Effects of Time Resolution on Determinants of Personal Ozone Exposure in South Korea = 시간 해상도가 오존 개인 노출의 결정요인에 미치는 영향|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Background: Ozone (O3) is a highly reactive gas that exhibits strong diurnal variability with frequent short-term peak concentrations. Exposure to elevated O3 levels is known to cause various adverse health effects, including respiratory and cardiovascular diseases, due to its strong oxidative properties. However, such short-term high exposures can be diluted when averaged over long periods, resulting in underestimation of actual personal O3 exposure levels. Therefore, accurate assessment of personal O3 exposure requires high-resolution monitoring that accounts for temporal variability.
Objectives: This study aimed to identify the determinants of personal O3 exposure and to compare how these determinants differ between 24-hour and 1-hour resolutions.
Methods: Personal O3 exposure was measured at 1-minute intervals using active samplers over a 3-year period in Korea and aggregated into 1-hour and 24-hour averages. Ambient O3 concentrations were obtained from national monitoring stations. The determinants of personal exposure evaluated in this study were season, activity group, time of day, and ambient O3. Differences across determinants were then compared using linear regression, non-parametric statistical tests, followed by multivariate linear mixed models (LMM) to identify independent effects.
Result: At the 24-hour resolution, personal O3 exposure was higher in spring and summer and increased with ambient O3 concentrations, while differences between activity groups were minimal in both univariate and multivariate analyses. In contrast, at the 1-hour resolution, significant variation was observed by season, group, time of day, and ambient O3 level, and these associations remained consistent in the multivariate model. Exposure was particularly elevated during daytime to early evening hours (10:00-20:00) and under higher ambient O3 conditions, with several groups exhibiting higher exposure than the reference group.
Conclusion: Determinants of personal O3 exposure differed substantially by time resolution. The 24-hour analysis captured broad seasonal and environmental patterns but diluted short-term peaks and variability. The 1-hour analysis revealed detailed temporal patterns, including group-specific and time-of-day differences. These findings demonstrated that high-resolution measurement and analysis are essential for accurately characterizing personal O3 exposure.

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국문 초록 (Abstract)

배경: 오존은 일중 및 계절적 변동성이 큰 기체로, 짧은 시간 내 고농도 노출이 자주 발생한다. 고농도 오존은 강한 산화력으로 인해 호흡기 및 심혈관계 질환 등 다양한 건강영향을 유발하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 단기 고농도 노출은 장기간 평균 산출 시 희석되어 개인 노출 수준이 과소평가될 수 있다. 따라서 개인 오존 노출을 정확히 평가하기 위해서는 시간적 변동성을 고려한 고해상도 개인 노출 측정이 필요하다.
연구 목적: 본 연구는 개인 오존 노출의 결정요인을 규명하고, 이러한 요인이 24시간와 1시간 시간해상도에서 어떻게 다르게 나타나는지를 비교함으로써, 개인 오존 노출 평가에서 시간해상도의 중요성을 강조하고자 하였다.
연구 방법: 개인 오존 노출은 능동 측정기를 이용하여 1분 간격으로 측정되었으며, 3년(2022~2025년) 동안 서울, 경기, 대구 지역에서 수행되었다. 측정된 오존 농도는 1시간 및 24시간 평균으로 집계하였다. 외기 오존 농도는 국가 대기질 측정망의 도시대기측정소 자료를 활용하였다. 개인 노출 수준과 외기 오존 농도 간 관계는 회귀분석으로 평가하였으며, 계절, 활동 집단, 시간대, 외기 오존 수준별 차이는 비모수 검정을 통해 분석하였다. 또한 반복측정을 고려한 선형혼합모형을 적용하여 개인 오존 노출의 독립적 결정요인을 도출하였다.
결과: 24시간 해상도에서는 개인 오존 노출이 봄과 여름에 높게 나타났으며, 외기 오존 농도가 증가할수록 개인 노출 수준도 함께 상승하였다. 반면, 활동 집단 간 차이는 단변량 분석에서는 통계적으로 유의하지 않았고, 다변량 분석에서도 영향이 제한적으로 나타났다. 1시간 해상도에서는 계절, 집단, 시간대, 외기 오존 수준에 따라 뚜렷한 차이가 관찰되었으며, 이러한 경향은 다변량 분석에서도 일관되게 유지되었다. 특히 주간과 초저녁(10:00~20:00) 시간대 및 높은 외기 오존 수준에서 개인 노출 수준이 증가하였고, 일부 활동 집단(주부, 회식 참여 직장인)은 기준 집단보다 더 높은 개인 노출 수준을 보였다.
결론: 개인 오존 노출의 결정요인이 시간해상도에 따라 다르게 나타났다. 1시간 해상도에서는 계절, 외기 오존 수준, 활동 집단, 시간대가 모두 개인 노출 변동에 유의한 영향을 미쳤으며, 단기 피크와 행동 기반 노출 차이가 명확하게 드러났다. 반면 24시간 해상도에서는 이러한 시간·행동 기반 요인이 평균화 과정에서 상당 부분 희석되어 계절과 외기 오존 농도만이 비교적 안정된 영향을 보였다. 본 연구는 개인 노출 평가에서 고해상도 측정과 분석이 갖는 중요성을 실증적으로 제시하였다.

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배경: 오존은 일중 및 계절적 변동성이 큰 기체로, 짧은 시간 내 고농도 노출이 자주 발생한다. 고농도 오존은 강한 산화력으로 인해 호흡기 및 심혈관계 질환 등 다양한 건강영향을 유발하...

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