2022년 우리나라의 에너지원 별 발전량 비율은 화력 60.4%, 원자력 29.6%, 신재생 9.4%, 양수 0.6%이며, 이 중 화력발전은 석탄 53.6%, LNG 45.6%, 유류 0.5%가 각각 차지하고 있다.¹⁾ 화력발전소는 가스터빈, 집진기, 보일러, 터빈발전기, 콤프레서, 송풍기, 변압기 등의 대형 기기가 옥 내외에 설치되어 있으며, 24시간 운영되는 특성상 화력발전소 인근지역에 소음 공해가 발생한다.^2,3) 이러한 화력발전소의 소음은 주거 지역에서 민원 제기가 이루어지는 등 지역 내 갈등을 유발한다.

소음은 소리가 불규칙하게 뒤섞여 불쾌하고 시끄러운 소리를 말하며, 가청 영역이 20 Hz∼20 kHz인 범위를 나타낸다. 저주파소음은 소음원에서 발생되는 주파수 영역이 100 Hz 이하인 성분을 말한다. 또한 관리대상 저주파소음원은 송풍기, 발전기, 집진기 등의 대형 기계에서 지속적이고 일정하게 발생되는 것으로 소음도가 변하는 자동차, 항공기 등의 충격성 소음원은 적용되지 않는다.⁴⁾ 289개 스웨덴 지방 환경 보건 당국(EHA) 중 37개 기관 연구에 따르면 저주파소음으로 인한 민원은 전체 소음 민원의 약 35%를 차지한다.⁵⁾ 고주파소음에 비하여 저주파소음은 먼 거리까지 전파되며 벽과 창문을 통하여 감쇠되는 효과가 적다.⁶⁾ 주거 환경에서 발생하는 저주파소음은 일정하고 깊으며, 청각 또는 신체 및 외부 진동으로 인지가 가능하다.⁷⁾ 소음은 공중 보건에 큰 영향을 미치는 환경 스트레스 요인 중 하나이며,⁸⁾ 인간 행동, 웰빙, 생산성 및 건강에 영향을 미친다.⁹⁾ 저주파소음은 수면 방해, 성가심, 심리적 스트레스와 같은 감성적인 영역과 생리적 이상 발생 등 피해 정도가 상황에 따라 다르게 작용한다.^7,10,11) 또한 심혈관질환, 고혈압, 인지 장애와 같이 건강에 영향을 미치며,^8,12) 장기간에 걸쳐 영향이 나타나는 것으로 보고되었다.¹³⁾ 따라서 저주파소음이 건강에 미칠 수 있는 영향을 파악하고 이해하기 위하여 정기적으로 모니터링 하는 것이 중요하다.

저주파소음의 경우 청각으로 느끼는 음압레벨이 크지 않아 실제로 인체가 느끼는 성가심에 대한 정확한 평가와 관리가 이루어지지 않고 있으며,¹⁴⁾ 특히 화력발전소 주변지역에 대한 저주파소음의 연구는 거의 없는 실정이다.

본 연구는 화력발전소 주변지역에서 저주파소음의 공간분포 특성을 파악하기 위하여 발전소 부지경계선을 기점으로 24시간 연속측정과 교차측정을 실시하고 환경부 가이드라인의 저주파소음 음압레벨 기준으로 평가하고자 하였다.

1. 저주파소음 측정

1.1. 측정 지점

H화력발전소는 고성능 배연탈황설비, 밀폐식 석탄하역기, 전기집진장치, 여과집진장치 등의 대형 환경오염방지시설을 운영하고 있다. 총 설비 용량은 4,000 MW (500 MW×8기)로 국내 총 발전설비 용량의 5.2%를 차지하며 월평균 발전량은 2,800 GWh, 월평균 석탄사용량은 110만 톤이다. 한국환경연구원(KEI)의 발전소 주변 주민 건강영향조사 방안 마련 연구¹⁵⁾에서는 WHO 권고기준 초과지역을 발전소 주변지역 14개 읍면동으로 제시하였다. 또한 주민들이 수면장애, 성가심을 호소하는 지역으로 발전소에서 가장 인접한 마을을 대상으로 저주파소음의 조사가 필요하였다.

측정지점은 부지경계선의 경우 마을에서 가장 가까운 화력발전소 8호기의 인접 지점을 선정하였으며, 화력발전소 부지경계선을 중심으로 서북쪽에 인접한 마을의 경계를 고려하여 선정하였다.

N-1은 발전소(내부) 부지경계선, N-2는 발전소 부지경계선을 기점으로 이격거리 300 m, N-3은 부지경계선 이격거리 500 m, 그리고 N-4는 부지경계선 이격거리 660 m에 위치하는 지점을 선정하였다. 교차측정 지점의 경우 C-1은 발전소(외부) 부지경계선, C-2는 발전소 부지경계선을 기점으로 이격거리 310 m, C-3은 부지경계선 이격거리 434 m, C-4는 부지경계선 이격거리 608 m, 그리고 C-5는 부지경계선 이격거리 756 m에 위치하는 지점을 선정하였다(Fig. 1).

Figure 1. Base map and measurement sites of low-frequency noise. ■: 24 hours continuous measurement, N-1: site boundary line of thermal power plant (inner), N-2: distance between N-1 and 300 m, N-3: distance between N-1 and 500 m, N-4: distance between N-1 and 660 m, •: cross measurement, C-1: site boundary line of thermal power plant (outside), C-2: distance between C-1 and 310 m, C-3: distance between C-1 and 434 m, C-4: distance between C-1 and 608 m, C-5: distance between C-1 and 756 m.

1.2. 측정 장비

24시간 연속 저주파소음 측정은 1/3 Octave Sound Level Meter 4 세트를 이용하였다(Table 1). 환경측정기기의 형식승인·정도검사 등에 관한 고시에 따라 소음 측정 장비는 2년에 1회 정도검사 및 교정을 받은 장비를 이용하였으며, 현장 측정 전 교정기를 이용하여 소음측정기의 현장교정을 통하여 각 장비의 정도관리를 실시하였다. 데이터 샘플 주기는 1초로 하고 10분간 측정하여 등가소음도(Leq)를 기록하였고 24시간 측정을 통하여 시간별 산술평균 자료로 활용하였다.

Table 1 . Experimental equipment.

Equipment	Model	Manufacturer	Serial number	Notes
Sound pressure level calibrator	NC-75	RION Co., JAPAN	34891848	24hr-CM Cross-M
Sound level meter	NL-52	RION Co., JAPAN	00219872	24hr-CM Cross-M
			00998422
			00832353	24hr-CM
			00331773

24hr-CM: 24 hour continuous measurement, Cross-M: cross measurement..

교차측정의 경우 검정과 교정이 완료된 동일한 기종의 저주파소음 측정 장비 2세트(A와 B)를 이용하였으며, A 장비는 C-1 지점에 고정하여 연속측정하고, B 장비는 C-1 지점부터 C-5 지점까지 이동하면서 각 지점별 30분 동안 1초 단위의 소음 측정 자료를 5분 간격으로 측정하여 등가소음도를 기록하였고 이를 산술평균하여 이용하였다.

1.3. 측정 방법

24시간 연속 저주파소음 측정은 2021년 5월 3일부터 7일까지 연속측정으로 3회에 걸쳐 4개 지점에 시간별 각 주파수 밴드에서 초과여부를 확인하고, 환경부(2018) 「저주파소음 가이드라인」에 따른 「소음∙진동공정시험기준」에 규정된 생활소음 측정방법을 통해 초과 주파수를 추적하였다. 또한 저주파소음 측정방법은 ‘규제기준 중 생활소음 측정방법’에 따라 9 옥타브 밴드(12.5 Hz~80 Hz) 및 Z특성(dB(Z))을 적용하였다. 측정 위치는 지면 위 1.2 m∼1.5 m 높이에서 측정하였으며, 2층 이상의 건물에서 소음피해가 크다고 판단되는 경우 건물벽 밖의 1.0 m 이상 떨어진 지점에서 측정하였다. 조사 지점의 특성상 농번기에는 경운기, 트랙터, 콤바인 등의 각종 농기계가 가동되면 간섭음으로 작용할 수 있으므로 이를 배제하기 위하여 농업활동이 없는 날을 선정하여 저주파소음을 측정하였다.

이러한 주파수는 기준값 중 어느 한 주파수에 음압레벨 기준을 초과해도 저주파수 소음 영향이 있다고 판단할 수 있다.⁴⁾

저주파소음의 교차측정은 본 조사의 측정방법을 준용하여 2021년 8월 4일 실시하였고, 발전소 부지경계선과 이격거리별 5개 지점에서 각각 30분간 비교 측정하였다.

2. 측정 기상조건

‘풍속이 2 m/s 이상일 때에는 반드시 방풍망을 부착하며, 풍속이 5 m/s를 초과할 때에는 측정하지 않도록 한다.’는 환경부 「저주파소음 가이드라인」에 따른 「소음∙진동공정시험기준」고시에 따라 측정값의 유효성을 확인하기 위하여 기상요소(풍속)를 확인하였다.

기상청에서 제공하는 방재기상관측(AWS) 최종확정 자료를 이용하였으며, 24시간 연속측정일의 H지역 24시간 평균 풍속은 1.5 m/s, 주간(06:00~22:00)과 야간(22:00~06:00)의 평균풍속은 각각 2.3 m/s와 0.3 m/s로 조사되어 야간 동안에는 동풍내지 북풍계열의 바람으로 풍속은 5 m/s 이하로 나타났다. 조사기간의 24시간 평균기온은 13.5°C, 주간(06:00~22:00)의 평균기온은 16.5°C, 야간(22:00~06:00)의 평균기온은 8.5°C로 나타났다.

교차측정일의 기압은 1,010 hPa 정도를 유지하였고, 남서풍내지 서풍계열의 바람이 우세하였으며, 풍속은 2 m/s 이하로 나타났다.

3. 통계분석

Google Earth에서 삽입한 지형도를 토대로 H화력발전소와 M마을 주변의 환경요소를 구성하였다. 24시간 연속측정 데이터는 SPSS 26 통계 프로그램을 이용하였으며, 부지경계선과 이격거리에 따른 관련성과 기상요소와의 관련성을 파악하기 위하여 Pearson’s 양측검정 상관분석을 실시하였다. 이격거리별 저주파소음 교차측정 평균 음압레벨장을 구현하기 위하여 Golden Software사의 Surfer 23 프로그램을 이용하였으며, 크리깅(Kriging) 방법으로 자료를 객관 분석하여 그리드(Grid) 파일을 생성한 등음압레벨 지도(Contour)로 가시화하였다. 저주파소음 교차측정의 신뢰성을 확인하기 위하여 SigmaPlot 14.5 프로그램을 이용하여 다중회귀분석을 실시하여 결정 계수와 상관성 분석 적합도를 파악하였다.

측정된 저주파소음의 수준을 평가하기 위하여 우리나라의 환경부⁴⁾ 음압레벨 기준과 영국,¹⁶⁾ 덴마크,¹⁷⁾ 독일,¹⁸⁾ 일본,^19,20) 네덜란드,²¹⁾ 폴란드,²²⁾ 스웨덴²³⁾ 및 ISO 226²⁴⁾ 기준을 비교하였다(Fig. 2).

Figure 2. Reference curve of low frequency noise according to center frequency

1. 저주파소음 측정 결과

1.1. 발전시설의 운전실적

저주파소음의 24시간 3회 연속측정 기간 동안 발전소의 호기별 운전실적을 조사한 결과를 나타내었다(Fig. 3). 1일 최대 발전량은 500 MW이며, 제5호기는 가동이 중지된 상태였다. 부지경계선과 가장 가까운 제8호기의 발전량이 가장 높았다. 교차측정 기간(2021년 8월 4일)에는 전체 호기(제1호기∼제8호기)가 가동되었고 발전용량은 3,283.8 MWh으로 나타났다.

Figure 3. Electricity production of thermal power plants on the day of low frequency noise measurement

1.2. 기상요소의 일변화

저주파소음과 기상요소의 상관분석 결과, 풍속, 기온은 N-2에서 음의 상관성을 나타냈으며, N-3, N-4는 양의 상관성이 나타났다(Table 2).

Table 2 . 24-hour continuous measurement (3 days) analysis of correlation between low frequency noise and meteorological factors.

Low-frequency	Wind speed					Temperature
	N-1	N-2	N-3	N-4		N-1	N-2	N-3	N-4
80 Hz	0.008	–0.171	0.452‡	0.446‡		0.100	–0.012	0.201	0.300*
63 Hz	–0.147	–0.277*	0.134	0.184		–0.209	–0.158	0.039	0.029
50 Hz	–0.133	–0.462‡	0.207	0.106		–0.113	–0.512‡	0.066	0.051
40 Hz	–0.251*	–0.618‡	–0.069	–0.057		–0.100	–0.584‡	–0.167	–0.227
31.5 Hz	–0.214	–0.322†	0.515‡	0.531‡		–0.215	–0.447‡	0.195	0.274*
25 Hz	0.134	–0.135	0.737‡	0.656‡		0.197	–0.366†	0.493‡	0.436‡
20 Hz	0.239*	–0.002	0.601‡	0.636‡		0.201	–0.389†	0.275*	0.344†
16 Hz	–0.023	–0.283*	0.665‡	0.539‡		–0.039	–0.345†	0.391†	0.306†
12.5 Hz	–0.010	–0.293*	0.758‡	0.507‡		–0.063	–0.476‡	0.482‡	0.290*

N-1: site boundary line of thermal power plant (inner), N-2: distance between N-1 and 300 m, N-3: distance between N-1 and 500 m, N-4: distance between N-1 and 660 m..

*p<0.05, ^†p<0.01, ^‡p<0.001..

1.3. 저주파소음 24시간 연속측정 결과

저주파소음의 1∼3차 조사를 24시간 3회 연속측정하여 나타낸 것이다(Fig. 4).

Figure 4. 24-hour distribution of low-frequency noise by frequency. The red line of each frequency showed the guidelines of the Ministry of Environment of Korea (2018).

(a) 80 Hz와 (b) 63 Hz의 경우 N-1∼N-4 지점에서 3차 조사 모두 음압레벨 기준을 초과 하였으며, (c) 50 Hz의 경우 N-1 지점은 대부분 시간대에서 음압레벨 기준을 초과하였으며, N-2 지점은 야간시간대(22:00∼08:00)에 음압레벨 기준을 초과하였다. (d) 40 Hz의 경우 N-1∼N-2 지점은 주간시간(14:00∼22:00)을 제외한 대부분 시간대에서 음압레벨 기준을 초과하였다. (e) 31.5 Hz의 경우 N-1 지점에서 음압레벨 기준을 초과하였다. (f) 25 Hz부터 (i) 12.5 Hz는 음압레벨 기준을 초과하지 않았다.

1∼3차 조사 모두 음압레벨이 야간시간은 낮고 주간시간이 높게 나타났다. 또한 모든 지점에서 야간 시간대는 다른 시간대에 비하여 모든 주파수 밴드에서 음압레벨이 감소하는 경향을 보여 발전소의 저주파소음원의 변화에 따른 이격거리별 주파수 음압레벨의 감소에서 일관성을 보였으며, 주간시간은 변동성이 있는 것으로 나타났다.

24시간 연속측정 결과 3차 측정 모두 시간별 분포에서 N-1에서 N-4로 갈수록 음압레벨이 감소하는 경향을 보였다.

1.4. 저주파소음의 24시간 평균 음압레벨

24시간 3회 연속측정된 저주파소음을 24시간, 주간(06:00∼22:00)과 야간(22:00∼06:00)으로 구분하여 평균 음압레벨을 나타내었다(Fig. 5). 80 Hz의 경우 야간보다 주간에 4지점(N-1∼N-4) 모두 높은 경향을 보였으며, 40 Hz의 경우 주간보다 야간에 4지점(N-1∼N-4) 모두 높은 경향을 보였다. 특히 24시간 평균 음압레벨에서 40 Hz, 63 Hz, 80 Hz는 N-1에서 N-3까지 환경부 가이드라인의 기준을 초과하였고 50 Hz는 N-1 지점과 N-2 지점에서 기준을 초과하였다. 이는 주간과 야간으로 구분한 결과에서도 동일한 경향을 보였다.

Figure 5. Average sound pressure levels during the day and at night of low frequency noise

1.5. 이격거리에 따른 주파수별 상관성 비교

이격거리별 상관분석 결과를 나타낸 것이다(Table 3). 31.5 Hz의 N-2 지점과 N-4 지점을 제외한 모든 주파수에서 이격거리별로 양의 상관이 나타났다.

Table 3 . Comparison of correlation by frequency according to separation distance.

	N-1	N-2	N-3
80 Hz
N-2	0.801‡
N-3	0.322†	0.240*
N-4	0.451‡	0.366†	0.846‡
63 Hz
N-2	0.705‡
N-3	0.615‡	0.519‡
N-4	0.689‡	0.628‡	0.817‡
50 Hz
N-2	0.717‡
N-3	0.689‡	0.571‡
N-4	0.663‡	0.583‡	0.874‡
40 Hz
N-2	0.546‡
N-3	0.668‡	0.644‡
N-4	0.730‡	0.520‡	0.842‡
31.5 Hz
N-2	0.809‡
N-3	0.361†	0.291*
N-4	0.280*	0.227	0.904‡
25 Hz
N-2	0.386†
N-3	0.459‡	0.399†
N-4	0.467‡	0.485‡	0.950‡
20 Hz
N-2	0.400‡
N-3	0.568‡	0.661‡
N-4	0.629‡	0.617‡	0.945‡
16 Hz
N-2	0.319†
N-3	0.358†	0.255*
N-4	0.472‡	0.356†	0.949‡
12.5 Hz
N-2	0.526‡
N-3	0.382†	0.253*
N-4	0.613‡	0.462‡	0.893‡

N-1: site boundary line of thermal power plant (inner), N-2: distance between N-1 and 300 m, N-3: distance between N-1 and 500 m, N-4: distance between N-1 and 660 m..

*p<0.05, ^†p<0.01, ^‡p<0.001..

N-1과 N-2의 70% 이상 상관관계를 보인 저주파소음의 중심주파수는 31.5 Hz, 80 Hz, 50 Hz, 63 Hz 순으로 나타났으며, 유의한 차이(p<0.001)를 보였다. N-3 지점과 N-4 지점은 측정된 모든 저주파소음의 중심주파수(80 Hz∼12.5 Hz)에서 80% 이상의 상관성으로 유의한 차이(p<0.001)를 보였으며, 중심주파수 25 Hz에서 가장 높은 상관성을 보였다.

2. 이격거리별 저주파소음 교차측정 결과

2.1. 교차측정의 신뢰성 분석

발전소 부지경계선과 이격거리별 저주파소음의 교차측정 결과를 나타내었다(Fig. 6). 부지경계선(C-1)에서 저주파소음의 교차측정 결과, A와 B장비 사이의 결정계수(R²)는 99.6%로서 유의한 차이(p=0.000)를 보여 동일 측정 장비 사이의 신뢰성을 확보하였다. C-1과 C-2의 경우 결정계수(R²)는 76.8%로서 유의한 차이(p=0.002)를 보였고, C-1과 C-3의 경우 결정계수(R²)는 71.5%로서 유의한 차이(p=0.004)를 보였다. 또한 C-4와 C-5의 경우 C-1과 유의한 차이를 보이지 않았으며, 이격거리에 따른 발전소의 영향이 현저하게 감소함을 확인하였다. 부지경계선(C-1)으로부터 C-3지점(이격거리 434 m)까지 높은 상관성을 보였다(p<0.01).

Figure 6. Comparison of low-frequency noise measurement results by separation distance

2.2. 저주파소음 교차측정 결과

저주파소음의 이격거리별 교차측정 결과를 등음압레벨 지도로 나타내었다(Fig. 7). C-1은 발전소 부지경계선(외부), C-2은 부지경계선으로부터 310 m, C-3은 부지경계선으로부터 434 m, C-4는 부지경계선으로부터 608 m, C-5은 부지경계선으로부터 756 m이다.

Figure 7. Spatial distribution of low-frequency noise by frequency. The X-axis is indicated by longitude (E), and the Y-axis is indicated by latitude (N).

80 Hz, 63 Hz의 경우 5지점(C-1, C-2, C-3, C-4, C-5) 모두 환경부 음압레벨 기준을 초과하였으며, 56 Hz, 40 Hz의 경우 C-1과 C-2에서 음압레벨 기준을 초과하였다. 31.5∼12.5 Hz는 환경부 가이드라인 음압레벨 기준을 초과하지 않았다. 또한 C-1부터 C-5까지는 이격거리가 증가할수록 주파수별 음압레벨은 감소하였다.

본 연구에서는 화력발전소 부지경계선으로부터 이격거리에 따른 저주파소음의 공간분포 특성을 파악하기 위하여 다양한 실험과 분석을 진행하였다. 저주파소음 샘플주기는 1초로 10분간 측정하여 등가소음도(Leq)를 기록하고 24시간 연속측정을 통한 시간별 산술평균을 이용하여 주변 지역에 미치는 영향범위를 조사하였다. Lee 등²⁵⁾의 연구에 따르면 저주파소음 측정 시 5분보다 장시간의 측정을 통하여 대표성을 가질 수 있도록 하여야 한다고 지적하였으며, 저주파소음의 측정은 생활소음 측정 방법에 따른 5분 동안의 등가소음도로 낮 시간대 4회와 밤 시간대 2회 측정을 각각 평균하여 평가하고 있으나 기온, 풍속 등과 같은 환경 요인과 발생원과의 이격거리 등의 영향을 고려하여 24시간 측정을 통해 분석되어야 한다. 본 연구의 기상요소와 저주파소음 상관성 분석에서 저주파소음과 풍속, 기온은 N-2에서 음의 상관성, N-3, N-4는 양의 상관성이 나타났다. 풍속, 기온 등은 저주파소음에 영향을 미치는 변수로 저주파소음 연구에 있어서 풍속과 기온은 관심을 가져야하는 기상요소 중 하나로 판단된다.

발전소 부지경계선과의 이격거리에 따른 24시간 연속측정 자료의 공간분포는 31.5 Hz∼80 Hz는 환경부 음압레벨 기준을 초과하였으며 부지경계선과 이격거리로부터 조사지점별 음압레벨의 변동량이 크게 나타났다. 주파수별 음압수준의 감소는 주간보다 야간에 안정적인 특성을 보였다. 풍력발전소를 대상으로 한 선행연구에서도 인근 주거 지역에서 저주파소음 노출 수준을 평가한 결과 저녁이 낮보다 저주파소음이 더 높았으며, 주간에는 풍력 터빈에서 발생하는 소음 외에 다른 배경 소음원에 기인할 수 있으며 야간의 저주파소음은 풍력 터빈에서 발생했다고 보고하였다.²⁶⁾ 본 연구도 주간의 경우 발전소의 운전형태(발전설비, 환경오염물질 배출 방지시설 및 환기설비 등의 가동과 수리)와 차량 등에 의한 영향을 받는 것으로 판단되며, 야간의 경우 이러한 발전소의 소음원과 외부의 영향이 최소화되었기 때문인 것으로 판단된다.

우리나라의 저주파소음은 2018년 환경부에서 제시한 저주파소음 가이드라인에 근거하고 있으며 법적 기준이 아닌 민원이 접수되는 경우 저주파소음의 판단 여부를 확인하기 위한 값으로 사용하고 있는 실정이다. 중심주파수에 따른 저주파소음의 기준곡선(Fig. 2)과 비교한 결과 우리나라의 가이드라인은 다른 나라보다 20 Hz∼80 Hz에서 상대적으로 높은 경향을 보였다. 일본의 경우 실내와 실외로 구분되어 있으며, 실내의 기준은 20 Hz∼80 Hz에서 우리나라의 가이드라인보다 낮았다. 본 연구 결과를 나라별 저주파소음 기준과 비교해보면 63 Hz와 80 Hz는 부지경계선부터 부지경계선 이격거리 500 m 이내에서는 환경부 및 다른 나라 기준 보다 높게 나타났다. 40 Hz와 50 Hz는 부지경계선부터 부지경계선 이격거리 300 m 이내에서 환경부 및 다른 나라 기준보다 높게 나타났다. 특히 중심주파수 40 Hz의 경우 N-1 보다 N-2의 저주파소음이 높은 경향을 보였으며, 주간보다는 야간에 높은 경향을 보였다. N-2 지점의 경우 주거 지역이 인접해 있어서 발생원에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 여겨진다.

저주파소음과 관련한 선행연구를 살펴보면 국내 환경 포럼자료²⁷⁾에서 캐나다 발전시설의 주파수대역별 음향파워레벨 기준을 제시하였으며, 송풍팬 냉각기 31.5 Hz (85.0 dB(A)), 63 Hz (73.0 dB(A)) 필터에서는 31.5 Hz (89.0 dB(A)), 63 Hz (86.0 dB(A)) 등의 수치를 제시하여 본 연구의 결과보다 높은 것으로 나타났다. Jung 등²⁸⁾은 풍력발전소 인근 지역 저주파소음 측정값과 예측 값을 비교하여 모델에 대한 신뢰성을 확인하였고, 풍력발전기로부터 이격거리(186 m 와 313 m)에서 측정값은 12.5 Hz∼80 Hz 모두 본 연구보다 낮게 나타났다. Persson Waye 등²⁹⁾은 2분 동안 실내에서 자동차 소음 수준을 창문을 열거나 닫은 상태로 측정하였으며 열린 상태에서 16 Hz (43 dB)∼50 Hz (49 dB)는 데시벨이 증가하는 추세를 보였으며 50 Hz부터 80 Hz (45 dB)는 감소하는 추세였고 모든 주파수에서 소음 수준은 본 연구 모든 지점의 결과보다 낮게 나타났다. 산업단지 인근 주거 지역에 대한 저주파소음 측정 선행연구 결과 12.5 Hz (53.5 dB), 16 Hz (52.7 dB), 20 Hz (52.7 dB), 25 Hz (52.4 dB), 31.5 Hz (53.3 dB), 40 Hz (54.6 dB), 50 Hz (61.3 dB), 63 Hz (70.9 dB), 80 Hz (63.6 dB)로 본 연구와 비교해보면 12.5 Hz∼40 Hz의 경우 모든 지점에서 본 연구의 소음 수준보다 낮게 나타났으며, 50 Hz∼80 Hz의 경우 높게 나타났다.¹¹⁾

저주파소음이 건강에 미치는 영향에 대한 선행연구를 살펴보면 일부 연구에서는 30 Hz∼80 Hz,³⁰⁾ 25 Hz∼63 Hz³¹⁾ 주파수가 보다 수준이 높은 주파수보다 성가심에 더 큰 영향을 미칠 수 있다고 보고하였다. 저주파소음과 관련하여 가장 일반적으로 보고된 증상은 다양한 유형의 수면장애³²⁾를 일으킬 수 있으며, 인지적 변화,^12,33) 성가심³⁴⁾ 등 정서적 변화에도 영향을 미친다고 보고되었다. 저주파소음이 건강에 미치는 영향에 대한 대부분의 선행연구는 표본수가 적거나 짧은 노출 기간에 대한 사례연구와 실험실을 기반으로 관찰되었으며 이러한 연구는 대표성을 가지기엔 한계가 있다.^6,35) 따라서 추후 연구는 연속 측정한 저주파소음과 인근 지역 주민의 건강에 미치는 영향에 대한 연구도 필요할 것으로 여겨진다.

본 연구는 화력발전소 부지경계선과 주거지역 방향으로 이격거리에 따라 저주파소음을 연속적으로 측정하여 영향범위를 파악하고 공간분포의 특성을 평가했다는 점에서 의의가 있다. 다만 발전소 내부 발전 설비와 환경오염 방지 시설 등에 대한 개별 저주파소음을 측정하지 못한 제한점이 있다. 따라서 신설되는 발전 시설에 대해서는 발생원 별로 저주파소음 음압레벨 수준을 평가할 필요성이 있다. 또한 본 연구와 같이 화력발전소 인근 지역에서 저주파소음 실측에 대한 선행연구가 부족하여 저주파소음 영향범위를 직접적으로 비교하기엔 어려움이 있다. 저주파소음 측정 시 자동차, 농기계와 같은 이동소음원의 포함 가능성으로 인한 별도의 측정이 이루어져야 하나 대상 소음원의 가동 중지가 어려운 상황으로 실제 측정된 저주파소음 음압레벨 수준을 과대평가할 수 있는 제한점이 있다. 저주파소음 측정 시 배경 소음에 대한 측정 및 보정 방법은 적용된 사례가 없는 실정이며, 추후 저주파소음 평가에 대한 구체적인 대책 방안이 제안되어야 한다.

본 연구는 화력발전소 인접지역에서 저주파소음을 24시간 연속측정(3회)과 교차측정을 통하여 거리에 따라 주파수별로 미치는 영향범위를 파악하였다. 저주파소음 측정 결과, 발전소(내부) 부지경계선(N-1)을 기점으로 N-3 지점(이격거리 500 m)까지 5개 주파수(80 Hz, 63 Hz, 50 Hz, 40 Hz, 31.5 Hz)는 환경부 가이드라인의 저주파소음 음압레벨 기준을 초과하였다. 또한 주간시간은 주파수별로 이격거리에 따라 변동성이 있는 것으로 나타났으며 야간시간은 주파수 음압레벨 감소에서 일관성을 보여 안정적인 특성을 보였다. 교차측정 결과, 발전소(외부) 부지경계선의 C-1 지점을 기점으로 80 Hz와 63 Hz는 C-5지점(이격거리 756 m)까지 초과하였고 50 Hz와 40 Hz는 C-2지점(이격거리 310 m)까지 환경부 가인드라인의 저주파소음 음압레벨 기준을 초과하였다.

따라서 본 연구를 통하여 저주파소음 발생원의 주변지역에서 우리나라 환경부 가이드라인의 음압레벨 기준으로 평가한 결과, 4개의 주파수(80 Hz, 63 Hz, 50 Hz, 40 Hz)가 발전소 인접 주거지역에 영향을 미친 것으로 나타났다. 이에 저주파소음에 대한 화력발전소 인근 주거 지역의 지속적인 모니터링의 필요성과 합리적인 측정 규제와 이를 반영한 소음 환경 기준이 마련될 것을 제안한다. 또한 저주파소음의 중심주파수별 환경부 가이드라인 초과지점은 추후 건강영향조사 대상자 선정의 기초자료로 활용하여 수면장애, 우울감, 불편함 등에 미치는 영향을 파악하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

본 논문은 환경부의 재원으로 국립환경과학원의 지원을 받아 수행하였습니다(NIER-2020-04-02-117).

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

이가빈(연구원), 황용식(박사), 권정연(박사수료)

김수진(과장), 김성연(선임연구원), 홍영습(교수)