기음깨끗한 공기는 건강에 중요하지만, 많은 가정에는 오염 물질이 가득합니다.
세척제, 왁스, 페인트, 바니시와 같은 가정용 제품에는 벤젠과 톨루엔 같은 휘발성 유기 화합물이 함유되어 있는 경우가
많은데, 이는 피부 자극, 눈 손상, 신경 장애 및 암을 유발할 수 있습니다.
가구와 카펫은 또 다른 발암 물질인 포름알데히드를 서서히 방출할 수 있습니다.
이러한 유해 물질의 존재는 실내에서 많은 시간을 보내고 폐가 예민한 어린이들에게 특히
문제가 됩니다.
공기청정기가 도움이 될 수 있지만, 최근에는 실내 식물이 미적인 대안으로 홍보되고 있습니다.
전자상거래 대기업 아마존은 "관리하기 쉬운" 또는 "반려동물 친화적인" 식물과 같은 기존 카테고리 외에도 "공기 정화" 기능이 있다고 설명된 식물을 판매합니다.
하지만 식물이 실제로 얼마나 효과적일까요?
과학자들은 식물이 호흡을 통해 주변 공기의 조성을 변화시키고 이산화탄소를 산소로 바꿀
수 있다는 사실을 오랫동안 알고 있었습니다.
식물이 동시에 오염 물질을 걸러낼 수 있다는 최초의 확실한 증거는 1980년대에 NASA가 작은 플렉시글라스 용기에 담긴 여러 식물을 포름알데히드로 오염된 공기에 노출시킨 실험에서 나타났습니다.
수 시간 동안 진행된 이 실험 결과, 거미식물을 비롯한 여러 식물이 공기 중 독소를 제거하는 데 효과적이라는 결론이 나왔습니다.
추가 연구를 통해 이러한 효과가 어떻게 나타나는지에 대한 더 자세한 그림이 그려졌습니다.
소나무나 주목과 같은 많은 식물은 털이 많거나, 왁스질이거나, 거친 잎을 가지고 있어 오염 물질이 표면에 쉽게 축적됩니다(바로 이러한 이유로 차량 통행이 많은 도로변에 심는 경우가 많습니다). 그러나 일부 식물은 잎에 있는 기공이라는 구멍을 통해 이러한 분자를 조직으로 흡수합니다.
오염 물질을 흡수하는 식물 중 일부는 벤젠이나 포름알데히드와 같은 분자를 분해할 수 있는 효소를 생성합니다.
2017년 EU 내과학 저널 에 발표된 연구 에 따르면 일부 식물은 분해되지 않은 오염 물질을 소량 뿌리로 보내고, 뿌리에 있는 토양 미생물이 이를 먹이로 삼아 분해하는 것으로 나타났습니다.
이러한 뛰어난 능력을 가정 환경에서 활용하는 것은 까다롭습니다.
가장 인기 있는
실내 식물들은 매력적이고 관리가 소홀하거나 학대받아도 잘 견디기 때문에 그 명성을 얻습니다.
따라서 도시 창가에 놓이는 식물들은 대부분 열대 및 아열대 지역이 원산지인 극락조화나 피커스 같은 상록 활엽수입니다.
이러한 식물들은 대체로 기공이 매우 작습니다.
이는 오염 물질 분자가 잎에 침투하여 분해될 가능성이 훨씬 낮다는 것을 의미합니다.
가장 유망한 결과는 식물을 작고 밀폐된 공간에 장시간 노출시키는 등 희박한 실험 조건에서
얻어졌습니다.
일반적인 방에서 식물을 대상으로 진행한 실험에서는 아직까지 의미 있는 효과가 나타나지 않았습니다.
하지만 식물은 다양한 형태로 존재합니다.
수직으로 자란 빽빽한 식물층(일명 살아있는
벽) 위로 공기를 불어넣어 공기를 정화하려는 공기 흐름 시스템은 실제 환경에서 더 유망한 것으로 나타났습니다.
그럼에도 불구하고 공기 질 개선 효과는 미미합니다(한 연구에 따르면 60제곱센티미터의 식물이 사무실의 이산화탄소 농도를 2% 미만으로 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다). 또한 살아있는 벽은 보기에는 좋지만 유지 관리가 쉽지 않습니다.
식물이 가져다주는 다른 많은 이점을 누리고 전기 공기 청정기를 사용하는 것이 더 안전한 선택일 것입니다.■
실내 공기질의 지속 가능한 개선을 위한 식물
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섹션 발췌문
현대의 '병든' 건물에서의 생활: 실내 공기를 '치료'하기 위한 식물 기반 생물 시스템 개발
주거용 및 상업용 건물은 전 세계 총 에너지 소비량의 약 30%를 차지합니다[1]. 최근 에너지 효율 향상을 위한 인센티브로 인해 단열 건물이 개발되었으며, 이러한 건물은 난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템에 필요한 에너지를 줄여줍니다.
그러나 가구, 페인트, 바니시, 왁스, 카펫 등 다양한 실내 발생원과 거주자의 활동으로 인해 잠재적으로 유독한 가스와 미세먼지(PM)가 방출될
수 있습니다.
식물은 자연적이고 지속 가능한 방식으로 실내 공기 오염을 완화할 수 있습니다.
식물은 광합성을 통해 이산화탄소 를 흡수하고 산소 를 방출 함으로써 실내 공기질(IAQ)을 개선할 수 있으며 , 잎의 미세한 기공(기공)을 통해 수증기를 증산시켜 공기 습도를 높일 수 있습니다[6]. 잎의 기체 교환 능력, 즉 실내 공기에서 오염 물질을 흡수하는 능력은 기공 및 엽육 저항과 관련된 물리적 제약에 의해 제한됩니다(그림 1). 식물은 환경 변화에 반응하여 기공의 개폐를 적극적으로 조절합니다.
실내 식물 고르는 방법: 새로운 전략 수립의 필요성
지금까지 실내에서 사용되는 식물은 주로 미적 특징, 우수한 생존력, 낮은 유지 관리 요구 사항을 중시하는 소비자의 선호도를 바탕으로 선택되어 왔습니다.
현재 실내에서 재배되는 대부분의 관상용 식물은 따뜻한 열대 및 아열대 기후의 숲 하층에서 자라는 상록 활엽수입니다.
이러한 식물들은 빽빽한 숲 캐노피 아래에서 잘 자라기 위해 낮은 조도에서도 잎의 광합성 능력을
최적화해 왔습니다[19]. 그러나 그늘에 적응한다는 것은 다음과 같은 점을 의미합니다.
실내 식물의 미생물 군집은 아직 연구되지 않은 분야입니다.
식물은 결코 홀로 존재하지 않습니다.
미생물(박테리아와 곰팡이) 개체군은 지하(즉, 토양 근권)와 지상(즉, 잎 표면(엽권)) 모두에서 식물과 널리 연관되어 있으며, 엽권에서는 10⁶~10⁷ 미생물 세포/cm²라는 놀라운 농도에 도달할 수 있습니다 [ 21 ] . 식물
미생물 군은 비기공 흡착을 통해 대기 오염 물질 제거에 적극적으로 참여할 수 있습니다[22]. 그러나 다양한 미생물 종의 기여도는 서로 다릅니다.
실내 공기 식물 정화의 (재)평가 및 모델링
실내 공기 정화에 적합한 식물 종은 열악한 환경 조건(예: 낮은 광량 또는 최적 생장 온도 이하)에 노출되었을 때 높은 생리적 성능을 보이는 동시에 유해 공기 오염 물질의 농도를 효과적으로 낮출 수 있어야 합니다.
식물이 실내 공기질을 개선할 수 있는 잠재력은 정량적 평가가 주로 작은 공간에서 측정된 고농도 공기 오염 물질의 감소율에 의존하기 때문에 대략적으로만 추정할
수 있습니다.
식물과 공기 정화 기술의 통합: 실내 공기질의 에너지 효율적인 개선을 위한 상생 전략
기존의 공기 정화 기술은 난방, 환기, 공조(HVAC)
시스템과 전기 필터, 자외선(UV) 램프, 광촉매 물질, 연료 전지, 촉매 등을 통합하여 실내 공기질(IAQ)을 개선하는 데 유망한 도구로 여겨집니다.
그러나 이러한 상용 공기 정화 시스템은 잦은 유지보수와 상당한 에너지 소비로 인해 높은 비용이 발생하여 적용에 제약이 따르는 경우가 많습니다.
미래의 건물에서는 이러한 기술 덕분에 실내 공기질을 개선하는 것이 더욱 비용 효율적이고 지속 가능한 방식으로 이루어질 수 있을 것입니다.
결론 및 향후 전망
실내 공기 오염 물질을 정화하는 식물의 능력은 오랫동안 간과되어 왔습니다.
실내 공기 정화에 적합한 식물을 선택할 때는 미적인 특징만을 고려하는 것이 아니라, 공기 중 오염 물질을 흡수하는 능력을 반영하는 명확한 과학적 기준을 따라야 합니다.
실내 식물의 공기 오염 물질 제거 능력은 현실적인 시나리오에서 정량적으로 평가하고, 그 과정 기반 메커니즘을 바탕으로 모델링해야
합니다.
화분에 심은 식물은 실내 공기 질을 개선하지 못한다: 보고된 휘발성 유기화합물 제거 효율에 대한 검토 및 분석
추상적인
화분에 심은 식물은 밀폐된 작은 공간에서 수 시간 또는 수일에 걸쳐 공기 중 휘발성 유기 화합물(VOC)을 제거하는 능력을 보여주었습니다.
이후 화분에 심은 식물이 실내 VOC 농도를 낮출 수 있다는
주장이 제기되었습니다.
이러한 화분 식물 밀폐 공간 연구들은 다양한 측정 지표를 사용하여 결과를 보고했는데, 이러한 지표들은 실내 VOC 부하에 대한 식물의 영향을 직접적으로 파악하는 데에는 적합하지 않은 경우가 많았습니다.
잠재적 영향을 평가하기 위해 발표된 12개의 밀폐 공간 실험 연구를 검토하고, 196개의 실험 결과를 공기 청정기 성능 지표인 CADR(m³/h)로 변환했습니다 . CADR은 부피로 정규화하여 실내 1차 손실을 나타내는 지표입니다.
단일 식물 CADR의 분포는 수십 배에 달했으며, 중앙값은 0.023 m³ / h였습니다.
따라서 일반적인 건물에서 실외-실내 공기 교환을 통해 이미 제공되는 VOC 제거율(약 1 h⁻¹)과 동일한 제거율을 달성하려면 화분에
심은 식물을 건물 바닥 면적 1m²당 10~1000그루 배치 해야 합니다 . 향후 실험에서는 화분에 심은 식물의 수동적 실내 공기 정화 능력에 초점을 맞추기보다는 VOC 흡수 메커니즘, 대체 생물여과 기술, 생태친화적 생산성 및 웰빙 효과, 또는 기타 식물 유래 배출물의 부정적 영향 등을 조사해야 하며, 이러한
요소들은 중요한 실내 과정을 고려한 엄격한 현장 연구를 통해 평가되어야 합니다.
녹지를 통한 대기오염 저감: 서술적 고찰
소개
대기 오염은 인간 건강에 여러 가지 악영향을 미치며 성인과 어린이 모두에게 심각한 위협으로 여겨집니다[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8]]. 세계보건기구(WHO)는 전 세계 사망자의 9분의 1이 대기 오염 관련 질환으로 인한 것이라고 추정했습니다[9]. 세계 질병 부담 보고서[10]는 대기 오염을 질병 부담의 주요 위험 요인 중 하나로 지목하며, 전 세계적으로
장애보정수명(DALY)의 3.1%를 차지한다고 밝혔습니다.
대기 오염은 허혈성 심장 질환, 뇌졸중, 만성 폐쇄성 폐질환 등으로 인한 조기 사망의 가장 큰 원인 중 하나이며, 예방 가능한 원인으로 꼽힙니다[11]. 또한, 국제암연구기관(IARC)에 따르면 대기 오염은 가장 널리 퍼진 환경 발암 물질이 되었습니다[12]. 서구 산업화 국가에서 대기 오염에 대한 급성 및 장기 노출이 건강에 심각한 위협이 된다면, 저소득 국가(특히 아시아 대륙)에서는 이 문제의 부담이 훨씬 더 큽니다.
이러한 국가에서는 인구 폭발과 광범위한 산업화 및 도시화가 결합되어
대기 질이 좋지 않은 고밀도 도시 지역이 형성되었고[7, 13, 14], 바이오매스 연료(석탄, 목재 및 기타 고체 연료)의 에너지 사용으로 인해 실내 공기 오염 농도 또한 높아졌습니다[[15], [16], [17]]. 따라서 가정 내 공기 오염은 건강에 심각한 위협이 되었으며, 전 세계 질병 부담의 5대 주요 위험 요인 중 하나로 추산됩니다(전 세계 DALY의 4.3%). 2010년에는 이로 인해 390만 명이 조기 사망했습니다[15].
대기 오염 및 이와 관련된 기후 변화를 줄이기 위해 지방 정부와 국제 당국은 여러 정책을 수립하고 시행해 왔으며, 완화 조치는 주로 교통, 도시 계획, 발전 및 산업 분야에 집중되어 있습니다[18, 19]. 실외 및 실내 대기 오염이 건강에 미치는 악영향을 줄이는 데 있어 녹지가 가져다줄 수 있는 잠재적 이점에 대한 관심이 증가하고 있기 때문에[20], 본 서
적 검토에서는 식물이 대기 오염을 완화할 수 있는 방법에 대한 현재까지의 연구 결과를 요약하고자 합니다.
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검색 방법
우리는 시간 제한 없이 다음 용어들을 사용하여 PubMed에서 전자 검색을 수행했습니다: “대기 오염”, “실외”, “실내”, “미세먼지”, “PM”, “대기 오염 물질”, “사망률”, “인간 건강”, “건강 영향”, “녹지”, “녹지성”, “식물”, “완화”, “노출”, “자연 환경”, “주거” 및 “식생”. 마지막 검색일은 2018년 3월 31일이었습니다.
검색된 모든 원문 논문과 리뷰의 참고 문헌을 검토했습니다.
실외 대기 오염
실외 대기 오염은 수천 가지 성분의 혼합물입니다.
건강 측면에서 가장 중요한 것은 미세먼지(PM), 휘발성 유기화합물(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 포름알데히드) 및 무기 오염물질(오존[O₃ ] , 이산화질소[NO₂ ] , 일산화탄소[CO], 이산화황[SO₂ ]
)입니다.
그을음 입자, 질소산화물, 황산화물과 같은 1차 오염물질은 화석 연료 연소를 통해 대기 중으로 직접 배출됩니다[21].
실내 공기 오염
앞서 언급한 WHO 보고서[9]에 따르면 매년 약 700만 명이 대기 오염으로 사망하며, 이 중 절반가량은 실내 공기 오염으로 인한 사망입니다.
미국 환경보호청(EPA)은 실내 공기 오염을 인간 건강에 대한 5대 위협 중 하나로 꼽았습니다[56]. 사람들은 직장이나 집 등 실내에서 70~90%의 시간을 보내기 때문에 건축 자재에 사용되는 합성 물질에서 발생하는
해 물질에 노출됩니다.
결론
자연환경 요인과 건강 간의 관계를 평가하는 연구가 증가하고 있습니다.
전반적으로, 새롭게 나타나는 증거들은 자연 환경이 건강에 유익한 영향을 미친다는 것을 뒷받침합니다.
여러 연구의 데이터를 종합한 체계적 문헌 검토 및 메타 분석에서 녹지 공간에 노출되는 것이 모든 원인에 의한 사망률, 특히 심폐 질환 및 암으로 인한 사망률을 감소시킨다는
사실이 일관되게 확인되었습니다.
또한 녹지 공간이 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 증거도 늘어나고 있습니다.