악취는 우리의 생활과 밀접한 부분에서 발생되고 있으며, 이를 제어하기 위한 방법으로 흡착, 흡수, 연소 등 다양한 방안이 모색되고 있다. 산업 활동으로 인한 악취방지대책과 달리 우리 생활 주변에서의 악취저감을 위한 방법은 공간적, 비용적 등의 이유로 선택의 폭이 제한적이다.
최근 COVID-19로 인한 플라즈마 및 이오나이저를 장착한 공기청정기 등이 대거 시중에 판매되고 있으며, 해당 제품은 탈취와 제균이 동시에 가능하다는 점을 부각시켜 대중으로부터 구매 욕구를 불러일으키고 있다.
전기적 방전으로부터 이온을 발생시키는 이오나이저와 같은 모듈을 이용한 악취 믈질의 저감 여부와 저감 효율을 평가하는 방법에 대해 명확하고 공식화된 평가방법이 제시되어 있지 않음으로 인해 탈취와 관련한 모듈이나 제품에 대한 평가가 쉽지않다.
본 연구에서는 우리 주변에서 쉽게 접할 수 있는 악취물질인 황화수소, 메틸머캅탄, 트라이메틸아민에 대해 이오나이저를 통해 이러한 악취물질이 저감될 수 있는지 여부를 평가할 수 있는 실험방법을 검토하였으며, 후각적으로 냄새를 쉽게 느낄수 있는 수준에서의 평가는 현재 분석기법으로는 불가능하며, 가급적 저감 효과가 가능한 범위에서의 평가를 수행하였다.
이오나이저의 특성상 가동에 의해 오존이 발생되어짐이 확인되어 반응에 따른 색 변화로 쉽게 농도를 알 수 있는 검지관을 사용하지 않고, 가스크로마토그래피(GC, Gas Chromatography)를 이용한 분석방법을 선택하였으며, 악취물질별로 가스크로마토그래피 분석이 가능한 농도 범위내에서 탈취평가를 수행하였다.
황화합물인 황화수소, 메틸머캅탄은 불꽃광도검출기(FPD, Flame photometric detector)가 장착된 가스크로마토그래피를 이용하였으며, 트라이메틸아민에 대해서는 질소에 대한 선택성이 뛰어난 질소인검출기(Nitrogen Phosphorous Detector)가장착된 가스크로마토그래피를 사용하여 연구를 수행하였다.
황화수소, 메틸머캅탄, 트라이메틸아민 표준가스로부터 농도 대 면적으로 검량선을 작성하였으며, 모두 0.99 이상의 우수한 직선성을 나타내었다.
이오나이저 모듈에 대한 탈취평가 시 검토된 농도는 고농도(50ppm)와 저농도(5ppm, 10ppm)로 나누어 수행하였으며, 6L 유리제 챔버내에 이오나이저와 환류팬을 장착하고, 이오나이저의 작동 유무에 따른 악취가스의 저감 여부를 확인하였다.
황화수소에 대해서는 50ppm, 10ppm, 5ppm의 3가지 농도에서 평가가 수행되었으며, 이오나이저 작동 유무에 따른 차이는 29.9%, 32.7%, 70.9%의 차이를 나타내어, 이오나이저 작동 유·무에 따른 검토를 위해서는 5ppm 수준의 농도에서의 평가가 필요하다고 사료되었다.
메틸머캅탄의 경우 가스크로마토그래피의 측정 가능한 수준에서의 평가가 10ppm이었으며, 이오나이저 작동 유무에 따른 차이는 41.6%임을 나타내어 적절한 평가방법이었다고 판단되었다.
트라이메틸아민에 대한 이오나이저 평가에 대해서는 50ppm, 10ppm, 5ppm의 3가지 농도에서 평가를 수행하였으며, 50ppm에 대해서는 이오나이저 작동 유무에 따른 차이가 없었으나, 10ppm과 5ppm에서는 11.2%와 14.5% 차이가 발생됨을 확인하였다.
본 연구에서는 A사가 제작한 이오나이저의 작동 유·무에 따른 가스크로마토그래피를 이용한 악취물질에 대한 평가를 위해 Auto injector를 장착하여 일정 시간 마다 GC로의 주입을 통해 6L 챔버 내 공기 중 악취물질의 농도를 측정하는 평가방법을 제안하였으며, 실제 실험을 통해 이오나이저에 의한 저감여부를 확인할 수 있었으며, 황화수소와 TMA에 대해서는 50ppm과 같이 고농도 보다는 5ppm 농도수준, 메틸머캅탄에 대해서는 10ppm의 농도수준에서 이오나이저 모듈을 이용한 저감 유·무의 확인이 가능함을 알 수 있었다.
각종 탈취장비나 탈취모듈, 탈취제에 대한 악취물질에 대한 공식적인 평가방법의 제시가 많지 않음을 고려할 때, 본 연구에서 검토된 이오나이저 모듈에 대한 몇 가지 악취물질의 저감 유무 측정 기법이 향후 탈취 혹은 소취 효과 검토를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.