치과 진료실 내 에어로졸 입자 실시간 측정과 감염 위험 최소화 방안

초록

본 연구는 실제 치과 진료실에서 발생하는 에어로졸 입자를 0.5 µm~5 µm 크기로 실시간 측정하고, 공기청정기 가동 여부와 문 개폐 상태가 입자 농도 감소에 미치는 영향을 분석하였다. 최악 상황에서는 0.5 µm 입자가 95분 동안 잔류했으며, 공기청정기 사용 시 제거 속도가 최소 6.3배 빨라졌다. 입자는 발생 지점에서 방 전체로 이동할 수 있어, 국소적인 농도 감소만으로는 감염 위험을 충분히 차단할 수 없음을 시사한다.

상세 요약

이 연구는 COVID‑19 팬데믹 상황에서 치과 진료실 내 에어로졸 전파 위험을 정량적으로 평가하기 위해 설계되었다. 실험은 실제 운영 중인 치과 진료실을 대상으로, 고속 광산란 입자계(PMS)와 레이저 입자 카운터를 이용해 0.5 µm, 1 µm, 2.5 µm, 5 µm 네 가지 입자 크기의 시간별 농도를 측정하였다. 측정 위치는 환자 구강 근처(발생원)와 방 구석(최대 거리) 두 지점으로 설정했으며, 각각의 위치에서 공기청정기(on/off)와 문(open/close) 조건을 조합한 4가지 시나리오를 3회 반복하였다. 데이터는 평균값과 표준편차를 산출하고, 입자 농도 감소 곡선을 지수함수 모델에 피팅하여 반감기와 완전 제거 시간(≤5 % 배경 수준)을 도출했다. 결과는 입자 크기에 따라 현저한 차이를 보였으며, 0.5 µm 초미세 입자는 중력에 의한 침강이 거의 없어 공기 흐름에 전적으로 의존한다는 점을 확인했다. 공기청정기 가동 시 전체 반감기가 평균 9.8 분에서 1.5 분으로 단축되었고, 특히 문을 닫은 상태에서는 교차 오염이 최소화되어 발생원 근처와 방 구석 간 농도 차이가 30 % 이하로 감소했다. 그러나 공기청정기 없이 문을 열어 놓은 경우, 발생원에서 측정된 농도가 5 분 내에 배경 수준으로 회복되더라도 방 구석에서는 여전히 20 % 이상의 농도가 유지돼, 전파 위험이 지속될 수 있음을 보여준다. 통계적 검증(ANOVA) 결과, 공기청정기 가동과 문 닫힘이 입자 제거에 미치는 영향은 p < 0.01 수준으로 유의미했다. 한계점으로는 단일 진료실만을 대상으로 했으며, 다양한 치과 기구(초음파 스케일러, 고속 드릴 등)의 기여도 구분이 어려웠다는 점이다. 향후 연구에서는 다중 공간 모델링과 CFD 시뮬레이션을 결합해 공기 흐름 최적화를 검증하고, 실시간 UV‑C 살균 등 추가적인 공기 정화 기술의 효율성을 비교할 필요가 있다.