본 연구에서는 유기용제를 사용하는 인위적 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs) 산업시설 가운데 소규모 세탁시설(세탁용량 30 kg미만 비산업용 시설)의 드라이클리닝 건조과정에서 배출되는 VOCs의 특성 파악을 목적으로 하여, 세탁 VOCs의 대기 환경 영향 평가를 진행하였다. 연구의 목적을 달성하기 위한 실험으로는 현장 설문조사, 석유계 세탁 유기용제 분석, 실제 소규모 드라이클리닝 공정 평가, 악취기여도 평가, 광화학적 오존생성기여도(Photochemical Ozone Creation Potential, POCP) 및 이차유기에어로졸 형성 기여도(Secondary Organic Aerosol formation Potential, SOAP) 평가를 진행하였다.
실제 소규모 영세 가정용 세탁시설을 대상으로 한 현장 설문조사 결과 한 세탁시설 당 일평균 2회의 드라이클리닝 공정을 진행하였으며, 이때 10 kg의 세탁물을 처리하는 것으로 조사되었다. 이는 세탁 VOCs 배출계수 산정을 위한 활동도 자료값으로 사용되었다.
소규모 드라이클리닝 시설에서 사용되는 석유계 세탁 용제를 대상으로 한 휘발성분 탄소 수 분석결과, 탄소 수가 8개에서 11개로 구성된 물질이 평균 96.92% 함유되어 있었다. 가장 많은 함량을 가지는 탄소 수는 C10으로 나타났다.
드라이클리닝 건조과정에서 배출되는 VOCs는 수증기와 함께 가스로 배출되며, 가스 발생량은 건조시간에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 총 가스 발생량은 3 kg 면 세탁물을 40분 동안 건조하는 조건에서 70.5±6.8 m3/cycle 으로 나타났다. 건조기 배출가스의 TVOCs 분석결과, TVOCs 농도와 발생량은 건조기 가동과 동시에 배출되며, 점차적으로 증가하다가 8분대에 최고 농도로 배출된 이후 감소하였다. 또한, TVOCs 발생량은 세탁물량에 따라 비례하여 증가하였다. TVOCs 발생량은 3 kg 면 세탁물을 40분간 건조하는 조건에서 0.64±0.04 kg/cycle이었다. 드라이클리닝 건조과정에서 배출된 VOCs 분석결과 총 36종의 VOCs가 검출되었으며, 이를 대상으로 정량분석을 진행하였다. 총 3 kg의 면 섬유 세탁물을 40분간 건조하는 조건에서 배출된 VOCs의 농도는 건조 시간대(0 min, 4 min, 8 min, 12 min, 18 min)에 따라 5785.40 ppb, 11341.85 ppb, 15361.89 ppb, 49834.07 ppb, 7055.15 ppb이었다. Acetone, methylene chloride, hexane, nonane, decane, n-Undecane은 높은 농도로 지속적으로 배출되었다. 세탁 VOCs의 배출계수는 처리 세탁물의 양을 기준으로 하는 것이 타당한 것으로 사료되며, 드라이클리닝 운전조건과 VOCs 배출특성을 반영하여 도출된 세탁 VOCs의 배출계수는 0.21 kg VOCs/ kg laundry이었다.
세탁 VOCs의 대기 환경 영향 평가를 위해 악취기여도를 분석한 결과, VOCs 농도와 악취 배출 경향은 다소 상이 하였으며, 건조기 가동 이후 12분대에서 최대 151의 총 악취농도지수(SOQ)를 가졌다. 악취기여도가 높은 물질은 acrolein, ethylbenzene, hexane, acetone, decane, styrene 순이었으며, acrolein와 ethylbenzene의 악취기여도가 각각 32.28%, 13.47%으로 대부분을 차지하였다. 세탁 VOCs의 POCP-weighted emission 분석결과, 세탁업소 1개당 연간 POCP-weighted emission은 0.147 (ton)으로 파악되었다. 물질별 오존생성 기여도가 높은 물질은 decane, nonane, n-undecane, hexane 순이였으며, 고농도로 배출되었던 decane과 nonane이 약 54% 이었다. 세탁 VOCs의 SOAP-weighted emission 분석결과, 세탁업소 1개당 연간 SOAP-weighted emission은 0.024 (ton)으로 파악되었다. 물질별 SOA 생성기여도가 높은 물질은 n-undecane, decane, n-dodecane, toluene, nonane순 이었으며, 이 중에서 n-undecane과 decane이 약 75.22%를 차지하였다.

The objective of this study was to identify the characteristics of the volatile organic compounds (VOCs) emitted during the dry-cleaning drying process of small laundry facilities (non-industrial facilities with a washing capacity of <30 kg) among the industrial VOCs using organic solvents. An environmental impact assessment of the laundry VOCs was also conducted. The experiments to achieve the objectives of this study included on-site surveys, analysis of petroleum-based laundry organic solvents, actual small dry-cleaning process evaluation, odor contribution evaluation, photochemical ozone creation potential (POCP), and secondary organic aerosol formation. Furthermore, the contribution of the secondary organic aerosol formation potential (SOAP) was evaluated.
Specifically, in the on-site surveys of the small-scale household laundry facilities, an average of two dry-cleaning processes were conducted per laundry facility, processing 10 kg of laundry. These comprised the activity data for estimating the emission factor of the laundry VOCs.
The volatile carbon count of 96.92% of the petroleum-based laundry solvents used in the small dry-cleaning facilities was on average 8 to 11 carbon atoms, and the highest carbon number was found to be 10.
The VOCs emitted during the dry-cleaning drying process were released as gases along with water vapor, and the volume of gas produced was found to be affected by the drying time. The total gas generation was 70.5 ± 6.8 m3/cycle when 3 kg of cotton laundry was dried for 40 min. The TVOC(Total volatile organic compounds) analysis of the dryer emissions revealed that the TVOC concentrations and emissions were released simultaneously when the dryer was operating, initially gradually increasing and then decreasing after reaching the highest concentration in 8 min. In addition, the generation of the TVOCs increased proportionally with the amount of the laundry. The TVOC production was 0.64 ± 0.04 kg/cycle under the conditions of drying 3 kg of cotton laundry for 40 min. From the analysis of the VOCs discharged from the dry-cleaning drying process, totally 36 VOCs were detected, and a quantitative analysis was conducted. The concentrations of the VOCs discharged under the conditions of drying 3 kg of cotton fiber laundry for 40 min were 5785.40 ppb, 7055.15 ppb, 11341.85 ppb, 15361.89 ppb, and 49834.07 ppb for drying times of 0, 4, 8, 12, and 18 min, respectively. Acetone, methylene chloride, hexane, nonane, decane, and n-undecane were continuously released at high concentrations. It was considered that the emission factor of the laundry VOCs was based on the amount of the treated laundry, and from the dry-cleaning operation conditions and VOC emission characteristics, it was derived to be 0.21 kg VOCs/kg laundry.
The odor contribution analysis was conducted to evaluate the environmental impact of the laundry VOCs. The VOC concentrations and odor emission trends were slightly different, with a total odor concentration index (SOQ) of up to 151 at 12 min after the dryer operation. The compounds with high odor contributions were acrolein, ethylbenzene, hexane, acetone, decane, and styrene. The odor contributions of acrolein and ethylbenzene were 32.28% and 13.47%, respectively. The POCP-weighted emission analysis of the laundry VOCs revealed that the annual POCP-weighted emission per cleaner was 0.147 (ton). Decane, nonane, n-undecane, and hexane were the highest contributors to ozone generation, and decane and nonane accounted for approximately 54% of the emissions at high concentrations. According to the SOAP-weighted emission analysis of the laundry VOCs, the annual SOAP-weighted emission per cleaner was 0.024 (ton). The materials with high SOA generation contributions were in the order of: n-undecane, decane, n-dodecane, toluene, and nonane. Among them, n-undecane and decane accounted for 75.22% of the total contribution.