그림 분석정확성 크로마토그램 35
표 분석정확성실험결과 농도 그림 분석정밀성 크로마토그램 표 분석정밀성실험결과 농도 36
표 성분별표준가스주입량 단위 37
표 각성분별분석결과 단위 표 표준가스에대한오차값 표 조사물질의검량선신뢰계수 물질 기울기 절편 38
그림 순천제일대학톨루엔검량선 그림 순천제일대학 39
40
표 각측정기관별 및 측정결과 단위 자. 총부유세균측정및분석방법 그림 총부유세균채취기구 41
그림 세균집략수판정 차. 프탈레이트측정및분석방법및정도관리 그림 프탈레이트류측정을위한샘플링전경 42
그림 프탈레이트분석을위한 Filter weighted before and after(dust > 25 mg) Extracte in pre-cleaned 10ml glass vial Using 4ml dicloromethane Sonication : 30min Evaporator operating : 30min Mass up : 1ml methanol 그림 프탈레이트분석을위한전처리 43
표 에서주요분석프탈레이트 표 의분석조건 44
Diethyl phthalate Di(2- ethylhexyl phthalate Di-n-butyl phthalate Butyl benzyl phthalate 그림 실내먼지중프탈레이트분석의크로마토그램 표 45
표 카. 현장적용성평가를위한직독식및정량식비교평가방법 46
그림 실험실내정량식및직독식측정전경 47
타. 실내먼지수집및주알레르겐정량 48
제3장최종연구개발결과 가. 실내환경및알레르기질환조사모형설계 나. 조사설문지및유인물제작 다. 알레르기질환조사및피부단자검사 / 실내공기질측정법등에대한조사원교육 49
라. 예비조사가구선정 가. 조사개요 50
표 33. 예비조사일정및개요 표 34. 조사대상분포및연구참여율 51
표 35. 조사대상가구및대상자의특징 *: p<0.05 나. 실제조사진행방법 52
그림 가정내실내환경측정전경 다. 알레르기질환분포 라. 알레르기피부단자검사결과 53
마. 혈청검사결과 1) 알레르겐특이 IgE 및총 IgE 양성율 54
2) 총 IgE 치측정방법간비교 그림 법과 법으로측정한혈청총 55
3) 각알레르겐특이 IgE 총 IgE-FEIA와의상관도 바. 피부단자검사및혈청 IgE 검사간비교 1) ROC 분석 56
57
2) 특이 IgE 검사방법간일치도교차분석 표 알레르겐별특이 검사법간일치도분석결과 사. 비아토피 / 아토피집단간비교분석 58
표 비아토피 아토피집단간비교 아. 실내먼지내주알레르겐정량 59
표 법으로정량한흡입주알레르겐 60
61
62
자. 가정실내환경설문결과 표 조사참여가구설문조사결과 63
차. 가정내유해물질평가결과 표 전국단위가정내실내공기질측정결과농도분포 1) 다중이용시설등의실내공기질관리법 ( 환경부 ) 2) 교사내의공기질관리법 ( 교육부 ) 64
표 전국단위가정내실내공기질측정결과농도분포 계속 3) 신축공동주택의실내공기질권고기준 ( 환경부 ) 65
표 전국단위가정내실내공기질측정결과농도분포 계속 66
표 전국단위가정내실내공기질측정결과영향요인별농도 1) 다중이용시설등의실내공기질관리법 ( 환경부 ) 2) 교사내의공기질관리법 ( 교육부 ) 67
표 전국단위가정내실내공기질측정결과영향요인별농도 계속 1) 다중이용시설등의실내공기질관리법 ( 환경부 ) 2) 신축공동주택의실내공기질권고기준 ( 환경부 ) 68
표 전국단위가정내실내공기질측정결과영향요인별농도 계속 69
그림 주거형태별미세먼지 측정결과 그림 주거형태별 측정결과 그림 주거형태별 측정결과그림 주거형태별 측정결과 그림 주거형태별총부유세균측정결과 그림 주거형태별포름알데히드측정결과 70
그림 주거형태별벤젠측정결과 그림 주거형태별톨루엔측정결과 그림 주거형태별에틸벤젠측정결과 그림 주거형태별자일렌측정결과 그림 주거형태별스티렌측정결과 그림 주거형태별 디클로로벤젠측정결과 71
그림 주거형태별 측정결과 그림 주거형태별 측정결과 그림 주거형태별 측정결과 그림 주거형태별 측정결과 72
표 전국단위가정내실내공기질측정결과지역별농도 차 73
표 전국단위가정내실내공기질측정결과지역별농도 차 계속 74
표 전국단위가정내실내공기질측정결과지역별농도 차 계속 75
표 전국단위가정내실내공기질측정결과지역별농도 차 76
표 전국단위가정내실내공기질측정결과지역별농도 차 계속 77
표 전국단위가정내실내공기질측정결과지역별농도 차 계속 그림 지역별미세먼지측정결과 그림 지역별일산화탄소측정결과 78
그림 지역별이산화탄소측정결과 그림 지역별오존측정결과 그림 지역별총부유세균측정결과 그림 지역별포름알데히드측정결과 그림 지역별벤젠측정결과 그림 지역별톨루엔측정결과 79
그림 지역별에틸벤젠측정결과 그림 지역별자일렌측정결과 그림 지역별스티렌측정결과 그림 지역별 디클로로벤젠측정결과 그림 지역별 측정결과 그림 지역별 측정결과 80
그림 지역별 측정결과 그림 지역별 측정결과 표 전국단위가정내실내공기질직독식과정량식비교결과 1) 다중이용시설등의실내공기질관리법 ( 환경부 ) 2) 정량식 / 직독식 ratio 81
미세먼지 120 1 차 _ 직독식 1 차 _ 정량식 2 차 _ 직독식 2 차 _ 정량식 90 60 30 0 아파트 주택 그림 전국단위가정내미세먼지 직독식과정량식비교 결과 TVOC 2 차 _ 주택 HCHO 2,500 2 차 _ 주택 2,000 1,500 1,000 500 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0 직독식정량식 0.00 그림 전국단위가정내 직독식과정량식비교결과 직독식 정량식 카. 현장적용성평가를위한직독식및정량식비교평가 1) 미세먼지 (PM 10) 82
표 미세먼지 의정량식및직독식비교평가결과 83
PM10_1 80 60 40 20 y = 3.0418x R 2 = 0.258 0 0 5 10 15 20 25 중량법 (ug/m3) 60 PM10_2 45 30 15 y = 3.221x R 2 = 0.3777 0 0 5 10 15 중량법 (ug/m3) 100 PM10_3 80 60 y = 3.7218x R 2 = -0.3996 40 20 0 0 5 10 15 중량법 (ug/m3) 그림 미세먼지의정량식과직독식측정방법상관관계 84
2) 총휘발성유기화합물 (TVOC) 표 총휘발성유기화합물 의정량식및직독식비교평가결과 40 TVOC_30 분 30 20 10 y = 0.0979x R 2 = -0.2094 0 0 100 200 300 400 정량식 GC/MS (ug/m3) 그림 의정량식과직독식측정방법상관관계 85
3) 포름알데히드 (Formaldehyde) 표 포름알데히드 의정량식및직독식비교평가결과 0.04 HCHO_30 분 0.03 0.02 0.01 y = 0.2329x R 2 = -0.2758 0.00 0.00 0.05 0.10 0.15 정량식 HPLC (ppm) 그림 포름알데히드의정량식과직독식측정방법상관관계 86
제4장연구결과고찰및결론 87
88
89
가. 국민건강영양조사기반가정내실내환경측정프로토콜 ( 안 ) 1) 조사방법 2) 조사항목 90
3) 항목별조사주기 91
나. 가정실내세부측정에관한프로토콜 1) 시료채취및측정방법 92
표 가정실내환경시료채취위치 표 가정실내환경오염물질별시료채취방법및시간 93
2) 측정지점별시료채취방법 ( 거실 ) 94
공기 오존스크루버 DNPH 카트리지 유량계 Pump 그림 포름알데히드시료채취장치 공기 고체흡착관 (Tenax-TA) 유량계 Pump 그림 휘발성유기화합물시료채취장치 95
3) 측정지점별시료채취방법 ( 안방 ) 다. 세부항목별프로토콜 ( 안 ) 1) 미세먼지 (PM 10) 그림 미세먼지 의세부프로토콜 안 96
2) 휘발성유기화합물류 (VOCs) 그림 휘발성유기화합물류 의세부프로토콜 안 3) 포름알데히드 (Formaldehyde) 97
그림 포름알데히드의세부프로토콜안 4) 총부유세균 (TBC) 그림 총부유세균 의세부프로토콜 안 5) 오존 (O 3 ), 일산화탄소 (CO), 이산화탄소 (CO 2 ) 그림 오존 일산화탄소 이산화탄소 의세부프로토콜 안 98
라. 현장실내환경측정체계도 99
100
제 5 장연구성과 101
102
제 6 장기타중요변경사항 103
제 7 장참고문헌 104
105
106
제 8 장첨부서류 107
108
109
110
111
112
113
114
115
표 가정실내환경시료채취위치 116
표 가정실내환경오염물질별시료채취방법및시간 117
4 측정 118
119
120
1) 제로가스 : 측정기의영점을교정하는데사용하는가스 2) 스팬가스 : 측정기의스팬을교정하는데사용하는가스 3) 설정유량 : 측정기에서정한시료가스및교정가스등의유량 4) 교정용가스 : 측정기의교정에사용하는가스로서제로가스, 스팬가스, 눈금교정용가스등의총칭 121
(3) 장치구성 122
( 다 ) 적외선가스분석계 ( 라 ) 교정용가스 123
1) 제로가스 : 제로가스는고순도질소가스 ( 순도 99.9% 이상, 일산화탄소함유량 0.2 ppm 이하 ) 를사용함 2) 스팬가스 : 스팬가스는일산화탄소와질소의두성분혼합가스로최대눈금치의 80~100% 의농도의것을사용함 124
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NO 2 NO 2 H 2 N-NH O H + NO 2 + H C H 2 C=N-NH NO 2 + H 2 O 2,4-Dinitrophenylhydrazine H Formaldehyde 2,4-Dinitrophenylhydrazone 그림 포름알데히드의반응식 129
표 카트리지의조건 130
Relative Absorbance x x o o 1 2 a 1 x 2 b 0 2 4 6 8 10 Time, min X : unknown O : DNPH 1 : Formaldehyde 2 : Acetaldehyde a : With ozone b : Without ozone 그림 오존유무에따른포름알데히드분석결과의 비교 1 2 3 4 5 8 6 7 9 10 11 12 13 1 : Formaldehyde 2 : Acetaldehyde 3 : Acetone 4 : Acrolein 5 : Propionaldehyde 6 : Crotonaldehyde 7 : 2-Butanone 8 : Methacrolein 9 : n-butylaldehyde 10 : Benzaldehyde 11 : Valeraldehyde 12 : m-tolualdehyde 13 : Hexanaldehyde 0 5 10 15 20 25 [min] 그림 포름알데히드유도체표준용액의 크로마토그램예 - ; C-18(ODS) (150 4.6mmID) - ; A: / (8/2, v/v), B: - ; 0->25min B 20->60%, 25->40min B 20% hold - ; 1.5mL/min - ;. 40 - ; 360nm(UV) 131
펌프 A 시료주입기 컬럼컬럼오븐 UV/Vis 검출기 용매 A 폐액 펌프 B 용매 B 자료수집 그림 포름알데히드분석시스템의구성예 132
표 의분석조건예 μ 133
그림 고체흡착관을이용한시료채취장치 5) 파과부피 (Breakthrough volume) : 시료채취시에분석대상물질이흡착관에채취되지않고흡착관을통과하는부피즉, 흡착관에충전된흡착제의최대흡착부피를말함. 또는두개의흡착관을직렬로연결할경우, 후단의흡착관에채취된양이전체의 5% 이상을차지할경우의공기부피를말함 134
정밀도 6) 열탈착 (Thermal desorption) : 고온과불활성기체를이용하여흡착제로부터휘발성유기화합물을탈착시켜기체크로마토그래프로전달하는과정 135
고체열탈착튜브 시료흡입방향열탈착방향 그림 고체흡착튜브의시료채취방향과열탈착방향의예 136
표 열탈착장치및기체크로마토그래프질량분석계분석조건의예 7) 2 단열탈착 ( 2nd thermal desorption) : 흡착제로부터분석물질을열탈착하여저온농축관에농축한다음, 저온농축관을가열하여농축된화합물을기체크로마토그래프로전달하는과정 137
그림 톨루엔 의 피크면적과 피크면적에대한검량선의예 138
표 부유세균측정법 139
140
141
μ μ μ μ 142
μ μ μ 143