선택적 촉매 환원법
(selective catalytic reduction, SCR)
에너지의 이용으로 생성되는 배기가스에는 다양한 대기오염물질이 존재하나, 대기오염물질중 질소산화물에 대한 저감기술이 아직까지 확실하게 확립되어 있지 않다.
현재까지 개발되었거나 개발된 질소산화물 저감기술로는 저온 다단연소법 등연소방법의 개선 및 저농도 NOx 연소기 사용 등 공정상에서 직접적으로 질소산화물을 저감시키는 방법과 선택적 촉매 환원법(SCR), 선택적 비촉매 환원법(SNCR)등 배기가스에서 질소산화물을 저감시키는 방법이 있다. 최근에는 전기 방전이나 전자빔, X-ray, 플라즈마 등을 이용하여 NOx를 저감시키는 기술이 연구·개발되고 있다.
연소방법의 개선이나 저농도 NOx 연소기의 사용은 공정상에서 직접 이루어지는 질소산화물 저감방법이므로 설치 및 운영비용이 저렴하나, 근본적으로 NOx를 제거시키지 못하고, 적용대상이 한정되어 있다.
SNCR법은 촉매를 사용하지 않고, 반응온도 900 ∼ 1,000℃에서 암모니아를 몰농도 비율(NH3 : NOx= 1 : 1 또는 2 : 1)로 배기가스 또는 연소 대류영역에 주입하여 NOx를 저감하는 방법으로 저감 효율이 40∼60%이다. SNCR법은 설치비용은 저렴하여 유용한 질소산화물 저감방법이나, 적정량의 NH3 주입 및 적정 반응온도 유지 등의 운영상에 많은 어려움이 따른다.
SCR법은 촉매하에서 NH3, CO, 탄화수소 등의 환원제를 사용하여 NOx를 N2로 전환시키는 기술이다. SCR법은 현재까지 신뢰성이 높고, 정화효율이 높아 상업적 질소산화물 처리기술로 발전하였다.
SCR법은 촉매를 이용하는 NOx 저감기술로 촉매는 크게 금속산화물 촉매와 Zeolite로 구별되며, 환원제에 따라 탄화수소 반응법과 암모니아 반응법으로 구별된다.
금속 산화물 촉매에 사용되는 금속은 사용빈도가 높은 순서로 하여 V, Fe, W, Cu, Mo, Mn, Ce, Ni, Sn 등이 있다. 또한 금속 또는 그 화합물과 질소산화물과의 반응성은 Pt, MeO2, CuO, Fe2O3, Cr2O3, Co2O3, MoO3, NiO, WO3, Ag2O, ZrO2, Al2O3, SiO2, PhO순으로 반응성이 낮아진다. 금속산화물 촉매는 질소산화물과 반응성이 높은 금속 또는 그 화합물을 2 가지 이상을 혼합하여 사용하는데, 사용빈도가 높은 촉매로는 V2O5-Al2O3 촉매,V2O5-SiO2-TiO2 촉매, Pt 촉매, WO3-TiO2 촉매, Fe2O3-TiO2 촉매, CuO-TiO2 촉매, CuO-Al2O3 촉매 등이 있다. Zeolite 촉매는 Y형 Zeolite 촉매, Mordenite 촉매, ZSM-5 촉매 등이 있다. 촉매의 형태는 사용환경에 따라 구형, 미립자형, 평판형, 관형, 림형 등 다양한 형태를 갖으며, 최근에는 벌집모양으로 최적 상태가 이루어지도록 하여 사용하고 있다.
SCR법에서 환원제로 지금까지 암모니아를 사용하였는데, 최근 탄화수소를 사용하여 NOx를 저감시키는 기술이 연구·개발되고 있다.
암모니아를 환원제로 사용하면
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
6NO + 4NH3 → 5N2 + 6H2O
4NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
반응으로 NOx가 N2로 전환된다.
그러나 촉매의 효율을 높이기 위해서는 촉매가 요구하는 일정범위의 온도를 유지하여야 한다. 일반적으로 산업설비에서는 배기가스의 온도가 순간적으로 상승한다. 순간적인 온도상승은 촉매에 치명적인 손상을 주므로 순간적 온도 상승을 막는 별도의 설비도 필요하게 된다.
또한 온도의 상승이나 저하는 NO또는 N2O를 생성하고 NH3가 산소와 반응하여 질소로 전환되는 새로운 반응을 일으킨다.
4NO + 4NH3 + 3O2 → 4N2O + 6H2O
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
2HN3 + 2O2 → N2O + 3H2O
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
따라서 발전소등 대량의 가스를 발생하는 설비에서는 균일한 반응온도를 유지시키기가 어려워, N2O를 생성시키지 않는 Pd, CuO, Cr2O3를 기본소재로 하는 촉매가 개발되었다. 그러나 처리공정에 새로이 추가 공정을 적용시켜야 하는 문제가 발생되고 있다.
탄화수소를 환원제로 사용하면
8NO + 4CmHn + (4m+n-4)O2 → 4N2 + 4mCO2 + 2nH2O
8NO2 + 4CmHn + (4m+n-8)O2 → 4N2 + 4mCO2 + 2nH2O
(2m+8n)NO2 + 8CnHm → (m+4n)N2 + 8nCO2 + 4mH2O
반응으로 NOx가 N2로 전환된다.
그러나 탄화수소를 환원제로 사용하는 SCR법도 불완전산화로 인하여 일산화탄소가 발생하고, 탄화수소가 O2 또는 H2O와 반응하여 CO나 새로운 형태의 물질을 생성한다.
4CnHm + (m+2n)O2 → 4nCO + 2mH2O
CnHm + H2O → nCO + ℓH2O
CnHm + H2O → CxHyO + ℓH2O
탄화수소를 환원제로 하는 SCR은 최근에 개발된 방법으로 이론적인 규명은 미흡하나, NOx 제거효율은 높다. 그러나 위의 반응식에서와 같이 산소의 농도에 따른 부반응이나 H2O에 의한 부반응 NOx 제거반응의 진행을 방해하는 문제점을 갖고 있다.
탄화수소를 환원제로 사용하는 SCR법에서 H2O에 의한 부반응들의 원인이 아직은 확실하게 규명되지 않고, 효율을 저감시키는 부반응에 대해서만 확인되고 있다.
SCR법이 갖고 있는 가장 큰 문제점이 SO2에 의한 손상이다. 반응온도 300℃이하에서는 촉매표면에 (NH4)2SO4가 형성된다. 또 Al2O3가 사용된 촉매는 SO2가 촉매와 반응하여 Al2(SO4)3가 생성되고, 다른 금속이 사용된 촉매도 금속황산염이 형성된다.
아직 명확한 규명이 이루어지지 않고 있으나, SO2에 의한 촉매의 손상에도 암모니아를 환원제로 하는 암모니아 반응법과 탄화수소를 환원제로 하는 탄화수소 반응법에 커다란 차이가 나타난다. 암모니아 반응법에서는 SO2의 공급이 중단되어도 손상된 촉매의 기능이 회복되지 않으나, 탄화수소 반응법에서 손상된 촉매는 SO2의 공급이 중단되면 촉매는 초기의 활성으로 회복된다.
SCR에 사용되는 촉매는 V2O5계열의 촉매가 가장 많이 사용되고 있으며, 그중 V2O5-Al2O3 촉매와 V2O5-TiO2 촉매가 가장 많이 사용된다.
V2O5-TiO2 촉매의 반응은 NH3가 NH4+로 변하여 V2O5에 흡착되고 NH3형태로는 Al2O3에 흡착된다. NOx는 NO2형태로 흡착되어 NH4+ 또는 NH3와 반응하여 N2와 H2O로 전환된다.
V2O5-Al2O3 촉매는 산화반응의 효율이 높으나 350℃ 이상에서는 NH3가 NO로 전환이 된다. V2O5-TiO2촉매는 아황산가스에 대해 높은 내구성을 갖으나, 300℃이하에서는 산화반응이 낮아진다.
암모니아를 환원제로 사용하는 SCR에서 질소산화물의 저감효율이 배기가스에 함유된 SO2, H2O외에 산소와 배기가스의 온도에 따라 변화한다.
V2O5-TiO2 촉매는 무산소 상태에서도 NOx를 제거하나, Zeolite나 다른 금속산화물 촉매는 무산소 상태에서는 NOx가 전혀 제거되지 않는다.
Pt촉매는 산소가 함유되어 있으면 200℃의 온도에서도 90% NOx가 제거되나, 무산소 상태에서는 260℃이상이 되어야 90%의 제거효율을 갖는다. 또한 반응온도가 높으면 NH3가 NO와 반응하여 NH4NO3를 생성하고, SO2와 반응하여 (NH4)2SO4가 생성된다.
SCR법은 현재까지 질소산화물을 저감시키는 대표적인 기술이고, 상업적으로 개발이 완료단계에 있어 많은 분야에서 적용 실험 또는 완전한 설비로 가동되고 있다. 그러나 산업화에 가장 큰 장애를 갖는 것이 수압저항으로인한 부대설비의 증가이다. 촉매의 설치는 배기가스의 흐름을 막아 압력증가를 가져와 보일러등의 운전에 커다란 영향을 준다. 압력 증가에 의한 문제점을 해결하기 위하여 압력발생을 최소화하는 반응기를 개발하여 사용하거나 압력을 감소시키는 다른 설비를 부착하여야 한다. 따라서 SCR법은 수압저항을 감소시키는 기술의 개발이 최우선 되어야 할 것이다.
원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-34.htm>
엘리뇨와 라니냐
활력충전 2016.01.25 19:36 Posted by 한국전력
2015년 가뭄으로 우리나라는 힘겨운 한 해를 보냈습니다. 우리나라뿐만 아니라 케냐, 중국, 미국 등 세계 곳곳에서 가뭄 현상을 겪었습니다. 이는 2015년 세계를 뜨겁게 만든 '엘리뇨'가 발생했기 때문입니다. 미국 국립해양대기청에 따르면 2015년 5월에는 세계 평균 기온 관측이 시작된 1880년 이후 엘리뇨지수가 사상 최고치를 기록했다고 합니다. 엘리뇨의 영향으로 농산물 가격 급등 등 여러 문제들이 야기되었습니다. 제가 살고 있는 대구는 12월에도 따뜻한 날의 최고기온은 10도를 기록하는 등 전년 보다 따뜻한 겨울이라는 느낌을 받고 있습니다.
하지만 2016년에는 엘리뇨의 반대현상인 '라니냐' 현상이 시작된다는 예측이 나오고 있습니다.
월스트리트저널은 인터넷판에서 '겨울이 오고 있다'는 기사로 라니냐에 대비해야 한다고 경고했습니다. 농산물시장에서는 엘리뇨보다 라니냐가 훨씬 더 큰 결과를 초래한다며 라니냐에 대비해야 한다고 목소리를 냈습니다.
그렇다면 엘리뇨와 라니냐는 어떤 원리로 이러한 현상들을 야기시키는 것일까요?
1. 엘리뇨
남미 페루 근처 해역은 난류보다는 한류의 흐름이 강한 지역으로 페루 한류가 흐르기 때문에 수온이 낮습니다. 하지만 이 지역에 북쪽으로부터 난류인 적도 해류가 강하게 밀고 들어와 해수 온도가 비정상적으로 높아지게 됩니다. 이처럼 동태평양의 수온이 비정상적으로 높아지는 현상을 '엘리뇨'라고 합니다. 엘리뇨로 인해 비정상적으로 높아진 수온은 기후에도 영향을 주게 됩니다.
따뜻해진 표층수가 연안풍에 의한 용승류를 억제하게 되어 표층수의 영양이 부족해져 연안 생태계가 평소처럼 풍부한 어족 자원을 유지할 수 없게 됩니다. 따라서 어획량이 감소하게 되고, 적도 반류에 의해 하강해야할 부근이 공기가 상승함으로써 이 지역 강우량이 몇 배로 늘어나 홍수가 발생하게 됩니다. 반대로 오스트레일리와 같은 태평양 서쪽지역은 가뭄이 발생하는 현상이 나타나게 됩니다.
2. 라니냐
반 엘리뇨라고도 하며 엘리뇨와 반대 개념으로 쉽게 이해할 수 있습니다. 주로 엘리뇨 현상의 전, 후에 발생하며 적도 무역풍의 세력이 강해져서 서태평양의 해수 온도는 상승하고 동태평양의 해수 온도가 낮아지는 현상입니다. 엘리뇨 현상과는 반대로 적도 무역풍의 힘이 강해지면서 서태평양의 온수층이 두꺼워지고 동태평양의 온수층은 얇아지게 됩니다. 따라서 동태평양 해수의 수온이 평년보다 낮아지는 현상이 5개월이상 지속됩니다. 라니냐 현상이 발생하면 인도네시아와 필리핀과 같은 동남아시아에서는 극심한 장마가 나타나고, 페루 등 남아메리카에서는 가뭄이, 북아메리카에서는 강추위가 나타납니다. 따라서 엘리뇨가 발생했을 때와 반대 기온 현상을 일으키게 됩니다.
라니냐가 발생하면 남미 대륙과 미국 곡창지대에 가뭄이 들고 동남아와 호주지역에선 사이클론이 많이 발생해 농작물 수확이 크게 줄어들게 됩니다. 그러면 콩과 옥수수, 밀, 설탕, 면화, 커피 같은 작물 가격이 껑충 뛰어오르게 되며 엘리뇨가 발생했을 때 타격을 받은 농산물로는 설탕, 팜유, 낙농제품 등이 꼽힙니다. 실제로 2010년 라니냐가 발생했을 때 시카고상품시장에서 설탕 가격은 67%, 콩은 39% 상승했으며 전반적인 농산물 가격이 21%나 올랐다고 합니다.
※ 사이클론이란?
인도양, 아라비아해, 벵골만에서 발생하는 열대 저기압입니다. 태풍, 허리케인처럼 열대저기압의 지방에 따른 이름으로서 1년에 평균 5~7회 발생하며 그 규모는 작은 편이지만, 방글라데시의 인구 밀집지역에 홍수를 일으켜 피해를 주고 있습니다.
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라니냐의 충격은 농산물 분야에 국한되지 않습니다. 라니냐가 발생하면 한국을 포함한 북태평양 지역 국가들에는 추운 겨울이 찾아오기 때문에 연료비 인상을 초래할 수 있습니다. 1998~2000년의 라니냐로 인해 미국과 캐나다에 예년보다 추운 겨울을 몰고와 천연가스 가격이 상승했던 적이 있고, 내년 상반기 인도네시아, 말레이시아의 팜오일과 인도의 유채생산이 저조할 것으로 예상되어 미국 중서부지역 오일시드(oil seed) 작황에 영향을 줄 라니냐가 겹친다면 식물성 식용유 가격이 뛰는 등 물가 상승률에도 큰 영향을 미칠 것으로 예상되고 있습니다.
올해 슈퍼 엘리뇨가 지구촌 평균 기온을 3.6도 이상 상승시킨 것을 감안하면 내년 라니냐는 강한 추위를 몰고 올 것으로 예측되어 준비가 필요할 것으로 생각됩니다.
지구 온난화 현상 중 하나인 엘리뇨와 라니뇨 현상은 당장 피할 수는 없지만, 지금부터 다가올 미래를 위해서 지구 환경을 위해 더 적극적으로 나서야 할 때가 아닌가 하는 생각이 듭니다. 감사합니다!
엘리뇨
엘리뇨 현상
- 엘니뇨의 뜻
엘니뇨란 페루나 에콰도르 해안가의 어부들이 그들의 어업 활동과 관련하여 지역적으로 쓰던 용어로 스페인말로어린 남자아이 또는 어린 예수라는 뜻을 갖고 있다. - 엘니뇨 어원의 변천
동태평양의 남아메리카 근해의 해류를 엘니뇨라 하였으나 지금은 어류의 격감과 먹이 사슬의 파괴를 야기하고 주변 해역 생태계를 파괴하고 그 같은 기간 동안에 해안가에는 집중호우나 폭우를 그리고 내륙지방에는 심한 가뭄 을 일으키는 비 정상적인 현상이 엘니뇨를 일컫는 말로 변천되었다. - 엘니뇨의 정의
엘니뇨는 태평양상의 적도 해류와 기압의 진동에 기인한다. 적도 태평양의 해수면 온도가 평년보다 섭씨 0.5도 이상이 되는 상태가 6개월 이상 지속될 때를 엘니뇨라 한다. 또한 요즘 돌아올 겨울에 발생 여부를 놓고 또 한번 우리를 긴장시키는 라니냐(La Nina)는 반대로 적도 태평양 해수면 온도가 평년보다 0.5도 낮은 상태가 6개월 이상 지속될 때로 정의 한다. - 작용 기전
엘니뇨 기간 동안에는 적도 중앙 태평양의 수온이 약 2-10 도 정도 상승하며 이로 인해 적도 중앙태평양에 소나기 구름의 활동이 증가하고 구름에서 방출되는 열은 대기에 충격을 가하게 된다. 이 충격의 여파는 곧바로 미국이나 유럽, 인도, 중국 등의 지역에 연쇄적으로 전달되며 이로 인해 전 지구는 이상 기온과 이상 강수 현상에 시달리게 된다. 전형적인 엘니뇨인 경우 적도 태평양상에 이상 수온이 봄부터 나타나기 시작해서 이듬해 봄에서 여름까지 이어진다. 많은 이론이 있지만 현재까지 엘니뇨의 발생원인은 정확하게 규명되어 있지 못하다. 단지 이 현상은 단순한 대기나 해양 현상이 아니라 대기와 해양이 에너지 등의 교환을 통해 서로 불안정하게 상호 작용함으로써 나타난 자연 현상이라는 것은 알려져있다. -
엘니뇨의 형태
엘니뇨는 일반적으로 대단히 다양한 형태로 나타난다. 즉 적도 태평양 상에서 발생하는 엘니뇨들은 그 발달 강도나 진행해 나가는 양상과 형태, 그리고 시기 등이 모두 제각기 다르기 때문에 어느 해에 엘니뇨가 발생하였다 하더라도 세계의 기후에 미치는 영향도 제각기 다르다. 그러나 그럼에도 그 영향을 비교적 뚜렷하게 받는 지역들이 있는데 가령 서태평양에 있는 인도네시아, 말레이지아, 필리핀, 호주 같은 나라들은 극심한 가뭄을 겪고 동태평양에 있는 페루, 에쿠아도르, 칠레 같은 나라들은 예외 없이 홍수를 겪게 된다. 또한 미국과 유럽, 중국, 인도 등은 가뭄과 폭설과 혹한 그리고 집중호우 등으로 비교적 영향을 뚜렷하게 받는 지역으로 알려져 있다.
인간의 입장에서 보면 엘니뇨는 전세계에 기상 이변을 일으키는 주범으로 비난받지만, 자연의 입장에서 보면 엘니뇨는 괴물과 같은 현상이 아니라 적도에 뜨거워진 열을 다른 곳으로 전파하는 지극히 자연스러운 현상일 뿐이다.원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-33.htm>
전자장
32. 전자장 (電磁場)
가. 전자장의 특성
(1) 전자장 (Eelectromagnetic Fields : EMFs)은 전기장과 자기장의 합성어이며 송·배전선, 전기제품 등 전기를 사용하는 모든 것으로부터 발생됨.
(2) 전기장은 발생원으로부터 수직방향으로 직선형태로 발생되며 나무, 건물, 사람의 피부 등에 의하여 쉽게 제거되거나 약해짐
(3) 자기장은 발생원을 중심으로 원형으로 형성되는 특성을 가지며 어떤 물체나 재료 등에 의해 쉽게 제거 혹은 약해지지 않는 특성을 보임.
표 3.32.1 전기장과 자기장의 특성 비교
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구 분 |
전기장(Electric Fields) |
자기장(Magnetic Fields) |
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발 생 원 |
전압(voltage)에 의해 발생 |
전류(current)에 의해 발생 |
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측정단위 |
o단위길이당 전압 : V/m, kV/m (1kV=1000V) |
o가우스(G) 또는 테슬라(T) - Gauss(G) : 미국 등지에서 주로 사용 - Tesla(T) :유럽등지에서 주로 사용 o또는 단위 길이당 전류 : mA/m o1mG = 0.1 mT = 80mA/m |
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정 의 |
전기장 1 kV/m는 10cm떨어진 두 개의 평행금속판에 100volt가 인가될때의 전기장을 1 kV/m로 정의 |
자기장 1G는 500 A가 흐르는 전선으로부터 1 m 떨어진 지점에 형성된 자기장을 1G로 정의 |
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차폐물질 |
나무나 건물같은 물체에 의해 쉽게 차폐되거나 약해짐 |
어떤 물체라도 쉽게 차폐시키거나 약화시키기 어려움 |
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거리감쇠 |
발생원으로부터 거리가 멀어질수록 급격히 감소함 |
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나. 직류(DC : Direct Current)와 교류(AC : Alternating Current)
(1) 가정용 전기의 경우 1초에 60회 진동하는 60Hz의 주파수를 갖는 교류를 사용하며, 배터리의 경우 전류가 한쪽방향으로만 흐르는 직류를 사용함.
(2) 교류의 경우 사람에게 미약한 전류를 발생시킬 수 있는 자기장(magnetic fields)을 발생시킬 수 있으며 이것을 유도전류(induced currents)라고 함.
(3) 사람의 건강에 영향을 미칠 수 있다는 전자장(EMFs)에 관한 연구의 많은 부분이 이 교류에 의한 유도전류(AC-induced currents)에 관한 것이며 직류의 경우 대부분의 실제상황에서 유도전류를 야기하지 않는 것으로 알려져 있음.
다. 전자장 스펙트럼
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(1) 전자장 역시 일종의 주파수 특성을 갖는 파동의 형태를 지니고 있기 때문에 주파수 대역에 따른 분류가 가능하며 그림과 같이 전자장 스펙트럼(Electromagnetic Spectrum)으로 나타낼 수 있음. (2) 대략 1015 Hz를 중심으로 그것보다 높은 주파수 대역을 갖는 전리방사선(X-ray, Gamma ray, UV)과 그 이하의 비전리 방사선(DC, ELF, RF, Microwave등)으로 나누어짐. (3) 이러한 분류 기준은 세포중의 이온을 전리시킬 수 있는 정도의 에너지를 갖고 있느냐 혹은 갖고 있지 않느냐로서 정해짐. (4) 비전리방사선은 다시 열적효과를 갖는 microwave 대역과 그렇지 않은 낮은 주파수 대역으로 구별 될 수 있음. (5) 그간 많은 과학자들은 비전리 방사선, 특히 극저주파 대역 (ELF : Extremely Low Frequency)의 인체영향 등에 관하여는 그 자체가 갖는 에너지가 대단히 미미한 물리적 특성 때문에 인체 위해성의 유발 가능성에 대해 회의적이었으나, 최근의 역학조사에서 발암과 관련한 인체 위해 가능성에 대한 결과가 다수 보고되어 관심을 집중시키고 있음. 그림 3.32.1 전자장 스펙트럼
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라. 전자장의 인체 위해성 여부와 관련된 연구실태
(1) 전자장의 인체 위해성과 관련하여 전기를 사용하는 발생원으로부터 전기장과 자기장 공히 발생되어지기는 하나 최근 관련연구의 초점은 자기장의 잠재적 건강 영향으로 국한되어 지고 있음.
(2) 그 이유는 그간의 많은 역학조사의 결과에서 자기장만이 발암 위해성 증가 관계를 증명할 뿐 전기장의 경우는 인체 위해성 증가의 어떠한 증거도 보고되어 있지 않기 때문임.
(3) 전자장의 인체 위해성에 대한 논란 :
(가) 1979년 미국의 Denver지역을 중심으로 한 역학조사에서 '고압 송전선으로부터 발생되는 전자장의 노출이 발암의 가능성을 높인다'는 점을 지적하는 결과가 발표되면서 시작됨.
(나) 현재까지 많은 연구가 진행중이며 그 내용을 보면;
1) 임산부의 경우 기형아 출산, 유산, 사산 등이 보고됨.
2) 어린이의 경우는 전자장의 노출과 급성 및 만성백혈병간의 연관성 등이 보고됨.
3) 성인 남성의 경우 주로 급·만성 백혈병, 뇌종양, 유방암, 고환암 등과의 관련성이 보고됨.
4) 성인 여성의 경우도 유방암을 중심으로 다수의 논문들이 있음.
5) 최근의 한 연구에서는 봉재공의 경력을 가진 사람들과 알쯔하이머병간에 연관성이 있는 것으로 조사 보고되어 전자장의 폭로가 Ca++이온의 유출의 원인으로 지목되고 있음.
(다) 이같이 여러 형태의 가설과 그를 입증키 위한 실험실 연구를 포함하는 동물 및 인체실험이 수행되고 있으나 현재까지도 유·무해에 관한 과학적 증거를 수반하는 단정적인 결론은 아직 정리되어 있지 않음.
(라) 최근 전자장에 의한 인체영향을 지속적으로 관찰, 연구해온 미국 국립환경위생과학연구소(National Institute of Environmental Health Science : NIEHS)에서는 1998년9월, 현재까지 논란이 되어왔던 「약한 전자장에 장기간 노출될 때의 유해성」에 대해 「발암가능성이 있다(possibly carcinogenic)」고 견해를 도출하여 사회적 관심을 불러일으키고 있음.
(마) 이러한 공식적인 견해 표명은 그간의 실험 연구들의 결과들이 확실하게 전자장과 발암성의 관계를 과학적으로 설명해 주지 못하고 있다는 점에 대부분의 관련 과학자들의 의견이 모아졌던 상황에서 대단히 예상외의 결과로 보여짐.
마. 전자장에 관한 기준 또는 지침
(1) 미국 내 송전선에 대한 EMF 기준 및 지침
(가) 미국의 경우 60Hz EMF에 관한 연방 건강기준(federal health standards)은 없음.
(나) 다만 향후 송전선 건설 시 어느 한도의 EMF levels를 초과하지 않도록 하기 위해 6개 주(플로리다주, 미네소타주, 몬타나주, 뉴저지주, 뉴욕주, 오레곤주)에는 송전선에 대한 전기장 기준(electric field standards)을, 그리고 이중 2개 주(플로리다주, 뉴욕주)에는 송전선에 관한 자기장 기준(magnetic field standards)이 설정되어 있음.
(다) 여기서 위의 2개 주에 설정된 자기장 기준은 현존하는 송전선에서 최대의 전력부하가 걸렸을 때 발생되는 최대의 자기장 값을 기초로 설정된 것임.
표 3.32.2 미국 내 송전선에 대한 EMF 기준 및 지침
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구 분 |
전기장(Electric Field) |
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자기장(Magnetic Field) (최대부하시) |
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On R.O.W. |
Edge R.O.W. |
On R.O.W. |
Edge R.O.W. |
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플로리다주 |
8kV/m* |
2kV/m |
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150 mG* (15?T) |
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10kV/m** |
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200 mG** (20?T) |
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|
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250 mG*** (25?T) |
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미네소타주 |
8kV/m |
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몬타나주 |
7 kV/m+ |
1kV/m |
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뉴져지주 |
|
3kV/m |
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뉴욕주 |
11.8kV/m |
1.6kV/m |
|
200 mG (20?T) |
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11kV/m++ |
|
|
|
|
|
7kV/m+ |
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오레곤주 |
9kV/m |
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|
|
(출처 : DOE and NIEHS, 1995)
*For lines of 69∼230 kV.
** For 500 kV lines.
*** For 500 kV lines on certain existing R.O.W.
+ Maximum for highway crossings
++ Maximum for private road crossings
※ R.O.W(right of way) : 송전선을 건설, 조작 및 유지하기 위해 전기설비(utility)의 설치가 요구되는 지역에 대한 영구적인 점용권(permanent rights)을 의미
(2) 국제 비전리 방사선 보호위원회(IRPA/ICNIRP) 지침
(가) 국제 비전리 방사선 보호위원회에서는 1990년 다음 표 3.32.3과 같이 60Hz EMF 노출에 대한 지침(guidelines)을 제시한 바 있으며, 1997년에는 극저주파, 라디오파에 대해 전체 주파수별로 권고치를 다음 표 3.32.4 와 같이 새로이 지정.
표 3.32.3 국제 비전리 방사선 보호위원회(IRPA/ICNIRP) 지침 (1990)
|
구 분 (50/60Hz) |
전기장 (electric field) |
자기장 (magnetic field) |
|
o 직업성(Occupational:) |
|
|
|
- 하루종일(Whole working day)노출 |
10 (kV/m) |
5,000mG(500μT) |
|
- 짧은기간(Short term)주)노출 |
30 (kV/m) |
50,000mG(5,000μT) |
|
- 팔 다리(For limbs)노출 |
- |
250,000mG(25,000μT) |
|
o 일반 대중(General public:) |
|
|
|
- 최대 24시간까지 노출 |
5 (kV/m) |
1,000mG(100μT) |
|
- 하루중 일부시간 노출 |
10 (kV/m) |
10,000mG(1,000μT) |
(출처 : DOE and NIEHS, 1995)
주) 1. 10∼30kV의 전기장에서 노출 시간에 따라 증폭되는 전기장의 세기는 전체 근로 시간을 통틀어 80kV를 초과해서는 않됨
2. 전신에 대한 하루중 최대 2시간까지 노출된 자기장 값은 5,000μT(50,000mG)를 초과하지 않아야 함
※ 국제 비전리 방사선 보호위원회(The International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection : ICNIRP) 는 40개국의 방사선 방지분야 전문가 15,000명의 과학자에 의해 운영되는 기구임
표 3.32.4 국제 비전리 방사선 보호위원회(ICNIRP) 권고치(1997년)
|
주파수대역 (Hz) |
전기장 (kV/m) |
|
자기장 (μT) |
|
비고 |
|
|
일반인 |
직업인 |
일반인 |
직업인 |
|
|
0∼1 |
- |
- |
40,000 |
200,000 |
|
|
1∼8 |
10 |
20 |
40,000/ f2 |
200,000/ f2 |
f in Hz |
|
8∼25 |
10 |
20 |
5,000/ f |
25,000/ f |
" |
|
25∼820 |
250/ f |
500/ f |
5,000/ f |
25,000/ f |
" |
(출처 : 한국전자파학회, 1999)
(나) 이 표 3.32.4에서 보면 우리나라에서 사용하는 전력주파수는 60Hz이므로 일반인의 경우 권고기준은 전기장이 4.16 kV/m, 자기장이 833mG (83.3μT)가 됨.
(다) 위에서 기술된 지침 또는 권고치 들은 신경자극(nerve stimulation)과 같은 이미 기정사실로 알려져 있는 EMF의 영향에 근본을 두고 있으며 대체로 직업환경 또는 거주환경 안에서 발견되는 EMF 수준보다는 매우 높은 수준임.
(라) 이것들은 암의 발병률을 증가시킨다는 최근의 역학 연구와 관련된 낮은 수준의 EMF 수준과 일치하지 않으며, 아울러 여기서 제시된 EMF 수준을 "안전" 과 "안전하지 않음"으로 구분하여 해석할 수는 없음. 그 이유는 EMF 노출정도에 대한 건강의 위해성이 어느 정도의 EMF수준에서 나타나는지 아직까지 정확히 규명되어있지 않기 때문임.
바. 전자파 인체권고기준의 국제적인 동향
(1) 일반 환경 중에서 일반 대중들의 전자장 노출에 대하여 정부기관에 의한 권고치 및 기준치의 제시보다는 국가 위원회 및 관련 학회 등에서 권고안 등을 제시하고 있음.
(2) 그 배경에는 현 단계에서 전자장 노출에 따른 건강 영향 등에 대한 과학적 증거의 부족과 제반 여건의 미성숙 등이 그 원인으로 보여짐.
(3) 기준설정을 위한 외국의 접근방법:
(가) 먼저 그 동안 수행되었던 연구 결과를 종합
(나) 해당 국내에 발생된 사례 연구 수행
(다) 확인된 과학적 정보에 근거한 현시점에서의 증거 및 결과를 대국민 홍보책자 또는 정부운영의 정보망에 게재하여 적극적인 홍보 및 계몽
(라) 그 후 사회·경제적 비용분석 결과를 종합한 권고안의 제시 혹은 기준치의 제시
(4) 우리나라의 경우 아직도 충분한 수준의 대국민 홍보 및 계몽이 미흡하고 사례 연구실적 역시 미미하므로 보다 신중한 검토가 요구됨.
참고문헌
1. 국립환경연구원, (1998), 송·배전선에서의 전자장 방출현황 조사연구
2. DOE and NIEHS, (1995), Questions and answers about electric and magnetic fields associated with the use of electric power
3. DOE and NIEHS, (1998), Assessment of health effects from exposure to power-line frequency electric and magnetic fields
4. 한국전자파학회, (1999), 전자기장노출에 대한 인체보호기준안에 관한 워크숍
작성자 : 소음진동과 환경연구관 김종민(공학석사)
원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-32.htm>
항공기 소음
31. 항공기소음
가. 항공기 소음의 특성
(1) 고주파음을 많이 포함하고, 일반적인 다른 소음원에 비하여 음향출력이 매우 큼
(2) 소음이 강한 지향성을 갖는 경우가 많음
(3) 공항주변이나 비행코스의 가까이에서는 간헐소음이 됨
(4) 특수한 성분의 음을 포함하는 경우가 있음
(5) 특수한 경우를 제외하면 소음원이 상공을 고속으로 이동하므로 피해지역이 광범위 함
(6) 공장소음의 음원차폐, 자동차·철도소음의 흡음판·차음벽 같은 소음대책이 곤란
나. 항공기 소음의 평가
(1) 국제민간항공기구(ICAO) : WECPNL 사용 제안
(가) 1971년에 공표한 Annex 16 Aircraft Noise중에서 다수의 항공기에 의해 장기간 노출된 소음의 척도로써 제안
(나) 항공기의 운항횟수, 운항시 소음도, 소음지속시간, 소음발생시간 등을 감안하여 계속되는 소음에 피해정도와 같은 단위로 환산한 것
(다) WECPNL(weighted equivalent continuous perceived noise level)
----- T0·N
WECPNL = EPNL + 10·log------------
24×60×60
EPNL: 1일중 각 항공기의 EPNL 피크치의 파워평균값
T0 : 평균지속시간 10초
N : 1일의 항공기 운항횟수( N = N1 + 3N2 + 10N3 )
N1 : 주간(07:00∼19:00)의 운항횟수, N2 : 저녁(19:00∼22:00)의 운항횟수
N3 : 야간(22:00∼익일07:00)의 운항횟수
(2) 한국, 일본, 중국 : WECPNL 사용
WECPNL = LA+10 ㆍlog N-27
LA: 1일간 항공기 통과시마다 측정된 소음도 최고치의 파워평균값
N : 1일간 항공기의 등가 통과횟수( N = N2 + 3N3+ 10(N1+N4) )
N1 : 00:00∼07:00시의 비행횟수, N2 : 07:00∼19:00시의 비행횟수
N3 : 19:00∼22:00시의 비행횟수, N4 : 22:00∼24:00시의 비행횟수
(3) 미국, 뉴질랜드 : Ldn(day-night sound level) 사용
등가소음레벨(Leq)에 야간(22:00∼익일 07:00)시간대에 10dB의 가중치를 둔 평가단위
(4) 독일 : 등가소음레벨(Leq) 사용
운항횟수, 시간대, 지속시간, 최고소음레벨을 고려한 항공기소음평가단위
(5) 프랑스 : N 사용
소음규제용(Isopsophique 지수 N)과 토지이용구분용(Psophique 지수 N)으로 구분하여 사용
다. 항공기 소음의 영향
(1) 항공기 소음은 고주파음을 많이 포함하고, 공항주변에서는 간헐소음인 경우가 많으며, 다른 소음에 비하여 매우 크므로 소음의 영향은 광범위하고, 다양하며, 극도로 복잡함
(2) 영향의 종류
(가) 생리의 영향 : 일시적 ; 놀람, 일시난청
지속적 ; 영구난청, 불면증 등.
※ 활주로와 유지시설의 바로 인근으로부터 떨어진 상태에서의 소음도나 소음지속 시간을 생각하면 항공기소음의 최고치도 일반적으로 확인할 수 있는 장기적 생리적 영향을 초래할 만큼 심하지는 않음
(나) 행태의 영향 : 대화, 공부, TV시청, 수면, 업무처리 등에 지장
(다) 주관적 영향 : 성가심, 불쾌, 불만, 혼란 등
(3) 항공기소음의 주거환경에 미치는 영향
표 3.31.1 항공기소음의 시끄러운 정도와 토지이용
|
소음도(WECPNL) |
시끄러운 정도 |
환 경 |
|
90 이상 80∼89 76∼79 71∼75 70 이하 |
대단히 시끄럽다 시끄럽다 약간 시끄럽다 별로 시끄럽지 않다 시끄럽지 않다 |
주거생활 곤란 주거용 건축 - 방음시설 설치 교육시설, 병원 - 방음시설 설치 주거에 지장이 없는 지역 주거 쾌적 지역 |
(자료 : 교통부, 1989)
라. 공항소음피해지역 지정 및 항공기소음 한도
표 3.31.2 한국의 국제공항 소음피해지역 지정 및 항공기소음 한도
|
항공법 시행규칙 ('93.2.13) |
|
|
|
소음진동규제법 시행규칙 ('94.11.21) |
|
|
지역별 |
소음도(WECPNL) |
|
대 책 |
지역별 |
소음도(WECPNL) |
|
소음피해 지역 |
1종구역 95이상 2종구역 90이상 95미만 |
|
이주 방음공사 |
공항주변 인근지역 |
90 이상 |
|
소음피해 예상지역 |
3종구역 |
가 : 85∼90 나 : 80∼85 |
1,2종 구역 방음공사 완료 후 방음공사 |
기타지역 |
80∼90 |
표 3.31.3 일본의 항공기소음 환경기준
|
지 역 유 형 |
|
기준치(WECPNL) |
|
Ⅰ |
주거 전용지역 |
70 이하 |
|
Ⅱ |
상기이외의 지역중 일상생활을 보전할 필요가 있는 지역 |
75 이하 |
(자료 : 한국공항공단, 1992)
마. 주요 국제공항 주변 항공기소음도 현황
표 3.31.4 국제공항 주변 항공기소음도 현황
|
측정소명 공항 |
|
소 음 도(WECPNL) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'92 |
'93 |
'94 |
'95 |
'96 |
'97 |
'98 |
거리(㎞)* |
|
김포 |
소준부락 벌말부락 월정초교 서원아파트 금성공업사 오 곡 동 고척도서관 신 월 동 대장초교 덕원여중고 강서초교 |
86 86 71 75 78 80 75 88 71 67 - |
86 86 72 75 77 80 77 90 75 70 - |
86 86 72 73 78 80 75 90 74 71 - |
87 84 74 75 78 82 76 90 74 70 - |
87 81 74 79 77 82 76 90 76 69 - |
87 87 76 74 79 82 77 91 72 68 82 |
86 87 76 74 79 82 75 89 71 69 77 |
2.5 1 3.5 2.5 7 1 6.6 2.5 측방 1 측방1.5 3.4 |
|
김해 |
딴 치 중 덕 초 선 대 배영초교옆 염 막 중앙초교 하 리 |
86 79 75 79 78 82 - |
87 80 76 79 78 82 - |
84 80 74 80 79 81 - |
84 79 74 78 77 9 - |
83 79 72 77 77 79 - |
81 74 73 77 77 - 91 |
82 75 73 76 76 - 91 |
0.75 2 4 2 3.5 측방0.5 - |
|
제주 |
도 평 동 도두 1동 이호 2동 예 원 동 용담 3동 용담 2동 용담 1동 |
69 84 78 68 84 75 69 |
69 81 75 66 82 74 62 |
71 79 75 66 84 74 74 |
76 82 76 68 82 75 73 |
69 81 77 69 80 72 72 |
71 81 77 67 80 71 68 |
65 78 73 67 78 63 68 |
3 측방 1 1.3 7.5 0.5 1 1.8 |
|
측정소명 공 항 |
|
소 음 도(WECPNL) |
|
|
|
|
|
|
|
|
'98 |
|
|
'99 |
|
거리(㎞)* |
|
|
|
3/4 |
4/4 |
평균 |
1/4 |
2/4 |
|
|
광주 |
우산동 덕흥동 치평동 송대동 본덕동 신촌동 |
85 76 71 90 76 84 |
84 76 72 88 75 83 |
85 76 72 89 76 84 |
84 75 72 89 73 84 |
87 80 76 89 79 87 |
1.4, 좌측방 0.3 3.8, 좌측방 0.3 3, 우측방 0.9 1.5 3.7, 우측방 0.1 우측방 0.3 |
|
대구 |
지저동 복현2동 서변동 용계동 신평동 방촌동 |
78 79 78 79 84 70 |
81 82 76 78 83 71 |
80 81 77 79 84 71 |
80 82 74 79 84 71 |
81 84 78 81 86 73 |
0.6, 우측방 0.6 2.3, 좌측방 0.1 5.6, 우측방 0.3 2.4 좌측방 0.2 1.4, 측방 0.6 좌측방 1.2 |
*거리는 활주로 끝으로부터의 거리
(출처 : 환경부 홈페이지 게시, 1999)
바. 항공기소음 대책 체계
(1) 일반적 대책 체계
|
항공기 소음 대책 |
음원대책 |
기재개량 |
엔진개량 |
|
저소음엔진채택 |
|
|
|
|
|
|
엔진개수 |
|
|
|
|
대형화 |
|
B-747,L-1011,DC-10 |
|
|
|
편수조정 |
|
|
비행편증가,대형화에 의한 삭감 등 |
|
|
|
운항방식개량 |
운항규칙 |
|
편수규제 시간규제 경로지정 우선활주로 소음감시 |
|
|
|
|
소음경감운항방식 |
|
(컷백방식 등) |
|
|
주변대책 |
토지이용 |
입지규제-----------(입법조치) |
|
|
|
|
|
|
계획적 토지이용 |
(주변정비계획<차단녹지공원,체육시설,유통단지,공장 등 배치,대체지조성 등의 계획수립 및 실시 |
|
|
|
|
보상 등 |
이전----(민가이전,토지매수) |
|
|
|
|
|
|
방음----민가,학교,병원의 방음,공동이용시설 |
|
|
|
|
|
|
손실보상----농경저해보상 |
|
|
|
|
|
|
기타----TV조성,소음용전화설치등 |
|
|
|
|
공항대책 |
공항입지----(위치선정,활주로 방향 선정,비행경로선정 등 공항계획) |
|
|
|
|
|
|
공항개량----(활주로연장방향변경,증성,이설,방음림,방음둑,방음벽 등) |
|
|
|
|
|
|
공항이전 |
|
|
|
그림 3.31.1 항공기소음의 대책체계
(자료 : 衛生工學ハンドブック 騷音·振動編, 1982)
(2) 법적 대책 체계
(가) 외국
표 3.31.5 일본, 미국, 독일의 항공기 소음 규제
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국가별 |
관련법령 |
관련부서 |
대 책 내 용 |
|
일본 |
공해대책기본법 |
환경청 |
- 항공기소음 환경기준 제정 - 공항주변 항공기소음도 측정 |
|
|
공공용 비행장 주변의 항공기 소음 방지 등에 관한 법률 |
운수성 건설성 |
- 공항주변 소음피해지역 지정 - 피해지역별 규제기준 설정 - 항공기소음대책 수립·시행 (건축제한, 손실보상,이전보상 등) |
|
|
방위시설주변의 생활환경 정비에 관한 법률 |
방위청 |
- 군용공항주변 소음피해지역 지정 - 피해지역별 규제기준 설정 - 항공기소음대책 수립·시행 (건축방음공사,이전보상 등) |
|
미국 |
소음규제법 |
환 경 보호청 |
- 기준설정 - 공항주변 항공기소음도 측정 |
|
|
연방항공법 |
연 방 항공국 |
- 환경보호청과 협의하여 항공기소음측정 및 규제기준 설정 - 공항주변의 항공기소음대책 수립 |
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독일 |
항공기소음 방지에 관한 법률 |
환경부 |
- 규제기준 설정 |
|
|
|
교통부 |
- 항공기소음대책 수립·시행 (건축제한, 손실보상 등) |
(자료 : 환경부, 1995)
사. 문제점
(1) 소음방지대책 수립요청 대상공항 제한
환경부장관이 항공기소음 방지대책을 수립하도록 요청할 수 있는 대상공항은 국제공항이므로 기타 공항에서 소음문제 야기시 환경부가 대처하기 곤란
(2) 항공기소음 측정망 부족
현재 항공기 소음도 자동 측정망이 설치되어 있는 곳은 5개의 국제공항(김포, 김해, 제주, 광주, 대구)뿐이고, 기타 31개의 국내공항에는 미설치
(3) 군용비행장 소음대책 결여
군용비행장 주변에서 소음에 대한 민원이 많이 발생되고 있으나, 국제공항이 아닌 관계로 소음대책에서 제외됨
아. 대책
(1) 항공기소음 방지대책 수립요청 대상 공항의 확대
(2) 점차적으로 항공기 운항회수가 많은 국내공항에도 항공기 소음자동측정망 설치 운영
(3) 군용비행장주변지역에 대한 소음피해방지를 위한 제도적 장치 마련
(4) 항공기소음 조사연구 추진
참고문헌
1. 항공법 시행규칙 ('93.2.13).
2. 소음진동규제법 시행규칙 ('94.11.21).
3. 한국소음진동공학회, 소음·진동편람, 1995.
4. 衛生工學ハンドブック 騷音·振動編, 1982, 朝倉書店.
5. 한국공항공단, 1992, 항공기소음 방지대책에 관한 연구.
6. 환경부, 1995, 환경연감.
7. Dieter Gottlob, Regulations for Community Noise. Noise/News International. 1995.
8. 공군본부 법무감실, 각국의 항공기소음대책 관련법. 1992.
9. 교통개발연구소, 국내공항주변 항공기소음 방지대책 연구. 1992.
10. 국제공항관리공단, 해외연수결과보고(신동경 국제공항 항공기 소음대책). 1990.
작성자 : 소음진동과 공업연구관 강대준(공학박사)
원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-31.htm>
철도 소음
30. 철도소음
가. 특 성
(1) 현 황
(가) 유동인구 및 물동량 증가로 철도 운행량이 증가됨.
(나) 매스컴과 국민의 환경인식의 증가로 소음민원이 점증
(다) 철로변 일부에 방음벽을 설치하였으나, 미미한 수준임.
(2) 철도소음의 감각적 특징
(가) 철도 소음의 주파수 특성은 500∼2,000 Hz에서 최고 소음을 보여, 사람이 혐오하는 주파수 대역인 2,000∼4,000 Hz에 근접함.
(나) 철도소음은 도로변 생활환경기준(주거지역, 낮) 65 dB(A)를 초과함.
나. 철도소음의 크기
(1) 차속에 따른 소음의 크기
(가) 80 km/h로 운행시 선로중앙으로부터 100 m거리에서 70 dB(A),
(나) 100 km/h로 운행시 선로중앙으로부터 100 m거리에서 74 dB(A)임.
(2) 철도소음의 한도
(가) 주거지역 등 : 2000년부터 주간 70 dB(A), 야간 65 dB(A)임.
2010년부터 주간 70 dB(A), 야간 60 dB(A)임.
(나) 상·공업지역 등 : 2000년부터 주간 75 dB(A), 야간 70 dB(A)임.
2010년부터 주간 75 dB(A), 야간 65 dB(A)임.
다. 철도소음 발생원
(1) 차량 자체소음
(가) 디젤엔진 소음
(나) 레일과 차륜사이의 요철에 의한 충격·마찰로 발생되는 전동음
(2) 기타 소음
(가) 레일 체결구에서의 충격음 : 레일의 길이, 차륜과 레일의 중량
(나) 제동구간이나 곡선구간 소음 : 레일과 차륜의 편마모
(다) 전기철도 차량소음 : 차체 하부의 전동기와 보조기기 소음
(라) 철도 노반에서의 진동 : 철도연변 건물에 고체음과 진동을 유발
(마) 팬터그라프 소음 : Pantagraph(집전장치)와 가선사이의 마찰음, 펜터그라프와 가선사이 공간 발생으로 인한 spark음
라. 철도소음한도
1994년 11월 21일 제정된 철도소음 한도는 표 3.30.1과 같다.
표 3.30.1 철도소음 한도 (소음진동규제법 시행규칙 제37조 관련)
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구 분
대상지역 |
한 도 (Leq,1h dBA) |
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2000년1원1일 ∼2009년12월31일 |
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2010년 1원1일부터 |
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주간 06:00∼ 22:00 |
야간 22:00∼ 06:00 |
주간 06:00∼22:00 |
야간 22:00∼06:00 |
|
주거지역, 녹지지역, 준도시지역중 취락지구 및 운동·휴양지구, 자연환경보전지역, 학교·병원·공공도서관의 부지경계선에서 50m 이내지역 |
70 |
65 |
70 |
60 |
|
상업지역, 공업지역, 농림지역, 준농림지역·준도시지역중 취락지구 및 운동·휴양지구외 지역, 미고시지역 |
75 |
70 |
75 |
65 |
비고 : 1. 대상지역의 구분은 국토이용관리법(도시지역의 경우 도시계획법)에 의한다.
2. 정거장은 적용하지 않으며, 철교는 2010년1월1일부터 적용한다.
3. 이 규칙 공포일 이후 준공되는 철도는 2010년1월1일의 한도를 적용한다.
마. 철도소음 현황
(1) 노선별 소음레벨
(가) 경 부 선 : 선로중앙에서 20m지점 - 시간당 통행량이 12∼17대일 때, Leq,1h는 70 dB(A)
(나) 호 남 선 : 선로중앙에서 20m지점 - 시간당 통행량이 4∼5대일 때, Leq,1h는 68 dB(A)
(다) 태 백 선 : 선로중앙에서 20m지점 - 시간당 통행량이 3∼7대일 때, Leq,1h는 72 dB(A)
(라) 경인전철 : 선로중앙에서 20m지점 - 시간당 통행량이 18∼19대일 때, Leq,1h는 70 dB(A)
(2) 아파트 층별 철도소음 분포
(가) 경부선 및 호남선 : 선로로부터 50∼100 m 지점
① 아파트 3층 : 1시간 등가소음도(Leq,1h) - 63∼69 dB(A)
② 아파트 8층 : 1시간 등가소음도(Leq,1h) - 65∼72 dB(A)
③ 아파트 12층 : 1시간 등가소음도(Leq,1h) - 65∼69 dB(A)
바. 철도소음의 문제점
(1) 근본적인 문제
(가) 인체에 미치는 소음의 영향에 대한 국내의 연구가 미비함
(나) 철도소음에 대한 환경 기준이 설정되지 않음
(다) 철로변 토지이용의 변화로 민원이 증가함
(라) 방음벽 설치로 저층의 소음은 저감되나, 고층은 방음효과가 없음
(2) 구조적인 문제
(가) 부처간 협의(건축허가시 환경기준 검토 등)와 철도로부터의 건축물 이격거리 (50m이상) 등 이 건축업체의 이해상관 관계로 잘 준수되지 않음
(나) 방음벽, 이중창 등의 대책이 전면적으로 시행되지 않음.
사. 철도소음 방지대책
(1) 건축허가시 철로로부터의 이격거리 준수
(2) 주택지역 통과시 철로변에 방음벽 설치
(3) 철로변 공동주택의 중간층의 이중창, 삼중창의 의무화
(4) 공동주택을 선로와 직각배치 또는 복도·거실을 철로변으로 배치
(5) 짧은 레일을 긴 레일로 대치 및 방진침목 설치
(6) 주거지 통과시 저속운행
참고문헌
1. 환경법령집, 1995, 소음진동규제법.
2. 국립환경연구원, 1993, 사업장소음의 방지대책에 관한 연구(Ⅱ).
3. 국립환경연구원, 1994, 사업장소음의 방지대책에 관한 연구(Ⅲ).
4. 김석홍외 2인, 1993, 경부선 철도소음진동의 전파특성에 관한 기초연구, 한국소음진동공학회
제3권 제1호
5. 衛生工學ハンドブック 騷音·振動編, 1982, 朝倉書店.
작성자 : 소음진동과 환경연구관 김종민(공학석사)
원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-30.htm>
발파 진동
29. 발파진동
가. 발파진동의 특성
(1) 발파진동의 정의
- 발파란 연소에 의해 순간적으로 분해되고 많은 양의 열과 가스를 방출하는 화약을 써서 바 위 따위를 파헤쳐 깨뜨리는 것을 말함
- 폭약이 장약공 내에서 폭발하면 초기 충격 폭굉압(또는 충격압), 화약의 연소에 의한 지연 폭발가스압, 그리고 3,000℃이상의 고온이 발생
- 폭원으로부터 3차원으로 전파되어온 충격압에 의한 충격파는 거리에 따라 현저히 감쇠되어 발파에 의한 에너지의 0.5∼20%가 탄성파의 형태로 암반중으로 전파되어 가면서 지반의 진동을 발생시키는데 이를 발파진동(blast vibration)이라 함
(2) 진동원의 구분
표 3.29.1 작업별 진동 특성
|
구분 |
작 업 |
진동 |
|
건 설 진 동 |
폭파 : 폭파 다짐/치환, 구조물 해체등, 지질탐사 발파 : 채광발파, 건설발파 지반타격 : 동다짐공법, 석주공법, 타격식 굴착 항타 : 단말뚝/터널말뚝의 타입 지반굴착 : 암따기, 파쇄, 기계식 현장타설 기초공사 지반천공 : 시추, 어스앵커링 건설장비 : 다짐장비, 토공장비 |
일시 진동 |
|
|
|
지속 진동 |
|
교통 진동 |
도로차량진동 : 도심 중교통도로, 고속도로 철도열차진동 : 지하철, 일반철도, 고속철도 |
|
|
산업 진동 |
동력기계 : 회전원동기, 왕복운동 동력기, 컴프레셔 가공기계 : 제련 제지 절삭기계 기타 : 대형 크레인 |
|
(자료 : 우제윤, 1993)
(3) 발파진동과 지진
(가) 발파진동과 지진과의 비교
표 3.29.2 발파진동과 지진의 주요특성 비교
|
구 분 |
발파진동 |
자연진동 |
|
진원의 깊이 |
지표 또는 지표가까운 내부 |
지하 10km 이상 |
|
진동의 주파수 |
수 10∼수 100Hz |
1Hz 정도 또는 그 이하 |
|
진동지속시간 |
0.1sec 정도 이내 |
10 sec 이상 |
|
진동의 파형 |
비교적 단순 |
복잡 |
(자료 : 한국토지개발공사)
① 발파 진동은 지진 진동에 비하여 지속 시간이 짧고, 주파수 범위도 수십에서 수백Hz인 관계로 감쇠가 쉽게 일어나며, 파형이 비교적 단순
② 지진에 의한 진동피해의 경우 그 정도를 보통 가속도로 표시하고 있으나, 발파진동에 의한 구조물의 피해정도는 진동속도에 비례하기 때문에 세계 각국에서는 대부분 발파 진동의 규제기준을 진동속도의 최대치로 정하고 있음
(나) 진도계(震度階)와 진동가속도레벨
표 3.29.3 진도계와 진동가속도레벨의 관계 및 피해손상
|
진도계 |
명칭 |
최대진동 가속도 (cm/s2) |
진동가속도 레벨 (환산치) |
피해손상의 상황 |
|
진도 0 |
무감 |
0.8 이하 |
55dB 이하 |
인체가 느끼지 못하며 지진계에 기록되는 정도 |
|
진도 1 |
미진 |
0.8∼2.5 |
55∼65 |
정지해 있는 사람이나, 지진에 특히 주의깊은 사람만이 느낌 |
|
진도 2 |
경진 |
2.5∼8 |
65∼75 |
많은 사람이 느끼는 정도의 것이므로 집의 미닫이가 약간 움직이는 것을 알 정도 |
|
진도 3 |
약진 |
8∼25 |
75∼85 |
집이 흔들리고, 미닫이가 덜덜 소리내며 움직이고, 전등이 흔들리고, 그릇의 수면이 움직이는 것을 알 정도 |
|
진도 4 |
중진 |
25∼80 |
85∼95 |
집의 동요가 심하고, 안정감이 좋지 않은 꽃병 등이 쓰러지고, 그릇의 물이 넘치고, 걷고 있는 사람에게도 느껴지고, 많은 사람이 집밖 으로 뛰어나오는 정도 |
|
진도 5 |
강진 |
80∼250 |
95∼105 |
벽이 갈라지고, 묘비·석등탑이 넘어지고, 굴뚝·돌담이 파손 |
|
진도 6 |
열진 |
250∼400 |
105∼110 |
집이 무너지는 것이 30% 이하이고, 산이 붕괴 되고, 땅이 갈라지는 현상이 나타나고, 많은 사람들이 서 있는 것이 불가능한 정도 |
|
진도 7 |
격진 |
400 이상 |
110 이상 |
집이 무너지는 것이 30% 이상에 이르고, 산이 붕괴되고, 단층등이 생긴다 |
주) 기상청 진도등급에 진동속도, 진동레벨을 대응시킨 것
(자료원 : 日本 東京都環境保全局, 1994, ; 정일록, 1984)
나. 발파진동의 평가
(1) 진동 단위
표 3.29.4 진동의 기본 및 파생 단위
|
구 분 |
기본단위 |
파 생 단 위 |
|
진동변위 |
cm |
μ=10-3mm=10-4cm, mm=10-1cm, m=102cm |
|
진동속도 |
cm/sec |
mm/sec=10-1cm/sec, kine=1cm/sec, m/sec=102cm/sec |
|
진동가속도 |
cm/sec2 |
gal=1cm/sec2, g=980cm/sec2≒103gal, m/sec2=102cm/sec2 |
(2) 가속도 레벨 (VAL)
진동의 양과 사람의 감각정도는 대수척도로 대응하므로 대수척도인 dB(deci Bel)로 표현
가속도레벨 VAL = 20 log 10 A/A0(dB)
A : 측정치의 가속도 실효치 (m/sec2)
A0 : 기준치 10 -5 m/sec 2
(3) 진동레벨 (보정가속도레벨, VL)
국제표준화기구(ISO)의 인체의 진동에 대한 진동폭로기준에 의하여 가속도레벨에 주파수에 대한 인체의 진동감각(Wn)을 보정한 것
VL = VAL + Wn
다. 발파진동의 영향
(1) 진동의 영향
표 3.29.5 진동에 의한 구조물, 기기, 생물 피해
|
대 상 |
종 류 |
|
적 요 |
비 고 |
|
|
양태 |
구분 |
|
|
|
구 조 물 |
미관적 손상 토건 구조 손상 |
파손
파손 |
-단독주택 및 소규모 건축물의 내외벽의 미장재가 떨어져 나가거나 균열을 일으키는 정도로서 큰 어려움 없이 원상회복이 가능한 손상 -토목 건축구조물의 구조요소간 연결부위의 이탈 이완, 골격부재내의 균열발생 및 파단 침화 뒤틀림 등 내부 구조물의 구조적 안정과 기능에 심각한 위협이 되는 중대한 손상 |
-균열의 형태 깊이 등에 대한 면밀한 조사 필요 |
|
기 기 |
일시 오작동 품질 손상
고장 |
기능장애 기능장애
파손 |
-충격진동 등에 의해 기기가 일시적으로 오작동되는 정도로서 커다란 물적 작업방해 피해를 유발하지 않는 정도의 피해 -기기 자체의 항구적 고장을 유발하는 정도는 아니나, 기기를 이용한 사람의 작업에 큰 지장을 주거나 기기의 처리 가공으로 얻어지는 성과 제품의 질을 크게 떨어뜨리는 수준의 피해 -기기를 구성하는 주요 구성부품의 이탈, 접속부의 단절 파단을 초래하여 기기 자체의 수리를 요하는 중대한 피해 |
-전자저울 등을 이용한 정밀계측 현미경 촬영 등 -컴퓨터 및 컴퓨터를 이용한 기기에서 데이터처리 오류 및 초정밀 분석 가공 제조기기의 오작동. |
|
사 람 및 가 축 |
심리 피해
생산성 저하
생리적 피해 |
공해성
공해성
기능장애 |
-신경이 전혀 안쓰이지는 않으나 참을 만한 정도의 피해
-참기 어려울 정도의 심한 불안감 및 불쾌감을 유발하는 정신적 피해를 일으키고 휴식여건 및 작업수행 성과에 영향을 미침으로서 근무효율 및 생산성을 크게 떨어뜨리는 수준의 피해 가축의 경우는 불안을 유발하여 축산생산을 저하시키는 수준 -의학적으로 사람 및 가축의 생리상태에 직접적인 영향을 미쳐 육체적 건강을 해치는 수준의 피해 가축의 경우는 수태불능 등의 중대한 축산 피해 |
-주변환경 여건, 사람에 따라 가변, 사전예고 설득으로 어느 정도 해결 가능 -수면방해, 집중도가 높은 정밀작업 지장등
-돌발적인 강한 충격진동 및 지속적인 큰진동 |
(자료 : 우제윤, 1993)
(2) 진동속도와 피해
표 3.29.6 진동속도에 따른 인체·구조물 피해
|
진동속도 |
(mm/sec) 500.0 100.0 50.0 10.0 5.0 2.0 1.0 0.5 0.1 0.05 |
-건물에 큰 피해가 일어난다. |
|
|
|
건물에 균열이 생긴다. |
|
|
|
-건물에 극히 가벼운 피해가 일어난다. |
|
|
|
-건물에 극히 가벼운 피해가 생긴다. (사람은 건물이 무너질듯한 느낌을 받는다.) |
|
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인체는 심하게 느끼나 건물은 피해가 없다. |
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|
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-일반적으로 많은 사람이 진동을 느낀다. |
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매우 민감한 사람이 진동을 느낀다. |
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-인체로 느낄 수 없다. |
(자료 : 한국토지개발공사, 1993)
라. 발파진동의 허용기준치
(1) 터널공사 표준안전작업지침(노동부고시 94-25호, 1994. 6) 및 발파작업 표준안전작업지침(노동부 고시 94-26호, 1994. 6)에 발파작업에서의 진동 및 파손의 우려가 있을 때 준용할 수 있는 기준은 다음과 같다.
표 3.29.7 발파작업시 구조물 특성에 따른 허용진동치
|
건물분류 |
문화재 |
주택 아파트 |
상가 (금이 없는 상태) |
철골콘크리트 빌딩 및 상가 |
|
건물기초에서의 허용진동치 (cm/sec) |
0.2 |
0.5 |
1.0 |
1.0∼4.0 |
비고: * 기존구조물에 금이 있거나 노후 구조물 등에 대하여는 상기표의 기준을 실정에 따라 허용범위를 하향 조정하여야 한다.
* 이 기준을 초과할 때에는 발파를 중지하고 그 원인을 규명하여 적정한 패턴(발파기준)에 의하여 작업을 재개한다.
(2) 저주파의 진동은 건물의 고유주파수(일반적으로 30Hz이하)와 공명을 일으켜 건물에 더욱 큰 피해를 유발할 가능성이 크므로 더욱 엄격하게 규제할 필요가 있고, 실제로 외국의 발파진동 허용기준치는 주파수를 고려한 경우가 많음
마. 발파진동의 예측
지발당장약량 W와 거리 R이 변화할 때 최대 입자속도를 예측하는데는 환산거리를 이용하는 방법이 많이 사용됨.
V = K(R/Wb)n
여기서 V : 지반의 진동속도(particle velocity, cm/sec)
R : 발파원으로부터의 거리(m)
W : 지발당 장약량(charge per delay, ㎏)
K, n, m : 지발암반조건, 발파조건 등에 따른 상수
b : 1/2 또는 1/3
양변에 로그를 취하면 1차 회귀직선이 됨
log V = log K + n log (SD)
거리와 지발당 장약량의 비 R/Wb를 환산거리(scaled distance, SD)라 하며, b=1/2이면 자승근 환산거리, b=1/3 이면 삼승근 환산거리라 함.
일반적으로 짧은 거리(6∼30m)에서는 삼승근이, 먼거리 (30m 이상)에서는 자승근이 더욱 잘 맞는 것으로 알려져 있음.
이 발파 진동식에서는 지반의 공학적 성질이나 발파조건 등에 따른 진동감쇠 특성이 결국 상수 K, n에 반영되어 표시되므로 안전발파 설계를 위해서는 대상지역에서 시험발파를 통한 K, n 상수값을 결정하는 것이 중요.
바. 발파진동의 조절
(1) 제어법
(가) 표준발파의 실시
(나) 자유면의 최대한 이용
(다) 공간거리와 저항거리의 비를 1이상으로 실시
(라) 벤치발파에서 Subdrill 길이를 알맞게 설계
(마) 지발 뇌관당 장약량을 감소
(바) 물이 발생하는 곳, 수중발파시, 공간거리가 가까운 곳에서 잘 발생하는 전폭현상(Flash over)이 생기지 않도록 외부충격에 둔감한 폭약과 뇌관을 사용
(사) 소단면 굴진발파는 Cylinder cut 발파를, 대단면 굴진발파는 Cylinder cut 또는 Fan cut 발파를 실시
(아) 콘크리트 파쇄기를 이용
(자) 팽창성 파쇄재를 이용
(차) 선행이완발파의 이용
(카) 심발 발파를 실시할 때는 다음의 방법을 고려하여야 한다.
① 순발뇌관을 사용하지 말고 MS뇌관을 사용
② 심발 보조공을 천공하여 저항거리를 적게하여 약량을 줄임
③ 대공경의 공공을 뚫어줌
④ 터널 주변에 Presplitting 발파를 실시한 후 심발 발파
(타) 저폭속의 폭약을 사용
(파) 참호(Trench)나 Presplitting으로 지반진동의 전파경로차단
(2) 진동제어 발파 설계
건물, 구조물, 사람 등에 근접한 발파로 진동에 의한 피해가 예측될 때에는 진동제어 발파
설계를 하여야 함
(3) 미진동 발파공법의 채택
근접한 시설물을 보호해야 하는 특수한 발파조건이 요망될 때 등 사용
(4) 차단벽을 이용한 진동 저감
(가) 오픈 트렌치(Open Trench)
(나) 채움재 차단벽(Infilled Trench)
(다) 주열상 방진공(Row of Piles)
(라) 구형(矩形) 차단벽(Rectanger Wave Barrier)
사. 문제점
(1) 저진동 또는 미진동 발파공법이 많이 개발되어 왔으나 그 발파공법의 적용 가능성, 발파 효과, 경제성 등으로 인하여 모든 경우에 다 적용할 수는 없음
(2) 건설분야에서는 주로 진동의 단위를 건물피해와 직접관련 되는 cm/sec를 사용하나, 환경분야에서는 인체가 느낄 수 있는 진동의 표현에 적합한 dB단위를 쓰고 있어 건설분야의 측정자료의 활용시 혼돈이 있고, 실제활용하기가 곤란
(3) 구조물 피해와 관련된 연구자료는 있으나, 실제 인간, 가축, 가금류 등의 생체 피해측면에서의 조사연구가 부족하여 발파진동피해 발생시 실제 피해여부의 확인, 피해보상 등의 과학적 근거자료제시가 곤란
아. 대책
(1) 저진동·미진동 발파공법 및 발파 대체 굴착기계의 개발 촉진
(2) 발파진동 허용기준 설정
(3) 발파진동단위의 상호환산이 가능한 경험식 개발
(4) 발파진동의 생체피해 관련 연구 추진
참고문헌
1. 우제윤, 1993, 한국지반공학회 지반진동위원회 학술발표집, p.122.
2. 日本 東京都環境保全局, 1994, 建設作業振動防止の手引き,정일록, 1984, 소음진동학, 신광출판사.
3. 한국토지개발공사, 1993, 암발파 설계 기법에 관한 연구.
4. 동아건설산업주식회사 기술연구소, 1993, 현장기술지도서(건설환경관리-소음·진동).
5. 터널공사 표준안전작업지침(노동부 고시 94-25호, 1994. 6).
6. 발파작업 표준안전작업지침(노동부 고시 94-26호, 1994. 6).
작성자 : 소음진동과 환경연구사 이정희(공학석사)
원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-29.htm>
고속전철 소음
28. 고속전철소음
가. 현황
(1) 사업개요
(가) 구 간 : 서울∼부산간 (412km)
(나) 운행시간 : 160분 (2역 정차 기준)
(다) 최고속도 : 300km/hr (3분당 1대)
(라) 수송규모 : 1개열차당 1,000명 수송
(마) 추진일정 : 사업기간 - 1992.6.∼2004.4.
천안∼대전간 - '99.12.준공 (시험운행 '99.12.∼'03.9.)
서울∼대구간 - '04.4.준공 (영업운행 '04.4.∼)
대구∼부산간 - '04.4.(기존선 전철화)
대구∼부산간 - 2010 준공
(2) 고속전철 소음의 특징
(가) 기존철도와 같은 추진계 및 체결구 소음 이외에 차체와 공기의 마찰에 의한 공력소음, 가선과 Pantagraph(집전장치)사이의 스파크소음이 부가적으로 발생함
(나) 시속 250km 이상 고속으로 운행시 공력소음 발생, 시속 150km 이상 고속으로 운행시 스파크소음 발생
나. 고속전철 소음의 크기
(1) 차속에 따른 소음의 크기
(가) 240km/h일 때 선로중앙으로부터 100m거리에서 80dB(A)이고,
(나) 300km/h일 때 선로중앙으로부터 100m거리에서 85dB(A) 정도임
(2) 고속철도의 소음도
고속철도소음과 일반철도소음을 비교하면 다음 표 3.28.1과 같다.
표 3.28.1 차종별 소음도 (선로중앙으로부터 25m, Lmax dBA)
|
TGV (250km/hr) |
새마을 (97∼126km/hr) |
무궁화 (84∼122km/hr) |
전철 (80km/hr) |
|
89 |
85 |
88 |
84 |
(출처 : 고속철도공단, 1995 ; 국립환경연구원, 1994)
다. 고속전철 소음발생원
(1) 차량 자체소음
(가) 추진계 소음 : 차체 하부의 전동기와 보조기기 소음 및 차륜과 레일사이의 소음으로 속도의 3승에 비례하여 증가
(나) 공력소음 : 공기와 차체사이의 마찰로 발생되는 소음으로 속도의 6승에 비례하여 증가 (250km/hr 이상에서는 추진계 소음보다 공력소음이 큼)
(2) 기타 소음
(가) 레일 체결구에서의 충격음 : 레일의 길이, 차륜과 레일의 중량
(나) 제동구간이나 곡선구간 소음 : 레일과 차륜의 편마모
(다) Pantagraph 소음 : Pantagraph와 가선사이의 spark음(150km/hr 이상에서 발생)
라. 고속전철 소음예측
(1) 고속철도 최고소음레벨 예측
(가)
(나) Lmax : 운행시 최고소음도 [dB(A)]
V : 열차운행속도 [km/hr]
d : 선로중앙에서 수음점까지의 거리 [m]
(2) 고속전철 최고소음도
속도별 고속전철 최고소음도는 다음 표 3.28.2와 같다.
표 3.28.2 속도별 최고소음도 [25m, dBA]
|
속도 [km/hr] |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
|
최고소음레벨 |
80.0 |
82.5 |
86 |
89 |
93 |
(출처 : 고속철도공단, 1995)
(3) 고속철도 등가소음도 예측
(가)
(나) Leq : 운행시 T시간 등가소음도 (dBA)
Lmax : 운행시 최고소음도 (dBA)
n : T시간 동안 열차통과 대수 (대)
T : 측정대상 시간 (sec)
마. 고속전철 소음현황
(1) 거리별 소음도
고속전철(TGV)의 최고소음도는 열차길이 400m, 속도 300km/hr인 경우 표 3.28.3과 같다.
표 3.28.3 거리별 최고 소음도
|
선로중앙으로부터의 거리 (m) |
50 |
75 |
100 |
150 |
200 |
300 |
|
최고소음도 (dB(A)) |
88.8 |
86.5 |
84.6 |
81.7 |
79.3 |
77.3 |
(출처 : 고속철도공단, 1995)
(2) 차종별 고속철도 소음도
외국의 고속철도 소음도를 비교하면 다음 표 3.28.4와 같다.
표 3.28.4 고속전철 차종별 소음도 비교 (측정거리 25m, Lmax dBA)
|
속도(km/hr) |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
|
T G V (佛) |
80.0 |
82.5 |
86.0 |
89.0 |
93.0 |
|
I C E (獨) |
73.5 |
78.0 |
83.0 |
87.5 |
91.5 |
|
신간선 (日) |
81.5 |
83.0 |
86.0 |
90.0 |
94.0 |
(출처 : 국립환경연구원, 1994)
바. 인체에 미치는 소음의 영향
(1) 수면 방해 : 40∼50dBA
(2) 산술계산 능력 저하 : 50∼60dBA
(3) 주의·집중력 저하 : 70∼80dBA
(4) 문장 이해력 저하 : 80∼90dBA
(5) 작업량 저하 : 90∼100dBA
(6) 난청 : 100∼110dBA
(7) 육체적 고통을 일으킴 : 120∼130dBA
사. 고속전철소음의 문제점
(1) 근본적인 문제
(가) 인체에 미치는 소음의 영향에 대한 국내의 연구가 미비함
(나) 철도소음에 대한 환경 기준이 마련되지 않음
(다) 고속전철의 도심통과로 민원 발생의 우려가 높음
(라) 기존의 철도소음보다 소음발생량이 많음
(마) 고속운행시 터널 입·출구에서 발생되는 미기압파 충격소음
(2) 구조적인 문제
(가) 건축물 이격거리를 확보하지 못한 주거시설 등의 이주·보상 방안
(나) 방음벽, 방음터널, 이중창 등 방음대책 시행시의 재정확보
아. 철도소음 방지대책
(1) 프랑스의 철도소음 방지 관련제도 및 방음대책
(가) 프랑스 철도청(SNCF)은 일반철도의 경우 철도변 건물 정면의 등가소음도가 60∼65dB(A)를 초과하거나, TGV 철도의 경우 철도변 건물 정면의 등가소음도가 65∼70dB(A)를 초과하면 통상적으로 방음벽 설치, 혹은 대상건물에 대해 방음공사를 적용하고 있다.
(2) TGV철도 주변의 토지이용 및 도심 통과시 방음대책
(가) 프랑스에서 TGV노선을 선정할 때 마을로부터 250m(독립주택으로부터는 100m) 이상 떨어지도록 함으로써 소음문제를 근본적으로 해결하고 있다.
(나) 그리고 도심에서는 기존 철도망과 병행시키고 100km/hr 내외로 저속 운행하는 것으로 보고되고 있다.
(3) 기타의 소음진동문제
(가) 진동의 영향은 생활방해와 초정밀기기의 기능장애를 들 수 있는데, 생활방해 측면에서 TGV의 진동기준은 다음 표 3.28.5와 같다.
(나) 한편, 광학천칭, 전자현미경 등과 같은 초정밀기기는 생활방해기준보다 상당히 낮은 진동 수준에서도 기능장애를 받는 것으로 알려져 있기 때문에, 이들 기기가 설치되어 있을 것으로 예상되는 학교·병원, 연구소, 공장 주변을 통과하는 고속철도는 방진대책에 세심한 배려가 필요하다.
표 3.28.5 고속철도 운행시의 연도 진동기준(TGV)
|
장 소 |
가속도 (cm/sec2) |
진동레벨 (dB) |
|
비 고 |
|
|
|
주 간 |
야 간 |
|
|
병 원 |
0.5 |
55 |
52 |
국제표준화기구 (ISO)의 권장치 와 동일함 |
|
주 택 |
주간 : 1∼2, 야간 : 0.7 |
60 |
55 |
|
|
사무실 |
2 |
65미만 |
57미만 |
|
|
공 장 |
4 |
65 |
|
|
(출처 : 국립환경연구원, 1994)
참고문헌
1. 국립환경연구원, 1994, 사업장소음의 방지대책에 관한 연구(Ⅲ).
2. 국립환경연구원, 1993, 사업장소음의 방지대책에 관한 연구(Ⅱ).
3. 고속철도공단, 1995, 경부고속철도 건설사업.
4. 이희현외 2인, 1993, 고속철도의 소음과 진동, 한국소음진동공학회 소음분과학술세미나자료집.
5. 오인택, 박진모, 1993, 고속철도의 기술특성, 한국소음진동공학회 소음분과학술세미나자료집.
6. 김정태, 1996, 고속철도소음의 전파특성, 한국소음진동공학회 춘계학술대회논문집.
작성자 : 소음진동과 공업연구관 강대준(공학박사)
원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-28.htm>
건설소음
27. 건설소음의 관리와 소음표시 권고제
가 . 건설소음의 특성
(1) 건설소음은 공장소음, 도로교통소음, 철도소음 등과는 달리 다음과 같은 특성이 있음
(가) 건설기계의 소음은 음향파워레벨이 110dB(A)이상까지 되는 경우도 있어 작업시 인근 주민에게 피해를 주는 사례가 많이 있음
(나) 건설기계소음은 저주파 에너지를 많이 가지고 있어 일단 소음이 발생되면 멀리까지 많은 소음의 감쇠없이 진행하는 물리적 특성이 있음
(다) 공사중 소음은 서로 다른 음색을 갖는 음원에서 발생하는 음이 복합된 소음이며, 때때로 충격소음을 포함하는 경우가 많음
(라) 공사중 소음은 보통 공정의 진척에 따라 소음 Power Level과 Spectrum이 다른 여러 종류의 건설기계가 투입됨에 따라 다양해짐
(마) 공사중 소음은 영속성인 타소음과는 달리 건설공사 기간내에만 발생
(바) 건설공사는 보통 주간에 행하여지지만 도로보수공사 등의 일부공사는 야간에 행하여짐
(사) 공사중 소음의 음원은 보통 위치가 고정되어 있지 않고 현장 부지내를 이동하는 음원과 덤프트럭처럼 공사현장을 출입하는 음원이 있으며, 현장을 출입하는 음원의 경우 소음의 영향권이 더욱 넓어지는 경향이 있음
(2) 건설소음대책의 특수성
(가) 공사중 공법변경 등의 소음공해 경감조치는 공사비의 증대, 공기의 연장, 건축물의 안전 등의 문제 때문에 곤란
(나) 공장의 경우 건물구조 등에 차음시설을 하는 방법이 유효하지만, 건설공사는 옥외이므로 획일적, 정형적인 대책이 곤란하고, 현실적으로 흡음재 등을 통한 건설기계 소음방지의 효과가 저조한 실정임
(다) 소음대책비가 공사의 원가에 영향을 미침
(3) 소음표시제의 중요성
건설소음대책의 특수성으로 인하여 건설소음을 줄이기 위한 대책으로 소음발생을 원천적으로 줄이는 소음원 대책이 중요하고, 선진 각국에서도 건설기계의 소음을 줄이기 위하여 소음표시제 등의 소음원 대책을 시행하고 있으며, 저소음 건설기계의 개발에 박차를 가하고 있음
나. 건설소음의 관리 및 소음표시 권고제
(1) 고소음기계의 소음도 및 종류
보통 음향파워레벨이 100dB(A) 이상인 기계를 고소음 기계라 하고, 굴삭기, 로우더, 공기압축기, 발전기, 항타기, 브레이커, 압쇄기, 콘크리트 절단기 등 다수의 건설 기계가 100dB(A)를 초과
(2) 건설소음의 관리
주요 고소음 발생 건설기계를 사용하는 공사는 특정공사로 정하고, 규제지역내에서 특정공사를 시행할 때는 사전신고를 하도록 하고, 규제기준의 적용을 통하여 관리하고 있음
(가) 특정공사의 사전신고대상 기계·장비의 종류(소음·진동규제법시행규칙 제33조제1항 관련)
① 항타기·항발기 또는 항타항발기(압입식 항타항발기를 제외한다)
② 병타기
③ 착암기
④ 공기압축기(공기토출량이 분당 2.83m3이상의 이동식인 것에 한한다)
⑤ 건축물 파괴용 강구
⑥ 브레이커(휴대용을 제외한다)
⑦ 굴삭기
⑧ 발전기
⑨ 로우더
⑩ 압쇄기
(나) 규제기준
표 3.27.1 공사장소음 규제기준(소음·진동규제법 시행규칙 제29조의2 제3항 관련) (단위: dBA)
|
시 간 별 대상지역 |
조 석 (05:00∼08:00) (18:00∼22:00) |
주 간 (08:00∼18:00) |
심 야 (22:00∼05:00) |
|
주거지역, 녹지지역, 준도시지역중 취락지구 및 운동휴양지구, 환경보전지역, 학교·병원·공공도서관 |
65이하 |
70이하 |
55이하 |
|
기타지역 |
70이하 |
75이하 |
55이하 |
비고 : 1. 소음의 측정방법과 평가단위는 소음·진동공정시험방법에서 정하는 바에 따름
2. 대상지역의 구분은 국토이용관리법(도시지역의 경우에는 도시계획법)에 의함
3. 공사장 소음의 규제기준은 주간의 경우 소음발생시간이 1일 2시간 미만일 때에는 +10dB, 2시간이상 4시간이하일 때는 +5dB를 보정한 값으로 함
4. 규제기준치는 대상지역을 기준으로 하여 적용함
(3) 소음표시 권고제
(가) 목적
소비자에게 취사선택의 정보를 제공하고 생산자로 하여금 저소음제품을 개발토록 유도하여 건설소음을 저감시키고자 함
(나) 내용
① 환경부는 건설소음원 대책의 일환으로「고소음기계중 저소음제품에 대한 소음표시 권고에 관한 규정」을 고시(환경부고시 제1995-147호, '95.12.30)하고, '96. 2. 1일부터 시행(환경부고시 제1996-110, '96.9.6 개정)
② 국립환경연구원은 소음표시권고대상기계를 제작(수입)하고자 하는 자중 희망자에게 기계 의 소음도를 검사해 주고, 그 기계가 권고소음도에 적합할 경우에는 소음도표시 권고서를 교부하여 제작(수입)자가 소음도 표지를 부착, 판매할 수 있도록 함
③ 제작(수입)자의 자발적 참여를 유도하기 위하여 소음도 표지를 부착한 기계만을 사용하는 공사는 특정공사의 종류에서 제외시켜 특정공사신고의 절차 및 비용을 절감시킴
(다) 소음표시 권고대상 건설기계의 종류 및 권고소음도
표 3.27.2 소음표시 권고대상 건설기계의 종류 및 용량별 권고소음도
|
종 류 |
용 량 |
권고소음도 (dBA) |
측 정 조 건 등 |
|
굴삭기 |
출력 마력< 75 75 ≤마력< 140 140 ≤마력< 280 280 ≤마력 |
73 76 79 82 |
무부하, 최고회전수 |
|
로우더 |
출력 마력< 75 75 ≤마력< 140 140 ≤마력 |
76 79 82 |
정격부하, 정격회전수 |
|
공기압축기 |
유량 ㎥/min< 10 10 ≤㎥/min< 30 10 ≤㎥/min |
74 76 78 |
정격부하, 정격회전수 |
|
발전기 |
출력 마력 < 75 75 ≤마력 |
74 76 |
무부하, 정격회전수 (60Hz) |
|
착암기 |
전체 |
85 |
작업시 (콘크리트괴) |
|
브레이커 |
전체(본체 및 바켓)중량 500㎏ 미만 500㎏ 이상 |
85 88 |
작업시 (콘크리트판) |
|
압쇄기 |
출력 마력< 75 75 ≤마력< 140 140 ≤마력< 280 280 ≤마력 |
73 76 79 82 |
High idling(베이스 머신) |
|
항타기 |
전체 |
85 |
작업시 (벤치테스트) |
※ 권고소음도 : 7.5m 거리에서 측정한 소음도
다. 고소음 발생 건설장비에 의한 작업 소음도
표 3.27.3 건설공종별, 기계별 거리에 따른 작업 소음도
|
공 종 |
기 계 명 |
|
O. A. 소 음 도 ( dBA ) |
|
|
|
측정 대수 |
비 고 |
|
|
|
|
7m |
|
15m |
|
|
|
|
|
|
|
범 위 |
평균 |
범 위 |
평균 |
214 |
|
|
기초 공사 |
천공 기계 |
착암기 ″ ″ 드릴마스터 ″ 어-스오거 RCD** |
- 88/96 93/95 88/93 94/98 75/81 - |
96 91 94 90 96 78 88 |
- 84/88 81/91 84/87 87/91 70/77 - |
91 86 87 85 89 74 - |
1 5 5 4 (3) 2 1 |
휴대용 차량에 장착 차량에 장착 사토지반 천공 암반 천공 사토지반 천공 암반 천공 |
|
|
항타 기계 |
항타기 ″ ″ ″ ″ ″ 항타항발기 드릴마스터 |
93/95 99/110 106/108 101/104 89/92 96/99 80/91 103/107 |
94 103 107 103 91 97 85 105 |
88/90 96/101 100/103 92/93 83/85 90/92 75/86 99/100 |
89 99 102 93 84 91 80 100 |
4 8 3 2 2 4 3 2 |
con-pile***打入 ″ 천공후 H-빔打入 con-pile, 一般地 ″ , 軟弱地 보조강관, 軟弱地 H-빔 抗入 강관 打入 |
표 3.27.3 (계속)
|
공 종 |
기 계 명 |
|
O. A. 소 음 도 ( dBA ) |
|
|
|
측정 대수 |
비 고 |
|
|
|
|
7m |
|
15m |
|
|
|
|
|
|
|
범 위 |
평균 |
범 위 |
평균 |
214 |
|
|
지반 정지 공사 |
굴삭기 ″ 불도우저 로우더 그레이더 |
|
81/94 72/88 80/90 70/94 78/90 |
86 82 84 87 83 |
66/85 65/81 73/84 69/84 69/82 |
79 76 78 80 77 |
14 41 14 9 8 |
작업중 High Idle 時 작업중 ″ ″ |
|
|
다짐 기계 |
로울러 ″ 람마,콤팩터범면다짐기 |
74/90 76/86 78/80 - |
81 82 79 90 |
67/85 69/81 - - |
75 74 - - |
17 15 2 1 |
비 진동식 진동식 휴대용 굴삭기에 장착 |
|
콘크리 트공사 |
콘크리트 프랜트 콘크리트 믹 서 콘크리트 펌프카 |
|
- 87/95 80/88 |
82 90 84 |
- - 72/81 |
80 - 78 |
1 3 3 |
프랜트 1조 믹서에서 1m위치 |
|
포장 공사 |
아스팔트 프랜트 아스팔트 피니셔 |
|
79/92 76/83 |
85 80 |
76/86 71/77 |
80 74 |
6 4 |
프랜트 1조 작업중 |
|
파괴 및 해체공사 |
브레이커 압 쇄 기 |
|
90/103 81/84 |
98 82 |
84/97 76/80 |
91 78 |
11 3 |
작업중 ″ |
|
기 타 |
공기압축기 발동발전기 콘크리트절단기 쇄 석 기 지 게 차 |
|
80/92 82/87 91/95 - - |
84 85 93 90 81 |
70/85 74/81 85/86 - - |
76 78 86 83 73 |
5 7 2 1 1 |
디젤엔진 |
주) 유ㆍ공압식* : 유압모터+공기해머식, RCD** : REVERSE CIRCULATION DRILL
con-pile*** : concrete pile, ( ) : 동일기계를 대상으로 작업조건에 따른 분류 대수
(자료 : 국립환경연구원, 1992)
라. 소음의 크기와 영향
(1) 소리의 크기와 그에 따른 느낌, 영향 및 적정환경
표 3.27.4 일상적인 소음도와 느낌, 영향, 적정환경 (단위 : dBA)
|
소음도 |
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
주변의소리 |
|
들을 수 있는 한계 |
호흡 소리 |
나뭇 잎 스 치는 소리 |
깊은밤 교외 |
조용한 실내 |
사람의 대화 |
조용한 거리 |
전화벨, 시끄러운 소리 |
전철,버스 안 |
피아노, 스테레오 |
철교밑 |
록 밴드 |
비행기엔진 10m거리 |
|
바람직한 실내환경 |
|
|
|
녹음 스튜디오 |
침실,도서관 |
은행 |
보통 사무실 |
일반 공장 |
기계 공장 |
|
|
|
|
|
|
인체의영향 |
|
|
|
|
뇌파에변화 |
수면 방해 |
산술계산저하 |
|
주의 집중력 저하 |
문장 이해력 저하 |
작업량 저하 |
난청 |
|
육체적 고통 |
|
시끄러운 정도 |
|
매우 조용함 |
|
조용함 |
|
일상생활에 바람직한 범위 |
|
시끄러움 |
|
매우 시끄러움 |
|
청력장해 |
|
|
(자료 : 국립환경연구원, 1994)
(2) WHO의 소음권고기준(안) (1993년)
(가) 수면방해, 괴로움, 대화방해와 같은 기준치로 제시
(나) 보통의 괴로움으로부터 대다수를 보호하기 위해 소음도(LAeq)가 50dB를 초과해서는 안됨
(다) 낮동안에 심한 괴로움으로부터 대다수를 보호하기 위하여 실외거주지역의 정상연속소 음의 소음도(LAeq)가 55dB를 초과해서는 안됨
(라) 밤에 실외의 소음도(LAeq)가 45dB를 초과해서는 안됨(침실의 정상연속소음에 대한 권고 치인 30dB가 창문을 열어 놓아도 달성될 것임)
마. 문제점
(1) 소음표시제가 권고제이기 때문에 대상기계 제조자의 자발적 참여가 필요하나, 제작자의 자발적 참여를 유도하기 위한 유인책이 소음도 표지를 부착한 건설기계에 대한 특정공사 신고제외조치 뿐이므로 미약함
(2) 현재의 권고소음도가 국내 건설기계의 소음발생량을 고려하여 높게 설정되어 있으므로 차후 낮추어야 할 것이고, 이것은 제조자의 기술개발 목표를 수정시키는 결과가 될 것이므로 기술개발 추진상의 혼란을 초래할 우려가 있음
(3) 작업소음이 큰 건설기계를 소음표시제의 대상기계로 포함시키기 위하여는 해당 기계의 작업소음 측정방법을 표준화하고, 현실적이고 목표지향적인 권고소음도를 설정하여야 하는데, 아직 충분한 조사연구자료가 부족한 실정임
바. 대책
(1) 소음표시 대상기계 확대
일본은 22종의 건설기계에 대하여 소음표시제를 시행하고 있고, EU는 CE마크제도를 통하여 과거의 소음표시제를 강화하고, 품목을 확대 적용하는 추세이며, ISO에서는 고소음기계 뿐만 아니라 가전제품, 컴퓨터 주변기기 등에 대하여 소음표시제 측정방법을 규정하여 정숙하고 쾌적한 실내환경조성을 위한 제품 기술개발을 유도하고 있으므로 우리나라도 단시일 내에 적어도 고소음건설기계는 모두소음표시 대상기계로 확대해야 함
(2) 소음표시제를 권고제에서 의무제로 전환
현재는 소음표시제가 권고제이기 때문에 제조·수입자의 자발적 참여가 필요하고, 권고소음도가 높게 설정될 수밖에 없는 실정이므로 제조자의 기술개발의 목표가 낮게 설정될 것이고 결과적으로 실제의 환경소음 저감효과가 크지 않으므로 소음표시를 의무제로 전환해야 함
(3) 권고소음도 강화
장기적인 안목에서 권고소음도를 점증적으로 강화할 계획을 사전에 공고하여 권고소음도 기준의 개정에 따른 제작업체의 기술개발 목표변경의 혼란을 최소화해야 함
(4) 건설기계소음에 대한 조사연구를 통하여 건설기계의 작업소음 측정방법에 대한 표준화 조건을 설정하고, 합리적인 권고소음기준을 설정해야 함
참고문헌
1. 국립환경연구원, 1994, 사업장 소음의 방지대책에 관한 연구(Ⅲ), p.77.
2. Dieter Gottlob, Regulations for Community Noise. Noise/News International. 1995.
3. 국립환경연구원, 1992, 사업장소음의 방지대책에 관한 연구(Ⅰ).
4. 환경부고시 제1996-110호, 1996, 고소음기계중 저소음제품에 대한 소음표시권고에 관한 규정.
5. 동아건설산업주식회사 기술연구소, 1993, 현장기술지도서(건설환경관리-소음·진동).
작성자 : 소음진동과 공업연구관 강대준(공학박사)
가
원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-27.htm>
대기환경 기준
26. 대기환경기준
가. 대기환경기준의 필요성 및 소사
o 국민의 생활수준 향상과 리우환경회의 이후의 환경보호의식의 확산 등으로 대기질 개선에 대한 국민적 욕구의 증가
o 대기환경기준은 대기오염에 의한 피해로부터 국민을 보호하기 위한 행정목표치로서, 인체와 동식물에 해로운 영향을 유발하는 폭로량을 기준으로 하여 장·단기 기준치를 설정.
o 영국 1956년 청정공기법(Clean Air Act)을 제정하여 연기규제를 시작.
1968년 이 법을 개정하여 1970년에 환경청을 신설
1990년 대기오염, 폐기물 및 기타 환경오염 문제를 포함하는 환경보호법(Environmental Protection Act)으로 개칭.
o 미국 1963년 청정공기법을 제정
1970년 이 법을 대폭 개정하면서 환경보호청을 신설
1971년 대기질 기준을 처음 공표하여 6개의 대기오염물질(SO2, NO2, O3, CO, Pb, 부유먼지)에 대한
환경기준을 설정하고 그 달성년도를 1975년으로 하였음.
1977년 대폭 개정된 청정공기법에서는 대기질 달성년도를 1982년으로 연기하고 권역별 대기오염
관리제도를 도입.
1990년 개정법에서는 오존의 전구물질(precursor)에 대한 규제를 강화하고, 오존의 기준치 달성년도를
20년간으로 완화하는 한편 배출업소와 위반업소에 대한 행정조치를 강화.
1997년 오존 및 PM10 환경기준 개정 및 PM2.5 환경기준 추가
o 일본 1967년 공해대책 기본법을 제정.
1971년 환경청을 발족
1969년 SO2의 대기환경기준을 처음 설정
1970년 CO, 1972년에 부유먼지, 1973년에 NO2와 광화학 옥시단트에 대한 환경기준을각각 설정하였고, 1973년과 1978년에 각각 SO2와 NO2의 환경기준을 개정.
o 유럽 1980년 SO2와 입자상물질에 대한 기준을 처음 제정
공동체 1982년 Pb, 1985년에 NO2 에 대한 기준을 각각 제정하였으며
1989년 SO2의 기준을 개정하였고, O3에 대한 기준을 제안.
o 한국 1971년 공해방지법 제정
1977년 환경보전법 제정
1978년 SO2 기준 설정
1983년 SO2를 포함한 6개 대기오염물질(SO2, NO2, O3, CO, 탄화수소, 부유먼지)에 대한 대기환경
기준을 제정
1990년 납 기준 추가
1994년 미세먼지 기준 추가
표 3.26.1국내 대기환경기준의 변천
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개정일 항목 |
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대기환경기준 |
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비고 |
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1983년 |
1990년 |
1994년 |
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아황산가스(SO2) (ppm) |
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연간 0.05 24시간 0.15 |
연간 0.05 24시간 0.15 |
연간 0.03 24시간 0.14 1시간 0.25 |
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|
일산화탄소(CO) (ppm) |
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1개월 8 8시간 20 |
1개월 8 8시간 20 |
8시간 9 1시간 25 |
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|
이산화질소(NO2) (ppm) |
|
연간 0.05 24시간 0.15 |
연간 0.05 24시간 0.15 |
연간 0.05 24시간 0.08 1시간 0.15 |
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먼지 (㎍/㎥) |
총먼지 (TSP) |
연간 150 24시간 300 |
연간 150 24시간 300 |
연간 150 24시간 300 |
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미세먼지 (PM10) |
- |
- |
연간 80 24시간 150 |
'95년 시행 |
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오존(O3) (ppm) |
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연간 0.02 1시간 0.1 |
연간 0.02 1시간 0.1 |
8시간 0.06 1시간 0.1 |
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탄화수소(HC) (ppm) |
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연간 3 1시간 10 |
연간 3 1시간 10 |
- |
'94년 삭제 |
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납(Pb) (㎍/㎥) |
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- |
3개월 1.5 |
3개월 1.5 |
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나. 항목별 대기환경기준 비교
(1) 모든 오염물질 항목에 대해 WHO는 권고치(guideline)이며 일반 국가들은 기준치(standard)임.
(2) 권고치는 순수하게 인체에 유해한 영향을 준다는 자료만을 근거로 한 값이며 기준치는 사회나 국가의 특성, 즉 기술적 문제, 효과비용, 사회, 경제적 조건 등을 고려해서 법으로 공표된 값임.
(3) 대부분의 선진국에서는 분위수 개념(98%, 중앙값 등)을 도입하여 환경기준 초과 여부를 판단하고 있는데 이는 측정기 오측으로 인한 이상 자료를 배제하기 위함.
(1) 아황산가스(SO2)
(가) 황을 함유하고 있는 연료의 연소시 발생하는 아황산가스는 고농도에 노출될 시 호흡기 질환을 가져올 수 있으며 또 산성비, 건물부식, 시정감소와 같은 악영향을 줄 수 있는 물질이다.
(나) EC는 부유먼지가 많을 때는 SO2농도의 기준치를 강화하는(연평균 0.03ppm) 한편, 연료 사용량이 많아지는 겨울철에는 다소 완화하고 있음. 부유먼지 농도에 따른 기준치 설정은 SO2와 부유먼지의 상승작용에 의한 스모그 발생을 예방하기 위해서이다..
(다) 대부분의 국가에서 1시간, 8/24시간, 년 평균 기준을 정하고 있으며 영국, WHO에서는 각각15분, 10분 평균의 초단기간 기준치를 두고 있다.
표 3.26.2. 각국의 SO2 기준치 비교 (단위:ppm at 25℃)
|
구분 |
1시간 평균치 |
24시간 평균치 |
1년 평균치 |
비고 |
|
한국 |
0.25 |
0.14 |
0.03 |
|
|
미국 |
|
0.14 |
0.03 |
0.5(3시간) |
|
일본 |
0.1 |
0.04 |
|
|
|
EC 기준치 |
먼지 농도가 34㎍/m3보다 클 때 0.03 먼지 농도가 34㎍/m3보다 작을 때 0.045 |
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|
일평균치의 1년 중앙값 |
|
|
먼지 농도가 51㎍/m3보다 클 때 0.049 먼지 농도가 51㎍/m3보다 작을 때 0.068 |
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겨울철 |
|
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먼지 농도가 128㎍/m3보다 클 때 0.094 먼지 농도가 128㎍/m3보다 작을 때 0.131 |
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|
일평균치의 1년 98%값 |
|
EC 권고치 |
|
0.038∼0.056 |
0.015∼0.023 |
1년 평균 |
|
영국 |
|
|
|
0.1(15분) |
|
호주 |
0.2 |
|
0.02 |
0.25(10분) |
|
뉴질랜드 |
|
0.05 |
|
0.02(3개월) |
|
캐나다 |
0.172 0.334 |
0.057 0.115 0.306 |
0.011 0.023 |
desirable acceptable tolerable |
|
WHO권고치 |
|
0.048 |
0.02 |
0.175(10분) |
(2) 이산화질소(NO2)
(가) 자동차, 산업시설 등에 사용되는 연료의 고온연소시 발생하는 이산화질소는 그 자체가 호흡기에 영향을 주기도 하고 대기 중에서 산화제 역할을 하여 산성비를 만들며 오존이나 스모그 생성에 중요한 역할을 한다.
(나) 우리나라의 현행 1시간 환경기준치는 영국, WHO 등과 동일한 수준이나 년 기준의 경우 WHO 기준의 약 2배로 약한 편이다.
표 3.26.3 각국의 NO2 기준치 비교 (단위:ppm at 25℃)
|
구분 |
1시간 평균치 |
24시간 평균치 |
1년 평균치 |
비고 |
|
한국 |
0.15 |
0.08 |
0.05 |
|
|
미국 |
|
|
0.053 |
0.5(3시간) |
|
일본 |
|
0.04∼0.06 |
|
|
|
EC 기준치 |
|
|
0.105 |
1시간평균치의 1년 98%값 |
|
EC 권고치 |
|
|
0.026 0.071 |
1시간평균치의 1년 50%값 1시간평균치의 1년 98%값 |
|
영국 |
0.15 |
|
0.021 |
|
|
호주 |
0.16 |
|
|
|
|
뉴질랜드 |
0.11 |
0.053 |
|
|
|
캐나다 |
- 0.213 0.532 |
- 0.106 0.160 |
0.032 0.053 - |
desirable acceptable tolerable |
|
WHO권고치 |
0.11 |
|
0.026 |
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(3) 일산화탄소(CO)
(가) 일산화탄소는 외국의 경우에 자동차 배기가스가 주오염원이나 우리나라에서는 겨울철에 일반 가정에서 연탄과 화석연료의 불완전연소가 주된 오염원이다..
(나) 겨울철에는 여름철의 거의 4배정도 더 높고, 다른 오염물질과 달리 야간에도 높다.
(다) 국내 기준치는 WHO, 유럽 등과 같거나 더 강화된 수준이다.
표 3.26.4 각국의 CO 기준치 비교 (단위:ppm at 25℃)
|
구분 |
1시간 평균치 |
8시간 평균치 |
24시간 평균치 |
비고 |
|
한국 |
25 |
9 |
|
|
|
미국 |
35 |
9 |
|
|
|
일본 |
20 |
10 |
|
|
|
EC |
- |
- |
- |
|
|
영국 |
|
10 |
|
|
|
호주 |
|
9 |
|
|
|
뉴질랜드 |
40 |
10 |
|
|
|
캐나다 |
13.1 30.6 |
5.2 13.1 17.5 |
|
desirable acceptable tolerable |
|
WHO |
25 |
9 |
|
90ppm(15분) 50ppm(30분) |
(4) 오존(O3)
(가) 오존은 주로 자동차에서 배출되는 탄화수소와 주유소나 페인트 공장들에서 증발하는 휘발성 유기화합물(VOC)이 대기 중에서 광화학 반응을 통해 생성되며 오후 3∼4시경에 일반적으로 농도가 가장 높아진다.
(나) 1차 오염물질과는 달리 여름철에 가장 농도가 높고, 일최대치와 최저치의 비가 10배가 넘는 큰 일변화를 보인다.
(다) 오존농도가 1989년 이후 증가 추세에 있어, 앞으로 자동차 운행량의 증가와 함께 지속적으로 악화될 것이 예상된다.
표 3.26.5 각국의 O3 기준치 비교 (단위 : ppm at 25℃)
|
구분 |
1시간 평균치 |
8/24시간 평균치* |
1년 평균치 |
비고 |
|
한국 |
0.10 |
0.06 |
|
|
|
미국 |
0.12 |
0.08 |
|
|
|
일본 |
0.06 |
|
|
|
|
EC (proposal) |
0.089 |
0.056 |
|
|
|
|
0.09 0.18 |
|
|
population information population warning |
|
영국 |
|
0.05 |
|
|
|
호주 |
0.10 |
|
|
|
|
뉴질랜드 |
0.06 |
0.03 |
|
|
|
캐나다 |
0.051 0.082 0.153 |
0.082 0.025 0.015 |
0.015 |
desirable acceptable tolerable |
|
WHO |
|
0.06 |
|
|
* 캐나다는 24시간 평균치, 나머지는 8시간 평균치
(5) 입자상 물질(Particulate Matter)
(가) 입자상 물질은 자동차, 산업시설 등에서 직접 발생하기도 하고 SO2, NOx 등이 대기중에서 반응하여 형성되기도 한다.
(나) 부유먼지는 SO2와 함께 대도시의 스모그를 유발하는 주 원인물질이며, 기관지와 폐 등에 피해를 입히게 된다. 특히 공기 역학적으로 직경 10?m 미만의 입자인 PM10은 인간이 호흡할 때 폐의 기관지 또는 폐포 부위에 침착되기 쉬운 크기의 입자상 물질이므로 인체에 미치는 영향이 더욱 심각한 것으로 알려져 있다.
(다) 현재 대부분의 국가가 PM10(입경 10㎛ 이하의 입자)의 농도를 기준으로 삼고 있는 추세이며 미국은 '97년 이보다 작은 PM2.5(입경 2.5㎛ 이하의 입자)의 24시간, 년 평균 기준을 설정한 바 있다.
표 3.26.6 각국 먼지의 기준치 비교 (단위:㎍/m3)
|
구분 |
1시간 평균치 |
24시간 평균치 |
1년 평균치 |
비고 |
|
한국 |
|
300 150 |
150 80 |
총 먼지 PM10 |
|
미국 |
|
150 65 |
50 15 |
PM10 PM2.5 |
|
일본 |
200 |
100 |
|
PM10 |
|
EC |
|
|
80 130 250 |
일평균치의 중앙값(PM10) 겨울철(PM10) 일평균치의 98%값(PM10) |
|
영국 |
|
50 |
|
PM10 |
|
호주 |
|
|
90 |
총 먼지 |
|
뉴질랜드 |
|
|
|
60㎍/m3(7일) |
|
캐나다 |
|
50 400 |
60 70 |
desirable acceptable tolerable |
(6) 납(Pb)
(가) 대기중의 납성분은 주로 유연 휘발유에서 배출되는 것으로 국내에서는 1987년부터 무연 휘발유용 승용차만 생산하고 있어 납의 농도는 매우 낮게 나타나고 있슴.
(나) 국내 기준치는 타 국가와 동일한 수준
표 3.26.7 각국의 납의 기준치 비교 (단위 : mg/m3)
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구 분 |
3개월 평균치 |
1년 평균치 |
비 고 |
|
한 국 |
1.5 |
- |
|
|
미 국 |
1.5 |
- |
|
|
일 본 |
- |
- |
|
|
영 국 |
|
0.5 |
|
|
호 주 |
1.5 |
|
|
|
WHO |
- |
0.5∼1.0 |
|
|
EC |
- |
2.0 |
|
참고문헌
1. 윤순창, 이용근, 김윤신, 대기환경기준 설정 및 대기환경지표 개발에 관한 연구, 환경과학 연구협의회, (1992), 113pp.
2. 한국환경과학 연구협의회, 대기환경기준 개정에 관한 공청회 자료집, (1992), 53pp.
3. 한국대기보전학회, 대기측정망과 환경기준, (1990), 101pp.
4. 국립환경연구원, 대기환경기준에 관한 공청회(주제발표문), 1990, 44pp.v
5. WHO 및 각국 환경부 인터넷 홈페이지
작성자 : 대기연구부 환경연구사 김병곤(이학석사)
원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-26.htm>
