오존 측정과 기준 판정: 0.06 ppm은 어디에 적용되고, 자외선광도법 측정값은 어떻게 판정하나

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오존 측정 기준 판정 개념 그림

오존을 측정하기 전에 어떤 기준이 적용되는지부터 확인한다. 현행 실내공기질 관리법의 다중이용시설 유지기준·권고기준에는 오존이 없다. 0.06 ppm 기준은 학교보건법상 교무실·행정실에 적용되며, 오존을 내는 사무기기가 있는 경우로 한정된다. 측정은 254 nm 부근의 자외선 흡수량을 재는 자외선광도법으로 한다. 기기 검증, 현장 전 영점·스팬 점검, 1시간 측정과 기록 순서로 진행한다. 측정값이 0.06 ppm 이하이면 적합이다. 다만 기준에 가까운 값은 확장불확도 구간이 기준선을 넘는지 보고 재측정 여부를 미리 정한 규칙에 따라 정한다.

목차

먼저 확인할 것: 오존 0.06 ppm은 지금 다중이용시설 권고기준이 아니다

현행 실내공기질 관리법 시행규칙에서 다중이용시설 유지기준(별표 2)은 미세먼지(PM-10), 초미세먼지(PM-2.5), 이산화탄소, 폼알데하이드, 총부유세균, 일산화탄소의 6개 항목이다. 권고기준(별표 3)은 이산화질소, 라돈, 총휘발성유기화합물, 곰팡이의 4개 항목이다. 둘 다 오존은 들어 있지 않다.

그래서 일반 다중이용시설에서는 오존이 법정 정기측정 항목이 아니다. 오존 수치로 기준 충족이나 개선 이행을 확인하는 구조도 실내공기질 관리법에는 없다. 오존 측정이 필요한 경우는 크게 두 가지다.

– 학교: 학교보건법 시행규칙 별표 4의2의 공기질 유지기준에 오존 0.06 ppm이 있다. 적용 장소는 교무실과 행정실이고, 그 안에 오존을 발생시키는 사무기기(복사기 등)가 있는 경우로 한정된다.
– 자율 관리: 복사기·레이저프린터가 많은 사무 공간이나 오존 발생 우려가 있는 장비를 둔 시설이 스스로 관리하는 경우다. 법정 실내 기준이 없으므로 무엇을 참고 기준으로 삼았는지 내부 문서에 밝혀 둔다. 실외 대기환경기준(8시간 평균 0.06 ppm, 1시간 평균 0.1 ppm)을 참고값으로 쓸 수는 있다. 하지만 이것은 실내 법정 기준이 아니다.

아래 표는 적용되는 기준을 한눈에 비교한 것이다. 기준값마다 평균 시간과 적용 대상이 다르므로 측정값을 비교할 때 평균 시간을 맞춰야 한다.

측정 방법: 자외선광도법의 원리와 공정시험기준

오존 측정의 기본 원리는 자외선광도법(UV photometric method)이다. 오존이 254 nm 부근의 자외선을 강하게 흡수하는 성질을 이용한다. 시료 공기가 지나는 셀에서 자외선 흡수량의 변화를 재어 농도를 연속으로 산출한다. 기준 공기의 질과 셀의 온도·압력 보정이 결과에 직접 영향을 준다.

실내공기질 공정시험기준에는 'ES 02903.1 실내 공기 중 오존 측정방법 – 자외선 광도법'이 있다. 환경부고시 제2010-24호 게시본의 목차 기준으로 시료채취시간은 1시간, 측정 횟수는 1회다. 공정시험기준은 이후 여러 차례 개정되었다. 최신 고시는 국립환경과학원고시 제2024-70호다. 실제 측정 전에는 현행 고시 원문에서 해당 항목의 존속 여부와 세부 조건을 직접 확인해야 한다.

학교의 공기질 측정은 교육부 '학교 환경위생 및 식품위생 점검기준'(교육부고시 제2022-20호)과 교육부 매뉴얼을 준용해 직접 하거나, 환경분야 시험·검사 등에 관한 법률에 따른 측정대행업자에게 맡길 수 있다. 측정 시기는 상반기·하반기에 각각 1회 이상이다.

측정기기 사양(측정 범위, 검출한계, 응답시간 등)을 정한 KS 규격과 국립환경과학원 고시의 세부 조항은 이 글에서 원문을 확인하지 못했다. 그래서 수치를 적지 않는다. 기기를 고를 때는 제조사 성적서와 형식승인·정도검사 서류에서 해당 항목을 직접 확인한다.

교정의 기본 구조는 해외 표준 참고문헌에서 확인할 수 있다. 미국 연방규정(40 CFR Part 50 부록 D)은 254 nm 흡수와 Beer-Lambert 법칙에 따른 광도 측정으로 오존 농도를 값매긴다. 1차 표준인 UV 광도계에 이차 표준(transfer standard)을 연결해 소급성을 확보한다. 교정 곡선에는 영점 외에 최소 5개 농도점을 권장한다. 이 규정은 미국 대기 측정용이다. 국내 실내 측정의 의무 요건이 아니라 교정 체계를 이해하는 참고 자료로만 본다.

측정 절차 체크리스트: 기기 검증, 현장 점검, 측정

측정 절차는 세 단계로 나눈다. 각 단계에서 확인한 내용을 그대로 기록부에 남긴다.

1단계, 기기 검증(측정 전 사무실에서)
– 측정기가 자외선광도법 기기인지 확인한다. 반도체식·전기화학식 센서 기반 간이측정기는 공정시험기준 측정을 대신하지 못한다.
– 교정성적서의 교정일, 교정기관, 소급 체계, 교정 불확도를 확인하고 사본을 둔다.
– 오존 스크러버(기준 공기 생성부)와 시료 흡입 필터의 교체 이력을 확인한다.
– 측정대행업자에게 맡기는 경우 대행업자 등록 여부와 장비 목록을 받는다.

2단계, 현장 점검(측정 직전)
– 기기를 켜고 제조사가 정한 예열 시간을 지킨다.
– 영점 공기를 흘려 영점 지시값을 기록한다.
– 스팬 점검이 가능하면 스팬 지시값과 기준값의 차이를 기록한다. 허용 범위는 기기 사양이나 내부 품질관리 규정에 따라 사전에 정해 둔다. 이 글은 일률적인 허용치를 제시하지 않는다.
– 실내 온도·습도와 창문·환기설비 가동 상태를 기록한다.

3단계, 현장 측정
– 측정 장소: 학교는 오존 발생 사무기기가 있는 교무실·행정실이 대상이다. 사무기기 바로 앞보다는 재실자가 머무는 호흡 위치를 대표하는 지점을 고른다.
– 측정 시간: 공정시험기준의 시료채취시간(1시간)을 지키고, 1시간 평균값을 결과로 쓴다.
– 복사기 가동 여부, 출력량, 외기 오존 상황(오존주의보 등)을 함께 기록한다. 실내 오존은 실외에서 들어올 수도 있어서 원인을 구분하는 데 필요하다.
– 측정 종료 후 영점을 다시 확인해 측정 중 표류가 있었는지 기록한다.

측정값 판정: 0.06 ppm 이하이면 적합

학교 교무실·행정실의 오존 유지기준은 0.06 ppm 이하다. 1시간 측정값이 0.06 ppm 이하이면 기준을 충족한다. 기준과 정확히 같은 0.06 ppm도 '이하'에 들어가므로 적합이다.

판정 전에 두 가지를 확인한다. 첫째, 비교 대상의 평균 시간이 맞는가. 실외 대기환경기준의 8시간 평균 0.06 ppm과 학교 유지기준의 0.06 ppm은 숫자는 같지만 근거 법령과 평가 방식이 다르다. 둘째, 측정값의 자릿수와 반올림 규칙을 결과 보고 전에 정한다. 반올림 방식에 따라 경계값의 판정이 달라질 수 있기 때문이다.

기준을 넘으면 학교장은 시설 보완 등 필요한 조치를 하고 교육부장관과 교육감에게 보고해야 한다. 서울특별시교육청보건안전진흥원 안내는 사후조치로 두 가지를 든다. 하나는 창문을 열어 자주 환기하되 외기 오존이 높을 때는 창문을 닫아 유입을 막는 것이다. 다른 하나는 오존 발생 사무기기를 환기가 쉬운 위치로 옮기는 것이다.

기준에 가까운 값: 불확도로 재측정 여부 정하기(가상 계산 예제)

측정값이 0.06 ppm 바로 아래에 있으면 다시 측정했을 때 결론이 바뀔 수 있다. 법령상 판정은 측정값과 기준값을 비교하는 것이다. 다만 시설 관리자는 측정값의 불확도 구간이 기준선을 넘는지 확인해 재측정이나 선제 조치를 할지 내부적으로 정할 수 있다. 아래는 오존 측정에 맞춘 계산 예다. 모든 값은 가상(교육용) 데이터이고 실제 측정 결과가 아니다.

상황(가상): 교무실에서 연속 3회 1시간 평균값 0.055, 0.058, 0.057 ppm을 얻었다. 세 값의 산술평균을 계산해 내부 판단 예시로 쓴다.
– 평균 0.0567 ppm, 표본표준편차(n-1) 0.00153 ppm, 상대표준편차 2.7%다. 연속한 시간대의 값이므로 이 산포에는 기기 반복성뿐 아니라 실제 농도 변동도 섞여 있다.

측정모델(가상): C = (C_지시 − δ_영점) × f_교정 × f_스팬. f_교정과 f_스팬은 기댓값 1인 무차원 보정계수이고, δ_영점은 ppm 단위의 영점 편차다.

불확도 성분(모두 ppm으로 환산):
– 반복 산포: 평균값을 보고하므로 s/√n = 0.00153/√3 = 0.000882 ppm (감도계수 1 ppm/ppm)
– 교정: 성적서 확장불확도 2%(k=2)를 가정하면 표준불확도 1%다. 감도계수 C = 0.0567 ppm을 곱해 0.000567 ppm이 된다.
– 스팬 표류: 내부 관리 범위 ±3%에 직사각형 분포를 가정하면 3%/√3 = 1.73%다. 여기에 0.0567 ppm을 곱해 0.000982 ppm이 된다.
– 영점 표류: ±0.002 ppm에 직사각형 분포를 가정하면 0.002/√3 = 0.001155 ppm이다(감도계수 −1 ppm/ppm, 제곱합에서는 부호 무관).

합성표준불확도는 √(0.000882² + 0.000567² + 0.000982² + 0.001155²) = 0.00184 ppm이다. 포함인자 k=2를 적용한 확장불확도는 0.0037 ppm이다. k=2는 정규분포에 가까울 때 약 95% 신뢰수준에 해당하는 관례적 값이며, 정확히 95%를 보장하지는 않는다.

결과는 0.0567 ± 0.0037 ppm, 즉 0.0530~0.0604 ppm이다. 측정값 자체는 0.06 ppm 이하라 적합이다. 그러나 구간 상단이 기준선을 넘으므로 다시 측정하면 초과가 나올 가능성을 배제할 수 없다.

이 경우 어떻게 할지는 측정 전에 정한 결정규칙에 따른다. 가드밴드 없이 측정값만 보는 규칙이면 적합으로 기록하고 끝낸다. 가드밴드를 두는 규칙이면 '경계 구간'으로 분류한다. 그다음 복사기 사용이 많은 시간대에 재측정하거나 사무기기 배치·환기 조치를 먼저 한다. 오존 특화 판단 포인트는 세 가지다. 영점 표류 성분이 크면 측정 전후 영점 점검을 강화한다. 외기 오존이 높은 날이면 실외 측정소 값과 함께 기록해 실내 발생원인지 유입인지 구분한다. 스팬 점검 결과가 관리 범위 끝에 가까우면 재측정 전에 기기 점검부터 한다. 경계선 판정의 일반 절차(결정규칙·가드밴드 설정)는 이 사이트의 경계선 판정 글에서 다룬다.

기록에 남길 항목

오존 측정 기록에는 측정값만 남기지 않는다. 판정을 다시 따져볼 수 있도록 근거를 함께 남긴다.
– 측정 방법: 자외선광도법, 적용한 공정시험기준 고시 번호, 측정기 모델·일련번호
– 기기 검증: 교정성적서 번호·교정일·교정 불확도, 측정 전후 영점·스팬 지시값
– 현장 조건: 측정 장소와 지점, 측정 시각, 사무기기 가동 상황, 환기 상태, 외기 오존 상황
– 경계 구간이면 적용한 결정규칙, 재측정 일정 또는 선제 조치 내용

학교에서 기준을 넘은 경우에는 시설 보완 조치 내용과 보고 일자를 함께 기록한다.

이어서 볼 글: 측정 시 시료 채취 지점은 어떻게 정하나

근거 자료

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