연도별 연구사업

시화공단 배후지역에서의 VOC 영향조사

1. 연구의 필요성

○ 시화산업단지(498만평)는 수도권 정비를 위해 비 도시형이면서 공해유발업체를 이주시킬 목적으로 조성된 대규모 산업단지로 화학, 피혁, 염색단지, 폐기물처리, 금속산업 등 VOCs 및 악취 유발업체가 다수 밀집되어 있음.
○ 시화산업단지의 배후 주거지역은 공단에서 불과 175m 떨어진 인접지역에 대단위 주거지역이(244만평) 조성됨에 따라 주민들이 대기오염과 악취에 따른 민원이 빈발하여 사회적 문제가 되고 있음.
○ 최근 산업단지내의 급격한 자동차수 증가와 각종 산업체에서의 유기용제 사용량 증가로 인하여 대기중의 VOCs 배출량이 증대되고 있음.
○ 시화공단과 배후지역의 VOC 관한 자료가 부족하고, 대기중 VOCs의 오염 현황에 대한 데이터가 부족한 실정임.
○ VOC의 상시 발생지역에 대한 일과성 조사보다는 지속적이고 연속적인 모니터링이 필요하고, 긴급한 노출사건이 발생하였을 경우 신속한 현장조사와 동시에 실시간 측정 및 분석이 반드시 필요함.
○ 주민들의 실시간 악취 모니터링에 대한 신속한 대응은 악취로 고통받는 시민들에게 문제해결을 위해 노력하는 지자체에 대한 안정감과 신뢰감을 줄 것으로 사료됨.

2. 연구의 목적
본 연구의 연구 목표는 시화공단의 배후 주거지역인 정왕본동, 정왕1동, 정왕 2동, 정왕 3동, 정왕 4동과 시화공단 지역(정왕동) 지역의 악취 및 VOCs의 원인물질에 분석, VOCs 물질의 계절별 변화 그리고 주민들이 느끼는 냄새 종류와 기기분석과의 관계성을 검토하여 악취 개선을 위한 정책 자료로 사용하고자 함.

가. 연구개발의 최종 목표
본 연구의 연구 목표는 시화공단의 배후 주거지역인 정왕본동, 정왕1동, 정왕 2동, 정왕 3동, 정왕 4동과 시화공단 지역(정왕동) 지역의 악취 및 VOCs의 원인물질에 분석, VOCs 물질의 계절별 변화 그리고 주민들이 느끼는 냄새 종류와 기기분석과의 관계성을 검토하여 악취 개선을 위한 정책 자료로 사용하고자 함.

1) 시흥환경기술개발센터의 실시간 주민모니터링에 의한 유비쿼터스 연구사업과 연계하여 악취강도가 3도 이상을 나타내는 날, 악취지역에 즉시 출동하여 열탈착튜브를 이용하여 시료를 채취한 후 분석을 실시하여 악취 원인물질 및 농도를 규명하고 주민들이 들이 악취의 종류와 기기 분석 자료의 상관관계를 조사하고자 한다.(그림 1참조)
- 주거주역에서 2개 시료 채취
- 공단지역에서 2개 시료 채취
2) 연구대상지에 대한 계절(6, 7, 8, 10, 12월)에 대한 VOCs 물질의 변동 조사
(월별 passive sampler 21개 설치, 총 105 개 샘플 분석 예정)
- 본 연구의 목표는 정왕본동, 정왕1동, 정왕2동, 정왕3동, 정왕 4동과 시화공단 지역(정왕동)의 VOCs 농도를 계절별로 측정하여 배후지역의 계절별 VOCs 농도 및 공단의 VOCs가 배후지역에 미치는 영향에 대하여 정확하게 조사하고자함. 또한 계절별 VOCs농도를 비교 분석하고 주민모니터링요원들 에 의한 월간 악취 강도 발현수와 냄새의 종류등과 Passive sampler의 결과 와 비교하고자 한다.
3) 시화반월공단의 악취 및 VOCs 물질을 조사검토하여 악취 및 VOCs 물질 감소를 위한 정책 제안을 하고자 한다.

그림 1. 열탈착튜브를 이용한 샘플링 위치 (4개소)

그림 2. Passive sampler 설치 장소(21개소)

■ 연차별 연구개발 목표 및 내용

구 분	연구개발 목표	연구개발 내용
1차년도 (2007.04 ~ 2008.01)	본 연구의 연구 목표는 시화공단의 배후 주거지역인 정왕본동, 정왕1동, 정왕2동, 정왕3동, 정왕 4동과 시화공단 지역(정왕동) 지역의 악취 및 VOCs의 원인물질에 분석,VOCs 물질의 계절별 변화 그리고 주민들이 느끼는 냄새종류와 기기분석과의 관계성을 검토하여 악취 개선을 위한 정책 자료로 사용하고자 함.	시화공단의 배후 주거지역인 정왕본동, 정왕1동, 정왕2동, 정왕3동, 정왕 4동과 시화공단 지역(정왕동)에 대한 악취 및 VOCs의 원인물질에 분석 및 해결방안 제시 1) 주민 모니터링에 의한 유비쿼터스 연구사업과 연계하여 악취가 2-3도 이상으로 나타나는 날, 지역에 대한 악취물질을 분석하여 자료화함. (열탈착 흡착튜브를 이용한 VOCs분석 : 1회 3-4지역 샘플링하여 분석) 2) 연구대상지에 대한 계절(6, 7, 8, 10, 12월)에 대한 VOCs 물질의 변동 조사 (월별 passive sampler 21개 설치, 총 105 개 샘플 분석 예정) 3) 연구대상지의 계절별 VOCs의 변화를 조사하고 또한 악취 심한 날의 주요원인 물질을 추적하여 유비쿼터스와 연계하여 시화지역의 대기환경개선을 위한 해결 방안을 제시하고자 함.

1. 열탈착 튜브를 이용한 대기분석결과

○ 열탈착 튜브를 이용하여 시화공단 2개소(희망공원과 한국산업기술대 운동장)와 배후지역 2개소(정왕 1동과 정왕 4동)에 대하여 총 9회 샘플링(6월 4일, 7월 3일, 7월 27일, 8월 10일, 8월 23일, 9월 14일, 11월 5일, 11월 7일, 12월 26일) 하여 이중에서 8회 TD-GC-MASS를 사용하여 분석 완료하였고 1회(12월 26일)는 현재 분석중에 있음.
○ 1차 샘플(07년 6월 4일)의 분석결과, 시화공단 지역인 Site 1과 Site 2의 total VOC는 217.61 ppb와 163.60 ppb, 배후지역인 Site 3과 Site 4의 Total VOC는 137.11ppb와 278.90ppb로 나타났음. Site 4의 경우는 톨루엔의 농도가 76.47 ppb로 매우 높게 측정되었음.

○ 2차 샘플(07년 7월 3일)의 분석결과, 시화공단 지역인 Site 1과 Site 2의 Total VOC는 102.93 ppb와 16.50 ppb로 이었으며 배후지역인 Site 3과 Site 4의 Total VOC는 53.56 ppb와 174.66 ppb로 나타났음. 2차 샘플의 경우도 1차와 같이 Site 4의 Total VOC는 174.66 ppb로 공단지역보다도 높게 나타났으며 특히 nonane 14.22 ppb, decane 9.96 ppb, 1,2,3-trimethylbenzene 11.95 ppb, 1,3,5-trimethylbenzene 11.66 ppb,1,2,4-trimethylbenzene 6.26 ppb, p-ethyltoluene 11.66 ppb등 총 65.71 ppb로 매우 높게 측정되었음.

○ 3차 샘플(07년 7월 27일)의 분석결과, 시화공단 지역인 Site 1과 Site 2의 Total VOC는 155.88 ppb와 158.26 ppb 이었으며 배후지역인 Site 3과 Site 4의 Total VOC는 35.35 ppb와 173.52 ppb로 나타났음. 3차 샘플의 경우도 1차, 2차와 같이 Site 4의 Total VOC는 173.52 ppb로 공단지역보다도 높게 나타났음.

○ 4차 샘플(8월 10일)의 분석결과, 시화공단 지역인 Site 1과 Site 2의 Total VOC는 74.52 ppb와 171.80 ppb로 평균 123.16 ppb로 나타남. 배후지역인 Site 3과 Site 4의 Total VOC는 124.03 ppb와 144.66 ppb로 평균 134.35 ppb로 공단과 배후지역이 비슷함(표 15).

○ 5차 샘플(8월 23일)의 분석결과, 시화공단 지역인 Site 1과 Site 2의 Total VOC는 91.87 ppb와 155.66 ppb로 평균 123.77 ppb를 나타남. 배후지역인 Site 3과 Site 4의 Total VOC는 130.03 ppb와 106.25 ppb로 평균 118.14 ppb로 공단지역과 비슷한 수준임(표 16). Dichloropropane, hexadecane, 1-propanol등은 공단보다 오히려 높게 나타남.

○ 6차 샘플(9월 14일)의 분석결과, 시화공단 지역인 Site 1과 Site 2의 Total VOC는 143.08 ppb와 152.46 ppb로 평균 147.77 ppb임. 배후지역인 Site 3과 Site 4의 Total VOC는 51.59 ppb와 119.22 ppb로 평균 85.41 ppb임. Site1-4의 벤젠농도는 7.56-8.82 ppb로 큰 차이를 보이지 않았음(표 17).

○ 7차 샘플(11월 05일)의 분석결과, 시화공단 지역인 Site 1과 Site 2의 Total VOC는 164.97 ppb와 175.69 ppb로 평균 170.33 ppb임. 배후지역인 Site 3과 Site 4의 Total VOC는 176.63 ppb와 152.17 ppb로 평균 164.40 ppb로 공단과 배후지역간에 큰 차이가 없음(표 18).

○ 8차 샘플(11월 07일)의 분석결과, 시화공단 지역인 Site 1과 Site 2의 Total VOC는 298.73 ppb와 187.11 ppb로 평균 242.92 ppb임. 배후지역인 Site 3과 Site 4의 Total VOC는 176.63 ppb와 152.17 ppb로 평균 216.71 ppb로 공단과 배후지역간에 큰 차이가 없음(표 19).

○ 1-8차 실험 결과, 공단지역인 site 1의 total VOCs의 평균은 156.19 ppb, site 2의 평균은 152.27 ppb임. 배후지역인 site 3의 평균은105.64 ppb, site 4의 평균은 173.46 ppb로 site 3 지역이 가장 낮은 total VOCs 농도를 나타냄(표 20).


2. Passive sampler에 이용한 연구 대상지의 VOC 조사

○ 연구 대상지인 시화공단과 배후지역 21개 site (1Km X 1Km 격자망)에 Passive sampler를 설치하여 총 6회 VOCs 분석하였음(4회는 분석완료, 2회는 분석중). VOC 측정 항목은 Benzene, Trichloroethylene, Toluene, Etylbenzene, Xylene, Styrene등 6개 항목임.

○ 6월(6월8일-7월 6일, 28일) 시화공단(Site 1-10)의 월평균 total VOC는 29.70 ppb 이었으며 정왕동 주택지역(Site 11-21)의 월평균 total VOC은 6.765 ppb로 시화공단지역의 VOC는 배후지역의 약 4.4배 수준으로 나타났음(표 21). 공단 지역의 톨루엔 평균농도는 23.946 ppb로 나타났으며 특히 site 3, site 10 지역의 톨루엔 농도가 높게 나타났음(그림 10).

○ 7월(7월 6일 - 8월10일, 35일) 공단지역(Site 1-10)의 월평균 total VOC는 70.06 ppb로 나타났으며 정왕동 주택지역(Site 11-21)의 월평균 total VOC은 39.64 ppb로 6월에 비해 VOCs 농도가 크게 증가한 것으로 나타났음(표 22). 공단지역의 site 3은 41.270 ppb, site 6은 58.887 ppb로 다른 지역에 비해 톨루엔 농도가 높게 나타났음(그림 12).

○ 8월(8월10일-9월10일, 31일) 시화공단(Site 1-10)의 월평균 total VOC는 86.71 ppb, 정왕동 주택지역(Site 11-21)의 월평균 total VOC은 45.89 ppb로 나타남(표 23). 특히 공단지역의 site 3의 톨루엔 농도는 33.07 ppb, site 6은 51.09 ppb로 다른 지역에 비해 농도가 높게 나타남(그림 12).

○ 9월(9월10일-10월10일, 30일) 시화공단(Site 1-10)의 월평균 total VOC는 112.32 ppb, 정왕동 주택지역(Site 11-21)의 월평균 total VOC은 43.18 ppb로 나타남(표 24). 공단지역의 site 3의 톨루엔 농도는 47.60 ppb, site 6은 68.14 ppb로 다른 지역에 비해 계속적으로 높게 나타남(그림 14).

○ 11월(11월 8일-12월 8일, 30일)의 VOCs는 현재 분석중에 있으며 12월(12월8일-1월7일, 30일)의 VOCs 측정은 현재 샘플링중에 있음.


3. 주민모니터링에 악취 감지현황

○ 시흥환경 기술개발센터에서 실시한 주민악취모니터링(2007년 6월 1일 - 12월 24일까지) 결과를 분석한 결과, 악취 강도 5도로 모니터링된 건수는 총 4회임. 악취강도 4의 모니터링 건수는 총 14회로 나타남. 이 들 중에서 1일 2곳 이상의 장소에서 악취강도 4로 모니터링된 것은 없었음. 악취강도 3도로 모니터링된 건수는 총 125회이었으며 이중에서 같은 날 3회 이상 모니터링된 일자는 6월 19일, 9월 3일, 9월 21일, 10월 8일, 10월 30일, 11월 7일등 총 6일로 나타남.

○ 시화공단의 주거지역과 공단지역에서의 월별, 계절별 VOCs 종류 및 농도의 변화를 정확하게 알 수 있어 시흥시 대기 정책 수립에 활용할 수 있음.

○ 실시간 주민에 의한 악취 모니터링 결과, 악취강도 2-3도 이상의 악취현장으로 출동하여 시료를 채취후 분석하기 때문에 발생된 악취 및 VOCs 물질종류 및 농도를 정확하게 규명할 수 있음.

○ VOCs물질의 종류와 농도등을 측정을 통하여 지역의 주요 VOCs 발생공장을 파악할 수 있어 이를 통하여 문제업체를 지도 및 개선 대책을 마련할 수 있음.

○ 공단지역의 VOCs 노출량을 장기적으로 모니터링하여 공단 지역의 VOCs가 주거지역에 미치는지 영향을 파악하여 대책을 마련 할 수 있음.

○ 현재 시흥환경기술개발센터에서 진행 중인 유비쿼터스 사업을 보완하여 악취 자료의 신뢰성을 높일 수 있고 주민들이 느끼는 강도 그리고 냄새의 종류와 기기분석과의 상호관계성을 정립할 수 있음.

○ 악취 문제에 대한 신속한 대응과 원인물질 및 농도의 규명은 악취로 고통받는 시민들에게 악취 문제해결을 위해 노력하는 경기도와 시흥시에 대한 안정감과 신뢰감을 갖게 함.