도내 어린이활동공간의 환경유해인자 특성 연구

장성국, 오은하, 정종현, 박혜진, 김지우, 김지윤, 최미연, 문지혜, 김경미, 김익산

토양폐기물과

Study on the Characteristics of Environmental Hazardous Factors in Children's Activity Spaces in Jeollanam-do

S. G. Jang, E. H. Oh, J. H. Jeong, H. J. Park, J. U. Kim, J. Y. Kim, M. Y. Choi, J. H. Moon, K. M. Kim, I. S. Kim

Soil and Waste Division

Abstract

This study investigated the presence of heavy metals in indoor finishing materials installed in elementary school classrooms across Jeollanam-do, South Korea. Finishing materials were categorized into paint, vinyl sheets, flooring, and other materials. Heavy metal testing was conducted using both a primary screening test with X-ray fluorescence(XRF) and a secondary confirmatory analysis using inductively coupled plasma optical emission spectrometry(ICP-OES). The XRF screening targeted lead(Pb), cadmium(Cd), mercury(Hg), and chromium(Cr), and samples exceeding regulatory thresholds were subjected to detailed ICP-OES analysis for lead(Pb), which is individually regulated. Paint, vinyl sheets, and flooring materials were widely used in classrooms, with paint showing the highest number of nonconforming cases. The XRF results showed the highest concentrations of Pb in paint samples and elevated levels across all material types. Lead concentrations ranged from low to very high levels across various samples. In the ICP-OES confirmatory tests, nonconforming paints were most frequently found in brown, yellow, and red colors, whereas white and gold paints showed few or no nonconformities. A comparison of Pb concentrations measured by XRF and ICP-OES showed a strong correlation in high-concentration samples, while greater variability was observed in low-concentration samples.

Key words : Indoor finishing materials, Heavy metals, Lead (Pb), XRF screening, Children’s environmental safety

본 연구는 2022년부터 2024년까지 전라남도 22개 시·군의 121개 초등학교, 1,000개 교실을 대상으로 실내마감재의 중금속 오염실태조사를 진행하였다. 초등학교 실내마감재는 도료, 시트지, 바닥재, 기타마감재 등으로 구분하였으며, 중금속 검사는 기본검사(XRF)와 정밀검사(ICP-OES)로 나누어 진행하였다. 기본검사(XRF)로 중금속은 납(Pb), 카드뮴(Cd), 수은(Hg), 크롬(Cr)을 분석하였으며, 기준초과시 정밀검사(ICP-OES)를 통해 기준이 설정된 납(Pb)을 정밀분석(ICP-OES)하였다.

현재 초등학교에서 실내마감재의 사용비율을 살펴보면 도료, 시트지, 바닥재가 고루 사용되고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 실내마감재 중 부적합 마감재의 사용은 2022년에 1,174건 중 109건(9 %), 2023년은 총 1,188건 중 111건(9 %), 2024년은 741건 중 40건(5 %)로 부적율이 전체 조사건수의 5 ~ 9 % 로 상당히 높게 나타난 것을 볼 수 있다. 마감재별로 부적합 건수를 보면 부적합 도료가 가장 많은 부분을 차지했으며 이를 통해 도료의 사용 및 관리가 중요하다는 것을 알 수 있다.

기분검사(XRF) 결과를 분석해 본 결과 납(Pb)은 도료에서 최고농도를 보였으며, 전체적으로 모든 마감재에서 높은 결과를 보였다. 카드뮴(Cd)과 수은(Hg)은 전체적으로 모든 마감재에서 낮은 농도 수준으로 나타났다. 크롬(Cr)은 도료와 시트지에서 높은 농도를 보였다. 이러한 결과로 도료중에서 중금속의 농도를 5개 구간으로 구분하여 살펴보았다. 납(Pb)은 저농도에서 고농도까지 넓은 구간에서 검출되었으며 고농도에서 17 %가 검출되었다. 카드뮴(Cd)과 수은(Hg)은 대부분 검출되지 않은 것으로 나타났다. 크롬(Cr)은 100 ~ 999 mg/kg 구간에서 가장 많이 검출되었으나, 기본검사(XRF)에서는 총량기준(Cr3+ + Cr6+)으로 검출되므로, 정밀검사(UV-Vis)를 통해 6가크롬(Cr6+)을 별도 확인할 필요가 있다. 이러한 결과를 통해 어린이활동공간에 설치된 도료 중에는 납(Pb)과 크롬(Cr)의 오염이 높을 가능성 있다는 것을 알 수 있다.

정밀검사(ICP-OES)를 통해 부적합 판정을 받은 도료를 색상과 농도로 구분하였을 때 갈색, 노랑, 빨강 도료에서 부적합 건수가 높게 나타났다. 흰색과 금색은 상대적으로 부적합 사례가 적거나 없었으며, 이는 해당 색상에 포함된 안료 성분에 납(Pb)과 크롬(Cr) 등 중금속 성분이 적게 포함되어 있었기 때문으로 분석된다. 이러한 결과로 향후 어린이 활동공간에 대한 도료 사용시 색상에 대한 관리가 필요할 것으로 판단된다.

기본검사(XRF)를 통해 측정한 납(Pb) 분석값과 정밀검사(ICP-OES)를 통한 분석값이 전반적으로 일치함을 보여준다. 특히 1,000 mg/kg 이상의 고농도 영역에서 두 분석간의 일치도가 매우 높게 나타났다. 반면, 저농도 영역에서는 상대적으로 변동성이 커 일부 오차가 발생할 수 있는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 어린이활동공간에서 실내 마감재 중 중금속 오염을 조사할 때, 기본검사(XRF)로 선별적으로 마감재를 확인하고, 기준 초과시 정밀검사(ICP-OES)를 통해 정량적 신뢰도를 확보하는 현재의 검사체계가 적합하다고 보여진다.