겨울철 오후 새 차 히터 튼 후 환기 필수인 이유

KIST 연구팀, 양성자 전이 질량분석기 통해 연구
신차 실내 휘발성 유기화합물 농도 측정
"환기하면 농도 62% 감소 가능"

겨울철 오후 새 자동차 실내 히터를 틀면 오염 물질 농도가 매우 높아지는 것으로 나타났다. 환기가 필수인 이유다.

차량 실내 자료 이미지. 기사와 관련이 없음.

한국연구재단은 이지원 한국과학기술연구원(KIST) 박사 연구팀이 겨울철 차량의 히터 사용 시 휘발성 유기화합물(VOCs) 방출이 50% 이상 증가함을 확인했다고 29일 밝혔다. 또 이때 차량의 공조 장치를 외기유입 상태로 두는 등 능동적인 환기를 통해 휘발성 유기화합물 농도를 62%까지 감소할 수 있다는 설명이다. 휘발성 유기화합물은 끓는 점이 낮아 대기 중으로 쉽게 증발하는 액체 또는 기체상 유기화합물의 총칭이다. 종류가 매우 다양하며 물질에 따른 위해성 또한 상이하다.

이 박사 연구팀은 겨울철 신차 내부에서 발생하는 휘발성 유기화합물을 실시간으로 측정해 태양광 및 자동차 공조가 차량 내부 공기질에 미치는 영향을 규명했다. 자동차 내부는 집과 학교 등 실내공간보다 좁고, 플라스틱, 유리, 고무 등 다양한 소재로 구성돼 있다. 햇빛과 외기의 영향을 크게 받는 만큼 이를 고려한 소재 및 저감장치 개발이 요구된다.

지난해 국내 자동차 등록 대수는 2500만대를 넘어 국민들의 자동차 이용 시간이 점차 증가하고 있지만, 전기차를 포함한 신차 내부에서 발생하는 휘발성 유기화합물에 대한 연구가 부족한 상황이다. 기존 자동차 내부 공기 질 연구는 대부분 크로마토그래피 방식을 사용해 분석 가능한 물질 수가 적고 실시간 농도 파악이 어려웠다. 크로마토그래피란 적절한 정지상과 이동상을 사용하여 시료들이 섞여 있는 혼합물을 이동속도 차이를 이용해 분리하는 방법이다.

연구팀은 양성자 전이 질량분석기를 이용해 신차 내부에서 발생하는 200여 종의 휘발성 유기화합물을 모니터링하고 태양광 조사, 히터 작동, 외기 유입이 미치는 영향을 체계적으로 규명했다. 양성자 전이 질량분석기(Proton transfer reaction time of flight mass spectrometer)는 낮은 농도의 기체까지 높은 분해능으로 실시간 분석할 수 있는 최신 질량분석기술이다.

신차 내부 및 외기 공기 측정 방법(왼쪽), 외기와 내기의 평균 질량스펙트럼 및 하루동안 총 이온의 변화 양상. 그림출처=KIST

신차 내부와 외기를 동 시간 비교 측정한 결과 차량 내부 휘발성 유기화합물의 농도가 외기보다 두 배 이상 높았으며, 태양광 노출이 증가하는 오후 시간대의 농도는 오전 보다 두 배 이상 증가했다. 또 히터 사용 시 휘발성 유기화합물의 농도가 50% 이상 급증했으며, 공조기를 통해 외기가 유입되는 경우 즉각적으로 농도가 50% 내외로 감소하는 것을 확인하였다.

이 박사는 “이번 연구는 신차 내부에서 발생하는 다양한 종류의 휘발성 유기화합물을 실시간으로 측정해 상황에 따른 특성을 규명했다는 데 의의가 있다”라며 “이를 토대로 차량 내부에서 발생하는 물질을 저감시키고 깨끗한 환경을 유지할 수 있는 다양한 기술개발의 토대가 마련되길 기대한다”라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 지난달 7일 환경 분야 국제학술지 ‘해저더스 머티어리얼즈(Journal of Hazardous Materials)’에 게재됐다.