실내공기질 모니터링의 현재와 미래

실내공기질 모니터링의 현재와 미래

이번 포스팅은 실내공기질 모니터링에 대해 알아보겠습니다. 실내공기질 모니터링은 각 도시별 공기질 결과값을 비교할 수 있어 지역적, 국가적으로 오염 수준을 평가할 수 있습니다.

공기질 모니터링의 목적은 실시간 데이터 누적으로 전국적인 공기질 데이터값의 확인과 점진적인 환경 오염 감소 목표를 이루고 깨끗한 공기를 달성하기 위함이라 할 수 있습니다. 지속적인 모니터링이야말로 사람들에게 현 오염 상태에 대해 경고하고, 저감 대책을 만드는 중요한 지표가 됩니다.

또한 현재 우리나라에서는 환경부 주도로 대기 중 실내공기질 데이터를 자동으로 측정하고 수집하여 에어코리아라는 사이트에 각 동네별 공기질 측정 데이터정보를 제공하고 있습니다. 측정항목은 미세먼지, 초미세먼지, 오존, 이산화질소, 일산화탄소, 아황산가스로서 각 시의 동별로 대표적인 곳을 선정하여 각 장비를 설치하고 실시간으로 데이타를 전송받아 국민에게 알 권리를 제공하고 있습니다.

하지만 대부분의 다중이용시설들의 실내공기질에 대해서는 1년에 1회 의무적으로 공기질 측정을 하고는 있지만, 환경부 인증 측정 분석 장비들이 워낙 고가인데다, 측정인력들이 수동으로 측정하여 데이터를 수집하고 있는 실정이라, 실시간 모니터링은 소극적인 상황입니다. 또한 수동으로 측정할 경우 측정요원들의 정확한 측정 여부에 대한 감시가 소홀하고, 측정기계에 대한 정확성을 입증하기 힘드므로, 데이터의 신뢰성 부분에 대하여 인정하지 못하고 있는 것이 수동측정의 한계로 지적되고 있습니다.

따라서 지금의 공기질은 점차 수동측정에서 공기질모니터링으로 넘어가고 있는 추세라고 할 수 있습니다. 모니터링의 일반적인 측정방법은 기존 통신망을 이용한 방법입니다. 측정장비마다 통신모듈(LTE, WIFI)을 설치해서 측정데이터를 앱이나 인터넷에 전송하여 실시간으로 데이터 및 그래프로도 확인할 수 있는 것이죠. 현재 신축되고 있는 아파트 및 건물에서도 IOT를 적극 활용하고 있습니다. 공기질을 실시간으로 측정해서 공기 상태가 나쁠 경우 자동으로 배기시설을 가동하거나 공기청정기를 가동하여 쾌적한 실내환경을 유지하도록 해주는 것이죠. 만약 외부 공기 상태가 않 좋을 경우 자체 공조기만을 가동해 내 외부의 상태에 따라 자동으로 실내공기질을 좋은 상태로 유지하고 있습니다.

 

모니터링 장비의 측정항목은 장비의 가격에 따라 다르지만, 일반적으로 온도, 습도, 일산화탄소, 이산화탄소, 휘발성유기화합물, 폼알데하이드, 미세먼지, 초미세먼지 등이 있으며 최근에는 라돈까지 측정할 수 있는 장비까지 개발되면서 측정의 폭은 넓어진 상태입니다. 또한 일부 국가의 경우 위성에서 공기질을 측정하여 광범위한 대기의 실시간 데이터를 지역기반으로 측정하여 전송하는 방법까지 등장했습니다. 위성의 대기질 측정데이터와 지상의 측정데이타를 비교하여 보정하고, 편서풍이나 대기의 이동으로 오염물질이 이동하는 것까지 실시간으로 확인되고 있습니다.

이렇게 공기질의 모니터링은 계속 개발되고 있고, 실시간으로 데이터를 내기 위한 노력이 기울어지고 있지만, 현재 모니터링 된 공기질의 측정값은 환경부에서 인증한 대기질, 실내공기질 공정시험방법에 나온 방법대로 측정한 것에 비하여 데이터 신뢰도가 많이 떨어지는 편입니다. 이산화탄소의 경우는 환경부 측정시험법을 적용해 비교적 비슷한 값을 나타내었지만, 미세먼지의 경우 광산란방식이나 센서식으로 측정되어 수동측정보다 데이터의 오차율이 51~90%로 신뢰성이 많이 떨어지며, 휘발성 유기 화합물의 경우 센서만으로는 벤젠 등 수백가지의 유기화합물들을 측정할 수 없어, 신뢰도가 거의 없는 것으로 조사되었습니다.

 

또한 기기별로 일정량의 유량이 흡입되지 않아 데이터가 일관되지 않은 것으로 조사되어, 결과적으로 환경부 인증을 받은 측정장비보다 정확도 및 신뢰도가 많이 떨어지는 것으로 조사되었습니다. 그래서 현재 센서 방식의 공기질 데이터의 정확도를 향상시키기 위해 정부와 많은 민간 업체가 개발에 매진하고 있으며, 대표적인 예로 장비에 AI알고리즘 기술을 도입하여 정확도를 향상시키기도 하고, 보정기술을 도입한다던지, 금속유기구조체를 이용하여 휘발성 유기 화합물을 측정하고, 또한 자동으로 장비를 교정시켜 주는 기능까지 도입하는 등 보다 정확도가 향상된 장비들이 속속 제작되고 있습니다. 앞으로는 보다 진화된 모니터링이 될 것으로 보여집니다. 기존의 무겁고 큰 측정장비를 점진적으로 소형화시키면서, 인터넷을 적극 활용한 클라우드 기반의 측정 장비들이 선보여질 것입니다.

일례로 기존 환경부 인증 장비 중 무겁고 큰 오존측정장비가 소형화되어 일선에 널리 쓰이고 있는 것입니다. 또한 하나의 작은 기판에 각 측정 항목마다 센서를 부착해서 제조하는 대신, 항목당 다중센서를 부착하여 정확도 향상과 측정신뢰도를 높이려는 노력들을 하고 있습니다.

 

이제 앞으로는 모든 공기질 측정 장비는 보다 정확한 데이타값으로 IOT 기반으로 지구 어디에서나 내 집 안방까지 실시간으로 확인할 수 있는 시대가 올 것입니다. 보다 나아가서는 건물뿐만 아니라 차량, 전철, 기차, 비행기 등 모든 곳에서 공기질을 상시 확인할 수 있을 것입니다. 물론 이러한 모든 것을 하지 않도록 대기질과 공기질을 깨끗하게 하는 것이 더 선행되어야 할 것 입니다. 이상으로 공기질 모니터링에 대해 알아보았습니다.