실내공기 오염의 심각성과 환기의 중요성

실내공기 오염의 심각성과 환기의 중요성

1. 실내공기 오염의 중요성과 배경

실내공기 오염이란 다양한 실내공간(주택, 학교, 사무실, 공공건물, 병원, 지하시설물, 교통수단 등)에서 공기가 오염된 상태를 말하며, 그 영향은 실내 거주자들의 생명을 위협할 정도는 아닐지라도 분명히 건강에 악영향을 미치고 있습니다.  그러나 대부분의 사람들은
실내오염에 의한 인체영향이 실외의 대기오염 보다 더욱 심각하다는 사실을 거의 인식하지 못하고 있으며, 실내 오염물질의 성질과 농도에 대해서도 파악하지 못하고 있는 실정입니다.

    실내공기의 오염이 대기오염보다 더 심각한 이유는 대기오염은 자연적인 희석률이 크고, 기후의 변화와 함께 자연정화가 가능하며 최근에 들어 대기오염에 대한 사회적 인식, 각종 규제로 인하여 억제되고 있으나, 실내공기는 한정된 공간 속에서 인공적인 설비를 통하여 오염된 공기가 계속적으로 순환 되고 있거나, 아예 그러한 설비자체가 없는 밀폐지역에서 오랫동안 생활 함으로써 각종 오염물질에 무방비 상태로 노출되어 있을 뿐만 아니라 그
오염물질의 농도가 시간이 지날수록 누적되어 점점 증가하고 있으나 잘못된 생활 습관과
시대추이에 따른 환기문화의 미정착, 인식 부족 등으로 전국민의 30%이상이 호흡기관련 각종 질환에 시달리고 있는 상황입니다.

    또한 70년대 이후 에너지 보존을 위한 다양한 산업기술이 만들어 낸 새로운 건축자재가 공공건물 뿐만 아니라 일반 주택에도 사용되고 있는데, 이 같은 새로운 건축자재에서 의외의 오염물질이 방출되고 있으며, 다양한 생활용품에서도 뜻밖의 오염물질이 방출되고 있습니다. 더구나 에너지 절감율을 높이기 위해 건물의 밀폐화가 진행되면서 건물 내 거주자들이 일시적 또는 만성적인 건강과 관련된 증상을 호소하는 사례가 증가 되고 있습니다.
이들의 증상 중에 두통, 안질, 후두염, 알레르기성 질환, 어지러움 등의 각종 증세는 실내공기오염에 의한 것으로 선진각국에서 밝혀지고 있습니다.  (빌딩증후군은 근본적으로 건물 내 에너지 절약을 위한 불충분한 환기량에 의해 발생된 것으로 실내로의 공기유입이 감소되어 신선한 공기가 충분히 공급되지 못하므로 생기는 증세이다)
이미 구미 각국, 일본등에서는 실내공기질 (IAQ : Indoor Air Quality) 에 관한 연구가 활발히 진행되는데 반하여 우리나라에서는 아직 ‘IAQ’라는 용어도 생소 할뿐만 아니라, 실내오염에 관한 환경인식의 결여로 일부 연구가 진행되고 있을 뿐입니다.  최근에는 건물의 인텔리전트화( IBS : Intelligent building system) 에 따른 사무실 환경의 개선에 따라 실내환경(온열, 소리, 청정도, 조도를 포함)의 중요성이 실제적으로 대두되어, 국내외적으로 실내환경의 기준치 설정이 제안되기도 하였으며, 우리나라도 실내환경의 오염문제가 지하시설공간, 사무실, 병원, 등에서 심각한 사회적 문제로 대두되고 있어, 특정 환경에서의 실내환경기준의 설정이 활발히 논의되고 있습니다.  실내공기가 오염되었을 경우는 궁극적으로 환기를 강화시켜야 함은 주지의 사실입니다.  미국의 ASHRAE (1989)에서는 1인당 필요한
최소 외기량을 9㎥ / hr / 인 에서 27㎥ / hr / 인 까지 증가시키고 있는 추세 입니다.

    이와 같이 실내공기오염의 심각성을 인식 한후 쾌적한 실내환경을 유지하기 위해서는
그 무엇보다도 완벽한 실내환기시설과 일정한 온도유지, 습도 유지, 청정도, 소음, 조도를 적당한 수준으로 유지하여야 하며 전체적인 조화를 이룰 수 있도록 하여야 할 것입니다. 특히 고급화 되어 가는 주택문화의 변화에 따라 신개념의 새로운 환기문화의 필요성과 보급이 시급한 시점입니다.

 

 

2. 실내공기의 오염물질 및 건강에 미치는 악영향

 

    연구발표된 자료에 의하면 실내공기의 성분 중 1ppb와 1ppm사이의 농도를 가진 성분이 250여 가지 이상이라고 한다. (NRC, 1984: Meyer, 1983)
    그 중 오염물질에는 분진(TPS), 흡연, 중금속, 이산화탄소(NO2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 라돈(Radon) 포름알데히드(Formaldehyde), 석면(Asbestos), 각종 미생물(Microorganisma), 유기탄소(VOC) 악취(ODER) 등이 있으며, 외부공기의 상태, 환기율, 이용할 수 있는 공기의 체적, 실내 거주에 필요한 공기 체적, 실내에서의 미세기후(Microclimate) 등의 제요인이 작용할 수 있다.
    주요 실내공기 오염물질과 발생원, 건강에 미치는 영향을 요약하면 다음과 같다.

주요 실내공기의 오염물질과 발생원 및 인체영향

오염물질 발생원 인체영향
분  진 대기 중 분진이 실내로 유입, 실내바닥의 먼지, 담뱃재 등 규폐증, 진폐증, 탄폐증,
석면폐증등
담배 연기
(각종가스, HC, PAH, 분진, HCHO, 니코틴등) 담배, 권련, 파이프담배등 두통, 피로감, 기관지염, 폐렴, 기관지천식, 폐암등
연소 가스
(CO, NO2, SO2, RSP등) 각종난로(연탄, 가스, 석유), 벽난로, 연료연소, 가스렌지 등 만성페질환, 기도저항증가,
중추신경 영향 등
라돈
(라돈가스의 부산물) 흙, 바위 ,물, 지하수, 화강암,
콘크리트 등 폐암 등
포름알데히드 각종 합판, 보드, 가구, 단열재(UFFI), 소취제, 담배연기, 화장품, 옷감 등 눈, 코, 목, 자극증상, 기침, 설사, 어지러움, 구토, 피부질환, 비암, 정서불안정, 기억력상실등
석  면 단열재, 절연재, 석면타일, 석면, 브레이크, 방열제 등 피부질환, 호흡기질환, 석면증, 폐암, 중피종, 편평상피 등
미생물성물질
(곰팡이,박테리아,바이러스,꽃가루등) 가습가, 냉방장치, 냉장고, 애완동물, 해충, 인간 등 알레르기성 질환, 호흡기 질환등
유기용제
(에스테르, 알데히드, 케톤등) 페인트, 접착제, 스프레이, 연소과정, 세탁소, 의복, 방향제, 건축자재,왁스등 휘발성 유기화합물질 피로감, 정신착란, 두통, 구역, 현기증, 중추신경 억제작용 등
악  취 외부 악취가 실내로 유입, 담배의 흡연 등 식욕감퇴, 구토, 불면,
알레르기증, 정신신경증 등

1.분진
분진은 그 구성 성분에 따라 여러 종류로 나눌 수 있으며, 그 크기에 따라 인체에 미치는 영향이 다르다. 분진은 콧구멍, 눈, 입 등을 통하여 인체에 침투하지만, 호흡기를 통해서 흡입된 분진들은 기도 또는 기관지에서 점액에 잡혀 폐포에 까지 흡입되어 각종 호흡성 질환을 일으킨다.

2. 담배연기
  실내오염 중의 하나인 담배연기는 직접 담배를 피우는 사람(active smoker)에게 폐암, 후두암, 간암 등을 유발하고, 순환기와 소화기에도 병변을 일으킨다. 흡연환경에서는 정신 집중력이 떨어지고 두통, 피로감 등의 비특이 증상이 나타나, 작업 능률 저하의 원인이 되기도 한다.  미국에서는 흡연 가정의 어린이가 기관지염, 폐렴, 기관지천식 등의 발생율이 높고 (U.S DHHS, 1986), 일본의 한 연구는 하루에 한갑이상 흡연하는 남편을 가진 비흡연 부인에게서 폐암 사망 확률이 그렇지 않은 여성보다 2.1배가 높다고 밝힌 바 있다.
3. 연소가스
3-1 이산화질소
  이산화질소는 일산화질소보다 독성이 대략 4배 강하고, 물에 잘 녹지 않기 때문에 비교적 건조한 기관지를 통하여 폐의 점액성 내면에 자극성과 부식성이 있는 아질산(HNO2)과 질산(HNO3)을 형성하는 곳인 폐포에 까지 이르게 된다. 고농도의 이사화질소를 단기간 흡입해도 호흡이 빨라지는데 이는 폐에 이상이 생겨서 다량의 공기를 흡수할 수 없기 때문이다.  낮은 농도에서도 장기간 흡입하면 만성 폐질환을 일으킨다.

    3-2 일산화탄소(CO)
    일산화탄소를 포함한 공기를 호흡하면 폐를 통해서 흡입되어 혈액 중의 헤모글로빈과 쉽게 결합하여 일산화탄소-헤ㅗ글로빈(CO-Hb)되고, 이로 인해서 혈액에 의한 산소운반 기능이 저하되어 신체 각 조직은 일종의 질식상테를 일으킨다.  CO-Hb이 혈액 중 50% 이상의 상태에서 그대로 방치하면 생명을 잃게 되고, 가령 생명을 건져 회복되더라도 대뇌 손상을 입어 정신장애를 일으킨다고 한다.
저농도일지라도 장기간 일산화탄소에 노출되면, 두통, 현기증, 작업능률 저하는 물론, 협심증 등 각종 관상동맥 질환을 유발할 수 있게 된다.  다른 오염물질에 비해 대체로 실내외에서의 농도차가 심하고 비중도 공기와 비슷하므로 충분한 환기를 통하여 실내에서 발생하는 일산화탄소 농도를 최소화 하여야 한다.

4. 라  돈
라돈은 무색, 무취의 기체로써 액화되어도 색을 띠지 않는 물질로서 지구상에서 발견된 약 70여 가지의 자연 방사능 물질의 하나이다. 라돈은 사람이 가장 흡입하기 쉬운 가스성 물질이며, 일반적으로 라돈이 인체에 미치는 영향은 폐암을 유발시키는 것으로 나타나 그 중요성이 새롭게 인식되고 있다.
미국의 국립 방사능방어 및 측정위언회(NCRP)에서 미국내 연간 13만명의 폐암사망 중 약 5천~2만명이 주택내에서 발생한 라돈에 폭로되어 사망한 것으로 추정하고 있다. 일반적으로 실내환경에서 발생된 라돈농도를 감소시키려면 건축시에 방사능 물질이 적게 섞인 모래와 시멘트를 이용하여야 하고, 지하실은 바닥이 잘라진 틈이 없도록 처리하며 환기장치를 설치하여 실내 속에서 방사능 가스가 축적되는 것을 방지하여야 한다.

5. 포름알데히드
포름알데히드의 발생원을 보면 주로 일반주택 및 공공건물에 많이 사용되는 단열재(UFFI: urea formaldehyde foam insulation)와 섬유 옷감이 그 발생원이 되고 있다. 건축물에서 항상 높게 나타나며 조리, 난로 등에서도 방출된다.
포름알데히드에 단기간 노출되었을 경우 눈, 코, 목의 자극 증상을 보이고 장기간 폭로 되었을 경우 기침, 설사, 어지러움, 구토, 피부질환 등을 일으키며 동물실험 결과에서는 발암성(비암)이 있는 것으로 나타났다. 또한 단열재를 사용한 주택에 살고 잇는 주민 등을 조사한 결과, 오랫동안 포름알데히드에 폭로되었을 경우, 정서적 불안전, 기억력 상실, 정신집중의 곤란 등을 가져온다고 보고된 바 있다.

6. 석  면
    석면은 우리 생활환경의 모든 곳에 존재하며, 생활에 이용되는 중요한 용도만으로도 수 천 가지에 달한다. 석면분진에 폭로될 경우에는 피부질환, 호흡기질환, 석면증(asbestosis)뿐만 아니라, 치명적인 폐암 및 중피종(mesothelioma), 편평상피(squamous cell caecinoma)등을 유발한다고 알려져 있으며, 특히 폐암은 석면에 직접적으로 노출된 사람들 중에서 상당히 많이 발견되었다.  미국에서 1970년 후반에 전국적으로 실시한 산업재해 조사 결과에 의하면 석면은 미국의 산업체가 직면하고 있는 위험한 발암물질 중 최악의 것으로 취급하였으며, 또한 미국 환경청(EPA)의 환경보전법에는 석면을 “오염물질” 및 “특정유해불질”로 규정하고 있다.

7. 미생물
일반가정에서 사용되는 각종 살포제, 플라스틱제품, 페인트, 악취제거제, 접작체, 공기정화기, 냉장고, 가습기 등과 애완동물, 바퀴벌레 등은 실내공기 중에 오염물질은 알레르기성 질환, 호흡기 질환을 유발시키며, 폐결핵 홍역과 같은 전염성 질환을 옮기는 매개체 역할을 한다.  또한 냉방장치와 관련된 박테리아에 의한 질환은 Legionnaire’s disease로 판명되었다.

기  타

1) 유기용제 (VOC, 휘발성 유기화합물질)
문자 그대로 어떤 물질을 녹일 수 있는 액상 유기화합물질을 말한다.
특히 유기용제는 유지류를 녹이고 또 스며드는 성질이 있으므로 피부에 흡수되기 쉽고, 체내에 흡수된 후에도 중추신경 등 주요기관을 침범하기 쉽다. 이와 같은 용제는 휘발성이 크므로 공기 중에 가스로서 존재하여 피부에 직접 닿지 않더라도 호흡기로 흡입되면 중독을 일으키게 된다. 대부분의 유기용제는 마취작용을 갖고 있는데, 한꺼번에 대량을 흡입하면 마취작용을 나타내지만 마취되지 않을 정도의 적은 양이 오랜 시간동안 반복하여 흡입되면 만성 중독을 일으킨다.
각 유기 용제에는 각각 특징적ㅇ로 인체에 미치는 영향이 있고, 한편 유기용제로 인한 신체장애를 보면 다음과 같다.

유기용제로 인한 신체장애

유기용제 인체에 미치는 영향
벤젠
톨루엔
크실렌
에틸벤전
스틸렌 혈액에 대한 독성이 아주 강함
간, 신장, 혈액, 신경 등에 대한 독성이 강함
간, 신장, 혈액에 대한 독성이 아주 강함
신경계에 대한 독성이 아주 강함
신경계, 피부점막 등에 대한 독성이 강함

 

유기용제가 신체기관에 미치는 영향

신체기관  영향
신경장애 유기용제의 중추신경계에 대한 작용으로 잘 알려진 것은 마취작용이다.
최초에는 술에 취한 듯한 기분이 되고 동작이 둔해지고 졸음이 오고, 의식을 잃게 된다. 이와 같은 증상은 농도가 높을 때 일어나는 급성작용으로, 그대로 흡입을 계속하면 사망하는 일도 있다. 이황화탄소, 염화에탄으로는 다발성 신장염이 생긴다. 메탈알콜에 의하여 실명을 초래하게 됨은 잘
알려진 사실이다.
소화기장애 점막에 대하여 자극성이 있는 용제는 타액에 녹고, 또는 위장 점막에서 배설되어 소화기 장애를 일으킨다. 중추신경에 대한 작용은 2차적으로 위장장애에 영향을 미치며, 위통, 구역질 등 증상을 나타내고 소화불량, 식욕부진 등을 호소한다. 또한 벤젠이나 4염화탄소 등 조혈장기나 간에 대한 작용이 있는 독물에 의하여 소화기 증상이 일찍이 나타나는 일도 있다.
호흡기장애 여러 가지 유기용제는 정도의 차이는 있으나 코의 점막에 염증을 일으킨다.
초산 또는 개미산은 자극성이 강하고 크실렌 등도 코점막을 강하게 자극한다.
호흡기의 자극작용이 매우 강한 때에는 폐수종을 일으키지만 흔히 쓰이는 유기용제에 의하여 폐수종을 일으키는 일은 드물다.  그러나 4염화탄소 또는 염화에틸렌에 불길이 닿으면 이들 물질이 분해되어 포스겐이 발생하여 폐수종을 일으키게 되므로 주의해야 한다.
간장 장애 간장은 해독에 필요한 중요한 장기이지만, 한편 여러가지 독물에 의하여 침범되기 쉽다. 탄화수소의 염화물은 간장에 대한 영향이 강한 용제이지만, 그 중에서도 4염화에탄, 4염화탄소, 클로로포룸 등은 간에 대한 작용이 강하고, 염화에틸렌, 4염화에틸렌 등은 약하다. 이와 같은 독물에 의한 간장애가 심할 때는 황달이 생기지만 황달이 없는 경우도 있으므로 중독의 의심이 있을 때에는 아미노기전이효소(SGOT)등 간기능 검사를 할 필요가 있다.
신장장애 간장애가 일어날 때는 신장도 함께 침해하는 수도 많다. 글리톨의 유도체에 의하여 신장이 단독으로 장애되는 수가 있다. 대개 신장염의 형태를 취하고, 노출을 중지하면 치유되지만 심하게 침해된 경우에는 요독증으로 사망한다.
조혈장애 벤젠은 조혈장기 장애 골수에 직접 작용하여 조혈기능 장애를 일으킨다. 처음에는 빈혈증, 혈소판감소, 백혈구, 등 조혈장애 특히 중성 다핵 백혈구의 감소를 초래하며, 마침내 백혈병으로 이행된다. 또 니트로화합물은 혈색소 대사에 영향을 주어 메트헤모글로빈을 형성하여 빈혈을 일으킨다.
피부및점막 유기용제가 오랫동안 반복하려 피주에 접촉되면 피부염을 일으킨다. 대개는 피부의 지방과 콜레스테롤을 녹이는 피부 및 점박성질 때문이라고 생각된다. 그러나 유기용제에 따라서는 알레르기성 피부염을 일으키는 것도 있다. 또 호흡기 장애에서도 말한 바와 같이 점막에 대한 자극 작용이 있고, 눈의 자극장상을 호소하기도 한다.

출처 : 인터넷 서핑

 

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 탄소 순환(Carbon Cycle)

탄소는 생명체의 기본이다. 그것은 바위, 토양, 물, 식물과 동물체, 그리고 대기권에서 발견된다. 이들 속에 함유된 탄소는 주로 이산화탄소의 형태로 서로 주고받는다. 이를 탄소 순환이라고 한다. 이미 금성의 예에서 보았지만, 온실 효과를 일으키는 주요 원인으로 이산화탄소를 이야기한다. 특히 킬링 박사는 지구 대기 중의 이산화탄소의 양이 해마다 꾸준히 증가하고 있어, 이산화탄소에 의한 지구 온난화를 경고하고 있다.

지구의 탄소의 순환 과정과 인간 활동은 대기 중의 이산화탄소의 증가에 어떻게 기여하는지를 살펴볼 필요가 있다. 지구 대기 중의 이산화탄소의 양은 대기, 암석, 바다, 및 각종 생물들에 의한 탄소의 흡수 및 방출 작용으로 조절되고 있다. 예를 들어, 식물의 경우 호흡하거나 죽어서 부패하게 되면 이산화탄소를 대기 중으로 방출하고, 광합성을 할 경우 탄소동화작용을 하면서 이산화탄소를 대기 중으로부터 흡수한다. 해양에서는 플랑크톤의 광합성이나 다른 화학적 작용에 의해 이산화탄소를 대기로부터 제거하거나 용해시킨다. 한편, 해양 생물들의 부패나 해수의 증발에 의해 거의 같은 양의 이산화탄소를 대기 중으로 방출시킨다. 한편, 지질 시대에서는 과거 수 백만년 전에 죽은 식물이나 해양 생물로부터 생성된 화석 연료인 석탄, 석유, 및 천연 가스 등의 형태로 이산화탄소가 저장되기도 하였다. 이와 같이 이산화탄소의 순환이 자연 상태에서는 일정하게 방출과 흡수를 계속하면서 균형을 유지하고 있다.

문명이 발달하면서 인간들은 이산화탄소의 순환에 인위적으로 개입하기 시작하였다. 예를 들어, 각종에너지를 얻기 위하여 화석 연료를 소비하였으며, 늘어나는 인구에 따른 식량과 주거를 위하여 삼림을 훼손하였다. 매년 목재를 얻기 위해 나무를 베어 내고, 농경지와 목축지를 늘리기 위해 없어지는 삼림이 50만 에이커에 이르고 있다. 이와 같이 인간들에 의해 이루어지는 산업과 농업 활동으로 대기 중에 방출되는 이산화탄소의 양은 년 간 약 70억 톤에 이르며, 이 양들의 대략 반정도가 해양이나 식물 및 토양에 의해 흡수되고 나머지는 대기에 그대로 축적되게 된다. 이산화탄소가 열을 흡수하는 대표적인 기체로 지구 온난화에 막대한 영향을 미친다면, 향후 대기 중에 방출되는 이산화탄소의 양은 대체 에너지 개발이나 삼림의 훼손을 방지하여 줄일 수 있을 것이다. 그러나 현재의 어떠한 기술도 대기 중에 한번 방출된 이산화탄소를 제거할 수 없다는데 문제의 심각성이 있다

출처 : 인터넷 서핑

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