|
석면건축물 실내공기 중 석면 측정방법
1. 공기 중 석면 시료채취 일반사항 1
2. 공기 중 석면 및 섬유상 먼지 농도 측정방법(위상차현미경법) 5
3. 공기 중 석면 측정방법(투과전자현미경법) 28
석면건축물 실내공기 중 석면 측정방법 |
공기 중 석면 시료채취 일반사항 |
(indoor air sampling and evaluation method) |
목적
이 시험기준은 석면안전관리법 제22조제2항, 동법 시행령 제33조제1항제3호, 동법 시행규칙 제28조제3항 및 제4항에 의거 석면건축물 실내공기 중 석면을 측정함에 있어서 측정의 정확성 및 통일을 유지하기 위하여 필요한 제반사항에 대한 규정을 정함을 목적으로 한다.
시료채취지점 선정 및 조건
시료채취지점 수
시료채취장소 및 지점 수는 측정하려는 대상 시설의 구조와 용도, 예상되는 오염물질 발생원의 분포 및 발생강도, 환기설비의 설치위치와 운용패턴, 시설의 이용 빈도 및 특성 등을 사전에 충분히 고려하여 다음과 같이 결정한다.
(1) 대상 시설이 여러 개의 동과 층으로 구성되어 있는 경우, 시설의 용도 및 사용목적을 대표할 수 있는 기준 동과 층을 위주로 하여 측정지점을 선정한다. 건물의 용도와 사용목적의 중요도에 따라 여러 개의 동과 층에서 측정지점을 선정할 수 있다.
(2) 대상 시설의 동일 층 내에서도 시설의 구조특성과 용도가 달라서 공기 중 석면농도가 명확히 다를 것으로 예상되는 경우에는 공간을 구분하여 측정지점을 별도로 선정할 수 있다.
(3) 대상 시설의 최소측정지점 수는 건물의 규모와 용도에 따라 결정한다(표 1).
석면자재면적(m2) | 최소 시료채취지점 수 |
500 이하 | 3 |
500 초과 ∼ 1,000 이하 | 4 |
1,000 초과 ∼ 2,000 이하 | 5 |
2,000 이상 | 6 |
※ 분무재 또는 내화피복재 사용위치에 대해서는 전수 측정을 원칙으로 한다.
※ 실내외 공기는 침기와 환기 절차에 의해 상시 교환이 일어나기 때문에 실외공기를 동시에 측정해서 실내공기측정값 검토 시 활용할 수 있다. 따라서 필요시에는 대상시설 건축물로부터 최소 1 m 이상 떨어져서 실외공기시료를 채취해야 하며, 시료채취당시의 온도, 습도, 풍속 등 물리적 환경인자에 관한 정보를 기록한다.
시료채취위치
시료채취 위치는 환기시설의 위치, 시설 이용자의 다수여부, 석면건축 자재의 분포, 실내기류 분포, 공기질의 대표성 등을 고려하여 다음과 같이 선정한다.
(1) 시료채취 위치는 주변시설 등에 의한 영향과 부착물 등으로 인한 측정 장애가 없고, 대상 시설의 오염도를 대표할 수 있다고 판단되며, 시설을 이용하는 사람이 많은 곳으로 선정한다.
(2) 시료채취지점의 중앙점에서 바닥면으로부터 1.2 ∼ 1.5 m 높이에서 수행한다.
(3) 측정지점에 자연환기구나 기계환기설비의 급배기구가 설치되어 있는 경우에는 급배기구에서 가능한 멀리 떨어진 곳(최소한 1 m 이상)에서 채취하며, 다수의 환기 및 급배기구가 존재할 경우는 인접한 환기구 설치지점의 중간지점을 채취지점으로 한다.
(4) 시료채취위치의 예는 표 2에 나타내었다.
대상시설 | 시료채취위치의 예 | 비고 | |
공공건축물 | 사무실, 복도, 로비 등 주요활동공간 | ||
다중이용시설** | 지하역사 | 승강장, 대합실, 연결통로 등 | 환승역사의 경우 점포가 있는 연결통로(승강장은 반드시 포함) |
지하도 상가 | 주 보행공간 등 | ||
철도역사․여객자동차터미널․항만시설의 대합실, 공항시설의 여객터미널 | 대합실, 승강장 등 | 승강장이 외기에 노출되어 있을 경우, 대합실만 해당 | |
도서관 | 주 열람실, 개방형 서고 등 | ||
박물관 및 미술관 | 주 관람 및 전시실 등 | ||
의료기관 | 로비, 대기공간 등 | ||
산후조리원 | 로비, 대기공간 등 | ||
노인요양시설 | 침실, 휴식공간, 식당, 강당, 로비 등 | ||
어린이집 | 보육실, 놀이공간, 식당, 로비 등 | ||
대규모 점포 | 층별 주요 활용공간 | 지하층이 있을 경우, 지하층 1개 지점 필히 포함 | |
장례식장 | 로비 등 주요 활용공간 | ||
영화상영관 | 상영관, 대합실 등 | ||
학원 | 강의실, 로비 등 | ||
전시시설 | 주 관람실 및 전시실 등 | ||
인터넷컴퓨터게임시설 제공 영업시설 | 주요 활동공간 | ||
실내주차장 | 층별 주차공간 및 여유공간 | 지하층이 있을 경우, 지하층 1개 지점 필히 포함 | |
기타 건축물*** | 문화 및 집회시설 | 주요 활용공간 | |
의료시설 | 로비, 대기공간 등 | ||
노인 및 어린이시설 | 침실, 휴식공간, 식당, 강당, 로비 등(노인)보육실, 놀이공간, 식당, 로비 등(어린이) |
* 석면안전관리법 시행령 별표1의2 제1호
** 석면안전관리법 시행령 별표1의2 제3호
** 석면안전관리법 시행령 별표1의2 제4호
※ 분무재 또는 내화피복재 사용위치에 대해서는 모든 지역을 측정하는 것을 원칙으로 한다.
시료채취조건
석면건축물에서 시료채취는 해당시설이 실제 운영하고 있는 시간 내에 실제 운영환경에서 실시한다. 자연환기구가 설치되어 있거나 기계환기설비가 가동되는 대상 시설의 경우, 채취지점이 이러한 공기유동경로 및 기류 발생원 주변에 위치하지 않도록 최대한 주의한다. 단, 지하역사 승강장 등 불가피하게 기류가 발생하는 곳에 한해서는 실제조건하에서 시료채취를 수행한다.
※ 황사특보 및 미세먼지 주의·경보 발령 시 석면건축물 실내 공기 시료 채취는 실시하지 않는다.
시료채취 촬영
시료채취위치에 시료채취기구가 설치된 상황을 사진촬영하여 결과보고서에 첨부한다.
석면건축물 실내공기 중 석면 측정방법 |
공기 중 석면 및 섬유상 먼지 농도 측정방법 - 위상차현미경법 |
(determination of the number concentration of airborne asbestos fibers and other fibers in indoor by phase contrast microscope) |
개요
목적
이 시험기준은 실내 공기 중 석면 및 섬유상 먼지의 측정방법을 규정한다.
실내 공기 중 석면 및 섬유상 먼지를 여과지에 채취하여 투명하게 전처리한 후 위상차현미경으로 계수하여 공기 중 석면 및 섬유상 먼지의 수 농도를 측정한다.
적용범위
이 시험기준은 석면건축물 실내 공기 중 석면 및 섬유상 먼지의 농도를 측정하기 위한 주 시험방법으로 사용된다.
이 시험기준의 측정범위는 20 ∼ 1,300 개(섬유수)/mm2 (여과지면적)이며, 방법검출한계는 7 개(섬유수)/mm2 (여과지면적)이다.
이 시험기준은 실내공기 중 석면의 조성이나 특별한 섬유 형태의 특성을 식별하지 못하므로 석면과 섬유상의 먼지를 구분할 수 없다.
이 시험기준에서 사용하는 굴절률은 약 1.45이므로 굴절률이 1.4 ∼ 1.5인 섬유가 존재하는 환경에서 사용하기에 적절하지 않다.
간섭물질
섬유상 형태만을 분석한다면 계수조건에 만족하는 모든 입자들은 간섭물질 일 수 있으며, 체인형태와 같은 입자들도 섬유상처럼 보일 수 있다. 높은 농도의 비 섬유상 입자들의 분석시야의 섬유상형태 계수를 방해 하고 검출 제한을 증가 시킬 수 있다.
용어정의
석면(asbestos)
길고, 얇고, 유연하며 강한 섬유로 쉽게 분리되는 석면형(asbestiform)으로 결정화된 사문석계 또는 각섬석계 규산염 광물, 가장 일반적인 석면 종류(CAS No.)는 백석면 (12001-29-5), 청석면(12001-28-4), 갈석면(12172-73-5), 안소필라이트(77536-67-5), 트레몰라이트(77536-68-6), 악티노라이트(77536-66-4)이다.
섬유(fiber)
먼지입자에 포함. 섬유의 길이 요소는 분석과정 중 적절한 구분에 의하여 정의된다.
위상차현미경(phase contrast microscopy)
굴절률 또는 두께가 부분적으로 다른 무색투명한 물체의 각 부분의 투과광 사이에 생기는 위상차를 화상면에서 명암의 차로 바꾸어 구조를 보기 쉽도록 한 현미경이다.
길이 대 지름 비(aspect ratio)
먼지입자의 길이 대 지름의 비이다.
바탕시료(blank)
분석을 위해 시료와 함께 제출하는 사용하지 않은 여과지이다.
현장바탕시료(field blank)
여과지홀더를 현장에서 다루는 과정에서 오염 여부를 결정하기 위하여 시료채취지점에 가져가서 개폐과정을 거친 후 가져오는 여과지이다.
분석기기 및 기구
여과지
0.45 ∼ 1.2 μm 공극, 25 mm 직경의 셀룰로오스 에스터(MCE, mixed cellulose ester) 재질의 여과지. 일반적으로 0.8 μm 공극의 여과지를 사용한다.
여과지홀더
50 mm 길이의 전도성이 있는 원통형의 집풍기를 포함한 3 조각으로 구성된 25 mm 직경의 개방형 여과지홀더. 여과지를 지지하는 패드(backup pad)가 포함되어 있어야 한다.
펌프
휴대용 배터리로 작동되는 펌프의 경우 연속적으로 선택된 시료채취시간 이상 작동할 수 있도록 충분한 배터리 용량을 가져야 한다. 펌프의 유량은 선택된 시료채취유량 이상 작동할 수 있어야 하며, 유량의 진동이 없어야 한다. 펌프와 여과지홀더를 연결할 수 있어야하며, 연결관은 내압축성과 내누수성이 있어야 한다.
슬라이드글라스
25 × 75 mm 크기의 깨끗한 슬라이드글라스. 슬라이드글라스의 한쪽 끝은 시료명을 적을 수 있도록 표면처리가 되어있어야 한다.
커버글라스
22 × 22 mm 크기, 0.17 mm 두께를 권장한다.
칼
곡선의 칼날을 가진 외과용 메스 #10
핀셋
아세톤증기발생장치
아세톤을 가열하여 아세톤 증기를 발생시키는 장치로 그림 2와 같거나 이와 동등한 성능을 같도록 구성하여야 한다. 또한 상용화된 장치를 사용할 수 있다.
마이크로피펫 혹은 주사기
5 μL 용량의 마이크로 피펫 혹은 100 ∼ 500 μL 용량의 주사기
위상차현미경
접안렌즈는 10 ∼ 12배율, 대물렌즈는 40 ∼ 45배율로 전체배율이 400배를 만족해야한다. 대물렌즈의 치수간극(NA, numerical aperture)은 0.65 ∼ 0.75이어야 한다.
Köehler 또는 peudo-Köehler illumination 적용가능한 광원이어야 한다.
광원 부위 조리개의 크기 조절 및 중앙화 조절이 가능해야 한다.
빛의 파장을 530 nm로 조정할 수 있는 초록색(green) 혹은 푸른색(blue) filter가 장착되어 사용가능해야한다.
아베(abbe) 또는 색지움(achromatic) 위상차 집광렌즈(phase-contrast condenser)가 장착되어야하며, 각 배율에 따른 상집광고리(phase condenser annulus)가 조절 가능해야 한다.
HSE/NPL 시험 슬라이드의 5 블록까지 관찰가능하여야 한다.
월톤-버켓 그래티큘(Walton-beckett graticule)
100 μm 직경의 원형 시야(시야면적 : 0.00785 mm2)를 가진 월톤-버켓 그래티큘(type G-22). 현미경의 접안 렌즈에 삽입하여 사용한다.
HSE/NPL 시험 슬라이드(마크 Ⅱ)
중심망원경(centering telescope) 또는 베르트랑 렌즈(bertland lens)
스테이지 마이크로미터
0.01 mm 눈금간격의 스테이지 마이크로미터
시약 및 표준용액
시약
아세톤
트라이아세틴
래커 또는 네일 바니쉬
시료채취 및 관리
시료채취량 및 측정시간
실내 공기 중 석면 및 섬유상 먼지를 채취하기 위한 최소 공기 채취량은 1,200 L 이다. 시료채취 유량은 5 ∼ 10 L/min으로 한다. 단, 미세먼지(PM10)의 농도가 100 μg/m3 이상의 고농도 환경에서는 많은 양의 공기를 채취하였을 때 현미경을 이용한 석면 및 섬유상 먼지의 분석이 어려울 수 있으므로 공기 채취량 선정에 주의하여야 한다.
시료의 채취
공기 중 석면 및 섬유상 먼지는 바닥으로부터 1.2 ∼ 1.5 m 높이에서 약 45도 각도로 아래로 향하도록 여과지홀더를 설치하고 여과지홀더의 입구를 완전히 개방하여 채취한다. 이용가능한 모든 정보를 동원하여 시료채취 지점 부근, 오염원의 형태 및 위치 등에 대해 기록한다.
시료채취조작은 다음과 같이 한다.
(1) 시료채취용 펌프와 여과지홀더를 공기가 새지 않도록 연결한다.
(2) 펌프의 전원을 켜고 채취시작시간을 기록한다.
(3) 채취종료시간을 기록하고 채취공기량을 구한다.
채취시료의 관리
시료채취가 종료되면 여과지홀더의 뚜껑을 닫아 입구를 막고 탄성이 있는 테이프(혹은 필름)를 이용하여 뚜껑둘레를 감는다. 채취한 시료는 시료가 채취된 여과지면이 위로 향하도록 하여 진동을 최소화하여 실험실로 운반한다.
현장바탕시료(field blank)
현장바탕시료의 수는 분석될 공기 중 시료수의 10 %(최소한 2 개로 함)에 해당하도록 한다. 현장바탕시료는 현장에서 여과지홀더의 입구를 열었다가 닫은 후 다른 시료와 함께 보관, 운반과정을 거쳐 실험실에서 다른 시료의 전처리 과정과 동일한 과정으로 분석한다.
정보보증/정도관리(QA/QC)
위상차현미경의 광학경로 정렬
위상차현미경의 광학경로 정렬은 최적의 Köehler illumination과 위상차(phase contrast condition)을 구현하기 위한 과정이다. 좋은 Köehler illumination을 구현하기 위한 세부 요건은 다음과 같다.
(1) 램프 필라멘트의 이미지가 개구조리개(aperture diaphragm)의 개구부와 대물렌즈의 후방초점면(back focal plane)에서 중심과 초점이 맞아야 하며, 전체 시야에 가득 채워져 보여야 함
(2) 시야조리개(field diaphragm)의 이미지가 표본 및 관찰하는 시야에서 중심과 초점이 맞아야 하며, 관찰하는 시야에 맞게 적절히 개방되어야 함
좋은 Köehler illumination 구현을 위한 세부적인 현미경 조작방법은 각 현미경 제조사의 모델별 매뉴얼에서 제시하고 있으며, 여기서는 일반적인 내용을 기술한다.
(1) 접안렌즈를 조절하여 눈사이거리(interpupillary distance)를 조절한다.
(2) 적당한 표본을 현미경 대물대 위에 올려놓는다.
(3) 집광기(substage condenser)의 회전판(rotating disc)을 돌려서 명시야 상태(집광고리(condenser annulus)가 삽입되지 않은 상태)로 맞춘다.
(4) 시야조리개와 개구조리개를 최대로 개방한다.
(5) 집광기를 최대 높이로 올린다. 일반적으로 표본 아래면의 0.5 ∼ 1 mm 정도 높이, 표본에 닿지 않도록 주의한다.
(6) 40 배 대물렌즈로 표본에 초점을 맞춘다. 낮은 배율인 10 배 대물렌즈로 초점을 맞춘 후 40 배 대물렌즈를 사용하면 보다 쉽게 초점을 맞출 수 있다.
(7) 한쪽 눈으로 관찰하며 디옵터(diopter)를 조절하여 이미지 또는 레티클(reticle)이 가장 또렷하게 관찰되도록 한다.
(8) 시야조리개를 최대한 닫고 집광기의 높이를 조절하여 시야조리개의 개구부 가장자리가 또렷하게 보이도록 초점을 맞춘다.
(9) 집광기 중심조절나사(centering screw)를 조절하여 개구부가 시야의 중앙에 오도록 맞추고 시야조리개를 시야가 개구부에 내접하도록 연다.
(10) 개구조리개의 개구부를 조절하여 적절한 이미지가 관찰되도록 한다. 최대로 연 후 점차 좁혀가며 최상의 이미지를 얻도록 조절한다. 일반적으로 제조사에서 제시하는 적절한 개구 수준에 맞추는 것이 바람직하다.
[주 1] 개구조리개의 개구부가 작아질수록 이미지의 분해능과 밝기는 감소하나 명암은 증가하고, 반대로 개구조리개의 개구부가 커질수록 이미지의 분해능과 밝기는 증가하고 명암은 감소한다. 그러나 개구조리개의 개구부가 작아질수록 위상차현미경의 이미지 결함 중 하나인 후광효과(halo effect)가 커져 이미지의 질이 나빠지므로 주의한다.
(11) 접안렌즈 하나를 제거하고 상중심망원경(phase centering telescope)을 삽입한다.
(12) 집광기의 회전판을 돌려 대물렌즈에 맞는 집광고리를 삽입한다. 대물렌즈에 표기된 것과 같은 집광고리를 삽입한다(일반적으로 40배 대물렌즈는 Ph2로 표기되어 있음).
(13) 집광고리 중심조절나사를 조절하여 집광고리의 이미지(밝은 고리형태의 이미지)와 위상판(phase plate)의 이미지(어두운 고리형태의 이미지)의 중심이 일치하도록 조절한다. 집광고리의 밝은 고리 형태의 이미지가 위상판의 어두운 고리형태의 이미지 내에 포함되어야 한다.
[주 2] 이때 (9)에서 이용한 집광기 중심조절나사를 이용하여 조절하지 않도록 주의한다.
위상차현미경의 분해능 측정
HSE/NPL 시험 슬라이드
표준 HSE/NPL 시험 슬라이드는 영국의 국가 물리 실험실에 의해 생산되고 인증되는 마스터 슬라이드의 동일한 에폭시 복제(1.58의 굴절률을 가진)로 구성된다. 에폭시 복제는 75 mm × 24 mm × 1.2 mm 또는 75 mm × 24 mm × 0.8 mm 치수의 유리 슬라이드 위에 설치되고, 1.49 내외의 굴절률을 가진 다른 수지의 층으로 0.17 mm 두께의 커버글라이스에 의해 덮인다. 시험 대상 물체는 1.58의 굴절률의 매질에서 1.49의 굴절률의 수치로 채워진 길이 8.5 mm 이랑의 7개 블록의 열로 구성된다. 이랑은 V자형이고 높이 대 너비의 비가 약 0.1이 된다. 블록은 20 μm 의 너비차에 의해 분리된다. 4개의 깊은 표시 이랑의 세트는 배열의 양면에 높인다. 그리고 2개의 표시 이랑의 2 세트는 120 μm의 간격으로 차지한다. 사용되는 시험대상의 구역은 이러한 표시 이랑에 의해 경계되는 직사각형에 의해 윤곽이 나타난다. 이 구역은 발견되는 시야의 범위로서 쉽게 위치될 수 있고, 커버글라스 위에 새겨진다. 이것은 그림 4에 나타내었다. 각 블록 내의 융기의 너비 및 시험 대상을 통과하여 지나가는 광선의 최대 경로차와 연관되어 계산된 상 변화(자유도)가 표 1에 나타나 있다.
블록 수 | 이랑 나비(μm) | 시험 슬라이드의 시험 대상을 통과하는 광선1에서 유도되어 계산된 최대 상 변화 |
1 | 1.08 | 6.6 |
2 | 0.77 | 4.7 |
3 | 0.64 | 3.9 |
4 | 0.53 | 3.2 |
5 | 0.44 | 2.7 |
6 | 0.36 | 2.2 |
7 | 0.25 | 1.5 |
1 : 530 nm 파장
분해능 측정방법
시험대상의 블록 Ⅰ을 위치시키고, 슬라이드를 관측 근처 블록으로 옮긴다. 구별 가능한 정밀한 이랑의 블록을 측정한다. 가장 좋은 현미경으로 광학상 대비 기술을 사용할지라도 7 개의 이랑 블록 모두 검출되기는 어렵다. 일반적으로 검출 가능한 수준은 블록 5이다.
접안렌즈 그래티큘의 보정
접안렌즈 그래티큘의 주문 사항 및 교정방법
이 방법에서 설명하는 그래티큘은 G22형의 월톤-버켓 그래티큘(Walton-beckett graticule)이다. 각 그래티큘에 대해, 원형 계수선의(100 μm ± 2 μm)로 요구되는 지름(d), 그래티큘의 요구되는 지름(D) 및 유리판의 전체 지름은 주문 전에 밀리미터 단위를 명시하여야 한다.
다음의 절차는 원형 계수선의 지름(d) 측정을 위한 몇 가지 방법 중 하나이다.
(1) 그래티큘을 접안렌즈에 삽입한다. 그리고 그래티큘 마이크로미터의 초점이 선명하게 되도록 초점을 맞춘다.
(2) 적당한 공극 사이의 거리를 설정한다. 그리고 적용 가능하면 “튜브”의 길이(또한 그에 따른 배율)가 일정하게 되도록 쌍안경 머리를 조정한다.
(3) 40배 상 대물렌즈는 제자리에 놓고, 배율 조절기 위치를 파악하고 기록한다.
(4) 스테이지 마이크로미터를 현미경의 스테이지 위에 놓고 현미경을 눈금선에 초점을 맞춘다.
(5) 스테이지 마이크로미터를 사용하여 원형 계수선의 전체 대상 길이(l0)를 측정한다.
(6) 그래티큘을 현미경으로부터 제거한 다음 실제 원형 계수선의 길이(la)를 측정한다. 이것은 버니어가 부착된 스테이지를 사용하여 측정할 수 있다.
(7) 다음 공식을 사용하여 명시된 지름(d)을 계산한다.
(식 1)
|