실내공기오염 해결방법

지금까지는 실내공기가 오염되면 인체에 해롭고, 어떤 점들이 해결되어야 할 문제점인지만 제시했는데, 이제부터는 실내공기 오염 문제를 해결할 수 있는 근본적인 해결방법에는 무엇이 있는지 살펴보자.
실내공기 오염문제를 해결하는 근본적인 방법을 크게 나누어 보면,
1) 오염물질이 발생하지 못하도록 발생원을 근본적으로 제어하여 발생 자체를 억제하는 방법이 제일 먼저 거론된다.
2) 그러나 현재의 건축기술로는 실내공기 오염물질이 전연 발생하지 못하도록 완전하게 제어하는 방법은 있을 수 없으므로, 발생한 오염물질을 경감시킬 수 있는 방법을 고려해야 한다. 그 첫째 대안으로 앞에서도 여러 번 강조했듯이 충분히 환기시켜 상대적으로 신선한(오염농도가 낮은) 실외 공기를 실내공기와 교환하여 농도를 희석시키는 방법을 들 수 있으며,
3) 앞의 두 가지 방법이 만족스럽지 못하면 오염된 실내공기를 정화시키는 방법밖에 없다.

 

발생원 제어

여기서 발생원 제어라는 말을 사용한 것은 제거하거나 조절한다는 두 가지 뜻을 동시에 나타내기 위한 것인데, 이 말을 사용한 것은 우선적으로 실내공기 오염물질을 처리하는 방법으로 생각할 수 있는 것이 오염발생원을 근본적으로 없애버리든가, 아예 없애는 것이 불가능하면 오염물질의 방출률을 감소키는 방법이 실내공기질을 개선하는 가장 효율적인 방법이기 때문이다.
예를 들면, 석면을 함유하고 있는 오염발생원은 석면을 뜯어내어 버려서 섬유질 오염물질 발생을 근본적으로 막을 수 있는 방법이지만, 철거가 불가능한 경우 주변을 다른 마감재로 에워싸 버리는 것이 좋은 방법이고, 가스를 실내에서 사용해야 할 경우에는 가스의 연소로 인해 배출되는 오염물질 방출량을 줄이기 위해 공급 가능한 산소량에 맞춰 가스 불꽃의 세기를 조절하는 것도 한 가지 방법이라는 뜻이다.
실내공기 오염농도를 경감시키는 방법 중의 하나는 오염농도가 낮아 상대적으로 신선한 외부공기를 실내로 끌어들여 오염농도를 희석시키는 방법이 있으나, 자연환기가 불가능하여 기계식 환기장치를 사용하여야만 하는 경우, 환기량을 증가시키기 위해 가동시간을 늘리거나 세기를 높이는 것은 관리유지비 상승으로 문제가 될 경우가 있다. 이와 같이 관리유지비가 문제로 대두될 경우는, 환기율을 높여 오염농도를 경감시키는 것보다 발생원을 없애는 것이 유리할 수 있으므로, 경우에 따라서는 환기량을 높이는 것보다 근본적인 발생원 제거가 비용 측면에서 더 효율적일 때가 있다.

 

환기개선

오염물질 발생원 제어 다음으로 건물의 실내공기 오염물질의 농도를 감소시키는 좋은 방법은, 상대적으로 오염농도가 낮은 신선한 실외공기의 실내유입량을 증가시키는 환기개선이다. 다시 말해 환기율을 높이는 방법이나 도시의 대기오염이 심각하여, 최근 건축물의 냉난방 시스템 중에는 실외 공기의 오염도가 기준 이상으로 높은 경우 실내로 끌어들이지 않고 실내공기를 정화시켜 재유입 시키는 방식을 사용하는 경우도 있다.
그래도 대개의 경우 실외공기의 오염농도가 실내공기보다 낮으므로, 날씨가 좋은 날 창이나 문을 열어놓거나, 창이나 다락에 설치된 배기팬을 가동하거나, 아니면 배기구를 열어놓은 채 에어컨을 가동하면 냉방효율은 떨어지기는 하지만, 실외와 실내의 공기 교환율, 즉 환기율을 높일 수 있다. 배기팬으로 실내공기를 바깥으로 배기시키면 반드시 배기된 양만큼의 실외 공기가 실내로 유입되므로, 욕실이나 부엌에 설치된 배기팬을 돌리면 오염물질을 실외로 직접 배출시키는 동시에 실외 공기의 실내 유입률을 높일 수 있는 효과가 생기게 된다.
실내에서 페인트칠을 하거나, 난로를 켜거나, 조리를 하거나, 또는 취미활동으로용접, 납땜, 모래 뿜기 등과 같은 작업으로 인하여 짧은 시간에 높은 농도의 오염물질을 발생시키는 실내 활동을 할 경우에는 반드시 환기를 충분히 시켜 오염농도를 낮추어야 한다. 두말할 것도 없이, 이와 같이 일시적으로 오염물질을 많이 배출시키는 활동은 실내가 아닌 실외에서 하는 것이 바람직하다.
요즈음의 고급 건축물에 적용되고 있는 한 단계 업그레이드된 건축설계에서는예전보다 엘리베이터 설비, 위생설비, 소방설비, 통신설비, 냉난방 설비 등의 기계설비와 전기통신설비가 한 층 보강되고 개선되어 있으며, 환기시스템도 자동식 기계환기시스템으로 구축되어 있을 뿐만 아니라 자동청소 설비까지 갖추고 있고, 공기정화설비도 강화되어 필요한 양의 실외 공기를 정화시켜 실내로 끌어들이도록 설계되어 있어, 많은 건축물이 실내공기질 개선을 위한 설비가 상당한 수준 이상으로 보완되어 가고 있는 상태이다.

 

실내공기 정화

앞에서 제시한 두 가지 방법, 즉 오염발생원을 제어하기 어렵거나 환기만으로 실내공기 오염문제를 만족스럽게 처리할 수 없을 경우, 마지막으로 사용할 수 있는 방법이 오염된 실내공기를 정화하는 방법으로 공기청정기의 설치와 공기정화식물을 실내에서 키워 자체적으로 실내공기질을 개선하는 방법이 있다. 이 두 가지에 대해서는 뒤에 자세한 설명을 따로 하겠으므로, 여기서는 그 기능에 대해서만 짚고 넘어가기로 하겠다.

 

공기청정기

시중에 나와 있는 공기청정기는 비교적 값이 싼 소형 탁상형에서부는 터 모양과 형식도 복잡한 대형과 건물 전체의 공기를 정화하는 초대형까지 용량도 다양할 뿐만 아니라, 성능면에서도 천차만별이다. 현재 시중에 나와 있는 공기청정기(공기정화기) 중에는 부유분진을 제거하는 성능이 탁월한 것도 있지만, 탁상형의 대부분은 분진제거효율이 만족스럽지 못하다.
하나의 공기청정기로 모든 종류의 실내공기 오염물질을 전부를 정화할 수는 없다. 다시 말해 기체 형태의 오염물질, 입자모양의 오염물질, 화학적 오염물질, 생물학적 오염물질, 방사성 오염물질 등 모든 종류의 오염물질을 다 정화할 수 있는 기계를 만들 수는 없다. 특히 공화 청정기 중에는 화학적인 반응에 의해서만 처리될 수 있는 모든 종류의 기체 상태 오염물질을 제거할 수 있도록 설계된 것은 많지 않다. 따라서 실내에 존재하는 정화대상 주 오염물질의 종류에 맞는 청정기를 선택해야 한다.
공기청정기의 성능은 실내공기 오염물질의 제거효율, 즉 백분율로 표시하는 효율과 단위시간(보통 분당) 여과되는 공기의 양 두 가지로 나타낸다. 공기 순환율이 낮은 청정기는 유지비가 경제적인 반면 순환율이 높은 청정기는 경제적이지는 않다. 공기청정기의 장기적 성능은 제조회사의 사용 매뉴얼에 따라 사용자가 얼마나 철저하게 관리 유지하느냐에 따라 성능과 효율이 달라진다.
공기청정기의 효율에 영향을 미치는 또 다른 중요한 요소는 오염발생원의 오염물질 발생강도이다. 발생 강도가 높다는 말은 단위 시간에 발생되는 오염물질의 양이 많다는 뜻이므로, 발생되는 오염물질의 양에 따라 공기청정기의 처리능력에 차이가 날 수밖에 없으므로 정화효율에 차이가 난다는 뜻이다. 이를테면 처리용량이 적은 탁상형 공기청정기는 오염물질 발생 강도가 높은 실내, 즉 오염물질 발생량이 많은 실내에서는 효율이 떨어질 수밖에 없다. 따라서 소형 공기청정기는 효력이 있는 특정 오염물에만 유효하므로 국소부위에 발생하는 오염물질 처리나 오염농도가 낮아 처리용량 이내로 오염된 실내에 사용하는 것이 좋다. 다시 말해서, 공기청정기는 효과가 있는 오염물질의 종류와 처리량에 맞게 선정되어야 한다.
미국 환경청(EPA)에서는 뒤에서 설명할 라돈과 그 붕괴산물의 실내농도를 감소시키는 데는 공기청정기가 효력이 없으므로 권하지 않고 있다. 공기청정기는 라돈의 붕괴 산물을 부분적으로나마 제거하긴 하지만, 라돈의 실내유입량은 감소시키지 못하여 효과가 없는 것으로 판명되었다. 공기청정기의 라돈 농도 감소 효과에 대해서는 앞으로 많은 연구가 뒤따라야 한다. 공기청정기에 대해서는 뒤에 더 자세하게 설명하겠다. 

 

공기정화식물

공기정화식물이란 실내공기 속에 있는 각종 오염물질이나 유해물질을 식물의 자체능력으로 정화시켜 실내환경을 쾌적하게 만드는 식물을 말하는데, 근래에 발표된 자료에 의하면 건물의 실내에서 기르는 식물 중에는 특정 화학물질의 농도를 경감시키는 효과가 있는 종류가 많이 있는 것으로 실험 결과 밝혀지고 있다. 식물 한 그루가 얼마나 많은 양의 오염물질을 제거하는지는 명확하게 밝혀져 있지 않다. 그런데 여기서 짚고 넘어가야 할 것은, 실내에서 기르는 식물에는 물을 줘야 하고, 이 물이 화분에 남아 있어 흙을 젖게 만들고, 이 물기는 사람에게 알레르기 반응을 일으키는 미생물을 성장시킬 수 있는 또 다른 실내공기 오염 문제를 일으킬 수 있으므로 실내에서 공기정화식물의 관리에는 주의를 기울여야 한다.
식물은 광합성작용으로 산소를 만들어 내보내기 때문 정도의 차이는 있지만 기본적인 실내공기 청정 기능을 가지고 있다. 그러면 어떤 식물을 공기정화식물이라고 하는 것일까? 거의 공기 흐름이 없거나 미약한 밀림의 숲에서 자라는 식물 중에는 이상할 정도로 광합성을 왕성하게 하는 식물들이 있는데, 미항공우주국(NASA)은 우주공간에서 오랫동안 머무는 밀폐된 우주선 안에서의 실내공기 오염물질의 정화를 위해 이런 식물에 주목하게 되고 여러 단계의 실험과 검증을 거쳐 1980년 이런 식물이 실내공간에서 자체의 반응으로 휘발성 유기화합물(VOC)을 제거한다는 사실을 B. C. Wolverton 박사가 처음 발견하게 되었다.
공기정화식물이 어떻게 유해물질(휘발성 유기화합물)을 제거하는지 그 메커니즘을 살펴보면, 먼저 식물이 광합성작용을 하기 위해서는 뿌리로부터 물을 흡수해야 하고, 또 호흡의 산물인 수분과 이산화탄소를 식물의 잎에 있는 기공을 통해 내보내는 증산작용을 하게 되는데, 월버턴 박사 팀이 선정한 공기정화식물의 대부분은 이 증산작용도 활발하여, 증산에 의해 주변 토양의 수분을 급속하게 식물체내로 빨아들이고, 뿌리 부근 공기가 땅속으로 빨려 들어가면서 주변의 공기의 흐름에 변화를 일으키게 되는데, 이것이 공기정화식물의 능력으로 생기는 변화이다. 이때 뿌리로 빨려 들어간 공기에 포함된 유해물질들은 뿌리 주변에 있는 토양 속 미생물에 의해 분해된다.
공기정화식물은 높이 1m 이상의 관엽식물이 대부분인데, 식물의 종류에 따라 악취를 제거식물, 음이온을 발생시키는 식물, 전하는 자파를 차단수 있는 식물, 소음 제거할 제격인 식물, 심지어에는 심신 안정으로 사용되는 식물도 있다. 관엽식물은 실내에서 검출되는 유독물질인 포름알데히드를 없애고, 전자파까지 흡수하며 밤에도 산소(O)를 배출하고 이산화탄소(CO)를 제거한다.
추운 겨울에는 실내외의 기온차로 찬 바깥공기를 끌어들이기 쉽지 않으므로 환기에 소홀해지기 쉬워 실내공기 오염물질 때문에 자칫 건강을 해치기 십상이다. 겨울철은 실내오염농도가 여름철에 비해 최고 25배까지 올라간다는 연구결과도 있다. 방문조차 열기 싫지만 탁한 공기를 마시지 않으려면, 창문을 열어 차고 신선한 공기를 받아들이는 인내를 감수해야 한다. 웰빙족이라면 산세비에리아 같은 식물에 의한 실내공기정화를 한 번쯤 고려해 봤을 것이지만, 효과에 대한 의심과 만만치 않은 비용 때문에 고심하게 된다.
한 연구에 따르면 가로 3.5m, 세로 3.5m, 높이 2.4m 크기의 방을 벤저민 고무나무나 산세비에리아와 같은 대표적인 공기정화식물을 가꾸는 공간과 그렇지 않은 공간으로 나누고, 실내공기 중의 톨루엔(Toluene)을 포함한 휘발성 유기화합물(VOC)의 농도 변화를 측정했더니, 식물을 설치한 뒤 3시간 후와 3일 후 벤저민 고무나무가 있는 공간에서 톨루엔의 농도경감이 가장 뚜렷하게 나타났고, 포름알데히드(HCHO)의 경우 벤저민 고무나무와 산세비에리아가 있는 공간에서 큰 폭의 농도 변화를 보였다고 한다.
이 연구에서 공기정화식물을 담은 화분 1, 2개만으로는 실내환경이 개선되지 않고, 최소한 실내공간의 5% 정도를 차지해야 효과가 발휘된다는 사실도 밝혀냈다. 또 양지에 화분을 집중해서 배치하는 것이 음지에 두거나 분산하여 배치할 때보다, 효과가 더 큰 것으로 나타났다.