실내 화학적·생물학적 공기오염물은 호흡기·피부·신경계 등 건강에 위협이 될 수 있다.

가령 포름알데히드를 포함한 휘발성 유기화합물(VOC)은 점막 자극을 일으키고 중추 및 말초신경계에 민감한 영향을 발생시키는 것으로 알려져 있다.

특히 병의원은 환자·보호자는 물론 의료진까지 공기오염에 노출될 수 있는 만큼 각종 오염물질을 효과적으로 분리·제거하는 공기 질 관리가 요구된다.

이를 위해 병의원에서는 ‘헤파 필터’(Hepa Filter)를 이용한 공기청정기를 사용한다.

헤파 필터는 일반적으로 실내 공기에서 가스상 오염물질을 분리할 수 없어 추가적인 방법과 기술을 병행해 오염물질을 걸러낸다.

즉, 활성탄과 같은 흡착제를 사용하거나 유기 오염물질을 이온화·산화시키기 위해 오존생성기를 이용하며, 또 일부 제품의 경우 자외선을 통한 광촉매 반응을 활용한다.

하지만 이들 공기청정기는 기술적으로 극복해야 할 한계점이 있다.

우선 주기적인 필터 교체가 필요하다는 점이다.

헤파 필터는 통상적으로 수명의 한계가 있기 때문에 일정시간이 지나면 필터 기공이 막히고 동작하지 않는다.

이 같은 문제는 흡착제를 이용한 가스상 오염물질 필터도 마찬가지다. 따라서 지속적인 필터 교체는 비용부담으로 작용한다.

오존생성기를 이용하는 공기청정기 역시 해결해야 할 과제가 있다. 오존은 호흡기 자극을 일으키고 천식에 직접적으로 관련된 유해한 화학물질이다.

즉, 오존을 이용한 공기청정기는 잠재적으로 오존 노출 위험성을 배제할 수 없다.

이밖에 자외선을 이용한 광촉매는 가스상 유기화합물에 대해서는 거의 효과가 없다.

보통 표면적이 넓은 촉매는 더 높은 반응 속도를 갖는다.

그러나 광촉매 반응은 자외선이 살짝 투과하는 표면에서만 활성화되는데 이 표면적의 경우 다공성 열 촉매 또는 흡착제를 이용한 필터와 비교해 매우 작기 때문에 그만큼 효과가 적을 수밖에 없는 것.

그렇다면 병의원에서 유해한 세균을 제거하는 동시에 유지관리비용까지 적게 들어 효과적이고 비용경제적인 공기 질 관리방법은 무엇일까?

최근 서울시보건환경연구원에서 열린 한국환경보건학회 학술대회에서 발표된 ‘백금 산화 촉매 기술’을 이용한 공기 질 관리효과 연구논문이 그 대안을 제시했다.

EMW 바이오연구소·분당서울대병원 진단검사의학과 박정수 교수팀이 공동 발표한 논문은 병의원 전용 공기정화살균기 ‘클라로 메디’(CLARO MEDI)의 실내 공기 중 유해물질 제거 효과를 입증했다.

해당 연구는 백금 열 촉매를 이용해 공기 오염물질을 제거하는 EMW의 촉매 담체 제조특허 기술 ‘CATACOAT’(카타코트)를 적용한 LMR(Liquid Metal Reactor) 모듈을 이용해 백금 산화 촉매 반응에 의한 휘발성 유기화합물(VOC)과 바이오에어로졸 제거 성능을 평가했다.

이를 위해 온·습도가 일정하게 유지되는 400ℓ 규모 챔버를 제작해 그 내부에 LMR 모듈이 삽입된 공기정화장치를 설치했다.

휘발성 유기화합물 분해 효과 측정은 가스농도분석기(MultiRAE Lite, RAE System)를 이용해 ▲벤젠 ▲자일렌 ▲스틸렌 ▲톨루엔 ▲포름알데히드 등 5가지 오염물질 농도를 1시간 단위로 측정했다.

더불어 바이오에어로졸 제거 활성 측정은 일정시간 단위로 혈액한 혈액우무배지(blood agar)를 챔버 내 2분간 열어뒀다가 회수하고 배양해 나타난 집락 숫자를 계수했다.

각각의 실험은 CATACOAT 방식과 헤파 필터를 이용한 공기청정기 제품을 동일조건에서 비교해 진행했다.

CATACOAT를 이용한 오염물질 제거 실험결과, 휘발성 유기화합물 5종의 농도는 5시간 만에 모두 35% 이하로 감소했다.

특히 바이오에어로졸 집락 수는 20분 만에 모두 제거돼 LMR 모듈의 백금 산화 촉매 반응에 의한 공기 중 유해물질 제거 유과를 입증했다.

CATACOAT와 헤파 필터 비교 실험결과를 살펴보면, 자일렌 농도 변화는 CATACOAT 반응기에서 더 빠르게 나타났다.

CATACOAT를 통한 자일렌 농도 평균 반감기는 1.5시간 내외였던 반면 헤파 필터의 경우 농도 저하가 5시간의 작동시간 동안 20% 미만에 불과했다.

벤젠 농도 변화 역시 CATACOAT가 헤파 필터에 비해 빠르게 나타나 더 우수한 제거 속도를 보였다.

이 같은 결과는 스티렌·톨루엔 제거 비교실험에서도 동일했다.

다만 포름알데이드의 경우 헤파 필터가 CATACOAT에 비해 더 빠르게 제거한 것으로 나타났다.

실험을 수행한 연구팀에 따르면, 백금 열 촉매 기반 CATACOAT 시스템은 실내 휘발성 유기화합물(VOC) 제거를 위한 충분한 활동성을 나타낸 반면 헤파 필터는 거의 활동성이 없었다.

특히 CATACOAT는 가정 또는 산업용 공기청정기시스템으로 사용할 수 있는 잠재력이 있으며, 흡착제 필터를 교체하거나 유지 보수할 필요가 없어 경제적이다.

CATACOAT 방식을 적용한 공기살균기 ‘클라로 메디’는 공기 질 관리사업에 뛰어든 국내 의료기기업체 ‘메드믹스’가 국내 총판을 맡아 현재 전국 대리점 및 딜러를 모집하고 있다.

이 회사 임수정 대표는 “병의원 전용 클라로 메디는 공기를 헤파 필터로 여과해 오염물질을 걸러내는 일반 공기청정기와 달리 공기·온도·산 알칼리에 강한 백금을 250도까지 열을 가해 살균반응을 일으키는 백금 촉매(CATACOAT) 방식으로 공기 질을 관리한다”고 설명했다.

이어 “한국건설생활환경시험연구원(KCL) 시험결과 폐렴균·황색포도상구균·녹동균·대장균 등 부유세균을 99.9% 제거하는 것은 물론 일산화탄소· VOC·바이러스 등 환경 유해물질을 효과적으로 정화한다”고 강조했다.

그러면서 “클라로 메디는 번거로운 필터 교체 없이 반영구적으로 사용 가능해 별도 유지관리비용이 들지 않기 때문에 병의원 비용부담을 최소화 한다”고 강조했다.