이산화탄소 실내 탄소

이산화탄소(CO₂)는 눈에 보이지 않는 기체로 사람의 후각으로 감지할 수 있는 냄새가 없습니다.

탄소 원자와 산소 원자 2개로 구성된 실내 CO₂ 는 매우 흔하며 소량일 경우 대부분 무해합니다. 그러나 고농도에서는 CO₂ 는 산소를 대체하여 인체에 해를 끼치거나 사망에 이를 수 있습니다.

신선한 공기로 환기하는 것이 실내 CO를 줄이는 가장 기본적인 방법입니다.₂ 농도를 줄이는 주요 방법입니다. 실내 CO2 축적은 덥거나 오염된 날에 창문과 문을 닫아 환기가 부족하기 때문에 많은 공간에서 특히 문제가 될 수 있습니다.

CO 농도 상승₂ 배출량이 전 세계적으로 증가하면서 실내 CO₂ 수준에도 위협이 되고 있으며, 실외 대기 CO₂ (온실가스)가 실내로 스며들 수 있기 때문입니다. 1990년 이후 CO₂ 배출량은 약 20기가톤에서 2021년에는 약 35기가톤으로 61% 가까이 증가했습니다(그림 1 참조).¹

그림 1: 1990~2021년 전 세계 CO2 배출량(기가톤 단위), 1990년 이후 전체적으로 약 61% 증가. 출처: 국제 에너지 기구(IEA)

CO₂ 배출량은 2020년에 인간 활동의 감소로 인해 거의 6% 감소했습니다. COVID-19 팬데믹, CO₂ 수치는 팬데믹 이전 수준으로 대부분 회복되었으며 2021년에 최소 5% 더 상승할 것으로 예상됩니다.

창문과 문을 열면 일시적으로 실내 이산화탄소를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.₂.

또한, 기계 환기를 통해 실내 이산화탄소를 줄일 수 있습니다.₂. 이는 또한 희석을 통해 휘발성 유기 화합물(VOCs) 미세먼지, 바이러스 및 박테리아와 같은 다른 일반적인 실내 오염 물질을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

실내 CO 모니터링₂ 의 규모를 이해하는 데도 중요합니다.₂ 의 규모와 해당 공간의 다른 대기 오염 물질과의 관계를 파악하고 건강에 미치는 영향을 줄이기 위해서도 중요합니다.

CO에 대해 자세히 알아보세요.₂ 와 실내 환경에 미치는 영향에 대해 자세히 알아보세요:

• 실내 CO의 가장 일반적인 발생원₂
• 허용 가능한 수준과 건강에 해로운 수준의 CO₂
• 의 관계₂ 와 대기 오염의 관계
• 실내 이산화탄소를 효과적으로 모니터링하고 실내 이산화탄소를 줄이는 방법₂

실내 이산화탄소 발생원₂

지금까지 사람의 호흡, 특히 날숨은 실내 이산화탄소의 가장 흔한 배출원입니다.₂.²

흡입은 산소(O2)를 폐와 혈류로 가져와 적혈구가 신체 세포를 지원하기 위해 몸 전체에 산소를 운반합니다. 이산화탄소는 세포가 신진대사를 위해 에너지를 생성하는 데 사용되는 산소의 부산물로 생성됩니다. 적혈구는 이산화탄소를 다시 폐로 운반하여 공기 중으로 다시 내뿜습니다.

날숨이 주요 자연 배출원인 경우, 실내 CO₂ 축적은 주로 방의 크기와 거주자 수라는 두 가지 요인에 의해 결정됩니다.

공간이 작을수록, 그리고 공간에 사람이 많을수록 CO₂ 가 더 빨리 축적될 수 있습니다. 이것이 붐비는 회의실이나 강의실의 공기가 눅눅해지기 시작하고 짧은 시간에도 졸리거나 방향 감각을 잃을 수 있는 이유 중 하나입니다.³

실내 이산화탄소의 다른 일반적인 발생원₂ 의 다른 일반적인 원인은 다음과 같습니다:

• 다음에서 발생하는 연기 스토브 위 불꽃 또는 오븐
• 연기 화재 장소 또는 흡연
• 차고 또는 인근 도로 및 고속도로에서 발생하는 차량 배기가스
• 가스 또는 등유로 구동되는 난방 장치
• 건물 아래 토양에서 분해되는 유기물
• 실외 CO₂ 실내로 스며드는 유기물, 특히 공장과 같은 인근 화석 연료 연소원에서 발생하는 유기물

실내 CO 이해₂ 수준 이해

실내 CO₂ 는 백만분의 1(ppm) 단위로 측정됩니다. ppm이 높을수록 농도가 높은 CO₂ 농도가 높다는 의미입니다.

일반적인 실내 CO₂ 범위는 약 400~1,000ppm이지만 극단적인 경우 40,000ppm까지 올라갈 수 있습니다.⁴

실내 CO의 일시적인 소량 증가₂ 는 일반적으로 인체 건강에 큰 위협이 되지 않습니다. 이러한 짧은 급상승은 공간을 환기하거나 고효율 HVAC 기계식 환기 및 정화 시스템을 사용하여 간단히 해결할 수 있는 경우가 많습니다.

2,000~5,000ppm 이상의 높은 수준에서는 CO₂ 는 주의력과 인지능력을 방해하는 단기적인 증상과 장기 노출로 인한 건강 영향을 유발할 수 있습니다.

정상: 400~1,000ppm
정상 실내 CO₂ 농도는 400~1,000ppm 정도입니다. 이는 공간이 적절하게 환기되고 공기 교환이 지속적으로 이루어지고 있음을 의미합니다.

환기가 잘 되는 공간, 주변 CO 배출원에 노출되지 않은 공간₂ 배출원에 노출되지 않는 환기가 잘 되는 공간(예: 공장이나 혼잡한 고속도로)은 일반적으로 CO₂ 농도가 낮은 편에 속합니다. 환기가 부족하거나 주요 CO₂ 배출원과 가까운 공간은 이 수치가 높아지기 시작할 수 있습니다.

에너지 효율을 높이기 위해 건물 외피를 단단히 설계한 신축 주택, 학교, 사무실 건물은 높은 CO₂ 배출량이 높을 가능성이 높습니다. 실외의 신선한 공기와 공기 교환이 부족하기 때문이죠. 특히 문과 창문이 닫혀 있거나 기계식 환기 및 여과 기술이 불충분할 때 이러한 문제가 발생할 가능성이 높습니다.⁵

경미한 증상: 1,000-2,000ppm
1,000ppm 이상, CO₂ 는 공기 중의 산소가 CO2 분자에 의해 대체되면서 눈에 띄는 증상을 일으키기 시작합니다.⁶

흔히 발생하지만 경미한 증상₂ 로 인한 흔하지만 경미한 증상에는 다음이 포함됩니다:

• 졸음
• 답답한 느낌
• 가벼운 혼란
• 방향 감각 상실

적절한 CO₂ 환기를 적절히 하면 이러한 증상과 기타 유해한 실내 공기 오염 물질의 수치를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그 결과, 일부 입법부에서는 일일 평균 실내 CO₂ 목표치를 이 범위의 하단에서 설정하여 지속적인 환기를 장려하고 있습니다.

이러한 맥락에서 캘리포니아 주 의회는 2020년 말 AB-841을 통과시켰습니다. 다른 요구 사항 중에는 학교 환기 및 여과이 법안은 실내 CO₂ 의 상한선을 캘리포니아 교실의 1,100ppm으로 설정하고 학교가 실내 CO₂ 모니터를 설치하여 이 제한을 준수하도록 했습니다.⁷

보통 증상: 2,000-5,000ppm
2,000ppm 이상, CO₂ 는 다음과 같은 건강 및 인지 장애 증상을 유발할 수 있습니다:

• 두통
• 졸음
• 가슴 답답함
• 심박수 증가
• 주의력 감소
• 집중력 부족
• 메스꺼움

그림 2는 CO₂ 수치와 실내 입자 오염도(녹색) 및 실외 입자 오염도(노란색) 수치를 함께 보여줍니다.

그림 2: CO₂ 수치가 2,000 이상으로 측정되어 실내 CO가 적당히 높은 수준임을 나타냅니다.₂. 출처: IQAir AirVisual Pro

높은 CO₂ 이 범위에서 또한 다음과 관련이 있습니다. 아픈 건물 증후군(SBS).⁸ SBS는 환기가 제대로 되지 않는 건물의 공기 질이 나쁠 때 동반되는 다양한 증상을 말합니다. 환기가 부족하면 실내 공기 오염 물질인 CO₂ 와 같은 오염 물질과 박테리아, 바이러스, 그리고 휘발성 유기 화합물(VOC).⁹

심각하거나 생명을 위협하는 증상: 5,000~40,000ppm
5,000ppm 이상, 높은 실내 CO₂ 로 인한 산소 이동은 눈에 띄고 잠재적으로 생명을 위협할 수 있는 증상을 유발하여 위험을 증가시킵니다:

• 의식 상실
• 시야 흐림
• 발한
• 떨림
• 높은 심박수
• 질식
• 사망

이 정도의 높은 노출 수준에서는 특히 장시간 노출된 후 정상적인 호흡을 할 수 있는 충분한 산소를 공급받기 위해 인공호흡기나 응급 치료가 필요할 수 있습니다.¹⁰

미국 직업안전보건국(OSHA)과 같은 많은 규제 기관에서는 일산화탄소 노출을 방지하기 위해 엄격한 제한을 설정하고 있습니다.₂ 가 5,000ppm을 넘지 않도록 엄격한 제한을 두고 있습니다.¹¹ 정확한 모니터링을 위한 구체적인 샘플링 방법도 시행되는 경우가 많습니다.¹²

대부분의 규정은 CO₂ 를 질식성 가스로 취급하며 작업장에서 8시간 동안 CO2 노출이 5,000ppm을 초과하는 것을 허용하지 않습니다. 규정을 준수하지 않으면 위반 시 벌금형에 처해질 수 있으며, CO로 인해 사람이 중상을 입거나 사망할 경우 징역형까지 선고될 수 있습니다.₂ 에 노출될 수 있습니다.

CO₂ 및 대기 오염

실내 CO와 대기 오염 사이에는 직접적인 상관관계가 없습니다.₂ 와 기타 일반적인 실내 공기 오염 물질(예: 입자상 물질(PM) 또는 휘발성 유기화합물(VOC))과는 직접적인 상관관계가 없습니다.

경우에 따라 실내 CO₂ 는 다른 실내 공기 오염 물질과 반대되는 행동을 보일 수 있습니다. 예를 들어, 오염된 날에 창문을 열면 실내 CO₂ 는 감소하지만 PM10, PM2.5및 기타 실외 대기 오염 물질 실내 공간에 침투합니다.

그러나 높은 수준의 CO₂ 의 실내 농도를 높일 수 있습니다. 환기가 잘 되지 않거나 여과되지 않은 공간에서는 CO₂ 및 기타 실내 공기 오염 물질이 위험한 수준까지 축적되어 다양한 건강상의 영향을 초래할 수 있습니다.¹³

예를 들어, 공유 사무실 공간이나 강의실에서는 숨을 내쉴 때 빠르게 CO₂ 및 감염된 호흡기 에어로졸이 높은 수준으로 빠르게 축적될 수 있습니다. 프린터나 복사기와 같은 일반 가전제품을 사용할 때도 환기나 여과 없이 장시간 공기 중에 남아 있는 PM2.5 및 초미세먼지(UFP)를 생성할 수 있습니다.

공기 중 감염과 관련된 바이러스, 박테리아 및 곰팡이 도 여과되지 않고 환기가 되지 않는 공간에서 더 많이 발생합니다. 기침, 재채기, 호흡, 대화에서 나오는 생물학적 오염물질 에어로졸은 0.003마이크론만큼 작아서 몇 시간 동안 공기 중에 머물러 있을 수 있습니다, 건물 거주자를 감염에 노출시킵니다. 감염에 노출될 수 있습니다.¹⁴

실내 CO 모니터링 방법₂

CO₂ 는 기체이므로 PM을 측정하는 데 사용되는 일반적인 광산란 레이저 센서로는 모니터링할 수 없습니다.

대신 CO₂ 는 적외선(IR) 광선을 사용하는 센서로 측정하는 것이 가장 좋습니다.₂ 분자의 수를 추정하는 센서로 측정하는 것이 가장 좋습니다.

작동 방식은 다음과 같습니다:

1. 주변 공기가 CO₂ 광원, 반사 가스 전지, IR 광 검출기로 구성된 센서 어셈블리를 통과합니다.
2. IR 광선이 CO에 비칩니다.₂ 분자에 비춥니다. CO₂ 분자는 이 빛의 대부분을 흡수합니다.
3. CO에 흡수되지 않은 나머지 빛은₂ 분자에 흡수되지 않은 나머지 빛은 감지기로 전달됩니다.
4. 적외선 광 검출기는 적외선 광원에서 생성된 빛에서 CO가 제거된 후 남은 빛까지 적외선 파장의 변화를 계산합니다.₂ 가 IR 광선을 흡수한 후 남는 것까지 계산합니다.
5. 파장의 변화는 CO의 농도를 나타냅니다.₂의 농도를 나타내며, 이는 ppm 수치로 변환됩니다.

독립형 CO₂ 센서는 실내 CO₂ 를 감지하고 기본 CO₂ 모니터링 요건을 충족할 수 있습니다. 미국 화학 학회에서 발표한 2021년 연구에 따르면 실내 CO₂ 수치는 같은 공간에서 감염성 에어로졸에 노출될 상대적 위험을 나타내는 데 도움이 되는 하나의 도구가 될 수 있다고 합니다.¹⁵

그러나 기본적인 CO₂ 센서는 건물 거주자의 건강을 위협하는 다른 대기 오염 물질에 대한 중요한 데이터를 제공하지 않습니다.

An 공기질 모니터 PM과 CO를 모두 측정하는₂ 는 실내 공기질에 대한 가장 유용한 정보를 제공합니다. 환기 및 여과 이 이러한 오염 물질에 미치는 영향을 포함하여 실내 공기질에 대한 가장 유용한 그림을 제공합니다. 온도와 습도를 측정하면 대기 조건이 실내 미세먼지 및 CO 농도에 미치는 영향에 대한 이해도를 높일 수 있습니다.₂.

요점

1,000ppm 미만, 실내 CO₂ 는 주요 대기질 문제가 아닙니다.

하지만 실내 CO₂ 농도가 1,000ppm을 넘으면 집중력과 인지 능력이 저하되고 점점 더 높은 수준에서 해를 끼칠 수 있습니다. 이는 미세먼지와 같은 대기 오염 물질과 공기 중 감염이 이미 심각한 문제로 대두되고 있는 직장과 교실에서 생산성, 학업 성취도, 건강에 큰 비용을 초래할 수 있습니다.

신선한 실외 공기로 환기하는 것은 실내 이산화탄소를 줄이기 위한 기본 솔루션입니다.₂. 실외 공기가 오염되었거나 날씨가 극심한 경우, 기계식 환기 및 여과 장치를 사용하면 CO₂ 및 기타 실내 공기 오염 물질을 줄여 건물 거주자의 건강과 업무 수행 능력에 영향을 줄 수 있습니다.