기후변화는 유해화학물질의 자연환경질을 변화시킬 수 있으며, 자연환경과 밀접하게 연결된 실내환경질까지도 변화시킬 가능성이 있다. 이 연구에서는 1) 기후변화에 따른 휘발성 및 반휘발성 유기화학물질의 실내환경 중 오염도를 예측하는데 필요한 모형(IIAQ-CC)을 개발하고, 2) 자연환경 중 오염도 변화를 예측하고 그 변화 원인을 상세히 이해하기 위해 VOCs와 PCDDs/DFs를 중심으로 비교 평가하였다. 그리고 3) 최종적으로 RCP8.5 시나리오 하에서 실내외 대기질의 변화를 종합적으로 예측하였다.
IIAQ-CC는 기후변화에 따른 오염물질들의 실내 동태 특성, 건물 특성, 거주자 행동(창 개폐 동작과 냉난방기 사용), 실내 배출원, 실외 오염도를 통합적으로 고려하여 예측할 수 있도록 개발하였다. 개발한 모형은 폼알데하이드(FA)를 대상으로 온도 변화에 대한 실내 공기질의 변화 예측력을 평가하였고, 실외 온도가 20 oC 이하인 조건에서 통계적으로 유의미한 신뢰도를 보여주었다.
대기에서는 기후변화에 따른 풍속의 변화가 물성에 상관없이 오염도 변화를 주도하며, 토양과 수체에서는 온도와 강우가 오염도 변화를 일으키는 주요한 기상인자가 된다. RCP8.5시나리오하에서 풍속이 1 % 증가(감소)하면 대기 농도는 약 1 %의 농도 감소(증가) 효과가 나타나며, 전국의 대기질은 대체적으로 약간 악화된다. 토양과 수체에서는 증기압이 크고 분해속도상수가 큰 물질(VOCs)일수록 온도 상승에 따른 직접적인 분해의 증가로 기후변화기간 동안 오염도는 완화되고, 용해도가 큰 물질(FA)의 오염도 감소폭은 더 크게 나타난다. VOCs의 경우, 절대 온도가 1 % 증가하면 토양과 수체 농도는 물질에 따라 최대 10 %까지 감소 효과가 나타나는 것으로 추정된다. PCDDs/DFs의 경우 증기압의 온도민감도가 큰 물질일수록 기후변화로 인해 하부 매질로의 이동이 증가하고 결국 토양과 수체의 오염도는 악화되게 된다. 특히 여름에 강우에 의해 수체의 오염도가 단기간에 악화되는 경우가 나타난다(<10.5배). 이러한 결과는 기후변화로 인해 SVOCs에서 수생태계의 위해성이 증가될 가능성이 있음을 보여준다.
RCP8.5 시나리오 하에서 실내외 오염도의 변화를 종합적으로 예측하면, 실내 오염원이 거의 없을 경우에는 장기간의 실내 오염도 변화는 실외 오염도와 같이 약간 악화된다. 실내 오염원의 영향이 커지게 되면 환기가 실내오염도의 변화에 주요한 역할을 하게 된다. 장기간의 실내 오염도는 주로 여름철 환기에 의해 주도된다. 기후변화로 인해 냉방기 사용이 증가하게 되면 자연환기의 감소로 장기간의 실내 오염도도 악화되는 방향으로 변할 수 있다(<63.1 %). 또한 겨울철 실내공기질은 크랙 환기의 감소로 더 악화됨을 확인하였다(<25.6 %). 계절별 실내 농도는 너무 덥거나 추워서 문을 닫게 될 때 크게 악화되게 된다. 따라서 온도는 실내 광분해나 흡탈착과 같은 동태 변화보다는 주로 거주자들의 창 개방 행동 변화로 인해 실내공기질에 주로 영향을 미치게 된다. 한편 입자상 PCDDs/DFs의 실내 오염도는 장기간(20년)에 걸쳐 꾸준히 증가하며 실외보다 더 빠르게 악화되고(<1.2x10-2 pg/m3/yr), 실내 내벽으로의 침적도 증가한다. 따라서 기후변화환경에서 실내 먼지 관리와 함께 SVOCs의 실내공기질 관리의 중요성이 커짐을 시사한다.
이 연구는 기후변화에 따른 유해화학물질의 실내오염도 변화를 정량적으로 예측할 수 있는 모형을 개발하고 실내외 다매체 환경의 오염도 변화를 종합적으로 평가하였다는 점에서 미래기후변화환경에서 유해화학물질의 위해도 변화에 대응할 수 있는 과학적 도구의 확보와 기초자료의 제공으로써 활용 가치가 높다.

Climate change (CC) has the potential to alter not only the quality of natural environment but also that of the indoor environment. The main objectives of the present work were to 1) develop an indoor air quality model (IIAQ-CC) to assess CC influences on indoor level of volatile or semi-volatile organic compounds, 2) assess the environmental multimedia fate/transport and concentration changes of VOCs and PCDDs/DFs, and 3) predict changes in indoor and outdoor air quality under the RCP8.5 scenario. With IIAQ-CC, the CC influences were predicted in an integrated manner by including factors such as fate/transport properties of pollutants, building characteristics, occupant behaviors, indoor emission sources, and outdoor air quality. IIAQ-CC was evaluated for the temperature sensitivity of indoor formaldehyde (FA) concentration at outdoor temperature below 20 oC. This demonstrate that IIAQ-CC could successfully predict CC influences driven by temperature change on VOCs of indoor environmental concern. In air, changes in the wind due to CC lead to changes in concentration regardless of the physical properties. On the other hand, in soil and water, temperature and rainfall are major meteorological factors that cause concentration changes. Under the RCP8.5 scenario, as the wind speed increases (decreases) by 1 %, the air concentration decreases (increases) by about 1 %, and generally, the air concentrations in South Korea are slightly deteriorated. As CC progresses, VOCs with a high degradation rate are decomposed more rapidly in soil and water. In the case of VOCs, it is estimated that when the absolute temperature is increased by 1 %, soil and water concentrations decrease by up to 10 %. On the other hand, the higher the temperature sensitivity of the vapor pressure, the greater is the persistent PCDDs/DFs accumulation in soil as well as the increase in water concentrations of PCDDs/DFs (by about 10.5 times in summer) due to solid runoff increase caused by the increased precipitation. These results demonstrate that CC may considerably increase the environmental health risk from neutral hydrophobic SVOCs (e.g., PCDDs/DFs) in the water ecosystem. Under RCP8.5 scenario, IIAQ-CC predicts that the long-term concentration in indoor air may slowly rise due to increase in the outdoor concentration. In the presence of strong indoor sources, ventilation plays a major role in the indoor air quality changes. The long-term concentration changes are mainly caused by summer ventilation. As the use of air conditioner increases due to CC, the decrease of natural ventilation may change the long-term concentration in indoor air (<63.1 %). In addition, indoor air quality in winter is deteriorated by the decrease of crack flow due to CC (<25.6 %). Over a shorter period (e.g., season), the FA level may noticeably rise when windows are closed due to exceedingly hot or cold weather. The concentration change is primarily governed by duration of windows kept open, which in turn depends on the outdoor temperature. Hence, temperature essentially manifests its effects on the indoor air quality by changes in window opening behavior rather than by changes in kinetics or equilibrium processes such as photo-degradation and sorption/desorption onto/from walls and floor. The indoor air pollution of particulate PCDDs/DFs steadily increases during the period of CC (20 years) (<1.2x10-2 pg/m3/yr) and deteriorates faster than outdoor, which also increases deposition on the interior walls. This suggests that the management of SVOCs may become more important in indoor air quality changes due to CC. This study can be used as a scientific basis in dealing with the changes to hazardous chemicals risks in future CC environment.