서울의 지하철은 1974년 1호선이 개통된 이래로 현재 8개 노선 262개 역사가 개통/운행되고 있으며 약 40%의 수송 분담율을 담당하고 있다. 이는 건설중이거나 검토 중에 있는 지하역사를 고려할 때 계속해서 증가할 것으로 예상된다. 이와 같은 높은 수송분담율은 지하철 이용승객이 늘고 있으며 동시에 이용승객이 지하철을 이용하는 동안 지하철 시스템내의 실내공기환경에 노출되는 시간이 길어지고 있음을 의미한다. 최근에 수행된 연구결과에 의하면 지하철 시스템내의 공기질, 특히 지하역사내의 공기질은 역사내부의 여러 가지 영향인자들에 의해 밀집되는 것으로 판단된다. (중략)
최근 미세먼지가 사회적 이슈가 됨에 따라 지하철 시스템의 공기 질에도 많은 관심이 쏠리고 있다. 지하철 미세먼지는 지상과 달리 폐쇄적인 환경이라는 특징이 있는데, 이로 인해 발생 및 유입된 미세먼지는 지하철 시스템에 축적된다. 지하철 미세먼지의 대부분을 차지하는 미세마모입자들은 철 성분을 주축으로 다양한 중금속 성분을 포함하므로 인체에 해롭다. 본 기고문에서는 이러한 지하철 미세먼지 및 미세마모입자에 대한 기본 지식과 미세마모입자의 주된 발생원인 휠-레일 접촉 미세먼지발생 연구에 대해 소개하고자 한다. 연구 결과들은 지하철 공기 질 향상을 위해 미세마모입자 발생 저감에 기여할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 하루에 수백만 명이 이용하는 지하철 역사내의 환경 관리를 유비쿼터스(Ubiquitous) 기술을 적용하여 실질적이고 효과적으로 실행하는 방안을 제안하고자 한다. 지하철 역사는 지하라는 특수한 환경이기 때문에 외부의 신선한 공기를 유입하여 역사내의 공기질을 쾌적하게 유지해야할 필요가 있다. 또한 실내 공기질을 오염시키는 환경가스나 미세먼지 등의 오염도에 대해서도 지속적으로 감시하여야 한다. 이를 위해 설치가 간편하고 소형의 측정 장치를 지하역사내의 주요 지점에 설치하여 오염물질을 측정하고 그 결과 데이터를 모으는 집중기(Collector)를 운영하여 최종적으로 측정 데이터를 중앙 서버까지 전송할 수 있다면 지하철 관리자에 의한 지하역사내의 오염물질을 효과적으로 관리 감독하는 종합적인 지하철 환경 관리시스템의 운영이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 비분산적외선(NDIR) 방식의 CO$_2$센서를 이용하여 무선 센서 네트워크 기반의 지하 공기질 모니터링 시스템을 구현하고 실제 지하철 승강장에 설치한 후 성능평가를 수행하였다. 서울 지하철은 하루 650만 명이 이용하는 대표적인 대중교통 수단이다. 따라서 승객뿐만 아니라 지하철 역사의 지하 공간에서 근무하는 많은 근로자들의 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 지하철 역사의 공기질 모니터링에 대한 요구가 매우 높아졌다. 현재 이런 요구를 충족하기 위해 환경부와 지하철 운영기관 측에서는 지하철역 공기질 모니터링 시스템을 일부 설치 운영 중이다. 그러나 고가의 수입 센서 이용으로 장비의 규모가 크고 설치 및 상시 운영에 따른 유지보수 비용이 큰 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 저비용으로 CO$_2$ 농도를 상대적으로 정밀하게 측정할 수 있는 상용화된 CO$_2$ 센서에 대해 이론적으로 분석하고 신뢰성 검증 테스트를 수행하였다. 또한 무선 공기질 측정 센서 노드 및 게이트웨이 시스템을 개발하여 지하철 승강장의 실시간 공기질 데이터를 주기적으로 수집할 수 있고, 효율적으로 모니터링 할 수 있는 웹서버를 구축하였다. 본 연구 결과는 향후 지하 공간 공기질 관리 시스템의 확산 설치를 위하여 기초 연구 자료로 활용될 것이다.
수년간 고농도 미세먼지 발생으로 인한 실내공기질 관리방안에 관한 논의가 계속되고 있다. 특히, 시민들이 하루에 1.75시간 이상 지하철 및 버스 등의 대중교통 내에서 머물고 있는 것으로 발표되고 있어 환경부에서는 2019년 대중교통에서의 공기질 관리 방안을 강화하는 것으로 발표한 바 있다. 최근 철도차량 등의 대중교통 차량에서 공기질 개선장치가 도입되고 있는 추세이긴 하나, 대부분의 기존 대중교통차량에서는 공기질 개선장치가 적용되어 있지 않고 대기질이 나쁨인 경우 실내 환기가 어려워 이용 시민들의 건강을 해칠 수 있는 상황이다. 이러한 상황에서 강화되는 실내공기질관리법을 만족하기 위해서는 다양한 대중교통 차량에서의 공기질 관리기술을 토대로 신규차량 뿐만 아니라 기존차량에서 적용할 수 있는 실제적인 논의가 필요하다. 본 기고문에서는 대중교통에서의 공기질 현황을 알아보고 효율적인 공기질개선을 위한 미세먼지 및 이산화탄소 저감에 관한 연구동향을 정리하고자 한다.
최근 인구 증대 및 도시 집중화에 따른 지상공간 부족의 대안 및 택지 이용도 효율 방안으로 지하공간 개발의 필요성이 증대되고 있다 특히 날로 증대되고 있는 지하공간에서의 문제점으로 설계 및 용도에 적합한 환기 시스템의 도입 및 운영의 미흡으로 공기질 악화 현상과 국민 보건상의 문제로 노출되고 있는 실정이다. 환기시스템은 일상적 공간환기는 물론 화재시의 배연기능을 포함한다. 따라서, 정상적인 작동(일반 환기)과는 별도로 비정상 환경(화재시의 배연)에서의 중요성이 인식되고 있다. 따라서, 시스템 설계 오류는 화재발생시 중대한 인명피해로 연결됨으로서 그 중요성은 아무리 강조하여도 지나침이 없다 이미 미국, 일본, 노르웨이 등의 선진 외국에서는 지하공간의 최적환경 개선은 국민 삶의 질 향상이라는 관점 하에 꾸준히 진행되어오고 있다. $^{(1~3)}$ 우리나라에서도 서울1기 지하철을 시작으로 교통난의 해소를 위하여 2005년까지 총연장 60km에 이를 것으로 전망됨에 따라 지하공간의 공기질 개선 및 화재시의 배연설비의 최적화가 요구된다.(중략)
서울시 지하철은 1974년 1호선을 시작으로 현재 8호선까지 운행되고 있으며, 40 %이상의 높은 수송 분담율을 기록하고 있다. 또한 이용 승객의 증가와 함에 주변의 지하상가와 역세권을 형성하여, 주요 교통수단 및 서울시민의 중요한 생활공간으로 자리 잡게 되었다(한근혁, 2002). 그러나 서울시 지하철의 지하역사는 실외공간과 달리 공간적 밀폐성으로 공기질 악화문제에 직면하고 있다(환경부, 2002). (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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