폐침착부하지수(LDLIn)를 이용한 플라스틱 종류별 연기입자의 폐 침착부하 정량화

• 영문명: Quantification of the Lung Deposition Load of Smoke Particles by Plastic Type with the Lung Deposition Load Index (LDLIn)
• 발행기관: 한국화재소방학회
• 저자명: 구재학(Jaehark Goo)
• 간행물 정보: 『한국화재소방학회논문지』Vol.35 No.1, 28~40쪽, 전체 13쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2021.02.28

국문 초록

화재에 의한 사상자는 대부분 연기흡입에 의해 발생한다. 연기 속의 입자상물질(PM)은 호흡기 벽에 침착되어 호흡기계 또는 순환기계를 통해 인체에 악영향을 미친다. 연기입자가 인체에 미치는 악영향을 추정하려면 공기 중 연기입자의 질량농도보다 호흡기 각 영역에서의 유해물질 흡수량을 고려하는 것이 합리적이다. 왜냐하면 인체에 미치는 악영향과 직접적인 관계가 있는 흡수량은 원인 인자인 공기 중 질량농도만으로 결정되지 않고 다양한 요인에 의해서 달라지는 결과 인자이기 때문이다. 이 연구에서는 종류별로 플라스틱(LDPE, PA66, PMMA, PVC)에서 발생하는연기입자의 폐 침착부하를 폐침착부하지수(LDLIn)를 사용하여 정량화하고 이 값들을 PM10 및 PM2.5에 대한 기존의PM 질량농도지수를 사용한 계산결과와 비교하였다. LDLIn 값은 연소물질 및 화재조건에 따라 화재시 생성된 연기입자에 대해 호흡기 각 영역에 침착된 입자수를 이용하여 계산되었다. LDLIn 계산에서 입경별 표면적 농도와 함께입경 및 호흡조건에 따른 호흡기 내 침착특성을 반영하여 폐침착부하를 정량화하였다. 연구결과에 따르면 이들 연기입자는 각 재료 및 화재 조건에 따른 입자 직경별 농도분포의 변화에 따라서, 동일한 PM 질량농도지수 값에서도,서로 다른 LDLIn 값을 가지며 이 값은 호흡조건에 따라서도 달라진다.

영문 초록

Many fire-related casualties are caused by smoke inhalation. The particulate matter in smoke is deposited on the wallsof the respiratory system, and adversely affects the human body through the respiratory and circulatory systems. In orderto estimate the adverse effects of smoke particles on the human body, it is reasonable to consider the quantity of harmfulsubstances from smoke particles that are absorbed by each region of the respiratory tract rather than the mass concentrationof smoke particles in the air. This is because the absorption amount is a consequent factor that depends on a wide varietyof other factors and is not solely determined by the causative factor, that is, the mass concentration in the air. In this study,the lung deposition loads of smoke particles from plastics, such as LDPE, PA66, PMMA, and PVC were quantified usingthe lung deposition load index (LDLIn), and the results were compared with the findings of conventional particulate matter(PM) mass concentration indices, such as PM2.5 mass and PM10 mass. The LDLIn value was calculated from the numberof smoke particles generated during a fire that were deposited in each region of the respiratory tract for the givencombustion materials and fire conditions. Herein, the LDLIn quantified the lung deposition load by reflecting the surfacearea concentration by particle size as well as the deposition characteristics in the respiratory tract according to particle sizeand breathing conditions. Even at the same PM mass concentration index value, each material and fire condition resultedin different LDLIn values according to the change in concentration distribution by particle size. The LDLIn values alsovaried depending on the breathing conditions.

목차

1. Introduction

2. Methods

3. Characteristics of the Lung Deposition Fraction and LDLIn

4. Results

5. Conclusion

키워드

Smoke particle Plastics Size distribution Lung deposition load index Adverse health effect