2005 년도한국산업안전공단산업보건연구원용역과제 - 최종보고서 - 사무실공기질측정제도개선에관한연구 - 실태조사를통한관리항목확대 - 연구기간 : 2005 년 4 월 12 일 - 2005 년 11 월 30 일 2005 년 11 월 30 일 연구책임자 : 김정만 주연구기관 : ( 사 ) 한국산업위생학회 - 1 -
제출문 산업안전보건연구원장귀하 본보고서를 2005 년도산업안전보건연구원연구용역사업중 사무실공 기질측정제도개선에관한연구 ( 실태조사를통한관리항목확대 ) 의최종보 고서로제출합니다. 2005. 11. 30. 연구기관 연구책임자 한국산업위생학회 김정만교수 공동연구원 : 가톨릭대학교한양대학교연세대학교대한산업보건협회한국노동조합총연맹 김현욱교수노영만교수김치년교수최호춘실장조기홍부장 - 1 -
요약문 1. 과제명 : 사무실공기질측정제도개선에관한연구 - 실태조사를통한관리항목확대 - 2. 연구기간 : 2005 년 4 월 12 일 - 2005 년 11 월 30 일 3. 연구목적및필요성 본연구는산업보건기준에관한규칙에 사무실오염으로인한건강장해의예방 을신설하고 4개물질 ( 호흡성분진, 일산화탄소, 이산화탄소, 포름알데히드 ) 을관리하고있는현행자율적인사무실환경측정체계의측정제도하에서사무실공기질관리를위한기존관리대상오염물질에대한실효성을평가하고이를바탕으로나아가사무실오염물질관리대상인자의추가선정에대한타당성평가를수행하여그결과를제시함으로써향후사무실공기질관련정책의개선방안을도출하고자수행하였다. 4. 연구내용및방법 1) 문헌조사및고찰문헌조사및고찰은국내외선행연구및관련문헌의고찰을통해개인적편견등결과도출에있어혼란요소를제거하고나아가배경지식을보충하여줌으로써신뢰성있는결과도출을위해크게두가지즉첫째국내외실내공기질측정제도및측정항목의비교및고찰과둘째사무실공기오염으로인한근로자의생산성저하등의경제적손실평가로구분하여실시하였다. 2) 실태조사실태조사는환경부의다중이용시설등의실내공기질관리법에서정하고있는유지및권고기준오염물질 10종중산업안전보건법에서규제하고있는오염물질 ( 호흡 - 2 -
성분진, 일산화탄소, 이산화탄소, 포름알데히드 ) 을제외한미규제오염물질즉, 이산화질소, 오존, 총휘발성유기화합물, 석면, 라돈을대상으로대 중 소도시에위치한사무실별실내공기중의농도분포와신 구축건물내사무실별실내공기중의농도분포를조사하고이를바탕으로한현산업안전보건법사무실오염물질관리대상인자의추가선정에대한타당성검토를수행하였다. 5. 연구결과 1) 과거사무실공기질을대상으로수행된연구조사결과를바탕으로수행된현행산업보건기준에관한규칙에서관리하고있는관리대상오염물질의실효성평가결과이들관리대상오염물질의경우사무실환경과유사한다중이용시설의실내공기질을관리하고있는환경부의다중이용시설등의실내공기질관리법에서 10종의실내공기오염물질중주요관리대상오염물질인유지관리기준물질로선정하여관리하고있으며, 선행된연구결과에서일부사무실에서현행기준치를초과하는높은농도를나타내고있는결과를나타냈다. 또한이들오염물질의물리적특성및건강상의영향을고려할때사무실실내공기중이들오염물질에대한유지및관리가이루어져야할것으로여겨진다. 2) 사무실의쾌적한온열환경의조성은작업능률의향상과관련있는인자로현행산업보건기준에관한규칙및환경부의다중이용시설등의실내공기질관리법에는제정되어있지않으나학교환경위생기준에서는교실내온열환경에대한기준을설정하여권고하고있다. 교실의경우학습활동이이루어지는실내공간으로정신적작업을수행하는사무실환경을고려할때우사한작업이이루어지는실내공간이라할수있으며, 또한실내의쾌적한온열환경의유지는작업효율과관련이매우높은점을고려할때사무실내의온열환경에대한관리기준의설정및관리가요구되어진다. 3) 이산화질소및오존의실태조사결과환경부에서정하는관리기준치를초과하지 않는것으로조사되었으나오존의경우실내주발생원으로인쇄기및복사기등의 고전원의가전및사무제품으로부터발생되어지는것으로보고되고있으며, 사무실 - 3 -
의경우인쇄기및복사기의이용이타시설에비해빈번한시설이라는특성을고려할때이에대한관리가이루어져야할것으로사료되며, 이산화질소의경우오존의전구물질이며, 인체독성이큰물질로오존의저감의일환으로이에대한관리역시고려되어져야할것으로여겨진다. 4) 석면의경우본연구의실태조사결과검출이되지않았으나국내사무용건축의연식및석면관련법규와석면의건강상의영향을고려할때건물의연식에따른석면의관리기준제정이이루어지는방안을고려하여야할것이며, 우선적으로사무실내에석면의존재를유무를우선적으로파악하는방안및연구가요구된다. 라돈역시발생원및물리적특성과인체악영향등을고려할때이역시예방차원의관리기준설정및관리방안이이루어져야할것이다. 5) 현재실내에서발견된휘발성유기화합물의종류만도 900여종이상이고, 이중 250여종은 1ppb 이상검출되는것으로알려져있으나이들개별물질별로측정하여정량분석하는것은사실상불가능하며또한인체영향평가역시불가능하기때문에발견되어지는모든휘발성유기화합물중정성및정량이가능한물질만을개별물질별로정량하고나머지물질은툴루엔같은기준물질로농도를환산한후이들값을합산하여평가하자는개념의총휘발성유기화합물의평가방법을사용하고있다. 본연구의실태조사결과평균총휘발성유기화합물의경우기준치를초과하지않았으나신축1년이내의사무실에서는총휘발성유기화합물의기중농고가환경부의기준치를초과하는것으로나타났으나신축사무실에대한관리가필요하다고판된다. 휘발성유기화합물의경우사무용품및건축자재로부터방출되며, 레이져프린터및복사기등의전산사무용품의사용시평상시보다수백에서수백배그농도가증가하는것으로알려져있으며, 이는프린터및복사기의이용이다른시설에비해빈도가높은사무실의특성및휘발성유기화합물의경우오존의전구물질이며그자체독성이높다는특성을고려할때휘발성유기화합물의관리가이루어져야할것으로여겨진다. 그러나현재기술로서개별휘발성유기화합물의관리는불가능하며, 또한개별휘발성유기화합물의관리에있어독성이알려져있지않은휘발성유기화합물의관리가이루어지지않을가능성이있으므로총휘발성유기화합물에대한관 - 4 -
리방안의설립및독성및건강상의악영향이높은것으로알려진개별휘발성유기 화합물에대한관리기준설정이요구되어진다. 6) 제언 이연구는산업보건기준에관한규칙에서정하고있는 5개의관리대상오염물질의실효성평가및관리대상인자의추가선정에대한타당성평가를수행함으로써향후사무실공기질관련정책의개선방안도출에기초자료를제공하고자수행된연구로관리대상오염물질의실효성평가는과거수행된연구결과자료를바탕으로수행되어졌으며, 관리대상인자추가선정에관한타당성평가는일부사무실실내공기질의실태조사를통해수행되어졌다. 오염물질의관리기준설정에있어가장중요한인자로는각오염물질의노출정도파악및이노출수준에따른건강영향을평가하고이를바탕으로한건강기준관리수준의설정이이루어져야할것이다. 또한나아가설정된관리기준의사회경제적수준및공학적처리기술을고려한적용가능성을평가하여그관리수준의타당성검토가이루어져야할것이다. 그러나본연구는단기간에실태조사를바탕으로실효성및타당성검토가이루어진연구로다음과같이향후연구의방향을제안하고자한다. (1) 장기적이며체계적인실태조사연구의계획및수행을통해보다풍부하며, 양 질의실태조사결과자료의확보및사무실실내공기질에영향을미치는오염인자 의확인이이루어져야할것이다. (2) 실태조사결과및건강위해성평가결과를바탕으로한건강기준관리기준의설 정및기존관리기준의타당성검토가이루어져야할것이다. (3) 도출된관리기준의적용에따른경제성평가 ( 비용 - 편익분석 ) 의수행을통해설 정된기준의적용가능성을평가하고나아가전문가들의협의를통한공학적제어 기술의적용가능성역시고려되어야할것이다. - 5 -
(4) 신축및개축사무실에서는휘발성유기화합물에대한철저한관리가이루어져 야하고향후이에대한관리방안이제시되어져야한다. (5) 사무실내의석면유무를우선적으로파악하여석면이확인된사무실의관리방 안이제시되어야한다. 6. 활용계획 본연구의결과는신축및개축사무실에있어총휘발성유기화합물의관리가우 선적으로관리되어야하는데이에대한제도를개선하기위한기초적인자료와사무 실근로자의건강관리자료를활용될것이다. 7. 중심어 사무실, 실내환경, 총휘발성유기화합물, 석면, 오존, 이산화질소, 라돈 - 6 -
< 목차 > Ⅰ. 서론 1 1. 연구배경및필요성 1 2. 연구목적 3 3. 연구내용 4 Ⅱ. 연구방법 5 1. 문헌조사및고찰 5 2. 실태조사 7 3. 전문가의견반영 9 4. 최종정책대안도출 10 Ⅲ. 연구결과 11 1. 국내외실내공기질관리제도현황 11 2. 주요실내공기오염물질의인체영향 23 3. 주요실내공기오염물질의측정법 39 4. 사무실실내공기개선의경제성평가방법이론정립 50 5. 사무실실내공기개선의경제성평가 61 6. 사무실실내공기질실태조사 70 7. 조사관리대상인자타당성검토및추가선정여부 114 8. 사무실관리대상오염물질추가선정및정책적개선방안도출 117 Ⅳ. 요약및제언 124 1. 요약 124 2. 제언 126 V. 참고문헌 128-7 -
< 표차례 > 표 1. 국내각부처별실내공기질관리현황 12 표 2. 미국냉난방공조학회가이드라인 14 표 3. 캐나다실내공기질권고기준 15 표 4. 영국실내공기질가이드라인 18 표 5. 싱가포르실내공기질가이드라인 18 표 6. 노르웨이실내공기질가이드라인 19 표 7. 부처별실내공기질담당부서 22 표 8. 실내오염물질의발생원및영향 23 표 9. 일산화탄소의인체영향 25 표 10. 이산화탄소의허용농도와유해농도 26 표 11. 질소산화물이인체에미치는영향 27 표 12. 아황산가스가인체에미치는영향 28 표 13. 실내에서발생되는 VOCs 물질과발생원 30 표 14. 포름알데히드의인체에미치는영향 31 표 15. 호흡성분진의특성과인체영향 33 표 16. 일산화탄소의특성과인체영향 34 표 17. 이산화탄소의특성과인체영향 35 표 18. 이산화질소의특성과인체영향 36 표 19. 아황산가스의특성과인체영향 37 표 20. 포름알데히드의특성과인체영향 38 표 21. 이산화탄소측정방법 45 표 22. 일산화탄소측정방법 47 표 23. 호흡성분진측정방법 48 표 24. 환경정책편익의범주 61 표 25. 편익추정의접근법 62 표 26. 환경정책의비용추정방법비교 65 표 27. 조사대상측정지점별온습도측정결과 71 표 28. 조사대상측정지점별조도측정결과 72 표 29. 조사대상측정지점별호흡성분진및미세먼지의측정결과 73 표 30. 조사대상측정지점별 CO, CO 2 농도측정결과 74 표 31. 조사대상측정지점별포름알데히드측정결과 75 표 32. 조사대상 C빌딩의측정지점별포름앟데히드측정결과 75 표 33. 조사대상사무실의일반적특성 78 표 34. 조사대상사무실실내공기중오염물질 80 표 35. 노동부나환경부규제기준초과대상사무실의수 82-8 -
표 36. 사무실년도에따른측정오염물질농도비교 83 표 37. 사무기기구입년도에따른측정오염물질농도비교 84 표 38. 사무실실내공기질에관한선행연구결과의요약 86 표 39. 대상사무실의분포현황 87 표 40. 사무실내온열환경분포 87 표 41. 사무실실내공기중의가스상조사대상오염물질의농도분포 89 표 42. 도시별, 연도구분별일산화질소의농도분포 90 표 43. 도시별, 연도구분별이산화질소의농도분포 91 표 44. 도시별, 연도구분별질소산화물의농도분포 91 표 45. 도시별, 연도구분별오존의농도분포 92 표 46. 도시별, 연도구분별라돈의농도분포 93 표 47. 도시별, 연도구분별석면의농도분포 93 표 48. 사무실실내공기중의라돈의농도분포 94 표 49. 사무실실내공기중의휘발성유기화합물의농도분포 95 표 50. 사무실실내공기중의휘발성유기화합물의농도분포 98 표 51. 도시별, 연도구분별총휘발성유기화합물의농도분포 100 표 52. 도시별, 연도구분별벤젠의농도분포 100 표 53. 도시별, 연도구분별톨루엔의농도분포 101 표 54. 도시별, 연도구분별자일엔의농도분포 101 표 55. 도시별, 연도구분별 o-자일엔의농도분포 102 표 56. 도시별, 연도구분별스틸렌의농도분포 102 표 57. 도시별, 연도구분별에틸벤젠의농도분포 103 표 58. 도시별, 연도구분별헥산의농도분포 103 표 59. 기준오염물질의안전계수 109 표 60. 비발암성휘발성유기화합물 ( 톨루엔 ) 의독성자료 110 표 61. 총휘발성유기물질의위해성평가 113 표 62. 과거문헌조사를통한사무실내관리대상오염물질의농도분포 118 표 63. 사무실내온열환경조사결과 120-9 -
< 그림차례 > 그림 1. 최종목표와세부목표와의관계 4 그림 2. 독일환경청의조직체계도 17 그림 3. 경제성평가의시행절차 54 그림 4. 환경정책의비용 / 편익경로 55 그림 5. CGE 모형을적용하기위한흐름도 68 그림 6. 오염물질별실내외공기중농도간의상관관계 80 그림 7. 조사대상사무실내폼알데히드와휘발성유기화합물의공기중농도분포 82 그림 8. 사무실내온열환경 87 그림 9. 사무실내실내공기중가스상오염물질의농도 89 그림 10. 사무실내실내공기중라돈의농도 90 그림 11. 사무실내실내공기중휘발성유기화합물의농도 94 그림 12. 실내외휘발성유기화합물의농도 96 그림 13. 사무실근로자의일반사항에대한설문조사결과 104 그림 14. 사무실근로자의건강자각증상 107 그림 15. 위해성평가를위한노출계수의분포 112 그림 16. 휘발성유기화합물의위해도지수빈도분포 114-10 -
Ⅰ. 서론 1. 연구배경및필요성 현대에건물의대형화와고층화가급속하게진행되고있는우리나라대도시의변형은소위문화의시대, 쾌적한환경의시대라고일컫는선진국의도시환경에신속히공감할수있는경향을보여주고있다. 공공시설의새로운설계, 도로의변형등우리를둘러싸고있는환경이다양화되어지고있어이에대처한쾌적한환경에관심이기울여져야만할추세이다. 그러나고층화되고다양화된건물의외형에비해서사무실공간으로눈을돌려보면질적으로많은문제점을내포하고있는실정이다. 다시말해서우리나라의사무실실내환경수준은매우낙후되어있는실정이다. 실내환경문제중대표적인실내공기질의중요성에대한배경은 1970년대이후각종산업분야에서에너지절감및효율을높이기위한노력의일환으로건물의열효율및에너지절감을위한밀폐화로인하여이들건물의실내공기질이악화되면서발생되었다. 또한실내공기오염은산업화및도시화로인한대기오염, 새로운건축자재에서방출되는의외의오염물질, 경제수준의향상으로인한다양한생활용품사용의증가로새로운오염물질이방출되고, 실내거주자의흡연과같은생활습관등에의해발생되는것으로알려져있다. 현대인들의실내생활증가와건축자재의화학물질사용및실내오염물질발생원증가와함께환기부족등으로실내공기오염이심화되어빌딩증후군 (Sick Building Syndrome : SBS), 복합화학물질과민증 (Multiple Chemical Sensitivity : MCS) 등의신종질병이부각되면서실내공기의적정관리에대한요구가급증하고있다. 빌딩증후군이란건물의거주자가느끼는급성의건강상증세로서건물내에서보내는시간과관련이있는것으로보이나특정한질병이나원인이규명되지않은증상을나타내는용어이다. 이러한증상은건물의특정부분에거주하는거주자들에게서나타날수도있고또건물전체에만연되어있을수도있다. 이런빌딩증후군은인공적인공기조절이잘안되고실내공기가오염된상태에흡연에의한실내공기오염이가중되고실내온도, 습도등이인체의생리기능에부적합함으로써생기는일종의환경유인성신체증후군이라할수있다. 빌딩증후군의증상은눈및인 - 1 -
후자극, 피로, 두통, 피부발적, 현기증, 무기력, 불쾌감등매우다양하게나타나며작업능률을저하시키고기억력을감퇴시키는등정신적피로를야기한다. 사무실에서작업하는근로자의경우사무실공기오염에따른다양한건강장해가유발될수있다. 사무실공기오염이사무실근로자들의건강이상증상에실제적인원인으로작용하지않는다하여도지출되는의료비용, 빌딩조사비용, 그리고수입손실이미국의경우대략, 연간 47억불정도된다는보고도있다. 이러한비용이외에도실내환경질저하가근로자의집중과생산성을저하시켜근로자 12인당하루평균적으로 14분의시간손실을가져온다는보고도있다. 이손실비용을회사전체적으로연간비용으로계산한다면, 특히전문적인경우가많은사무직의경우우리가일반적으로상상하는금액보다휠씬많이늘어나게될것이다. 따라서쾌적한사무실실내환경질조성은사무직근로자의건강장해를예방하기위한목적도있지만, 회사생산성을높여경쟁력을확보한다는차원에서도중요하다할수있다. 이에선진외국에서는사무실환경의공기질을적절하게유지및증진시키기위한규정의필요성을인식하여국제노동기구에서는빌딩 ( 상업용및사무용 ) 위생에관한협약을제정하였고, 일본에서는노동안전위생법사무소위생기준규칙을제정하였으며, 미국산업안전보건청에서는실내공기질과관련된규정을제안한바있다. 우리나라도사무실환경의공기질관리의중요성을인식하고산업안전보건법의개정을추진하여 2002년 12월 30일에개정법령 ( 법률 6847호 ) 을공포하였다. 이에따라하위법령으로서동법시행령 (2003. 6. 30), 시행규칙 (2003. 7. 7) 및산업보건기준에관한규칙 (2003. 7. 12) 의개정작업을 2003년에모두완료함으로써사무실근로자의건강을위하여산업보건기준에관한규칙에 사무실오염으로인한건강장해의예방 을신설하였고, 4개물질 ( 호흡성분진, 일산화탄소, 이산화탄소, 포름알데히드 ) 에대하여사무실내공기질기준을제시하고있다. 그러나현행산업안전보건법상의사무실공기질측정은국내실내환경질을관리하고있는타법과는달리자율적인측정관리체계로되어있으며, 또한실내공기질과관련한국내타법등에서규정하고있는관리대상인자가산업안전보건법에서는제외되어있는항목이있는실정으로현행자율적인사무실환경측정체계의측정제도개선과관리대상오염물질의추가선정등사무실공기질관련정책의개선및정책수립에있어과학적자료를제공하기위한체계적이며종합적인연구의수행이요구되어지고있다 - 2 -
2. 연구목적 본연구의최종목표는현행자율적인사무실실내환경관리제도하에서실태조사 를통하여관리항목확대의가능성을평가하고이를바탕으로사무실공기질관련 정책수립에기여하는데있다. - 3 -
3. 연구내용 이연구의내용은다음과같이 3가지세부연구로구분할수있으며, 각연구의수행및목표달성을통해본연구의최종목표가달성되도록설계하였다. 다음의그림은본연구의세부연구내용을간략히제시하였으며, 또한세부연구의수행을통해도출된결과의통해최종목표가달성되어지도록설계된연구설계를도식화하여제시한것이다. 그림 1. 최종목표와세부목표와의관계 - 4 -
Ⅱ. 연구방법 1. 문헌조사및고찰 문헌조사및고찰은국내외선행연구및관련문헌의고찰을통해개인적편견등결과도출에있어혼란요소를제거하고나아가배경지식을보충하여줌으로써신뢰성있는결과도출을위해크게두가지즉첫째국내외실내공기질측정제도및측정항목의비교및고찰과둘째사무실공기오염으로인한근로자의생산성저하등의경제적손실평가로구분하여실시하였다. 다음은 문헌조사및고찰에관한연구내용및방법을간략히정리하여제시한 것이다. 국내외실내공기질측정제도및측정항목에관한자료수집및 D/B 구축 자료수집내용 - 국내관계정부기관 ( 노동부, 환경부, 건설교통부, 교육인적자원부, 보건복지부등 ) 에서제시하고있는실내공기질측정제도및측정항목에관한자료의수집및 D/B 구축 - 국외실내공기질관계법령을제정, 시행하고있는국가의실내공기질자료제도및측정항목에관한자료의수집및 D/B 구축 - 국외실내공기질관계연구기관에서시행하고있는실내공기질측정방법및측정항목에관한자료의수집및 D/B 구축 자료수집방법 - 문헌을통한자료의수집 - 인터넷을통한자료의수집 - 각국의관계전문가와의접촉을통한자료의수집 국내외실내공기질측정제도및측정항목의비교고찰 - 5 -
- 구축된 D/B를활용 - 국내정부기관별실내공기질관련법령별측정제도, 항목비교 - 각국의실내공기질관련측정제도, 항목및규제기준별대비표작성및비교 사무실공기오염으로인한근로자의생산성저하등의경제적손실평가 - 사무실공기오염에의한빌딩증후군 ( 건강자각증상 ) 으로인한사무능력저하및의료행위등의경제손실평가 - 사무실공기오염개선에의한경제적이익평가 - 사무환경개선활동에따르는경제적소비비용평가 - 6 -
2. 실태조사 실태조사는환경부의다중이용시설등의실내공기질관리법에서정하고있는유지및권고기준오염물질 10종중산업안전보건법에서규제하고있는오염물질 ( 호흡성분진, 일산화탄소, 이산화탄소, 포름알데히드 ) 을제외한미규제오염물질즉, 이산화질소, 오존, 총휘발성유기화합물, 석면, 라돈을대상으로대 중 소도시에위치한사무실별실내공기중의농도분포와신 구축건물내사무실별실내공기중의농도분포를조사하고이를바탕으로한현산업안전보건법사무실오염물질관리대상인자의추가선정에대한타당성검토를수행하였다. 실태조사에관한연구내용및방법을간략히정리하여제시하면다음과같다. 산업안전보건법에서미규정하고있는인자에대한노출실태조사 조사시기 - 2005 년 8 월부터 9 월까지조사를실시하였다. 연구대상시설 - 산업안전보건법에서정하는국내에위치한사무실 ( 총 30개사무실 ) - 대도시, 중도시, 소도시에위치한사무실 ( 각 10개사무실 ) - 신축건물및구건물에위치한사무실 ( 각 5개사무실 ) 연구대상오염물질 - 질소산화물, 오존, 총휘발성유기화합물, 라돈 - 측정및분석방법 : KOSH, CODE, NIOSH에서제공하는시험방법을우선적으로적용한다. : 이들시험방법의적용이난이하거나또는시험방법이없는경우에는환경부의실내공기질공정시험법에준한시험을실행한다. - 측정장소 : 각오염물질의측정은사무실내외에서내부 2개, 외부 1개지점에서조사하는것을기본으로한다. : 실내측정장소는사무실의중앙지점또는오염수준이높은곳으로사 - 7 -
료되는지점으로한다. : 실외측정장소는건물에서 1m 이상떨어진곳의지점으로한다. : 각오염물질의측정높이는지면으로부터 1-1.5m 높이의지점으로한다. 현장실태조사결과를바탕으로한현산업안전보건법사무실오염물질관리대상인자의추가선정에대한타당성평가 - 실내외공기비를조사를통해실내발생원유무를조사하고실내발생원으로사료되는물질에대해추가선정여부를선정한다. - 국내외각오염물질별기준치와현장실태조사결과와의비교를통한기준초과여부판정 - 오염물질별사무실근무자를대상으로한건강위해성평가 ( 발암위해도및비발암위해도산출 ) 를통한오염물질관리대상인자의추가선정에관한타당성검토 - 8 -
3. 전문가의견반영 본연구는현행자율적인사무실환경측정체계의측정제도하에서사무실공기질관리를위한기존관리대상오염물질외추가오염물질의선정여부에대한실효성을평가하고이를바탕으로나아가사무실공기질관련정책의개선방안을도출하기위한연구로산출된결과를다방면으로검토하여정책결정에있어국내실정및기술적, 경제적으로실현가능한방안을제시하고자관계전문가로구성된자문위원회를구성하고이들전문가들의자문을최대한수렴함으로써최종목표달성의효율화를꾀하였으며나아가실현가능한방안의수립을도모하였다. 관계전문가들의의견을결과에반영하기위한연구내용및방법을간략히제시하면다음과같다. 관계전문가및정부관계자로구성된자문회의구성 - 자문위원회구성 : 관계전문가및정부관계자로다음과같은자격조건을갖춘전문가를자문위원으로선정한다. 관련학과 ( 산업보건학, 환경학등 ) 의전문가 관련정부관계자 ( 노동부, 환경부등 ) 관련국립또는민간연구소의선임급이상의연구원 자문회의를통한관리대상인자의추가선정에대한자문수렴 - 현장실태조사결과도출후자문회의개최 - 각계의자문위원의측정제도및관리대상인자의추가선정에대한의견수렴및개산안도출 - 9 -
4. 최종확대안도출 위에제시한세부연구를수행함으로써획득된결과들을바탕으로효과적사무실환경관리를위한측정제도및관리대상인자의추가선정여부에대한정책적대안을도출하여제시하기위해다음과같은연구내용과연구방법을설정하여이를수행하였다. 최종정책대안도출을위한연구내용과연구방법을간략히제시하면다음과같다. 측정제도및관리대상인자의추가선정여부에대한최종정책대안도출 - 각세부연구에서산출된연구결과의취합및종합적분석수행 - 확률론적모의실험을통한사무실실내공기질의오염물질의기준치초과가능확률조사와건강위해성평가를통한발암위해도및비발암위해도산출을통한추가관리대상인자의선정 - 추가관리대상인자의정책대안도출 - 추가관리대상인자의측정제도에대한정책대안도출 - 제안서작성및보고 - 10 -
Ⅲ. 연구결과 1. 국내외실내공기질관리제도현황 1) 국내 국내에서대기관리는실외의일반대기와실내대기로구분하여관리하고있다. 실외의대기에대하여는환경부의대기환경보전법에서관리하고있으나, 실내공기질에대한관리는각부처마다관리법의목적및관리대상등이다른이유로여러부처에서분산하여관리하고있다. 정부에서오염된실내공기를관리하기시작한것은 1981년산업안전보건법에의해오염작업장에대한관리기준이마련되고 1986년유해인자에대한허용기준이제정되면서부터이다. 그리고 2003년 7월산업보건기준에관한규칙중사무실오염으로인한건강장해의예방편을신설하면서실내공기질관리를위한구체적인관리기준들이마련되었다. 보건복지부에서는공중위생법에서공중이용시설에대한실내공기질의위생적관리를위하여먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 기류, 온도, 습도및조명에대한위생관리기준을 1985년 5월에제정하였으며, 1999년 2월에는공중위생관리법으로개정한바있다. 건설교통부는 1992년건축설비기준을제정하여환기시설에공급되는공기의관리를위하여먼지, 일산화탄소, 이산화탄소, 습도에대한관리기준을제정하였으나현재는폐지된상태이며이이외에터널, 지하선로, 지하연결통로등에대해적정한조명및환기설치에대해규정하고있다. 교육인적자원부에서는학교와학원의환기, 채광, 조명, 온도, 습도등에의한조절과유지 관리에대하여규정하고있으나구체적인관리기준이제시되어있지않다. 환경부는 1996년 12월지하생활공간공기질관리법을제정하여지하역사, 지하도상가를대상으로먼지, 황산화물, 일산화탄소, 이산화탄소, 질소산화물, 포름알데히드, 석면, 라돈, 카드뮴, 크롬, 비소, 구리, 납, 수은등 14개물질을대상으로규정 - 11 -
하였으며이중먼지, 이산화황, 이산화질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 포름알데히드및납에대하여관리기준을설정하였고이에대한정확한측정평가를목적으로지하공기질공정시험방법을고시하였다. 그이후 2004년기존지하생활공간공기질관리법을다중이용시설등의실내공기질관리법으로개정하면서적용대상을다중이용시설로확대하고다중이용시설실내공기질유지기준및권고기준을설정하였다. 아울러신설다중이용시설의환기설비설치의무화, 오염물질방출건축자재사용제한, 신축공동주택실내공기질측정및공고의무화등의개정내용을골자로하여 5월 30일부터시행하고있다. 보건복지부의영유아보육법에서는환기 채광 조명 방습 방출및냉난방설비등적합한시설을갖추도록하고있으나유해인자에대한관리기준은제시되어있지않으며교육인적자원부의경우고등학교이하각급학교설립운영규정에서각급학교의교사는교수 학습과보건위생에적합하여야한다는규정과조도 300룩스이상, 소음 55dB 이하, 온도 18 이상으로만되어있어실내공기질관리기준으로는다소미흡한실정이다. 다음의표는국내각부처별실내공기질관리에관한현황을요약하여나타낸것이다. 표 1. 국내각부처별실내공기질관리현황 노동부 보건복지부 환경부 교육인적자원부 건설교통부 부처 대상시설 관련법령 작업환경측정대상유해인자에노출되는산업안전보건법 근로자가있는작업장 산업보건기준에 사무실 규칙 업무시설 (3,000m 2 이상 ), 복합건물, 학원, 예식장 (2,000m 2 이상 ), 공연장, 실내체육공중위생관리법시설, 지하상가 ( 환경부대상제외 ) 학원보육시설 지하역사, 지하도상가, 도서관, 박물관, 미술관, 의료기관, 실내주차장, 여객터미널대합실, 보육시설, 노인의료시설, 장례식장, 찜질방, 산후조리원, 대규모점포, 항만터미널, 공항터미널 학교 ( 교실의조도, 소음및온도관리 ) 학원 ( 공중위생관리법적용대상제외 ) 일정규모이상건축물, 도로및지하선로주차장의공기질관리 영유아교육법 다중이용시설등의내공기질관리법 관한 실 학교보건법학원의설립 운영에관한법률초 중등교육법 건축법, 도로법, 철도법, 도시철도법, 주차장법 - 12 -
2) 국외 가. 미국 미국은오염물질별법적규제는하지않고있으나다양한실내공간에대한관리를위하여작업장환경에서의실내오염물질에대한가이드라인을제시하고있다. 미국환경부는 9개실 3개담당관 10개지역사무소로구성되어있으며, 9개실중의하나인대기방사선및실내대기국에서실내오염물질과방사선노출로부터일반시민과환경을보호하고있다. 방사선및실내대기국내의실내환경과에서는정부의실내공기질정책및프로그램개발과다양한정책평가, 실내오염물질들의영향에대한연구, 실내오염분야의발전및정책기구의결정등실질적인실내환경업무를수행하고있으며, 21개연방정부기관들로구성된실내공기질위원회 (Committee for Indoor Air Quality : CIAQ) 에서수행되는모든활동들을선도하고있다. 실내공기질위원회는실내공기오염물질중중요한오염물질 7가지에대해그룹별로나누어연구하고있다. 방사선및실내대기국내방사선보호과는두개의실험실로구성되어있으며, 방사선및실내환경국립실험실은그중한개실험실이다. 실험실은다시 3개의센터로구성되어있다. 그중한개실험실이다. 실험실은다시 3개의센터로구성되어있다. 그중실내환경센터는실내환경의공기질관리를통해쾌적함과생산성을도모하며안전하고, 위생적이며, 생산적인실내환경을지키는것을목적으로하고있다. 또한, 주택도시개발부에서는건축자재의포름알데히드를규제하고, 실내공간에서납이나알레르기를유발하는유해물질을관리한다. 실내의포름알데히드농도저감을위하여건축자재, 가구, 기타생활용품등을구입할때가능하면포름알데히드방출기준에합격한인증제품을사용하도록권장하고있다. 산업안전보호청 (OSHA) 는작업장공기오염기준을설정하고 ASHRAE에서는환기및공기질과관련하여자발적으로기준을설정하였다. 캘리포니아주정부대기관리부는신규건축물에서발생되는휘발성유기화합물, 연소오염물질, 포름알데히드등에대한관리지침을제정하고운영하고있으며, 보건복지부에서는실내공기오염물질에대한노출평가, 노출량감소지침을제시하고있 - 13 -
다. 실내공기오염물질에대한지침이나권고이외에도실내공기질개선효과를유도할수있는방법으로실내공기질에대한인증제도를실시하고있다. 건물전체의관점에서환경성능을평가하고건축시장을활성화시키기위해시행되고있는환경성능평가제도인 LEED(Leadership in Energy Environmental Design) 가그중의하나이다. 미국의경우는중앙정부, 지방정부, 비정부단체등이별도의관리프로그램을운영하고있으며, 지하주차장, 지하상가등의실내공기에대한별도의규정은없다. 표 2. 미국의냉난방공조학회 (ASHRAE) 가이드라인 (2003) 오염물질 목표가이드라인 일산화탄소 9000 ppm (8 시간평균 ) 포름알데히드 81 ppb (30 분평균 ) 납 1.5 μg /m 3 (3 개월평균 ) 이산화질소 531 ppb 냄새 80% 만족률 ( 거주자나방문자의 80% 가허용 ) 오존 100 μg /m 3 (1년평균 ) 부유입자 (PM2.5) 15 μg /m 3 (1년평균 ) 부유입자 50 μg /m 3 (1년평균 ) 라돈 4 pci/l (1년평균 ) 이산화황 80 μg /m 3 ((1년평균 ) 총휘발성유기화합물 300 μg /m 3 미만, 300-3,000 μg /m 3, 3000 μg /m 3 이상 나. 캐나다 캐나다환경부는대기환경청, 수질관리청, 환경평가청, 기상청, 야생동물관리청 등을중심으로지부와프로그램들로구성되어있다. 특히실내공기오염은보건부, - 14 -
환경부, 노동부, 지방정부등이상호협력하에작업장및주거지의실내공기질관리지침을정하고이에따라관리하고있다. 관리대상오염물질은크게비발암물질과발암물질로나누며, 그밖에생물학적인오염원과기타먼지, 담배연기등을포함한권고기준을두고있다. 특히역학조사와임상실험, 동물실험결과에대한연구와평가에기초하여기준치를설정하고관리하기때문에각항목의설정근거가매우구체적이다. 보건부와노동관련기관에서는작업장및주거지역실내공기질허용기준및관리지침을제정하여관리하고있으며, 단기간의고농도노출뿐만아니라장기간노출에의한잠재적위해성이고려되었다. 따라서이산화탄소, 일산화탄소, 포름알데히드, 이산화질소, 오존, 입자상물질, 이산화황, 상대습도등에대해 ALTER, ASTER 로구분된장 단기권고기준을설정하였다. 표 3. 캐나다실내공기질권고기준 (1989) 오염물질 목표가이드라인 포름알데히드 120 μg /m 3 아크로레인 50 μg /m 3 이산화탄소 6300 mg /m 3 일산화탄소 12.6 mg /m 3 (ASTER, 8 시간평균 ) 28.6 mg /m 3 (ASTER, 1 시간평균 ) 이산화질소 480 μg /m 3 (ASTER, 1시간평균 ) 오존 240 μg /m 3 (ASTER, 1시간평균 ) 부유분진 (PM2.5) 100 μg /m 3 (ASTER, 1시간평균 ) 이산화황 1,000ASTER, 5분평균 ) 라돈 800 Bq/m 3 습도 30-80% ( 하계 ), 30-55% ( 동계 ) - 15 -
다. 독일 독일의실내공기질관리에서환경부, 보건부, 경제부, 건설 노동사회부, 건설부, 과학기술부등의관련되어있으며, 부처간에 working group이결성되어있다. 독일의환경부는연방산하부서로환경청, 자연보호청, 방사선관리청등 3개의청으로나누어지고이중에서환경청은 Administrative Centre, Subject Area I, Subject Area II, Subject Area III, Subject Area IV의 5개부서로나누어지는데 5 개의부서중 Subject Area II에서는환경연구, 환경질의목표관리와위생관리, 쾌적한온열조건유지및관리의업무를수행하고있으며, 위생관리업무와실내공기질을관리하고있다. 보건부는라돈의권고치를 6.8 pci/l로설정하고있으며, 포름알데히드는 100 ppb, 테트라클로로에틸렌은 1000 μg /m 3 으로관리하고있다. 독일은작업자에있어서인체에유해한위험물질에대한기준치 (Maximale Arbeitsplatz Konzentration : MAK) 는가지고있지만, 실내공기에대한기준치는없는실정이었다. MAK는가스, 증기, 부유물질에대한작업상최대허용치로서 1일 8 시간, 매주 40시간장기적으로그리고반복적으로노출되었을때작업자가건강에해를입지않는정도의유해물질농도에대한규정이다. MAK 기준치는독일학술기관이해마다조사하여발표한다. 즉 MAK 기준치는작업장의작업자가매주 40시간노출되어도인체에해가되지않는다고판단되는오염물질평균농도수준인 NOEL(No Observed Effect Level) 에해당한다. 최근에들어연방환경청산하독일실내공기위생위원회가구성되어실내공기위생에대하여연방환경청장의자문역할을수행하고, 실내공기위생에대한조언과입장을표명하는업무를담당하고있다. 독일실내공기위생위원회는주정부최고보건위생국공동협력체와공동으로실내공기질기준치인 GV를정하는연구업무를수행하여실내공기질을크게 GV I와 GV II로구분하고있다. 현재까지알려진바에의하면 GV I은평생노출되어도건강을해치지않는실내에있어서유해물질농도에대한기준치이다. 반면 GV II는유독성이나전염성과같은작용이나타날수있는최소하한치에안전계수를고려하여정한기준치이다. 공기중에 GV II에속하는가스가기준치이상존재할경우에는즉시대책을마련해야만한다. 예민한사림이이기준치에장시간노출되면건강이손상되는위험이따를수있기때문이다. - 16 -
그림 2 는독일환경청의조직체계도이다. Administrative Centre Administration, Information, Documentation President Subject Area Ⅰ Environmental Planning and Strategies Vice-president Subject Area Ⅱ Environmental Health Environmental council Subject Area Ⅲ Sustainable Technology Subject Area Ⅳ Safety of Chemicals and Gene Technology 그림 2. 독일환경청의조직체계도 라. 영국 영국은환경과건설, 교통부가하나로통합되어있으며, 환경건설교통부내환경국이실내오염에대한측정및감시연구등을전담하고있다. 건설과는실내공기질을관리하여생산성이향상될수있도록목표와평가지표를단계적으로설정하고있다. 영국은통합된업무들이부내에서각국별로나뉘어이루어지므로교류와연계가용이하다는장점을가지고있다. EPAQS(Expert Panel of Air Quality Standards) 가제시하는가이드라인을 DEFRA(Department for Environment Food and Rural Affairs) 가받아들이고있다. - 17 -
표 4. 영국실내공기질가이드라인 (1999) 항목기준 EPAQS report 벤젠 5 ppb (1 년평균 ) 1994 부타디엔 1 ppb (1 년평균 ) 1994 일산화탄소 10 ppm (8 시간평균 ) 1994 납 0.25 μg /m 3 (1 년평균 ) 1998 이산화질소 150 ppb (1 시간평균 ) 1996 오존 50 ppb (8 시간평균 ) 1994 부유분진 50 μg /m 3 (24 시간평균 ) 1995 이산화황 100 ppb (15 분평균 ) 1995 마. 싱가포르 싱가포르환경부는 1996년실내공기질관리지침을제정하고이산화탄소, 일산화탄소, 포름알데히드, 오존, 부유분진, 휘발성유기화합물등의실내공기질을관리하고있다. 또한, 가이드라인을설정하여실내공기질은매 2년마다, 환기시스템은매 6개월마다건물소유자가정밀검사토록의무화하고있다. 실내공기질이의심되는경우담당공무원이실내공기질과환기설비를직접조사토록하는 Environmental Public Health Act를집행할계획이다. - 18 -
표 5. 싱가포르실내공기질가이드라인 (1996) 오염물질 기준 이산화탄소 1,000 ppm (8 시간평균 ) 일산화탄소 9 ppm (8 시간평균 ) 포름알데히드 100 ppb (8 시간평균 ) 오존 50 ppb (8 시간평균 ) 총휘발성유기화합물 3 ppm 총세균 500 CFU/m 3 부유분진 150 μg /m 3 바. 덴마크 덴마크는환경보호부산하환경보호청에서실내공기오염에대한관리를담당하고있다. 덴마크실내환경협회는건물재료와인테리어재료들이실내환경에미치는영향을중시하여실내환경인증제도를실시하고있다. 또한덴마크를비롯한서구의환경선진국은실내공기질에영향을미치는실내오염원을제어하기위하여건축자재와설비의기준을강화하였으며 VOCs, PAHs, Radon, HCHO, 석면등과같은물질을엄격하게통제하기위해노력중이다. 사. 노르웨이 보건부, 노동부, 건축물관련부처등이실내공기질관련업무를수행하고있으며, 보건부산하국립공중위생원 (National Institute of Public Health) 에서라돈, 석면 등에공중보건협회에서실내공기질가이드라인을마련하였다. - 19 -
표 6. 노르웨이실내공기질가이드라인 (1999) 오염물질 기준 라돈 200-400 Bq/m 3 석면 광물섬유 0.001 fiber/ml 0.01 fiber/ml 분진 20 μg /m 3 (24 시간평균 ) 이산화탄소 1,800 mg/m 3 일산화탄소 10 mg/m 3 (8 시간평균 ) 25 mg/m 3 (1 시간평균 ) 이산화질소 100 μg /m 3 (1 시간평균 ) 포름알데히드 100 μg /m 3 (30 분평균 ) 아. 핀란드 핀란드의환경부는환경보호과, 주택및빌딩과, 토지이용과, 행정과, 국제협력과로구성되어있으며실내공기오염관리연구는환경원에서담당하고있다. 작업장과관련된부분은사회보건부내의산업안전및보건과와보건복지증진과에서관리하고있다. 핀란드는또한영국과마찬가지로환경부내에주택과환경관리부서가공존하고있기때문에공조체계잘이루어지고있으며, 또한관리의일원화가되어있다고볼수있다. 자. 호주 호주는환경자원부산화 Environment Protection Group 에서실내공기질을관리 하고있다. 실내공기오염에대한측정항목과기준은우리나라와유사하며, 특이사 항은진드기와레지오넬라등미생물학적실내공기오염에대한내용이추가되어있 - 20 -
다는점이다. 산업보건관리위원회, 주정부오염관리위원회등이실내공기오염관리연구를진행한바있으며, 이밖에보건법, 호주및뉴질랜드환경부등에서실내공기오염에대한보고서를발간하여보급하였다. 전반적으로환경관련부서에서실내공기오염에대한정책과관리를하고있으며, 환경보건과밀접한관련이있는연구기관에서지원해주는시스템을가지고있다. 차. 일본 일본의후생노동성은국민의삶과건강에직접적인관련이있는정부부처로국민이안심할수있는의료의확보, 건강한생활의확보대책, 의약품과식품의안전성의확보, 노동자의직업안정, 노동자의직업능력개발및향상과능력발휘의환경정비, 안심하고일할수있는환경만들기, 장애자시책과지역복지의추진, 고령자가사회에대한대비의업무를수행하고있다. 후생노동성은후생과학심의회를포함하여 12개의심의회로구성되어 2002년 10 월구성된후생과학심의회산하의화학물질제도개정검토부회에서향후의실내공기오염과관련된오염물질에대한제도와규정을주로다루고있고, 국토교통성등다른부처와같이심의회제도를규정, 운영하고있다. 행정적인부분에대해서는후생노동성의약국심사관리과산하의화학물질안전대책실에서 실내공기오염문제에관한검토회 를중심으로하여개별휘발성유기화합물의지침서, 오염물질채취방법, 측정메뉴얼등에대한연구를진행하고있다. 후생노동성의실내공기환경에서는작업환경등에서의 sick house 대책에대한조사및검토, sick house 문제에대한검토회구성및실내화학물질농도의기준치설정, sick house 대응시설의건설, 향후의화학물질의심사및규제방향설정을담당하고있으며, 이와관련하여후생과학심의회산하의화학물질제도개정검토부회에서는 2003년 1월환경성산화의중앙환경심의회의환경보건부회산하화학물질관리기획소위원회와합동으로향후화학물질의심사및규제방향에대한합동보고회를갖고이를바탕으로향후관련기준및제도에대한지속적인개정을추진하고있다. - 21 -
표 7. 부처별실내공기질담당부서 환경부노동부보건복지부건설교통부비고 한국 < 생활공해과 > < 산업보건환경과 > < 건강증진과 > < 주거환경과 > 미국 독일 덴마크 호주 캐나다 영국 핀란드 스웨덴 IED (Indoor Environmental Air Division) Federal Environment Agency (Environmental Health Division) Environment Protection Agency Ministry of Environment and Heritage (Environment Protection Group) Minstry of Environment (Atmospheric Environment Division) Department of Environment, Transport and Regions (Environmental Protection Group, Housing Regeneration and Contryside Group) Ministry of the Environment (Protection Department, Housing Building Department) Ministry of Environment (Environmental Protection Agency) OSHA Department of Labour (National Occupational Safety and Health Commission) Ministry of Social Affairs and Health (Department for Occupational Safety and Health Department for Promotion of Welfare and Health) Ministry of health (Health Promotion, Medical Service Branch) Department of Primary Industry and Energy < 지방자치단체 > 환경관리실 State Government Department (Environmental Protection Authority) - 22 -
2. 주요실내공기오염물질의인체영향 표 8. 실내오염물질의발생원및영향 오염물질주요발생원인체영향 먼지, 중금속 대기중먼지가실내로유입, 실내바닥의먼지, 생활활동등 규폐증, 진폐증, 탄폐증, 석면폐증등 석면 단열재, 절연재, 석면타일, 석면브레이크, 방열재등 피부질환, 호흡기질환, 석면증, 폐암, 중피증, 편평상피등 담배연기 ( 각종가스, HC, PAHS, 먼지등 담배, 궐련, 파이프담배등 두통, 피로감, 기관지염, 폐렴, 기관지천식, 폐암등 연소가스 (CO, NO2, SO2 등 ) 각종난로, 연료연소, 가스렌지등 만성폐질환, 기도저항증가, 중추신경영향등 라돈 포름알데히드 흙, 바위, 지하수, 화강암, 콘크리트등각종합판, 보드, 가구, 단열재, 소취제, 담배연기, 화장품, 옷감등 폐암등눈, 코, 목자극증상, 기침, 설사, 어지러움, 구투, 피부질환, 비염, 정서불안증, 기억력상실등 미생물성물질 ( 곰팡이, 박테리아, 바이러스, 꽃가루등 ) 가습기, 냉방장치, 냉장고, 애완동물등 알레르기성질환, 호흡기질환등 휘발성유기화합물 ( 벤젠, 톨루엔, 스틸렌, 알데히드, 케톤등 ) 페인트, 접착제, 스프레이, 연소과정, 세탁소, 의복, 방향제, 건축자재, 왁스등 피로감, 정신착란, 두통, 구토, 현기증, 중추신경억제작용등 악취 외부악취가실내로유입, 체취, 음식물의부패등 식욕감퇴, 구토, 불면, 알레르기증, 정신신경증등 오존복사기기, 생활용품, 연소기기 기침, 두통, 천식, 알레르기성질환 - 23 -
1) 입자상오염물질 입자상오염물질은공기중에부유하는고체또는액체상의물질로무기화합물이나유기화합물을포함한다. 이러한물질로는미세먼지, 중금속 (Heavy metal), 석면 (Asbestos) 등이있다. 공간및개인노출미세먼지를측정하고, 미세먼지중중금속분석을분석 평가함으로써입자상오염물질에의한건강영향을파악한다. 1 미세먼지 (PM10) 먼지는직경이 2.5 μm미만의미세입자 (Fine particle) 와 2.5 μm이상의거대입자 (Coarse particle) 로분류한다. 거대입자와미세입자의총합을총부유분진 (TSP: Total Suspended Particulate) 이라고한다. 미세입자는심폐질환으로인한수명단축과시정 (visibility) 감소의원인으로작용하여건강에직 간접적인피해를주고있다. 미세입자는대기중에오랫동안떠다니면서기도를통해체내에들어와폐깊숙이안착하여각종호흡기질환을일으키는원인이된다. 미세입자가유발하는질환으로는천식이대표적이며천식은만성호흡기질환으로기침, 호흡곤란, 흉부압박감등의증상을초래한다. 2 중금속 (Heavy metal) 부유분진에는실내대기중의중금속입자가흡착 농축되어고농도의중금속을함유하고있다. 또한, 부유분진중입자크기가작아짐에따라표면적이급속히증가하기때문에중금속의흡착이쉽게일어나며, 분진의공기역학적직경이 10 μm이하의입자는호흡에의해폐속깊이침투가가능하여인체에많은영향을주기때문에중요성이더욱크게부각되고있다. 일반적으로실내의미세입자중중금속의종류와양은실외대기와뚜렷이구분되며, 중금속은실내에일반적발생원이뚜렷하지않아서주로실외의영향을크게받는것으로알려져있다. 그러나, 중금속은체내에축적이되는오염물질로서특히사체의소각시발생이우려된다. - 24 -
2) 가스상오염물질 가스상오염물질로는물질의연소과정에서주로발생되는일산화탄소 (CO), 이산화질소 (NO2), 아황산가스 (SO2) 와사람의호흡에의해발생되는이산화탄소 (CO2) 그리고건축자재에서많이발생되는휘발성유기화합물 (VOCS) 및포름알데히드 (HCHO) 등이있다. 1 일산화탄소 (CO) 일산화탄소는물질의연소시산소가부족하거나연소농도가낮은상태에서완전연소가일어나지못하여불완전연소생성물로생성된다. 또한, 연탄의연소가스나자동차의배기가스중에많이포함되어있다. 일산화탄소는체내에산소를운반하는역할을하는혈액중의헤모글로빈 (Hb) 과결합하여일산화탄소-헤모글로빈 (CO-Hb) 을만들어혈액의산소운반능력을저하시켜그농도에따라사망에이를수있다. 혈액중또는근육중의일산화탄소의대부분이도시의대기오염에기인하는것만은아니며, 일정량의일산화탄소는본래생체의신진대사산물로서존재하고, 헤모글로빈의생리적신진대사결과로서혈액중에약간존재 (0.3~0.8%) 한다. 일산화탄소의급성중독은뇌조직과신경계통에가장많은피해를가져오며증상은시야감소, 정신적영향 ( 불쾌, 피로촉진 ), 생리적영향, 중독피해, 심폐환자의병세악화등이며, 만성적인영향으로는성장장애, 만성호흡기질환발생 ( 폐렴, 기관지염, 천식, 폐기종 ), 직업병악화등의영향을미치게된다. 표 9. 일산화탄소 (CO) 의인체영향 농도 (ppm) 폭로시간인체의피해 5 20 분 신경계반사작용변화 100 3 시간 체내혈액 10% 기능상실 200 5 시간 격렬한두통 300 8 시간 시각, 정신기능의장애 500 4 시간 시력장애, 허탈감, 탈력감 2000 2 시간 사망 3000~4000 30 분 사망가능 - 25 -
2 이산화탄소 (CO2) 탄소나그화합물이완전연소하거나, 생물이호흡또는발효 ( 醱酵 ) 할때생기는무색, 무미, 무취의기체로통속적으로는탄산가스라하고, 또탄산무수물 ( 炭酸無水物 ) 무수탄산이라고도한다. 건조한공기중에는약 0.03% 함유되어있어, 광합성등식물의탄산동화에사용되고있다. 또, 대부분의항성 ( 恒星 ) 에도존재한다는것이알려져있다. 독성은없지만, 호홉하는데아무런소용이없을뿐만아니라, 그양이증가하면혈액속에녹아있는이산화탄소가폐에서사라지지않게되며, 88% 이상인곳에서는생명이위험해진다이산화탄소는주로실내공기질또는환기상태의척도로사용되고있으며, 실내공간에서농도가증가하면호흡에필요한산소의양이부족하게되어일산화탄소와함께중요한실내오염물질중의하나로취급되고있다. 이산화탄소는사람의호흡에의해주로배출되고연료의연소시발생되는물질로서미국의경우실내환기조건을 CO2를기준으로 2,000 ppm을권장하고있으나우리나라와일본의경우는 1,000 ppm을기준으로하고있다. 호흡중의이산화탄소가 3% 가되면호흡이커지며 4% 가되면폐포내의이산화탄소가증가하기시작하고호흡곤란, 두통등의증상을일으킨다. 단시간이면 5% 까지인내가가능하나그이상이면호흡곤란이초래된다. 표 10. 이산화탄소 (CO2) 의허용농도와유해농도 농도 (%) 의의 0.07 다수가계속재실하는경우의허용농도 0.10 일반적인경우의허용농도, 환기계산에사용되는허용농도 0.2~0.5 상당히불량한상태 0.5 이상 가장불량한상태 4~5 호흡중추를자극하여호흡의깊이, 회수를증가시키며, 호흡시간이길면위험하고 O2의결핍을수반하면장애가두드러지게되는상태 8 전후 10분간호흡하면강한호흡곤란, 안면홍조, 두통을일으킨다. O2의결핍을수반하면장애가빨리도달하는상태 18 이상 치명적인상태 - 26 -
3 이산화질소 (NO2) 실온에서는보통기체이며, 일부중합하여사산화이질소 N 2 O 4 가되고그것과평형혼합물이되어있다. NO 2 는알칼리및클로로포름에용해되는자극성냄새의적갈색의기체로서대기중에서식물의급격한조직파괴, 괴사, 혹은심한경우에는낙엽현상을일으킨다. 또한, 자외선에의해서 NO와 O로쉽게분리되어오존가스를생성하고독감이나감기같은바이러스감염 (viral infection) 에의한중증의천식 (asthma) 발달위험이높아질수있다. 실내에서의질소산화물은취사용시설이나난방, 흡연등에서발생하며외부에서유입하는양도상당량존재한다. NO는공기중에서서서히산화되어 NO2가되는데, 실제로건강에장해를주는것은 NO2로서호흡할때체내로침입해서폐포까지깊이도달하여헤모글로빈의산소운반능력을저하시키고, 수시간내에호흡곤란을수반한폐수종염증을일으키는독성이강한물질이다. 표 11. 질소산화물 (NOX) 이인체에미치는영향 농도 (ppm) 폭로시간 인체위해 0.08~0.10 7~8년 아동의급성호흡기질환발생률증가 0.11 1시간 기도과민성증가 ( 기관지천식환자 ) 0.50~1.00 매일부정기간 하기도감염율증가 ( 소아 ) 1.00 폐기능검사상폐환기기능장애 1.60~2.00 15분 기도저항증가 ( 정상인및만성기관지염환자 ) 5.00 10분 기도저항증가 100~150 40분 사망 4 아황산가스 (SO2) 황이연소할때발생하는기체로물에대단히잘녹는무색의자극성이있는불 연성가스로써황산화물 (SOX) 중에서가장많은부분을차지하고있으며, 대기중에 서산화된후수분과결합하여황산이된다. 자연적생성은화산가스, 광천등이며 - 27 -
인위적으로는황성분이함유된물질의연소, 금속의용융 제련, 황산제조, 석유정제및화학비료제조과정등에서발생되고, 유황함유연료의연소시배출가스중 95% 정도는 SO2, 나머지는 SO3 와황산염의형태로존재한다. 대기중에서수분과의반응을통해강산성으로변하여인체의호흡기등에유해한영향을미치며, 건축물및문화재등을부식시킴으로써막대한경제적손실을일으킨다. 대기중의이산화황은수용성이크기때문에호흡작용에의해그대부분이상기도에흡수되어기관지, 눈, 코등의점막을통해자극을주며, 농도가높을수록호흡을빨리하면할수록점막에많이흡수되고기관지까지도달하는양도많아져그피해도커진다. 점막에흡착된이산화황은점액과반응하여황산을형성함으로써결국염증을일으켜세균과바이러스에의한 2차적감염을쉽게하고, 이러한기전으로안질환을일으킨다는보고가많으며, 특히안개가많고습도가높을때호흡기질병의이환율이높고사망율도높다는보고도있다. 표 12. 아황산가스 (SO2) 가인체에미치는영향 농도 (ppm) 폭로시간 인체영향 1 냄새못느낌 2 10명중한 두명이다른물질임을느낌 3~5 냄새로서발생원의확인가능 5 10 분 흡입한자는불쾌감을느낌 6.3~11.5 10~15 분 사람마다코와긷의자극증상을일으킴 10~15 1 시간 목구멍에서점액을배출함 20 현저한자극감, 눈자극과기침을일으킴 50~100 단시간에견딜수없을정도임 100 8 시간 기관지및폐조직의장애 140~200 30 분 흡입시재채기와눈물나옴 300 3 일 흡입불가능 400 호흡곤란 400~500 단시간에도생명이위험 - 28 -
5 휘발성유기화합물 (VOCS) 휘발성유기화합물이란증기압이높아대기중으로쉽게증발되는액체또는기체상유기화합물의총칭이다. 대기중에서질소산화물과공존하면서햇빛의작용으로광화학반응을일으켜오존및판 (PAN: 퍼옥시아세틸나이트레이트 ) 등광화학산화성물질을생성시켜광화학스모그를유발하는물질을통틀어일컫는말이다. 대기오염물질이며발암성을가진독성화학물질로서광화학산화물의전구물질이기도하다. 또한지구온난화와성층권오존층파괴의원인물질이며악취를일으키기도한다. 국내의대기환경보전법시행령제39조제1항에서는석유화학제품 유기용제또는기타물질로정의하는데, 환경부고시제1998-77호에따라벤젠 아세틸렌 휘발유등 31개물질및제품이규제대상이다. 산업체에서많이사용하는용매에서화학및제약공장이나플라스틱건조공정에서배출되는유기가스에이르기까지매우다양하며끓는점이낮은액체연료, 파라핀, 올레핀, 방향족화합물등생활주변에서흔히사용하는탄화수소류가거의해당된다. 배출원은토양과습지 초목 초지등의자연적배출원과유기용제사용시설 도장시설 세탁소 저유소 주유소및각종운송수단의배기가스등의인위적배출원이있는데, 배출량은세계적으로유기용제사용시설과자동차등의이동오염원이대부분을차지한다. 환경과인체에큰영향을끼치므로대부분의국가들이배출을줄이기위하여정책적으로노력하고있다. 실내에서 VOCS 의농도가증가하는주요원인을건축자재와시공의측면에서보았을때복합화학물질을이용한새로운건축자재의보급과시공과정에서노무비의절감과숙련공의부족으로인한공법의변화로많은양의접착제사용을들수있다. 대부분의건축자재에서는시공후초기단계에다량의오염물질을방출하게되며, 시간의경과에따라방출량이점차적으로감소하게된다. 연소과정에서의방출은실내에서연소기구를사용하는경우나담배의흡연도실내공기오염의주된요인이된다. 또한, 가스나등유를사용하는연소기구, 난로와같은개별난방기구에연통이나배기구가설치되어있지않은경우에연소가스와함께각종오염물질을직접실내로방출하게된다. 인체로부터방출되는 VOCS 물질은알코올성분, 알데히드, 케톤, 톨루엔, 페놀 - 29 -
등 12종류이상이포함되어있으며, 그중에서메탄 (74 mg / 인 일 ) 과아세톤 (51 mg / 인 일 ) 이가장많이방출되고있다. 또한, 화장품, 향수등의사용도실내 VOCS 의발생원으로작용하고있다. VOCS의인체영향으로벤젠은미국환경보호청 (US.E.P.A) 에서규정하는발암성물질로호흡을통해약 50% 가인체에흡수되며, 아주작은양이지만피부를통해침투되기도한다. 체내에흡수된벤젠은주로지방조직에분포하게되며, 급성중독일경우마취증상이강하게나타나며호흡곤란, 불규칙한맥박, 졸림등을초래하여혼수상태에빠진다. 만성중독일경우혈액장애, 간장장애, 재생불량성빈형, 백혈병을일으키기도한다. 톨루엔또한호흡에의해주로흡입되고피부, 눈, 목안등을자극하며피부와접촉하면탈지작용을일으키기도한다. 또한, 두통, 현기증, 피로등을일으키며고농도에노출될경우마비상태에빠지고의식을상실하며때로는사망에이르기도한다. 자일렌에의해서는성장장애, 태아독성영향, 임신독성등의영향을받는다. 표 13. 실내에서발생되는 VOCS 물질과발생원 VOCS 물질벤젠디클로로벤젠펜타클로로벤젠부틸아세테이트톨루엔, 자일렌스틸렌 주요발생원연기, 세척및청소용품, 페인트제거제, 접착제, 파티클보드방향제, 좀약목재보존제, 곰팡이제거제, 제충제락커페인트, 바닥용왁스, 니스, 염료착제, 등유용난방기구, 벽지, 코킹및실런트제품담배연기, 코킹제, 발포형단열재, 섬유형보드 6 포름알데히드 (HCHO) 포름알데히드는가장간단한구조를가진알데히드로상온에서는자극적인냄새 가강한기체이며환원성이강하여, 펠링용액이나은암모늄용액을환원시켜쉽게 검출된다. 산화시키면포름산 HCOOH 가된다. HCHO +O HCOOH 쉽게중합하 - 30 -
여트리옥시메틸렌 ( 메타포름알데히드 ) 을생성하지만, 이것을가열하면포름알데히드로재생된다. 또한가연성무색기체로인화점이낮아폭발의위험성이있으며, 살균방부제로이용되고물에잘녹아 40% 수용액을포르말린이라고한다. 화학적으로는반응성이매우센환원제이며, 많은물질들 ( 젤라틴, 아교등과같은단백질 ) 과쉽게결합하여쉽게중합체를형성하고피혁제조나폭약, 요소계, 멜라민계합성수지를만드는공정등에사용된다. 포름알데히드는자연적으로도발생되기도하는데대기중의탄화수소가산화되어생성되는것으로죽은수목이분해되거나관엽식물에서방출되는화학물질의변환으로생성된다. 실내에서포름알데히드농도는온도와습도, 건축물의수명, 실내환기율에따라크게좌우된다. 특히, 지하생활환경에서발생되는실내공기중의포름알데히드는건축자재, 상가, 포목점등에서많이방출되어효과적인환기시설의운영이요구된다. 또한, 포름알데히드는실내공기오염의주요원인물질로일반주택및공공건물에많이사용되는단열재인우레아수지폼 (UFFI : Urea Formaldehyde Foam Insulation) 과실내가구의칠, 가스난로등의연소과정, 접착제, 흡연, 생활용품, 의약품, 접착제등에의해발생된다. 포름알데히드의인체에미치는영향은독성정도에따라흡입, 흡수, 피부를통한경로로침투되고, 이중에서흡입에의한독성이가장강하게나타나는것으로알려져있다. 포름알데히드는그농도가 1 ppm 정도는그이하에서눈, 코, 목의자극증상을보이며, 동물실험에서는발암성 ( 비암 ) 이있는것으로나타났다. 표 14. 포름알데히드의인체에미치는영향 농도 (ppm) 인체영향 0.1~5 눈의자극, 최루성, 상부기도의자극 1 또는그이하 눈, 코, 목의자극 0.25~5 기관지천식이있는사람에게서심한천식발작 10~20 기침, 폐의압박, 머리가무거움, 심장박동이빨라짐 50~100 폐체액의집적, 폐의염증, 사망 입으로마실경우, 구강, 목, 복부의맹렬한고통, 구토, 설사, 현기증, 경련, 의식불명 - 31 -
4) 미생물성오염물질 공기중부유미생물로는세균 ( 박테리아 ), 진균 ( 곰팡이 ), 식물포자, 바이러스등이있다. 이들중환경에서의실내공기오염문제와관계가깊은것은세균과진균이다. 세균과진균이라해도다종다양하며진균만해도수만가지가있다. 이들중에는극히독성이강한것도있지만양적으로는적은것이보통이다. 부유세균은먼지나수증기등에미생물들이부착되어생존하고있으며, 주로호흡기관에균주화되어영향을주고세균수가먼지의농도에정비례된다는이전연구결과를통해공기청정도와밀접한관계가있다. 대기중의미생물은산소, 온도, 영양및습도등의환경조건에대해민감하기때문에적정성장조건이까다로워정량및정성이매우어려우며, 미생물의동정은전문적인지식을바탕으로시행되어야하는등많은어려움이있다. 실내환경에존재하고있는미생물들은다습하고환기가불충분하며공기질이나쁠경우잘증식하게되는데전염성질환, 알레르기질환, 호흡기질환등을유발시키기도한다. 이러한미생물성물질의발생은인간의활동및일반가정에서사용되는각종살포제, 공기정화기, 냉장고, 가습기, 애완동물등으로부터기인하며, 건물의덕트내에쌓인먼지는미생물성오염물질의또다른발생원이될수있다. - 32 -
표 14. PM 10 의특성과인체영향 분류 내용 구분미세 (Fine) 입자거대 (Coarse) 입자 형성원가스상물질 (Gases) 큰고체입자 / 물방울 형성기전 화학반응, 핵형성, 응축 / 응결, 응집, 안개 / 구름의증발, 기체가 용해되거나반응한물방울 기계적과정 ( 충돌, 마쇄, 분쇄 ), Spray 의증발, 먼지의비산 구성성분 SO4 2-, NO 3-, NH 4+, H +, 유기화합물 (PAHS, PNAS), 중금속 (Pb, Cd, V, Ni, Cu, Zn, Mn, Fe 등 ), 입자와결합된물분자등 재비산먼지 ( 토양입자등 ), 석탄이나유류연소시의비산재, 광물 (Si, Ai, Ti, Fe) 의산화물, CaCO3, NaCl, 해수염, 꽃가루, 곰팡이, 포자, 식물이나동물의사체조각등 용해도 용해성이큼 흡습성, 조해성 비용해성 발생원 석탄, 가솔린, 디젤, 나무의연소시, 유기화합물, SO2, NOX 의대기중생성물, 제련, 제철, 고온처리과정 산업공정이나지면의토양과결합된입장의재비산, 비포장도로, 농지, 광산활동에서의비산, 생물학적과정의형성이나분해, 석탄, 석유의연소, 해양의물보라 대기중반감기수일 ~ 수주수분 ~ 수시간 이동거리 100 ~ 1000 km 1 ~ 10 km 노출경로작용기전인체에미치는영향 호흡을통한인체내침입 공기중미세입자와거대입자의인체내제거기전은호흡기관의침적과연관됨 15 μm이상의입자는비강, 목, 후두에서큰비율로제거 입자의크기가아주작은것들은확산에의해다시제거효율이증가 - 눈, 코, 상기도점막의자극 - 호흡기계통에영향 ( 호흡기질환 ) - 33 -
표 16. 일산화탄소 (Carbon monoxide : CO) 의특성과인체영향 분류 내 용 CAS No. 00630-08-0 분자식 CO 분자량 28.01 비중 0.79(20 C, 물 =1) 녹는점 -205 C 끊는점 -191.5 C(760 mmhg) 증기압 1 mmhg(20 C) 물리 화학적성질오염원실내외분포및농도 증기밀도 0.968 응축점 -190 C - 무색, 무미, 무취 - 헤모글로빈과반응하여 CO-Hb를생성하며, 친화력은산소보다 270-300배강함성상 - 가연성유독가스 - 강한산화제와접촉하면불이나거나폭발함. - 자연발화온도 609 C - 산업활동과생물학적변천과정 - 유기연료의불완전연소 - 자동차배기가스및난방 ( 가스, 석유, 석탄등 ) - 인위적배출량 350-600 만톤 / 년 - 자연환경중농도범위 0.01-0.23 mg /m 3 (10-200 ppb) - 도시의경우, 가솔린자동차의수요에민감함 - 환기가불완전한실내에서난방및연소기구를사용함으로써오염가중 - 흡연시일산화탄소의실내농도는정상상태보다 5배높음 노출경로 - 호흡을통해인체내유입 작용기전 인체에미치는 영향 - 80-90% 가적혈구내의혈색소와결합함 - 혈액내이동산소의감소에의한저산소증을초래 - 폐를통해호출됨 - 혈액의산소운반능력을방해하여조직의산소결핍을초래 - 중추신경장애 - 허혈증 - 저산소증은민감한기관들즉두뇌, 심장, 혈관내벽과같은조직에산소공급부족을초래 - 34 -
표 17 이산화탄소 (Carbon dioxide : CO2) 의특성과인체영향 분류 내 용 CAS No. 00124-38-9 분자식 CO2 분자량 44.01 비중 1.02(20 C, 물 =1) 녹는점 -78 C WHO 기준 920 ppm(8 시간 ) 융점 -56.5 C 물리 화학적성질 증기밀도 1.527 대기조성약 0.03% 성상 - 무색, 무취의가스이나액체나고체도존재 - 나트륨, 칼륨, 티타늄과반응시발화 - 플라스틱, 고무류및피복제를손상시킴 오염원 - 인간이나동물의호흡기로배출 - 연료의연소과정에서생성 - 드라이아이스, 탄산수제조시 - 암모니아생산, 석회소결작업및발효 - 소화및방화제 실내외분포및 농도 - 현재대기중이산화탄소농도 353 ppm - 식물체의동화작용에의한고정오염원의배출이인위적배출량보다높다. - 이산화탄소농도는여름에감소하고겨울에증가 노출경로 - 호흡을통해인체내유입 작용기전 - 중추신경계를억제및흥분 - 호흡중추자극 인체에미치는 영향 - 흡입시호흡과맥박이빨라지고혈압및맥압이상승 - 두통, 권태, 현기증, 구토, 불쾌감등의증상을초래 - 발한, 이화감, 우울증, 시력장애발생 - 1.5% 가벼운정도의대사장해 - 7~10% 에서는수분내혼절 - 35 -
표 18. 이산화질소 (Nitrogen dioxide : NO 2 ) 의특성과인체영향 분류 내 용 CAS No. 10102-44-0 분자식 NO2 분자량 46.01 비중 1.448( 액체 )(20 C, 물 =1) 녹는점 -9.3 C 끓는점 21.15 C(760 mmhg) 증기압 720 mmhg(20 C) 물리 화학적성질 증기밀도 1.58 증발율 1 이상 ( 부틸초산 =1) 성상 - 적갈색의발연성액체또는기체 - 독한냄새가남 - 연소되지않으나강한산화제임 - 가연성물질, 암모니아및이황화탄소와접촉시불이나고폭발함 오염원 - 질산및황산제조의중간제품 - 자동차배기가스및화석연료의연소 - 실내건축자재 - 질산의제조와폭발물사용및용접과정과같은특정산업공정 실내외분포및 농도 노출경로 - 연간도시지역의이산화질소농도 : 20~90 μg /m 3 (0.1~0.05 ppm) - 교통체증시간대의농도가평균수준보다한배또는두배더높음 - 가스조리기구또는담배연기등은실내오염에서개인노출에영향을주는주매개체임 - 매년이산화질소의농도는꾸준히증가함 - 환기가안되는가정이나실내에서연소기구를사용하면이산화질소농도는실외보다훨씬높음 - 호흡을통해인체내유입 - 눈또는피부접촉 작용기전 - 호흡시체내로 80~90% 의이산화질소가흡수 인체에미치는 영향 - 호흡기자극제 - 폐수종을일으킴 - 폐색성소기관지염을일으킴 - 발열과오한, 호흡곤란, 청색증을일으킴 - 36 -
표 19. 아황산가스 (Sulfur dioxide : SO2) 의특성과인체영향 분류 내 용 CAS No. 07446-09-5 분자식 SO2 분자량 64.07 비중 1.434( 액체 )(20 C, 물 =1) 녹는점 -75.5 C 끓는점 -10 C(760 mmhg) 증기압 1 기압이상 (20 C) 물리 화학적성질 증기밀도 2.26 응축점 -10 C 성상 - 무색의기체 - 용해성, 산화성물질 - 불안정조건시고온에서용기가터짐 - 금속분말및나트륨같은염기성금속과접촉하면불이나고폭발한다. 오염원 - 황산제조 - 석탄연소, 중유연소폐기물처리 - 비철금속주조등 - 식품가공, 황화나트륨제조및펄프생산 실내외분포및 농도 - 일일최고치평균농도가 250~500 μg /m 3 정도인데나날이감소하는추세 - 건물벽이나가구, 옷그리고환기시설등에의해서아황산가스는흡수되기때문에실외가실내보다낮음 - 황산화물은질산화물의상승을수반 노출경로 - 흡입, 눈또는피부접촉 작용기전 - 흡입한 SO2 의약 90% 는상기도에서흡수 - 흡수된아황산가스는혈액속으로침투 - 아황산가스의제거는주로뇨를통해서이루어짐 인체에미치는 영향 - 눈, 점막및피부자극 - 자극증상및호흡마비와폐수종 - 기관지협착증 - 만성호흡기질환및만성기관지염 - 37 -
표 20. 포름알데히드 (Formaldehyde : HCHO) 의특성과인체영향 분류 내 용 CAS No. 00050-00-0 분자식 HCHO 분자량 30.03 비중 0.815 (-20 C, 물 =1) 녹는점 -92 C 끓는점 -19.5 C 증기압 1.3 kpa (10 mmhg) 물리 화학적성질 증기밀도 1.067 응축점 300 C 성상 - 자극성냄새, 무색의기체 - 연소시일산화탄소같은유독가스와증기가발생 - 강한산화제및알칼리물질과접촉하면불이나고폭발 오염원 - 난방연료의연소과정및흡연 - 가죽, 플라스틱류, 고무, 금속, 목재, 필름, 화장품제조 - 포르말린, 합판, 화학제품등제조공장 실내외분포및 농도 - 실내의포름알데히드분포가실외보다넓게분포되어있음 노출경로 - 흡입, 눈또는경피접촉 작용기전 - 흡수된개미산알데히드는개미산염으로대사되거나다른분자와 결합 - 호흡기를통해서호출되거나소변으로배설 인체에미치는 영향 - 눈과호흡기를자극하고, 감작성피부염을일으킨다 - 발암성이의심 - 폐수종및폐간질염 - 38 -
3. 주요실내공기오염물질의측정법 1) 입자상오염물질측정법 가. 방사선 (α, β 선 ) 흡수법측정기 다. 상시연속측정용자동측정기의 90% 이상이여과채취식의흡수법이사용되고있 나. High Volume Air Sampler 시료포집개시와종료를수동적으로행하는장치로서가장일반화된방법으로 2 0, 상대습도 50% 의환경에서유속은 400-1,500 l/min 정도이며보통 3 시간에 서 48 시간 ( 표준은 24 시간 ) 정도의측정에사용한다. 다. Low Volume Air Sampler 다단형분립장치 ( 중력침강식 ), 사이클론, 케스테이드-임팩터, 버츄얼임팩터 ( 흡입기류의도중에서 2분되어흡잆혹도비에의하여관성분리됨 ) 등의장치를입구에붙여입자분리를행하고있는것으로보통 20-30l/min 정도로시료공기를흡입하는장치이다. 라. Mini Volume Air Sampler Mini Volume Air Sampler는미국 EPA의 Code of Federal Regulations에서약술된표준적 PM10의인용방법의변형장치이나정확정밀성베터리가동및외부전원가동이모두가능하고, 경량으로저소음형이기때문에실내공기측정은물론대기측정용으로매우간편한장치이다. 실내외의부유분진중입경이 10μm이하의미세먼지를포집하기위하여 Mini Volume Air Sampler를사용한다. PM10 inlet의충돌판에관성충돌하여붙고, 10μm - 39 -
보다작은입자는총돌판에서위로흐르는공기의흐름에따라여지에쌓이게된다. 5 l/min의유량으로측정하고측정전후에유량을확인한다. 측정지점마다동일한시간에측정해야하며, 자체에내장된타이머로측정시간을확인한다. 여지는미량원소성분분석에가장적합한재질로알려진 Telfon Quartz filter(0.2μm pore size 47 mm diameter, Graseby-Andersen TEF-DISK TM ) 를사용한다. 측정에필요한필터는수분의영향을줄이기위해측정전후항온항습상태를유지시킬수있는데시케이터에서 48시간이상보관하여항량시킨후감도 0.01 mg의화학저울로무게를측정하며, 대기중분진의농도는포집전후의여지의무게차이를총포집유량으로나누어산출한다. 마. Anderson 샘플러 발생원의연소과정혹은대기반응에의한경우입자의크기가 2 μm미만으로되고, 기계적발생또는자연발생일경우는그보다크게되는것은잘알려진사실이기때문에입경별로입자상물질을채취하는방법이많이행하여지고있다. 대표적인방법이앤더슨샘플로 (cascade-impacter) 이다. 일정한크기의구멍이여러개뚫린방해판에통기시켜서하단의여지에충돌케하여가스는횡방향으로우회시키게된다. 보다직경이작고구멍수는감소한방해판에서고속으로통기함으로서하단의여지에더욱작은입자를충돌시켜채취하는방법이다. 흡입속도에의한앤더슨 low volume air sampler와앤더슨 high volume air sampler가있으며별도로미세먼지의분리채집하기위한 low-pressure impactor가있다. 8단분급은도중농도의정도가불충분하게되기쉽기때문에단을줄여서 2단분급으로하는경우도있다. 맨마지막단계는여과재집이며나머지의다른단에서는충돌포집된다. 바. 여지의종류및선정 입자상물질의샘플링에서중요한점은여과지의선택이다. 유리섬유여지는먼지량측정에잘사용되지만가스흡착도되고아연등의불순물이많이함유되어있기때문에성분분석에사용하기에어려움이많았다. 그러나이후불순물을제거한새로운여과지가보급되면서성분분석용유리섬유여지가많이사용되고있다. - 40 -
원소상탄소나유기탄소등탄소성분의분석에는석영섬유여지가좋으며다환방향족탄화수소 (PAHs) 의분석에서사용된다. 반면에알루미늄, 칼슘, 철, 또는크롬등의불순물이함유되어있음으로방사화분석등에는적합하지않다. 산분해도어렵기때문에 ICP나 AA S 분석에검출한계가높아지기쉬운결점도있다. 금속의불순물이적은것은테플론여과지와니트로셀룰로스의멤브레인여과지가있으나모두압력손실이큰결점이있다. 후자는더욱이정전기를띄기쉽고, 내구성에도문제가있다. 앤더슨샘플러와같이충돌채집방식의여지에는테블론여지, 석영여지, 폴리에텔렌 sheet 등이사용된다. 결국다원소분석의경우에는한종류의여과지로는불충분하기때문에테플론여지와석영여과지의 2종류의여지를장착한샘플러를동시에운전가동시키는방법이취해지고있다. 폴리아마이드여지를제외하고는전반적으로입자농도측정및원자흡광도과같은고감도가아닌금속분석에는이용가능하다. 그러나원소에따라높은 blank가나타나므로주의할필요가있다. 2) 가스상오염물질측정법 가. 시료채취방법 가스상오염물질의일반적인시료채취방법을정리하면다음과같다. 1 흡수액접촉법가장오랜역사를갖고있는방법으로서물이나유기용매기타적당한흡수용액을조제하여대기시료를흡수하여목적성분의용액을얻는방법이다. 흡수액을넣는기구는 bubbler 또는임핀저라고하며, 필요하다면이들기구주위에얼음을채취냉각시킨다. 암모니아, 아황산가스, 및아크롤레인분석시이용된다. 흡입속도가빠르거나흡입시간이길게되면흡수용액이증발하여감소하기때문에, 통상적으로 2 l/min이하의유속으로 1시간이내에서의채취시간을채택하는경우가많다. 흡수가끝난용액은습식화확분석또는비색분석등의방법으로처리한다. 비교적저렴한가격으로손쉽게이용할수있어서전통적인방법으로많이사용되어왔다. - 41 -
2 진공병이용법유리제용기를진공으로하여코크를한다음측정지점에서코크를열어대기압상태로함으로서시료대기를흡인하는방법이다. 진공병입구에케필러리유리관을붙여서흡입시간을길게하여순간치가아닌일정기간동안의시료로서채취하는방법도있으나최근에는그다지사용되고있지않다. 진공병채취법은악취물질의샘플링방법으로많이이용되나공장이나가로변등에서의발생원조사시에도자주이용되는방법이다. 채취병을미리 10 mmhg 이하로감압하여두고측정장소에서밸브를열면상압으로되면서병내부로시료가채취된다. 밸브를막고실리콘고무마개를한후알루미늄은박지로써차공한후실험실로운반한다. 용기체적은 1l - 10l 정도가일반적이며시료채취후에진공병에서가스밀폐형주사기 (gas tight syringe) 로직접흡입하여그대도가스크로마토그래프등에주입하여분석하는방법도있으나대상물질이저농도일경우에는흡착제에농축하는방법도자주사용된다. 밸브부분이테플론제로되어있으므로프레온가스류를분석할경우에는오염의원인이되기쉽다. 유리제용기대신에미국환경청에서는유해물질샘플링방법 TO-14에는스테인리스제용기를지정하고있다. 유량은입구에질량유량조절기 (MFC) 에저항관을붙여컨트롤한다. 캐니스터는 6l 용량이많이사용되며캐니스터내면에는흡착과변질을막기위하여전해연마한후에크롬-니켈산화피막처리를시행한다. 가압채취법과준대기압채취법이있어가압채취법은가압펌프에위해 103-206kPa의범위에서채취한다. 3 시료공기흡입치환법진공병에밸브를 2개붙여미리깨끗한 N 2 가스 (99.9% 정도 ) 로서내부의공기를치환한채취병을가스메타와펌프를연결측정장소에서 1l - 3l/min의유속으로약 15-30분간흡입펌프함으로서병내부를시료공기로치환하는방법이다. 밸브를막고알루미늄은박지로서차공한후실험실로운반한다. 프레온가스류의분석에도영향이없도록스테인리스제의니들벨브를사용한스테레스제용기도사용되고없다. 용량은 1l - 2l 정도이며내면이매끄럽게되어있지않으므로흡착이나변질의우려가있다. 시간은걸리지만순간치적인성격의값이된다. - 42 -
4 bag을이용한포집방법테트라와같이화학적으로불활성인재질의필름백에대기를채취하는방법으로용기내를감압하여 ( 공기를모두빼낸상태로 ) 둔후부풀리는방법이일반적으로행하여지는방법이다. 용량은통산 1l - 50 l 정도이다. 펌프의배기가스를직접도입하는경우에는목적성분이흡착되지않도록데프론제의다이아프램펌프를사용한다. 악취물질의샘플링에는 flex 샘플러가자주사용된다. 또한탄산가스등몇몇물질은테트라백에서투과하여날아가버리기때문에 saran 백혹은알루미늄백을사용한다. 유기용제는 4불화에틸렌과 6불화프로필렌과의궁중합체인불소수지백이이용된다. 광분해성이있는가스시료는차광커버를할필요가있다. 악취시료의샘플링에는 1회용의디스포절타입의폴리에스텔백도사용하고있다. 5 저온흡착법유리비드나규조토와같은흡착제를충전한 U 字관을드라이아이스-메탄올이나액체산소등으로냉각하면서통기하여포집하는방법이다. U 字간의재질로서는유리, 스테인리스, 테플론등이있다. 비오는날이나장시간흡입시에는공기중의수분이 U 字관내에응축하기때문에폐쇄되는수가있으므로제습관을입구에붙일필요가있게된다. 구조적으로내용적이크기때문에캐필러리-GC에의주입이곤란하므로, packed 컬럼전용 GC의방법이라할수가있다. 캐필러리 GC의보급이일반화되면서다음의상온흡착법이주류를이루고있다. 6 상온흡착법흡착제를충전한관 ( 스테인리스또는유리 ) 에통기하여채취하는방법으로최근 10여년사이에급속하게발전한방법이다. 탄소제, 실리카계 ( 규소 ), 다공질수지 (polars polymer) 계등종류가매우다양하다. 흡착후의시료회수방법에따라열탈리형 (thermal desorption) 과용매탈리형 (solvent desorption) 으로나눌수있다. 열탈리형은열탈리장치로서가열탈착장치 (thermal desorption instrument) 나가열탈착냉각농축장치 (TCT) 가있고, 높은효율의분석이가능하나반면에재분석을할수없으므로고농도의시료로서레인지를초과하게되는경우에는샘플링부터다시해야만하는결점이있다. - 43 -
또한캐필러리 GC에주입할수있는양은한정되어있기때문에흡착제의양은 0.2 g 이하인경우가많다. 당연히파과용량 (breakthrough volume) 도적기때문에시료흡입량이많으면 over-range나파과의우려가있고, 흡입량이적게되면검출한계이하로될가능성이있다. TCT의경우는흡착제에서탈착하면서다시캐필러리튜브에농축하기때문에여기에서도파과의우려가발생한다. TCT는분석법이확립되어있다면용이한분석법이겠으나분석방법의확립에다소시간이소요되는단점이있다. 용매탈리형은추출용매량이 1ml에서도캐필러 GC에서의주입량은 1 μl - 2 μl정도이므로제분석은몇번이라도가능하며고농도시에는희석하고저농도시에는농축하여대응할수있는장점이있다. 한편추출용매에의한오염 (contanination) 우려가있고측정할대상물질에따라서는개봉후즉시사용하든가 2중마개시료병에옮겨보관할필요가있다. 저농도시에농축조작할경우에는목적성분의손실이나오염에주의할필요가있으며, 질소분무농축법 (nitrogen turbo evaporator) 과같은병법이바람직하다. 과거에자주사용되던다공질수지계의 chromosorb나 porap마에대해서는최근에사용예가적어지는추세를보이고있다. 최근에는탄소계가차지하는부분이상당히높아지고있고농약의측정방법으로는 Sep-Pak TM 이자주사용되는것으로보고되고있다. 7 금아말감법대기중의수은채취법으로서과거에는황산산성 KMnO 4 용액에의한습식채취방법이주로이용되었으나시약중에불순물로함유되어있는경우에는문제가되는것으로보고되고있다. 다라서건식포집방법이개발되었는바, 주로금을코팅한흡착제에수은을아말감으로포집하는방법이다. 크로모조브 P(AW) 에금을코팅한포집제와비분산형냉원자흡광광도법을조합하여대기중수은을측정하는것으로기술적사항이확립되어있다. 3) 오염물질별측정 평가방법 가. 이산화탄소 (CO 2 ) - 44 -
국내외적으로이산화탄소에대한측정방법으로사용하고있는방법과특징을정 리하면다음표와같다. 표 21. 이산화탄소측정방법 측정방법원리장단점비고 사업장의농도평가를위해개발 Portable GC-TCD 운반기체와의 열전도도차이 (500-15,000 ppm) 휴대불편 고가 NIOSH6603 사업장에서농도평가위해개발 GC-TCD 운반기체와의 열전도도차이 (500-15,000 ppm) 휴대불가 고가 OSHA ID172 Nondispersive IR 적외선 (4.2μm) 의 흡수도 휴대간편 0-2000, 0-5000, 0-10,000 ppm 환경부 Photoacoustic IR 휴대불가적외선및공기의 연속측정및변화패턴평가가능음향적진동특성 고가 - Detective tube 검지제와의 발색반응 조작간단하여저렴 연속측정불가 정확도가다른장비에비해떨어짐 일본 공기중의이산화탄소농도를측정하는방법으로는가스크로마토그래피법, 비분산적외선법 (Nondispersive infrared), 광음향적외선법 (Photoacuostic infrared), 검지관법 (Detective tube) 법이있다. NIOSH와 OSHA의가스크로마토그래피법은제조업작업장과같이산업환경에서의이산화탄소농도를측정하기위해개발된방법으로실내환경에이용하기위해서는가격, 측정의편리성등여러면에서부적합한방법이다. 실내환경의이산화탄소 - 45 -
농도를측정하는데에비분산적외선법과검지관법을가장널리사용하고있으나각측정방법의장단점이존재한다. 비분산적외선법의경우초 - 수분단위로순간측정뿐만아니라연속측정이가능하고, 휴대가간편하다는장점은있지만주기적인교정이필요하고또한검지관방법보다는가격이비싸다는단점이있다. 검지관법의경우가격이저렴하고, 조작이간편한장점이있지만검지관튜브가 1회용소모품이기때문에측정시마다새로운검지관튜브를갈아끼워야하고정확도가떨어지며, 또한연속적인측정을통한모니터링이어려운단점이있다. 현재환경부에서는다중이용시설의실내공기질공중시험법에서비분산적외선분석법을주시험법으로채택하고있다 나. 일산화탄소 (CO) 일산화탄소농도의측정방법들을정리하면다음표와같다. 이중실내환경측정용으로가장널리사용되는방법은비분산적외선방법과전기화학방식, 그리고검지관방식이다. 비분산적외선방식이나전기화학방식을채택하고있는측정기의경우휴대가간편하고연속측정이가능하며, 또한실내에서의일산화탄소농도변화패턴도평가가가능하다는장점이있지만시간경과에따른센서의 drift가발생하기때문에주기적으로제로가스와스탠가스를이용하여교정을해주어야된다는점이단점이다. 검지관튜브의경우조작이간단하고저렴한장점은있지만정확도가떨어지고, 특히저농도에서농도표시간격이너무좁아발색범위를읽는데있어많은오차를유발할수있다. - 46 -
표 22. 일산화탄소측정방법 측정방법원리장단점비고 Electrochemical sensor 전기화학반응에의한전류크기 측정범위 : 0-50 ppm 이상 휴대간편 연속측정및변화패턴평가가능 주기적교정필요 NIOSH 6604 ISO/CD8519 OSHA ID209 GC-DID 운반기체인헬륨의글로우 1 ppm 이하도측정가능방전에의해 휴대불가생성된광자로 고가일산화탄소를이온화시켜검출 OSHA ID210 ISO 8186 Nondispersive IR 적외선의흡수도 휴대간편 0-50 ppm 이상 연속측정및변화패턴평가가능 주기적교정필요 ISO 4224 환경부 Photoacoustic IR 적외선및공기의음향적진동특성 휴개불가 연속측정및변화패턴평가가능 고가 detective tube 검지제와의발색반응 조작간단하고저렴 연속측정불가 정확도가다른장비에비해떨어짐 저농도측정곤란 일본 ISO 8760 다. 호흡성분진 호흡성분진에대한측정방법으로는여과포집에의한중량분석법과광산란방식, 정전식또는피에조발산스식으로먼지입자의수를카운트하여무게농도로환산하는방식인실시간측정방식이있는데실시간측정방식중에는현재광산란방식이가장보편적으로사용되고있다. - 47 -
표 23. 호흡성분진측정방법 측정방법원리장단점비고 중량법 10 mm nylon 8시간시간가중평균농도산출 cyclone, HD, Al 기존작업환경측정방법 cyclone + PVC 1 μg이상의해독도를가진전자저필터 ( 공극 5 μm ) 울필요 NIOSH 0600 KOSHA 109 광산란식정전식피에조밸란스식 일바에의한광산 순간적인농도변화측정가능란정도, 대전입자 휴대가능의이동도, 또는 시간가중평균산출불편압전소자에정전 주기적인교정필요포집하여소자의 고가질량변화유도 일본 라. 포름알데히드 포름알데히드의측정방법은다양한방법이있으나 2,4-DNPH(2,4-dinitrophenylhydrazine) 와포름알데히드와의유도체반응을유도시켜유도체 (hydrazone) 를분석하는방법이요즘가장널리사용되고있는방법이다. 실리카겔에 2,4-DNPH가코팅된흡착관을사용하여시료를포집하기때문에시료채취가손쉽고, 또한포름알데히드와반응한유도체의경우 HPLC로분석하게되면검출한계가낮기때문에아주낮은농도의포름알데히드까지측정이가능하다는장점이있다. 동유도체를 HPLC 대신에 GC-FID를이용하여분석하는방법인 KOSHA 68번도 HPLC로분석방법과검출한계가별로차이가없으며, 현재산업안전보건연구원의경우동측정방법을사용하여실내공기중의포름알데히드를측정하고있다. 마. 휘발성유기화합물 실내에서발견된휘발성유기화합물의종류만도 900 여종이상이고, 이중 250 여종 은 1ppb 이상검출되는것으로알려져있다. 따라서개별물질별로측정하여평가 - 48 -
한다는것은사실상불가능하기때문에발견되어지는모든휘발성유기화합물중정성및정량이가능한물질은개별물질별로정량하고나머지물질은톨루엔같은기준물지로농도로환산한후이들값을합산하여평가하자는개념이총휘발성유기화합물평가방법이다. 환경부의경우신축공동주택의경우벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 1,4-디클로로벤젠, 스티렌의 6종에대해서만휘발성유기화합물로규정하여측정하여공고토록의무화하고있으며, 오염물질방출건축자재의경우시험편에서방출되어방출시험챔버의출구공기에서검출된휘발성유기화합물로질량분석검출계가부착된가스크로마토그래프에의한크로마토그램상의 n-헥산에서 n-헥사테칸까지의휘발성유기호합물을대상으로하며, 이때정량은톨루엔으로환산하여계산토록하고있다. - 49 -
4. 사무실실내공기개선의경제성평가방법이론정립 1) 환경정책의경제성분석의의미와필요성 일반적인사적재화경우는시장에의한자원배분이가장효율적이라고경제학은가르치고있다. 따라서가능하면정부가시장에개입하지말고자원배분을시장의가격조절기능에맡길때국민들의후생이극대화된다는것이다. 그러나물, 공기, 산등환경자산은본질적으로공공재적인특성을지니고있으면서동시에한경제주체가다른경제주체에게보상없이피해를주는소위외부불경제성을초래한다. 따라서시장의가격기구는이러한환경자산의가치를적절하게평가해주지못하게되고, 시장에의한자원배분은비효율적이될수밖에없다. 이에따라환경자산의최적자원배분을위해서는시장이아닌제3의경제주체에의해서생산과소비를조정하도록할수밖에없게되는것이다. 이러한사실이환경자산에관한한정부가시장에개입하고환경정책을사용해야만하는이유이다. 사적재화에대한시장의기능처럼환경정책은환경자산의효율적자원배분을그목적으로한다. 따라서경제학이론측면에서볼때, 환경정책이효율적으로시행되기위해서는환경정책의자원재배분으로야기되는환경자산변동의적절한가치평가를통한비용과편익의분석이주를이루는경제성평가가필수적이다. 현실적으로도환경규제나환경투자등환경정책은많은비용을수반하고이러한비용은산업경쟁력, 나아가서는국민경제전반에걸쳐큰영향을줄수있다. 따라서이미선진국에서는환경정책시행에있어서경제적효율성이확보되어야한다는인식아래일정규모이상의환경투자나규제정책에는경제성평가를하도록공식화되고있는것이다. 환경정책의효율적자원배분을위해서경제성평가가요구되는것은기본적으로규제및투자사업에사용될자원이한정되어있다는점에서기인한다. 비용-편익분석은얼마만큼의규제가필요하고어떻게희소한자원을사회적으로가장가치있는곳에투자할것인가에대한의사결정을하는데있어서긴요한정보를제공해준다. 따라서환경정책의경제성평가는환경규제나투자의시행에따른사회적인부담을최소화할수있는방안을마련해줄뿐만아니라, 환경정책으로부터경제적인영향을받는이해당사자의반발에미리대비하는방안이되는것이다. 특히이해당사자들의상호이해를조정하고피해당사자에대한적절한보상과수익자에대 - 50 -
한적절한조세부과를위해서는환경정책의경제성에대한정확한분석이선행되어야한다. 한편지구환경문제가세계적인관심사로부각되면서무역규제를담고있는각종국제환경협약의발효되었고, 각국은다양한환경관련무역규제를도입하여시행중에있으며, WTO, OECD 등국제기구에서도환경관련무역규제에관한논의가진행중이다. 이러한국제적움직임은지구환경을보호한다는긍정적인효과를가지고있지만각나라의수출경쟁력에도영향을미치게된다. 따라서각종국제환경협약과각국의환경관련무역규제의경제적파급효과분석은이러한국제적압력에대한대비책으로필수불가결하며국제협상에서우리에게유리한결론에도달할수있는정책적판단에필요한자료를제공하게될것이다. 우리나라의경우각종환경규제법규에규제시책및환경투자사업에대한경제성평가를행하도록명시한규정이없으며다만행정규제기본법에규제의신설, 강화에대해규제영향분석을행하고규제영향분석의하나의항목으로서규제의시행에따라규제를받는집단및국민의부담하여야할비용과편익의비교분석을하도록규정하고있다. 그러나행정규제기본법과시행령에는구체적이고전문적인비용과편익의비교분석을하도록규정하고있다. 그러나행정규제기본법과시행령에는구체적이고전문적인비용과편익의평가가이루어지도록요구할수있는법적근거가명확히제시되어있지않으며실제로규제시책의경제적효과에대한분석은소홀히다루어지고있는실정에있다. 이때문에환경규제및환경투자의성과는미미한데비해가정과기업에게막대한비용을부담케하는경우가상당하고한정된자원과예산을효율적으로이용하지못하는결과를낳고있다. 또한정책입안시타부처, 시민단체, 각경제주체의강한반발에직면하는경우이에효과적으로대처하지못하고소모적인논쟁과자원낭비를가져오는일이비일비재한실정이다. 따라서환경정책을수행하는데있어서정책담당자들이합리적인의사결정을내리고국민적합의의도출을용이하게하기위해서는경제성평가가포괄적이고구체적으로이루어져야한다. 2) 경제성분석의기본방향 환경정책의편익과비용을화폐적으로산출하여비교하는데있어서는실제비용 - 51 -
과편익을계량화하기어렵고불확실성이큰경우가많이존재한다. 환경정책시행에따른총편익이총비용을초과하는경우에도항상이정책으로인해이득을보는측과손해를보는측이존재하기때문에환경규제나투자시책에대한의사결정에있어서형평성과과정과같은비경제적측면이더중요할수도있다. 따라서경제성평가가비용-편익분석에중점을두고이루어지고화폐가치화할수있는항목은가능한한비용-편익분석에포함되어야하겠지만화폐화할수없는부분에대한정성적인평가 (Qualitative measures) 와분배적측면에대한분석도경제성평가에포함되어야한다. 특정목적을달성하기위해개획되는환경정책에는한가지방법만존재하는것이아니고여러방안이존재할수있다. 합리적인의사결정을위해서는모든가능한대안에대한포괄적인검토가필요하다. 그러나환경관련규제시책및투자사업에있어서는실제적인효과를정확히예상하고계량화하기어렵게하는요소가많을뿐아니라심도있게모든대안을고려하여경제성평가를하는데에는막대한비용이수반되기때문에좀더간소한방법으로여러대체안을평가할것인지몇개의대체안만을상정하여심도있는경제성평가를할것인지에대한선택의문제가발생한다. 미국의규제영향평가 (Regulatory Impact Analysis) 의수행가이드라인에의하면더많은대안을고려하는것과소수의대안에대해더자세한분석을하는것중어느것을선택할것인가는환경문제의특성, 현행정부규제및순응정도, 법에의해허용된융통성, 요구된활동의스케줄, 자원의제약성등을고려하여사안에따라주관적으로결정될문제로보고있다. 결국모든대안에대해경제성평가를수행하는것이바람직하기는하지만경제성평가를수행하는데소요되는직접적인경비및거래비용등의제약을고려하여경제성평가방법, 절차및도입범위를설정해야할것이다. 위에서제기된문제점들을고려하여올바른환경정책의경제성평가를위한기본방향을설정하면다음과같다. 정책담당자의의사결정에유용하게이용되도록비용-편익분석에서는가능한한최대로비용과편익을계량화하도록하고전체적인비용과편익의산출뿐아니라중요한하위그룹 (subgroup) 의비용과편익도산출하여의사결정에서분배적측면이고려되도록배려하고계량화하기어렵고불확실성이큰것에대해서는정성적인평가 (qualitative measures) 를행하는등경제서평가가보다포괄적으로이루어지 - 52 -
도록한다. 환경정책에대한경제성평가는가능한대안 (available alternatives) 을모두포함하여실시하여야한다. 비용-편익분석은모든주요규제시책및투자사업에대해실시하여야한다. 모든대안에대해자세하고심도있는경제성평가를시행하는경우막대한비용이소요될수있기때문에경제성평가에포함될대안의수와계량화할수있는범위에대해제한을둘수있다. 규제시책및투자사업의특성과예산및인적자원의제한을고려하여경제성평가의시행주체, 평가방법등에대한규정을다르게할수있다. 이러한기본방향에입각하여분야별경제성평가의도입범위를설정하되처음도입하는단계에서시범적으로몇개의분야에서경제성평가를시행하여경제성평가에소요되는비용에대한대략적산출과이용가능한자료, 앞으로필요한자료들에대한정보를확보할수있는기회를가지고단계적으로적용분야를확대한다. 경제성평가는사전적으로환경정책을시행하기전에실시하며파급효과가큰주요규제시택의경우사후에도주기적으로실제규제시책의효과에대한경제성분석을실행한다. 3) 경제성평가의시행절차 결제성평가의실제시행은다음의그림에서보는바와같이가능한대안의선정, 비용및편익의경로분석, 비용과편익의산출, 의사결정및의견수렴, 사후평가의 5 단계를거쳐이루어지게된다. - 53 -
제 1 단계 가능한대안의선정 제 2 단계 비용과편익의경로분석 제 3 단계 비용과편익의산출 제 4 단계 의사결정및의견수렴 제 5 단계 사후평가 그림 3. 경제성평가의시행절차 가. 제 1 단계 : 가능한대안의선정 경제성평가시행의 1단계는환경규제시책및환경투자사업의계획단계에서가능한대안의수를확정하는것이라고할수있다. 환경이가지는위험과불확실성의속성은환경규제시책및투자사업의효과를미리단정적으로속단하기어렵게하기때문에하나의대안만을선택해서경제성평가를시행할수없다. 규제시책및투자사업이추구하는목표를달성할수있는여러대안들중에서경제성평가를수행하느데소요되는비용적여건, 사전지식, 법적인문제점등을고려하여대안의수를확정해야할것이다. 나. 제 2 단계 : 비용과편익의경로분석 환경규제의경제적비용과편익을구체적으로산출하기위해서는이들규제및투자사업의편익의경로에서환경질 ( 오염농도 ) 에구체적으로어떻게영향을미치고이것이한경의어떤이용용도에어떻게영향을줄것인가에대한분석이우선적으로요구된다. 그림 4는환경규제및투자사업이비용과편익의효과를나타내기까 - 54 -
지의과정을나타낸것이다. 환경정책 오염농도의변화 오염방지및규제순응활동의강화 환경의이용용도에의영향 - 인체건강 - 여가활동 - 경제활동 - 생태계 오염방지시설투자, 생산요소변경, 고용변화, 재화가격변화, 생산변화, 소비변화, 산업구조변경, 조세분담금변화 편익평가 비용평가 그림 4. 환경정책의비용 / 편익경로 비용측면에서는환경규제시규제를받게되는기업이오염방지및규제순응의활동을강화함으로써오염방지시설에대한투자, 생산요소투입변경, 재화의가격변화, 생산과소비변화등에의한비용부담의요인이발생하게된다. 거시경제적으로규제받는산업분야의고용및소득은감소하고환경관련산업의고용및소득은증가하는등전체적인산업구조의개편과함께고용, 물가, 소득의변화가예상된다고할수있다. 또한투자사업의경우환경투자에직접적으로소요되는경비, 간접경비, 투자액조성에따른왜곡적비용이발생하게된다. 다. 제 3 단계 : 비용과편익의산출 경제성평가의기본원칙에서제시된바와같이비용과편익의가능한한계량화되어야하며계량화가불가능한부문에대한정성적인평가및분배적측면에대한평가가이루어져야할것이다. 수년간에걸쳐비용과편익이발생하는경우미래에발생하는비용과편익은현재가치화되어야하는데적정할인율을규정하는데있어서불확실성이존재하기때문에할인율의일정범위내에서의민감성분석 (sensitivity analysis) 이이루어져야하며이러한할인율의범위는모든규제시책및투자사업에동일하게적용되어야할 - 55 -
필요가있다. 라. 제 4 단계 : 의사결정및의견수렴 여러대안에대한경제성평가가이루어진후의사결정을하는단계로서선택된안에대해외부적인의견을수렴하는과정을거치게된다. 특히환경기준의설정및강화시책을입안하는데있어서이로인한편익의산출을고려하지않고단지핵심오염물질로부터인간의건강을보호하기위한적정안전수준의확보를목표로하고있다면의사결정기준으로서최소비용으로목표를달성하는규제수단인가에대한판단을제공하는비용효율성평가 (cost-effectiveness evaluation) 가수행되어야할것이다. 마. 제 5 단계 : 사후평가 주요규제시책및환경투자사업에대해주기적으로사후적인평가를수행할필요 가있다. 특히사후적인평가는적용된규제시책의수정과앞으로시행될투자사업 의보완을위해반드시필요하다고할수있다. 4) 비용 - 편익분석 비용-편익분석은정부에의해수행되는갖가지정책이나투자사업에대한평가를하기위해사용되는가장일반적인분석틀로서, 정부가정한정책목표를달성하기위해사용할수있는여러가지정책대안을수행하는데소요되는비용과그로인한편익을측정하고이에기초하여최선의대안을선택하기위해사용되는기법이다. 따라서, 비용-편익분석은환경영향평가, 경제영향평가, 규제영향평가, 비용효과분석, 환경피해평가, 환경위험평가와같은기타정책평가기법을포괄하는대단히종합적인분석기법이라고할수있다. 비용-편익분석의특징으로서는우선비용-편익분석이정부의정책과투자사업에대한평가를위해사용되므로그구성항목도역시국민경제전체의관점에서파악되어야한다는점을들수있다. 개별기업이자신이투자사업에대한평가를할경우 - 56 -
에는투자에소요될것으로예상되는비용과그로인해기대되는수입을비교하여, 기대수입에서예상비용을빼준기대이윤이최대가되는사업에투자하고자할것이다. 이경우기업의수입과비용은어디까지나기업자신에게만귀속되는사적인수입과비용이다. 그러나비용-편익분석에있어서의편익과비용은환경질개선이나오염의피해와같은사회나국가전체의관점에서의편익과비용에영향을주는요소들을모두포함하여야한다. 비용-편익분석의두번째특징은현실성을고려한실무적인분석수단이라는점이다. 비용-편익분석은학문적인관심을충족하기위해서행해지기도하지만, 무엇보다도가장효율적인방법으로정부의정책목표를달성할수있는정책수단을찾고자사용되고있으며, 또한정부정책을의회가승인하는데필요한정부를얻기위해사용되기도한다. 따라서비용-편익분석에는정책의실행가능성에영향을미치는여러사회 경제적, 정치적요인들이고려되어야한다. 비용-편익분석의세번째특징으로시간이중요한변수로개입된다는사실을들수가있다. 대부분의정부의규제정책이나투자사업의효과는 1년안에모두나타나는것이아니라장기간에걸쳐나타나며, 투자의비용역시수년간에걸쳐추정되어야한다. 이경우서로다른시점사이에발생하는편익과비용을비교하는것이중요한문제로등장하고, 비용-편익분석의결론은서로다른시점에발생하는이들요소들을어떻게비교하느냐에따라달라지게된다. 가. 편익의개념 환경정책은환경질을개선시키고이로부터사회구성원의후생이증대되는데이러한긍정적효과를편익이라고한다. 즉, 환경정책의편익이란주어진환경질의개선또는특정환경재의공급으로인해발생하는경제적이익의화폐가치를의미한다. 따라서환경정책의편익을이해하기위해서는환경의가치를이해할필요가있다. 환경의가치는크게사용가치와비사용가치로구분할수있으며환경이주는총가치는이두가지가치의합이된다. 사용가치는사람들이환경을실제로이용함으로서만족을얻기때문에환경에부여하는가치이고, 비상요가치는사람들이실제로환경을이용하지않음에도불구하고환경의존재그자체에대해부여하는가 - 57 -
치이다. 산은사람에게등산, 삼림욕, 그리고자연학습을할수있는공간뿐만아니라집을짓고가구를만들수있는목재를제공하고, 동시에아름다운경치나야생생태계를감상할수있는기회등다양한서비스를제공한다. 여기서산이제공하는서비스를실제로이용함으로서얻는가치를사용가치라고한다. 사람은산이제공하는서비스를가까운장래에이용할기회가없거나영원히이용할기회가주어지지않더라도산이존재한다는사실만으로라도만족을얻을수있고가치를부여하는데이것을비사용가치라고한다. 비사용가치의존재, 정의, 의미, 그리고추정에관해서는논란이있으나대부분의환경경제학자들은비사용가치가존재하며측정가능한가치이고많은경우그크기가적지않다는점에대해서대체적인합의를하고있다. 비사용가치의의미를설명하고사용하는용어에학자들사이에약간의차이가있으나, 대체로존재가치, 선택가치, 및증유가치로구분된다. 존재가치란사람들이어떤환경을현재이용하고있지도않고미래에도이용할의사가없는경우일지라도그존재자체만으로도의미를갖는다고생각하는경우의가치를말한다. 예를들면, 금강산관광을아직가보지않았고, 앞으로도갈의사가없는사람이라도금강산이존재하는것만으로도만족을느낄수있기때문에이러한경우금강산은존재가치를갖고있다고할수있다. 현재는직접적으로이용되지않고있어서사용가치는없지만미래에이용가능성이있는경우그환경이갖고있는가치를선택가치라고한다. 즉현재는사용하지않는어떤환경재가미래에사용될가능성이있다고판단되는경우에그환경을지금훼손하게되면미래의선택폭이감소하게되고따라서그만큼의비용이미래에발생할수도있다는의미이다. 이선택가치는환경의개발과관련된의사결정단계에서중요시되는개념이다. 증유가치는위의두가치의개념과독립적으로사용되기도하고학자에따라서는존재가치의개념속에포함시키기도한다. 증유가치는미래세대를위하여환경을보존하는것자체로어떤가치를갖는경우를말한다. 예컨대, 2000년대중반이후의미래세대에문제가될것으로예상되는지구온난화문제에대해현재자산의소비를줄여온실가스저감기금조성에기꺼이동참하고자하는사람의경우기금에내고자하는금액을증유가치로불수있다. 이외에도존재가치에는다른사람의 - 58 -
대리소비로인한가치와환경의합리적인이용으로후손을위해서보전된다는것사실자체로부터얻는만족도를의미하는청지기적가치, 그리고자연은그스스로보존되어야할권리를가지기때문에이용여부와상관없이자연환경이보존된다는사실자체가가져다주는만족도를의미하는고유가치를포함한다. 이상에서환경이가지고있는가치를여러가지로분류하였으나실제로는이러한구분이불가능하거나현실적이지않을수도있다. 따라서환경의가치를무리하게구분하려는시도는불필요할수있지만, 환경정책의편익을제대로추정하기위해서는앞에서설명된가치에대한개념들을확립할필요는있다. 나. 비용의개념 환경규제나투자정책때문에다른용도로사용될수있는자원을사용함으로써사회구성원이포기하는가치를환경정책의기회비용혹은줄여서흔히비용이라고한다. 비용-편익분석에서사용되는통상적인비용은오염제어비용의의미로주어진환경질의개선또는특정환경재의공급에의해발생된자원의기회비용을의미한다. 따라서환경정책에따른사회적비용이란새로운환경정책으로인해그사회에서발생하는모든기회비용의총합으로정의할수있다. 이러한사회적비용은매우다양한비용을포함하는데크게직접비용과간접비용을대별된다. 직접비용은준수비용, 정부규제비용, 사회적후생손실, 이전비용등으로구성된다. 직접비용중준수비용은정부가설정한환경기준을준수하기위한모든투자비용을지칭하는것이고, 정부규제비용이란새로운정책의도입으로인해발생하는행정, 감시, 감독비용을일컫는다. 사회적후생손실이란환경규제강화로재화가격이오르거나생산량이감소함으로써발생되는소비자및생산자잉여의감소분을의미하며, 이전비용은환경규제강화로생산량이감소함에따른자원수요감소분의가치와이렇게발생한잉여자원을재배분하는데소요되는비용을말한다. 간접비용이란환경정책의시행에따른상품의질, 노동및자본생산성, 기술혁신, 투자, 시장구조등제반여건의변화가가져올수있는부정적영향에따른사회적비용을의미한다. 간접비용은특정환경규제가어떤기업혹은산업의기술개발이나상품개발의욕을저하시킬경우그규모가매우클수있다. 그러나환경영향의 - 59 -
비가역성및불확실성, 장기적으로발생하는사회적비용, 환경정책의사회경제적파급효과등으로이러한간접비용을정확히추정하는것은매우어려운작업이다. 따라서사회적비용의추계에있어서이와같은사회적비용에영향을주는여러가지요소들을감안하면서복잡한경제모형의적용을통해계량화해야하는작업이필요하게되는것이다. - 60 -
5. 사무실실내공기개선의경제성평가 1) 편익의추정 환경정책의편익은표 24에정리된바와같이다양하며이들편익을추정하는방법역시다양하다. 경제이론에기반을두고환경개선에대한지불의사를도출하고자하는접근방법은크게시장적방법 (market method), 현시선호방법 (revealed preference methods), 진술선호방법 (stated preference methods) 등의세가지로표 25와같이나누어진다. 표 24. 환경정책편익의범주 편익범주 편익의예 인간의건강사망위험성질병위험성쾌적함 암사망의위험감소급성질환으로인한사망위험감소 암발생위험감소천식위험감소구토증위험감소 맛향기시각 생태적편익 시장적편익 : 생태계가제공하는제품 비시장적편익 : 휴양및미관 간접적인편익 : 생태계보존 식량공급연료공급목재공급섬유공급모피등공급 휴향기회제공 ( 경관감상, 낚시, 배타기, 수영, 등산등 ) 전망제공 기후완화홍수조절지하수함양침전물저장표토보존양분순환수질정화토양비옥화병해중관련생물다양성 시설물산성비등으로인한시설물훼손방지 - 61 -
이들세가지방법은모두각개인이자신의만족도를극대화하기위해행하는행위를분석하여환경개선의편익을추정하는방법이고, 따라서환경의가치를평가하기위해흔히사용되는대체비용법 (replacement cost method) 과는차이가있다. 대체비용법은예를들어산림의대기정화기능의가치를공학적으로산소를생산하고이산화탄소를처리하는비용을계산해도출해내는방식이다. 따라서이방식은환경이행하는기능을다른인위적인방식으로대체할때소요되는비용을환경의가치라평가하며, 각개인의효용극대화행위등을감안하지않는방식으로서경제학적근거가없는방식이다. 표 25. 편익추정의접근법 접근법주요분석모형적용대상 시장적방법 현시선호법 진술선호법 피해함수 (damage function) 식량, 연료, 목재, 섬유등생태계생산함수 (production function) 비용함수 (cost function) 가제공하는시장적편익휴향수요모형 (recreation demand models) 휴양가치, 경관가치사망위험성감소, 질병위험성감특성임금모형 (hedonic wage model) 소특성가격모형 (hedonic price model) 쾌적함, 휴양가치, 경관가치사망및질병위험성, 쾌적함, 휴회피행위모형 (averting behavior model) 양및경관, 생태계보존, 시설물보존가상가치평가법 (contingent valuation method, CVM) 모든종류의편익가상순위평가법 (contingent ranking method, CRM) 가 ) 시장적방법 시장적방법은환경이제공하는재화나서비스의시장이직접존재할경우사용될수있다. 환경정책과그로인한환경개선의편익은관측이가능한시장에서의거래자료를이용해추정된다. 그러나환경이제공하는재화나서비스의시장이존재하는경우는매우드물고, 따라서시장접근법이사용될수있는경우도매우제한되어있다. 시장적방법이적용되는 경우는환경재가주로다른재화를생산하는데사용되 - 62 -
는투입요소일경우이다. 예를들면대기오염의완화로인한농업또는임업의생산성증대효과나수질개선으로인한어획량증대효과등을분석하여환경개선의편익을구할수있는데, 이경우환경은추입요소의하나라간주할수있고, 환경개선의가치는이로인한생산의증대와생산증대에따른시장에서의반응변화를추적하여구할수있다. 나 ) 현시선호방법 시장적방법을사용할수있을정도로환경개선효과와관련된시장자료가갖추어 지지못할경우비시장적방법을사용하여야하며, 비시장적방법은다시현시선 호방법과진술선호방법으로나뉜다. 현시선호방법은간접분석법 (indirect methods) 이라불리기도하며, 진술선호방법은직접분석법 (direct methods) 이라불리기도한다. 현시선호방법은환경재의시장자료가직접존재하지않기때문에대신환경개선시환경재와관련된 (related) 시장에서발생하는변화를분석하여환경개선에대한지불의사를도출하는방식이다. 따라서이방법은관련시장접근법 (related market approach) 아라불리기도한다. 이방식이현시선호방법이라불리는이유는각개인이관련시장에서의행위를통해환경재에대해부여하는가치나선호를현시 (revealed) 하였다고볼수있기때문이다. 이에반해진술선호법은각개인이자신의선호를시장행위로보여주는것이아니라직접말하게한다. 환경질과관련된시장재로서예를들어수질이개선되면서호수를여가를위해방문하는사람들이많아질경우호수를방문하는행위를시장재로볼수가있다. 또한개기가개선되면서병원을찾는환자수가줄어든다면병원을찾는행위를환경질인대기와관련된시장재소비행위라볼수있다. 호수를찾는행위와병원을찾는행위는둘다환경질과관련된소비행위이지만전자의경우환경질과보완적인소비행위이고, 후자는대체적인소비행위이다. 현시선호방법은소비자들이환경질변화에반응하여실제로선택한행위를분석한다는점에있어소비자들의실제행위가아닌가상적상황에서의행위를분석하는진술선호방법에비해많은장점을가지고있다. 그러나이방법은각개인이자신의시장재소비를변화시키는행위를분석하기때문에존재가치는분석할수없다 - 63 -