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| (사진 왼쪽부터) 전구체 센서, 라돈차단막, 전구체필터 현장 적용 모습, 라돈차단도료 |
지하철 이용객의 초·미세먼지 노출 저감을 목표로 한국철도기술연구원(연구책임 박덕신 박사)을 중심으로 ‘인공지능 기반 지하철 이용객의 초·미세먼지 노출 저감기술 개발’ 과제가 한창이다.
특히, 이 과제에는 환경보건 분야에서 국내 최고의 기술력을 보유한 ㈜EHS기술연구소가 ‘지하철 (초)미세먼지 전구체 저감기술 개발’ 연구에 참여해 ‘초미세먼지 전구체 필터’를 비롯한 ‘IoT 기반 실내 공기질 센서’, ‘라돈 차단 도료’ 등 혁신기술들을 선보이며 이목을 집중시키고 있다.
‘실내 공기질 센서’ 전구체 농도 실시간 감시 모니터링
라돈 차단막 92.7% 라돈차단 도료 76.8% 효율성 보여
초·미세먼지 전구체는 대표적으로 라돈(Rn), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 휘발성유기화합물(VOCs) 등으로, 전구체가 대기 중의 수분이나 산소, 암모늄, 에어로졸 등과 반응할 경우 초·미세먼지가 생성된다.
따라서 전구체 유형에 따라 복합적인 저감 방안 적용이 필요한 것으로 알려져 있다.
이에 이 연구에서는 지하철 터널 내 초·미세먼지 전구체 발생원인 규명과 함께 초·미세먼지 전구체를 획기적으로 저감할 수 있는 기술 개발에 매진하고 있다.
‘전구체 분석과 발생요인 파악’ 부문에서는 초·미세먼지 전구체인 Rn, VOCs, NOx, SOx 등을 성질별로 구분해 지하철 터널 내 농도 모니터링을 통해 발생요인을 규명하고, 이를 기반으로 지하철 초·미세먼지 전구체 저감기술개발 연구를 수행하고 있다.
이 연구에서는 터널 벽면과 외기 등을 통해 유입되는 전구체별 저감 방안을 제시하는 한편, 전구체 저감시스템을 개발하고 있다.
또한, IoT기술을 접목해 실시간으로 감시할 수 있는 기술 개발 연구도 병행했다. 이 연구에서는 전구체의 변동추이 정보를 관리자에게 제공할 수 있도록 측정모듈을 탑재한 감시 시스템을 구축하고 있다.
한편, 이 같은 연구를 통해 EHS기술연구소에서는 현재 전구체 농도를 감시, 모니터링 할 수 있는 ‘IoT 기반 실내 공기질 센서’와 ‘초·미세먼지 전구체 필터’, ‘라돈 차단 도료’ 개발에 성공했다.
‘IoT 기반 실내공기질 센서’는 전구체 농도를 실시간으로 감시, 모니터링 할 수 있는 센서로, 특히, NO2, SO2, VOCs, Rn은 물론 초·미세먼지 센싱이 모두 가능하다.
연구팀의 실험 결과, NO2, SO2, VOCs, Rn 등의 센싱 평균 정확도가 66.1%로 나타났다. 현재 80% 이상의 정확도 달성을 위해 최종 보정 연구를 수행하고 있다.
‘라돈차단막’과 ‘라돈차단도료’는 벽면과 천장에서 방출되는 라돈가스를 차단하는 기술들로, 4차년도 연구가 종료된 현재 철도 터널 현장시험에서 라돈차단막은 92.7%, 라돈차단도료는 76.8%의 효율을 보였다.
‘초·미세먼지 전구체 필터’는 가스상 전구체인 NO2, SO2, VOCs 저감을 위한 외부 급기구 필터로, 기존 공조장치만으로 제거가 어려운 도시철도 내 전구체를 제거할 수 있다.
연구팀은 지하철 급기구조를 고려해 공조기 전처리필터와 최종 급기구 말단부 필터 2종으로 구성했다. 실제 지하철 역사에서 현장시험을 진행한 결과, 평균 56%의 전구체가 저감되는 것으로 나타났다.
㈜EHS기술연구소는...
지난 2005년 첫 발을 내딛은 ㈜EHS기술연구소는 환경(Environment), 보건(Health), 안전(Safety) 분야의 유해성 진단부터 평가, 환경개선에 이르기까지 원스톱 솔루션을 제공하는 포괄적 연구기관으로 최첨단 장비와 환경보건 분야 최고의 전문가들로 구성돼 있다.
현재 실내 공기질 진단과 컨설팅을 비롯해 1군 발암물질인 라돈 가스 저감 기술, 환경유해 물질 감시와 최소화 기술 등을 개발·제공하며, 국민들의 쾌적하고 안전한 생활환경을 보장하기 위해 구슬땀을 흘리고 있다.
또한, 영·유아와 어르신과 같은 사회취약계층 실내 공기질 개선 사업을 통해 환경성 질환을 예방하고, 지역사회와 함께 성장하며 사회적 가치 창출을 위해서도 역량을 집중시키고 있다.
특히, 다양한 국책연구개발과제와 라돈저감 연구개발을 수행하며, 환경부 장관표창을 2차례나 수상하는 등 실내공기질 분야 대표기업으로 인정받고 있다.
EHS기술연구소는 현재 실내공기질 진단·시설개선, 라돈 안전진단과 저감시공, 연구개발 등의 사업을 전개하고 있다.
‘실내공기질’ 분야에서는 관련 자격을 보유한 전문가가 최신의 첨단 법적 측정 장비로 다중이용시설과 신축공동주택을 대상으로 쾌적한 실내 공기질 유지를 위한 측정 대행 사업을 수행하고 있다.
‘라돈’ 분야에서는 라돈으로부터 안전한 생활 보장을 위해 오래된 건물의 지하 또는 1층에 라돈의 유입은 물론 건축자재의 라돈 방출 여부를 정밀 진단하고, 그에 따른 결과를 통해 적용 가능한 공법을 제시하고 있다. 시공 전후 효과성 분석도 수행하고 있다.
특히, 한국환경산업기술원의 지원 아래 수행한 ‘라돈차단소재 및 시스템 개발’ 과제를 통해 ‘라돈쉴드(차단막)’, ‘라돈트랩(탈기조)’, ‘라돈벤트(차단매트)’ 등 혁신적인 기술들을 개발하고, 고객들에게 제공하고 있다.
라돈쉴드는 라돈과 유해가스가 투과하지 않는 특수 재질 시트로, 건축물 바닥재나 내장재로 사용 가능하고, 건축물 바닥에 시공할 경우 토양의 균열을 통해 지면으로부터 방출된 라돈이 실내로 유입되는 것을 90% 이상 차단할 수 있다.
라돈벤트는 판구조의 패널을 이용해 건물 하부에 라돈 가스가 이동할 수 있는 공간을 만들고 외부로 배출시켜 실내로 유입되는 라돈을 차단하는 특화된 라돈매트다.
라돈트랩은 라돈 저감 시공이 어려운 건축물 주변 토양에 라돈트랩을 설치하고, 압력차를 이용해 토양에 존재하는 라돈 가스를 모아 외부로 배출시켜 실내로 유입되는 라돈을 차단, 안전한 실내환경을 조성할 수 있는 기술이다.
한편, EHS기술연구소는 안전한 실내환경 조성을 위한 다양한 연구개발에도 박차를 가하고 있다.
현재 환경, 산업보건 관련, 석·박사, 기술사 자격 보유자를 중심으로 환경부를 비롯한 한국환경공단, 국토교통부, 질병관리청, 한국환경산업기술원 등에서 발주하는 연구 과제를 수행하며, 정확한 조사와 분석을 기반으로 기술 실증화와 사업화를 성공적으로 수행해 나가고 있다.
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“지하철 초·미세먼지 농도 5% 이상을 줄여라”
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| 이동현 대표 |
㈜EHS기술연구소 이동현 대표는 “초·미세먼지의 원인이 되는 2차 생성 전구물질을 감시, 저감함으로써 보다 효율적이고 근원적인 미세먼지 문제 해결이 가능하다는 점에 착안해 이번 연구를 시작했다”고 밝혔다.
이어 “특히, 이번 연구는 실내 환경에서 전구체를 포함한 미세먼지로 인해 건강에 큰 영향을 받는 민감·취약계층과 불특정 다수의 국민이 광범위하게 노출되는 지하철과 같은 대중교통에서의 공기질 오염물질 통합관리기술 개발이라는 측면에서 의미가 크다”고 말했다.
현재 EHS기술연구소에서는 지하철의 초·미세먼지 농도를 5% 이상 저감할 수 있는 전구체 저감 기술 개발에 역량을 집중시키고 있다.
그동안의 연구를 통해 전구체 농도를 실시간으로 감시할 수 있는 IoT 기반 실내공기질 센서를 비롯해 라돈차단막과 차단도료, 초,미세먼지 전구체 필터 등을 개발하며, 앞선 기술력을 자랑하고 있다.
라돈 차폐 ‘손쉽게’ ··· 지하시설 공기질 향상 기여 ‘자긍’
이 대표는 개발기술의 활용방안에 대해 “이 기술들은 국내 대규모 시설은 물론 공공 인프라의 공기질 관리시스템으로 활용할 수 있다”며, “또한, 어린이집을 비롯한 학교, 쇼핑센터 등 다중 이용시설과 실내공기질 관리체계가 미비한 개발도상국의 실내 공기질 통합관리 기술과 연계해 적용도 가능하다”고 밝혔다.
이어 “특히, 터널과 같이 접근이 어렵고 복잡한 공간에서 손쉽게 라돈을 차폐할 수 있어 터널은 물론 도시철도 지하역사 승객이용 구간까지 적용할 경우 지하시설의 공기질 향상에 크게 기여할 것”이라고 전망했다.
한편, EHS기술연구소에 대해 이 대표는 “회사가 태동한 지난 2005년부터 지속적으로 연구개발에 나서며 실내공기질 측정에 대한 탄탄한 기술력과 업력을 보유하고 있다”며, “단순 측정부터 원인 분석, 저감, 모니터링에 이르기까지 전반에 걸쳐 실내공기질 관리에 대한 토탈솔루션을 제공하고 있다”고 소개했다.
이어 “또한, 환경측정과 환경보건 분야의 전문성을 바탕으로 건강을 위협하는 새로운 실내공기질 오염물질을 발 빠르게 파악하고, 지속적인 저감기술개발을 통해 능동적으로 대처해 나가고 있다”고 말했다.
끝으로 이 대표는 “부가가치가 높은 사업을 통해 매출을 향상시키고 이를 다시 연구개발에 재투자해 미래 세대에게 보다 건강한 환경을 물려주기 위해 지속가능한 혁신과 도전을 계속해야한다는 가치 아래 기술개발에 나서고 있다”고 덧붙였다.
