[정일록의 환경칼럼]

항공기소음의 평가지표와 관리기준 개선

항공기가 운항되는 공항 주변이나 비행경로 밑에 사는 주민들은 항공기소음의 영향을 받는다.

임의의 지점 위를 지나가는 항공기소음의 패턴은 아래 그림 중의 좌측과 같이 시간에 따라 점점 커졌다 최대치(Lmax)에 이른 후에 점점 작아지는 산 모양의 유형이다.

최대치에서 10을 뺀 소음도 이상의 시간 구간을 항공기소음의 지속시간 D(초)라 한다.

이 지속시간 구간의 소음을 0.1초라 1초 등의 간격으로 판독하여 데시벨 합산 값을 단발소음 노출레벨(SEL ; single event exposure level)이라 하며, 간단하게는 Lmax+10·log(D/2)로 구한다.

그림 중의 우측은 현재 운항되고 있는 저소음 기종의 하나인 보잉 757-200의 이착륙 비행 시의 소음을 많은 지점에서 SEL[데시벨(dB(A)]로 계측해 나타낸 등소음곡선의 사례다.

SEL 80 데시벨의 등소음곡선 면적은 활주로의 이착륙 지점을 기점(0)으로 길이 방향 각 7마일과 착륙 시는 폭 1마일 및 이륙 시는 폭 2마일 정도다.

SEL 레벨이 클수록 그 면적은 줄어들고, 고소음 기종이면 같은 SEL 레벨이라도 면적은 더 커진다.

항공기가 이착륙 비행할 때마다 그림 중의 우측과 같이 SEL 등소음고선이 발생하며, 하루 동안을 기본으로 측정·계산해 항공기소음 평가지표로 삼는다.

평가지표는 국제적으로 주석야 평균소음도(Lden)를 많이 사용한다. 이 외에 주야 평균소음도(Ldn)나 웨클(WECPNL)도 사용한다.

우리 나라는 간이식 WECPNL을 사용하고 있고 2023년부터는 Lden으로 전환한다.

 WECPNL은 하루 동안 각 항공기 통과 시마다 소음의 최대치(지속시간을 20초로 설정함)를 측정해 평균하고 등가 운항횟수(석간 운항횟수에 3, 야간 운항횟수에 10을 곱해 주간 운항횟수와 합산한 횟수)를 반영해 계산하는데 반해, Lden은 각 항공기 통과 시마다 소음의 최대치와 지속시간을 측정하고, 구한 SEL을 시간대별로 합산해 등가소음도를 구한 후에 석간 및 심야 시간대에 보정치(석간 5, 야간 10 데시벨)를 반영, 통합 계산한다.

 지속시간이 20초인 경우는 실효감각레벨을 적용한 WECPNL이 Lden보다 약 13 데시벨 크다(Lden ≒ WECPNL - 13). 지속시간은 항공기가 활주로에 가깝게 접근한 경우는 짧지만 멀리 떨어진 경우는 길고, 전투기는 민항기보다 짧다.

지속시간에 대한 해외의 조사사례를 참고하면 95 WECPNL 내외 지역은 10초, 80 WECPNL 내외 지역은 20초, 60 WECPNL 내외 지역은 40초 정도인 경우가 많다.

이를 적용하면 지속시간이 10초인 경우는 WECPNL이 Lden 보다 16 데시벨이나 크지만 지속시간이 40초인 경우는 10 데시벨 밖에 크지 않다.

때문에 주민들이 체감하는 항공기소음의 정확한 노출피해를 반영한 Lden에 비해 WECPNL은  활주로와 가까운 지역은 과대 평가 되고 멀리 떨어진 지역은 과소 평가되는 문제가 있다.

이러한 문제점 개선과 평가지표의 국제적 정합 등을 위해 Lden으로의 전환은 의의가 크다.

 보잉 757-200 기종이 주간(07~19)과 석간(19~22)에 각 3분에 1대, 야간(22~07)에 10분 1대 비행한 경우를 예를 들어, SEL 80 등소음곡선 지역을 평가하면 WECPNL로는 73, Lden으로는 60[야간소음도(Ln) : 52)] 데시벨이다.

야간 운항이 금지된 경우라면 야간 비행횟수를 주간과 석간으로 배분해 평가하면 WECPNL은 70, Lden 58(Ln : 0) 데시벨이다.

두 경우 다 75 WECPNL 미만으로 주택·학교 등이 공항소음방지법에 근거한 소음대책의 지원을 받을 수 없다.

그러나, 야간 운항이 허용된 경우는 WHO의 야간 항공기소음 가이드라인 40(독일의 신설·확장 공항의 야간 소음기준 : 50) 데시벨을 넘는 소음에 노출되는 바 수면방해를 받을 가능성이 크다.

따라서 하루 기준인 Lden 외에 야간 기준(Ln)을 신설할 필요가 있다.

그리고, 이 지역에 학교가 있다면 항공기가 지나가는 매 3분마다 소음 최대치 70 데시벨(평균소음도 58)에 10초간 노출된다.

교실 창문의 차음도를 15 데시벨이라 하면 창문을 닫은 빈교실의 실내소음은 최대치로 55 데시벨(평균소음도 43) 수준이다.

이는 국내 기준(평균소음도: 55)에는 적합하지만 WHO의 교실소음 가이드라인(최대치 : 50, 평균소음도 : 30)을 초과하여 학생들이 수업장애를 받을 수 있는 바, 학교에 대한 소음대책은 75 WECPNL 미만 지역까지 확대하는 방안을 적극 검토할 필요가 있다.

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정일록 박사 주요약력.

환경 전체 분쟁 중 소음·진동민원이 85%에 육박하는 가운데 이에 대한 문제해결 및 대책마련이 요구됨에 따라 본지는 '정일록의 환경칼럼'을 연재하고 있다.

현재 (사)한국환경피해예방협회 회장을 역임후 고문을 맡고 있는 정일록(공학박사·소음진동기술사) 회장은 국내 최고의 소음·진동전문가다.

 동국대 전기공학과 졸업후 제14회 기술고시(전기직)에 합격, 제24회 기술사 전체 수석 합격에 이어 국립환경과학원 소음진동연구과장, 교통공해연소장, 환경진단연구부장 등을 역임하면서 국가 소음진동 정책발전에 핵심적 역할을 담당했다.

그동안 소음진동학, 소음진동 이론과 실무 등의 저서를 출간해 후학들의 배움의 길을 여는 데도 일익을 했다.