다이슨, 실내외 공기 질 연구 ‘세계 공기 질 커넥티드 데이터’ 결과 발표

한국, 실외보다 실내 공기 오염 더 유의해야…
실내 연 평균 초미세먼지 수치가 실외보다 5% 더 나빠

2024년 01월 18일

다이슨, 전 세계 다이슨 공기청정기 250만 대로 조사한 실내외 공기 질 연구 ‘세계 공기 질 커넥티드 데이터’ 결과 발표

글로벌 기술 기업 다이슨이 전 세계 공기 질에 대한 자사 최초의 연구인 ‘세계 공기 질 커넥티드 데이터(Global Air Quality Connected Data)’ 결과를 발표했다.1 이번 연구는 지난 2022년부터 2023년까지 약 1년간전 세계 가정에 분포된 약 250만 대 이상의 다이슨 공기청정기가 수집한 빅데이터를 통해 도시별 실내 공기 질을 세부적으로 조사했다. 실내 오염 물질을 가스와 오염 입자로 분류하여 이 물질의 일별, 월별, 계절 및 한 해 동안의 변화 추이를 분석했다. 데이터는 MyDyson™ 앱에 연결된 다이슨 공기청정기를 통해 수집하였으며, 수집된 데이터는 5,000억개 이상에 이른다.

풍부한 데이터를 바탕으로 한 이번 연구는 두 가지 유형의 공기 오염 물질인 초미세먼지(PM2.5)와 휘발성 유기 화합물(VOCs)에 중점을 두고 있다. 초미세먼지는 직경이 2.5 마이크론 이하 입자의 먼지를 의미하며, 보통 가스를 이용한 음식 조리 및 난방, 목재 버너 등의 연소, 꽃가루, 반려동물의 비듬 및 먼지를 통해 발생된다. 일반적으로 사람의 머리카락 직경이 약 70 마이크론인 것과 비교해 초미세먼지는 육안으로 확인할 수 없을 정도로 매우 미세한 크기로 사람의 호흡기로 흡입될 수 있어 전 세계적으로 이와 연관된 과학 및 건강 관련 분야의 연구가 활발히 진행되고 있다. 휘발성 유기 화합물은 벤젠, 포름알데히드 등의 가스 오염 물질로 청소 및 요리 등의 일상적인 활동 시에도 발생될 뿐만 아니라, 탈취제, 바디 스프레이, 양초, 가구 및 가구의 부속품 등에서도 배출될 수 있다.

“다이슨의 세계 공기 질 커넥티드 데이터 조사를 통해 전 세계 가정에서 실제로 발생하는 실내 공기 오염의 문제를 파악할 수 있었다. 이를 통해 우리는 다이슨 공기청정기가 해결해야 하는 실생활의 문제를 파악하고, 문제 해결을 위한 고도화된 기술을 설계하기 위한 아이디어를 얻을 수 있게 됐다. 수집되는 데이터는 단순히 엔지니어링 도구로만 사용되는 것이 아니라, 다이슨 공기청정기를 사용하고 있는 사람들이 공기 질에 대한 이해를 높일 수 있도록 MyDyson™ 앱에서 실시간 및 월간 보고서로 확인할 수 있다.2"

맷 제닝스(Matt Jennings), 다이슨 환경제어 부문 엔지니어링 디렉터


“사람들은 대기 오염을 실외나 도로변 환경에만 국한된 문제라고 생각한다. 최근 실내 공기 오염에 대한 연구가 증가하고 있지만 여전히 미흡한 상황이다. 이번 다이슨의 연구 결과는 전 세계 가정의 실내 오염 수준에 대해 일별, 월별, 계절별로 이해하는데 도움을 줄 뿐 아니라 매우 의미 있는 인사이트를 제공하며, 강력한 교육 도구로 활용될 수 있다. 우리 일생 생활에서 밀접한 주변의 오염을 이해하는 것이야 말로 오염에 대한 노출을 줄이기 위한 첫걸음이다."

휴 몽고메리(Hugh Montgomery), 유니버시티 칼리지 런던 중환자실 의학과장 겸 다이슨 과학자문위원회 위원장

모든 연구 대상국에서 연 평균 실내 초미세먼지(PM2.5) 가 세계보건기구(WHO) 연간 지침 기준 초과해3


1년간 다이슨 공기청정기에 수집된 초미세먼지 데이터를 살펴보면 몇 가지 흥미로운 결과를 확인할 수 있다. 우선 인도와 중국이 실내외 공기 질의 영향으로 연 평균 초미세먼지 수치가 가장 높은 나라로 꼽혔으며, 튀르키예가 3위, UAE가 4위, 한국이 5위를 기록했다. 연구 대상 전 국가에서 연 평균 실내 초미세먼지 수치는 세계보건기구(WHO)의 연간 지침(5 µg/m³) 수준을 초과했으며, 특히 인도는 11배, 중국은 6배, 튀르키예와 UAE는 4배, 그리고 한국, 루마니아, 멕시코, 이탈리아는 3배를 초과한 것으로 나타났다.

또한, 연 평균 초미세먼지 수치가 가장 높은 도시 5곳은 델리(인도), 베이징(중국), 상하이(중국), 선전(중국), 부산(한국)으로 모두 아시아에 속하고, 이스탄불(튀르키예), 두바이(아랍에미리트), 서울(한국), 멕시코시티(멕시코), 비엔나(오스트리아)가 뒤를 이었다. 모든 연구 대상국의 도시별 결과 역시 국가별 데이터와 유사하게 세계보건기구의 장기 또는 연간 노출 지침(5μg/m³)을 초과한 것으로 나타났다. 심지어 가장 낮은 순위를 차지한 시드니의 연간 평균 초미세먼지 수치도 6.78 µg/m³ 수준을 기록했으며, 델리는 세계보건기구 가이드라인을 14배 이상, 베이징은 6배 이상, 상하이는 5배 이상 초과한 것으로 나타났다.

한국은 1년 중 6개월 동안 실내 공기 질이 실외 공기 질보다 좋지 않은 것으로 밝혀져4

  • OECD 가입 연구 대상국의 실내외 초미세먼지(PM2.5) 수치

  • 이번 연구 결과 전체 조사 대상국 중 인도, 노르웨이, 폴란드, 핀란드 4개 국가를 제외하고는 대부분의 국가가 1년의 절반 이상은 실외보다 실내 초미세먼지(PM2.5) 수치가 더 높은 것으로 나타났다. 한국은 2022년 기준 6개월 동안 월 평균 실내 초미세먼지 수치가 실외 수치를 초과했다. 일본의 경우 8개월 간 실내 초미세먼지 수치가 실외보다 높았으며, 중국은 2022년 모든 달에 걸쳐 실내 초미세먼지 수치가 실외보다 좋지 않았던 것으로 나타났다. 1년 중에는 2월이 한국과 일본을 포함한 7개국에서 실외 대비 실내 초미세먼지 수치가 가장 높은 수준을 기록한 달로 밝혀졌다. 이번 조사 대상 31개국 중 20개국에서 연 평균 실내 공기 질 수치가 실외보다 좋지 않았으며 한국과 중국, 일본도 20개국에 포함되었다. 한국의 경우, 실내 연 평균 초미세먼지 수치는 18.17 µg/m³ 로, 실외 수치(17.24 µg/m³) 대비 5% 가량 더 나쁜 것으로 나타났다. 이러한 결과로 미루어 보아, 실외 공기뿐 아니라 실내 공기 질에 대한 관심 제고 및 관리가 필요하다.

    도시 기준으로는 밀라노의 가정에서 기록된 연간 실내 초미세먼지 평균 수치가 실외 초미세먼지 평균 수치에 비해 2.5배 이상 높게 나타났고, 조사 대상 도시들 중 그 차이가 가장 높았다. 밀라노 다음으로는 중국 선전의 실내 초미세먼지 평균 수치가 실외 대비 97% 높았으며, 암스테르담(76%), 서울(53%), 마드리드(50%), 멜버른(40%), 빈(37%), 싱가포르(36%), 뉴욕(35%) 그리고 도쿄(24%) 순으로 나타났다.

사계절 중 겨울철이 공기 오염 수치가 가장 높은 것으로 나타나

  • 연구 대상국 중 한국(서울), 중국(베이징), 일본(도쿄)의 연간 공기 오염(PM 2.5) 수치 월별 비교

    이번 연구에 활용된 다이슨 공기청정기 데이터에 의하면, 전 세계적으로 공기 오염이 가장 심한 계절은 겨울로 나타났다. 겨울철 날씨가 추워질수록 사람들은 실내에 머무는 시간이 많아지고, 창문을 닫은 채 연소 작용을 하는 난방 시스템을 가동한다. 폐쇄된 공간에서 연소 작용이 지속적으로 이뤄질 경우, 공기 오염을 유발하는 물질이 실외로 빠져나가지 못하고 축적되면서 실내 공기 질이 악화된다. 실제로, 한국 역시 1월이 공기 오염 수치가 가장 높은 달이었으며 1월의 평균 초미세먼지 수치는 가장 낮았던 8월 대비 2.6배 이상 높았다. 물론 모든 국가에서 겨울에 공기 오염 수치가 가장 심한 것은 아니었다. 조사 국가 중 8개국에서는 3월이 공기 오염 수치가 가장 높은 달로 나타났으며, 1월이 공기 오염 수치가 가장 높게 기록된 곳은 7곳으로 나타났다.

  • 오염시간

하루 중 오염 수치가 가장 높은 시간대는 저녁시간, 한국은 예외

  • 연구 대상국 중 한국(서울), 중국(베이징), 일본(도쿄)의 하루 중 공기 오염(PM 2.5) 수치 시간별 비교

    이번 연구 대상국 대부분에서 하루 중 실내 초미세먼지 수치가 가장 높게 나타난 시간대는 오후 6시에서 오전 12시로, 저녁부터 밤 중인 것으로 밝혀졌다. 이는 대부분의 사람들이 직장, 학교 등 외부에서 귀가해 가족 구성원들이 집 안에 머무는 시간대인 영향이 큰 것으로 보인다. 그러나 일부 국가 및 도시의 경우, 오후 6시에서 오전 12시가 아닌, 다른 시간대에서 실내 초미세먼지 수치가 높게 나타난 경우도 있다. 대표적으로, 동남아시아(태국, 필리핀, 인도)에서는 오전 7시에서 정오 사이가 가장 수치가 높았으며, 한국의 경우 예외적으로 자정부터 오전 7시 사이에 오염도가 가장 높은 것으로 나타났다.

다이슨 세계 공기 질 커넥티드 데이터(Global Air Quality Connected Data) 프로젝트에 대하여

다이슨 세계 공기 질 커넥티드 데이터 프로젝트는 전 세계 가정에서 수집한 5000억개 이상의 데이터를 분석하여, 사용자 행동과 실내 공기 질을 분석하고 실외 공기 질과 비교하였다. 전 세계의 총 표본 규모는 3,441,953 이며, 한국의 전국 표본 규모는 72,645로 그 중 서울은 21,925, 부산은 4,001이다. 단, 연구 데이터는 가정 내 배치된 다이슨 공기청정기의 위치를 기반으로 하므로 한국 전체를 대표하지는 않는다. 실내 공기 질 데이터는 MyDyson™ 앱과 연결된 상태인 공기청정기에서 수집하였으며, 공기 정화가 활발하지 않은 상태인 ‘모니터링 모드’에서만 수집되었다. 모니터링 모드에서의 데이터만을 활용할 경우 데이터 분석을 위한 표본의 크기가 줄어들 수 있지만, 다이슨 데이터 과학자들은 다이슨 공기청정기로 적극적으로 공기를 정화하지 않는 상태에서 더 가정의 공기 질을 정확하게 분석하기 위해 이 방법을 채택했다.

다이슨 데이터 과학자들은 많은 데이터 중 초미세먼지(PM2.5)와 휘발성 유기 화합물(VOCs) 데이터에 집중하여 2022년 1월 1일부터 12월 31일까지의 측정값을 분석했다. 데이터는 1분 단위로 수집되었으며, 데이터가 수집된 시간, 일, 월, 계절 및 연도에 따라 평균값을 계산했다. 통계적으로 유의미하고 정확한 시공간적 비교를 위해 모든 평균값은 99%의 신용 구간(Credible interval)을 기반으로 하였다.

또한, 데이터 계산 단계에서 이상값은 제거되었다. 예를 들어, 전반적으로 오염이 낮은 지역에서 극도로 높은 미세먼지 오염도를 보인 데이터의 경우, 공기청정기의 센서가 막혀 데이터 판독값이 왜곡되었을 수도 있는 점을 고려했다. 또한 다음과 같은 유형의 이상값도 제거되었다. 공기청정기가 '자동 모드'로 기록되는 경우는 1년 중 하루의 75% 이상을 자동 모드로 설정했을 때이다. 즉 공기청정기가 하루 중 최대 6시간까지만 수동 모드에서 작동되는 상태, 난방 또는 냉방 모드에서 수동으로 사용될 때를 의미한다.

모든 공기청정기가 일년 내내 24시간 동안 작동되는 것은 아니기 때문에, 수집되는 데이터는 MyDyson™ 앱에 기록된 작동 시간에 비례하여 계산 시 가중치가 부여된다. 예를 들어, 공기청정기가 1년 중 6개월 동안만 MyDyson™ 앱에 연결되어 있는 경우, 해당 제품은 일년 내내 연결된 제품보다 낮은 가중치로 데이터에 반영됐다. 분석에 참고한 실외 공기 질 데이터는 OpenAQ 및 선전, 후쿠오카, 오사카, 암스테르담, 타이베이의 국제 공기 질 프로젝트(World Air Quality Project )의 데이터를 주로 활용했다.

연구 대상 국가(39개국):
호주, 오스트리아, 벨기에, 캐나다, 중국, 체코, 덴마크, 핀란드, 프랑스, 독일, 그리스, 헝가리, 인도, 인도네시아, 아일랜드, 이스라엘, 이탈리아, 일본, 말레이시아, 멕시코, 네덜란드, 뉴질랜드, 노르웨이, 필리핀, 폴란드, 포르투갈, 루마니아, 사우디아라비아, 싱가포르, 대한민국, 스페인, 스웨덴, 스위스, 태국, 튀르키예, UAE, 영국, 미국, 베트남

연구 대상 도시(44개 도시):
암스테르담, 방콕, 베이징, 베를린, 브리스톨, 브뤼셀, 부산, 시카고, 쾰른, 코펜하겐, 델리, 두바이, 더블린, 후쿠오카, 하노이, 홍콩특별행정구, 이스탄불, 자카르타, 쿠알라룸푸르, 런던, 로스앤젤레스, 리옹, 마드리드, 맨체스터, 마닐라, 마르세유, 멜버른, 멕시코시티, 밀라노, 뭄바이, 뮌헨, 뉴욕, 오사카, 파리, 로마, 서울, 상하이, 선전, 스톡홀름, 시드니, 타이베이, 도쿄, 토론토, 빈

[1] 이 연구는 2022년 1월부터 12월까지 한국을 포함한 전 세계 약 340만 대의 다이슨 공기청정기의 데이터를 수집했다. 이 연구에는 어떠한 개인 데이터도 사용되지 않았으며, 다이슨의 개인정보 보호정책에 대한 자세한 내용은 여기 https://privacy.dyson.com/ko/privacy-policy.aspx에서 확인할 수 있다. 데이터는 MyDyson 앱에 연결된 다이슨 공기청정기에서만 수집되었으므로 모든 가정을 대표하지는 않는다.
[2] 공기 질 보고서 데이터 측정을 위해 ‘연속 모니터링’ 기능 활성화 필요 (1일 12시간 이상, 최소 10일).
[3] 다이슨 공기청정기에서 수집한 초미세먼지(PM2.5) 수치를 연간 및 일일 초미세먼지 노출에 대한 WHO의 2021년 가이드라인(www.who.int/news-room/feature-stories/detail/what-are-the-who-air-quality-guidelines)과 비교하였다.
[4] 다이슨 공기청정기로 측정한 실내 오염도와 openAQ(https://openaq.org/) 및 세계 공기 질 지수(https://aqicn.org/)의 실외 데이터를 비교함.