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문제 정의
- 본 연구의 목적은 산업보건관련 기관 분석실험실의 화학물질 취급 실태, 분석기기 및 부대설비의 관리, 안전보건수칙의 이행, 흄후드의 성능, 유기용제의 노출실태 등을 조사하여 분석실험실의 안전보건상태를 파악하고 대책을 제시하고자 한다.
- 분석실험실에서 발생되는 유기용제를 포집하였으며 작업환경측정및정도관리규정(노동부고시 제99-38호, 1999), 미국 국립산업안전보건연구원(National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH, 1994)에서 추천하는 공정시험법, 한국산업안전공단(1999)의 유해인자별 작업환경 측정·분석방법 등에 준하여 진행되었다. 분석실험실에서 취급하거나 실험실 공기중에서 발생되는 화학 물질은 유기용제, 산·알칼리, 중금속, 기타 특정화학물질 등이 있으나 화학 물질의 종류별 시료 포집 및 분석 방법 등이 달라 발생 가능한 모든 화학물질을 포집하고자할 경우에 소요되는 인력과 시간을 감안하여 본 연구에서는 활성탄관으로 시료를 포집하여 가스크로마토 그래프로 분석이 가능한 법정 유기용제에 대하여 측정을 실시하였다.
제안 방법
- 연구 대상인 22개 기관을 대학병원 부속기관과 일반 병원으로 구분하였다. 7개의 대학병원 부속기관을 A그룹이라 하고 15개의 일반 병원을 B그룹으로 분류하여 조사하였다.
- 미국 국립표준연구원(American National Standard Institute, ANSI, 1995)의 기술지침에 따라 후드의 개구면을 최대한 개방한 상태에서 개방된 면을 16개의 등면적으로 분할하여 구분된 공간의 중앙에서 속도를 측정하여 평균치를 계산하였다. 또한 후드 개구면의 최대 면속도에서 최소 면속도를 뺀 값을 후드별 면속도의 평균치로 나눈 개구면의 위치별 면속도 차이를 구하였다.
- 산업안전보건법 시행규칙(노동부령 제156호, 1999)에서 산업보건관련 기관으로 지정을 받기 위한 필수 장비로 드래프트 챔버라고 정의하여 규정하고 있는 분석실험실의 흄후드는 열선풍속계(ALNOR, USA)를 사용하여 면속도를 측정하였다. 미국 국립표준연구원(American National Standard Institute, ANSI, 1995)의 기술지침에 따라 후드의 개구면을 최대한 개방한 상태에서 개방된 면을 16개의 등면적으로 분할하여 구분된 공간의 중앙에서 속도를 측정하여 평균치를 계산하였다. 또한 후드 개구면의 최대 면속도에서 최소 면속도를 뺀 값을 후드별 면속도의 평균치로 나눈 개구면의 위치별 면속도 차이를 구하였다.
- 본 실태조사에 사용된 설문 항목은 실험실 안전 지침(한국산업안전공단, 1999)과 Stricoff와 Douglas(1995)의 연구 내용을 참고하여 조사자가 산업보건관련 기관 분석실험실에 적용할 수 있는 사항을 정리하여 작성하였다. 예비조사를 거쳐 수정 및 보완한 설문 항목은 부록에 제시하였으며 대략적인 크게 6개 항목으로 구분할 수 있다.
- 본 연구는 1999년 12월부터 2000년 1월까지 경인지역에 소재한 22개 산업보건 관련 기관의 분석실험실을 대상으로 안전보건 실태에 관한 설문 조사를 실시하고, 드래프트 챔버용 국소배기장치의 성능을 평가하고, 분석실험실 공기중의 유기용제 농도를 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 설문방법으로 조사자가 산업보건관련 기관의 분석실험실을 방문하여 분석실험실 종사자에게 조사 취지에 대하여 설명한 후 각 설문 항목에 대하여 응답자로부터 답변을 얻어 기재하였으며 확인 가능한 사항에 대하여는 조사자가 분석실험실 환경을 검토하여 답변 내용을 확인하였다.
- 시료 채취는 분석실험실마다 개인시료포집과 지역시료포집을 동시에 실시하였으며 분석실험실의 상시 유기용제 평균 농도를 알기 위하여 산업보건관련 기관에서 분석업무를 수행하는 3일간 포집하였다. 시료 채취 시간은 6시간 이상이었고, 측정일의 오전과 오후를 나누어 측정점당 2개의 시료를 채취하는 전 작업시간 연속시료채취 방법을 사용하였으며, 분석업무를 수행하지 않는 중식시간에는 시료채취 펌프의 전원을 차단하여 시료 채취를 중단하였다. 개인 시료는 분석자의 호흡기를 중심으로 반경 30 ㎝인 반구를 말하는 호흡 위치에서 채취하였고 지역 시료는 분석자가 주로 작업하는 장소의 1.
- 시료 채취는 분석실험실마다 개인시료포집과 지역시료포집을 동시에 실시하였으며 분석실험실의 상시 유기용제 평균 농도를 알기 위하여 산업보건관련 기관에서 분석업무를 수행하는 3일간 포집하였다. 시료 채취 시간은 6시간 이상이었고, 측정일의 오전과 오후를 나누어 측정점당 2개의 시료를 채취하는 전 작업시간 연속시료채취 방법을 사용하였으며, 분석업무를 수행하지 않는 중식시간에는 시료채취 펌프의 전원을 차단하여 시료 채취를 중단하였다.
- 시료 채취를 끝낸 후에는 활성탄관의 양끝을 플라스틱 마개로 막고 테플론 필름(teflon film)으로 봉한 후 냉장 보관하였으며 30일 이내에 분석을 실시하였다.
- 시료별 유해인자에 대한 분석이 완료된 후에는 오전 포집 시료와 오후 포집 시료의 측정시간 및 농도를 이용해 1일 시간가중평균농도를 계산하였다.
- 시료의 채취 전후에는 비누거품방법을 이용하여 공기시료 채취용 펌프의 유량 보정을 실시하였다. 0.
- 본 실태조사에 사용된 설문 항목은 실험실 안전 지침(한국산업안전공단, 1999)과 Stricoff와 Douglas(1995)의 연구 내용을 참고하여 조사자가 산업보건관련 기관 분석실험실에 적용할 수 있는 사항을 정리하여 작성하였다. 예비조사를 거쳐 수정 및 보완한 설문 항목은 부록에 제시하였으며 대략적인 크게 6개 항목으로 구분할 수 있다.
- 채취한 시료는 NIOSH의 분석방법대로 활성탄관의 앞층과 뒷층을 분리하여 각각 4 ㎖ 시료병에 넣어 이황화탄소 1 ㎖를 가한후 30분간 가끔 흔들면서 탈착시킨 후 불꽃이온화 검출기가 부착된 가스크로마토그래프(HP 5890- Ⅱ, Hewlett Packard, USA)로 분석하였다. 분석기기의 분석 조건은 다음의 표 1과 같다.
대상 데이터
- 시료의 채취 전후에는 비누거품방법을 이용하여 공기시료 채취용 펌프의 유량 보정을 실시하였다. 0.02- 0.2ℓ/min으로 보정된 저유량 펌프(Gillian and SKC, USA)에 길이가 7 ㎝, 외경이 6 ㎜이며 앞층이 100 ㎎, 뒤층이 50 ㎎인 활성탄관(coconut shell charcoal tubes, Lot 226- 01, SKC, USA)을 연결하여 시료를 채취하였다.
- 1999년 12월부터 2000년 1월까지 경인지역에 소재한 22개 산업보건관련 기관의 분석실험실을 대상으로 하였다.
- 시료 채취 시간은 6시간 이상이었고, 측정일의 오전과 오후를 나누어 측정점당 2개의 시료를 채취하는 전 작업시간 연속시료채취 방법을 사용하였으며, 분석업무를 수행하지 않는 중식시간에는 시료채취 펌프의 전원을 차단하여 시료 채취를 중단하였다. 개인 시료는 분석자의 호흡기를 중심으로 반경 30 ㎝인 반구를 말하는 호흡 위치에서 채취하였고 지역 시료는 분석자가 주로 작업하는 장소의 1.5 m 높이에서 채취하였다.
- 연구 대상인 22개 기관을 대학병원 부속기관과 일반 병원으로 구분하였다. 7개의 대학병원 부속기관을 A그룹이라 하고 15개의 일반 병원을 B그룹으로 분류하여 조사하였다.
이론/모형
- 분석실험실에서 발생되는 유기용제를 포집하였으며 작업환경측정및정도관리규정(노동부고시 제99-38호, 1999), 미국 국립산업안전보건연구원(National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH, 1994)에서 추천하는 공정시험법, 한국산업안전공단(1999)의 유해인자별 작업환경 측정·분석방법 등에 준하여 진행되었다. 분석실험실에서 취급하거나 실험실 공기중에서 발생되는 화학 물질은 유기용제, 산·알칼리, 중금속, 기타 특정화학물질 등이 있으나 화학 물질의 종류별 시료 포집 및 분석 방법 등이 달라 발생 가능한 모든 화학물질을 포집하고자할 경우에 소요되는 인력과 시간을 감안하여 본 연구에서는 활성탄관으로 시료를 포집하여 가스크로마토 그래프로 분석이 가능한 법정 유기용제에 대하여 측정을 실시하였다.
- 산업안전보건법 시행규칙(노동부령 제156호, 1999)에서 산업보건관련 기관으로 지정을 받기 위한 필수 장비로 드래프트 챔버라고 정의하여 규정하고 있는 분석실험실의 흄후드는 열선풍속계(ALNOR, USA)를 사용하여 면속도를 측정하였다. 미국 국립표준연구원(American National Standard Institute, ANSI, 1995)의 기술지침에 따라 후드의 개구면을 최대한 개방한 상태에서 개방된 면을 16개의 등면적으로 분할하여 구분된 공간의 중앙에서 속도를 측정하여 평균치를 계산하였다.
성능/효과
- 1) 실험실에서 취급 및 저장하고 있는 화학물질을 위험성에 따른 분류를 하지 않고 있으며 고압가스의 저장방법이 불안전하였다.
- 11개 분석실험실에서 검출된 acetone의 평균 농도는 0.36 ppm으로 노출기준인 750 ppm보다 훨씬 낮았다. 노출기준이 100 ppm인 ethylbenzene은 8개 기관에서 검출되었으며 평균 농도는 0.
- 2) 비상시에 사용할 수 있는 구급약품함이 설치되어 있는 기관은 18%, 소화기가 비치되어 있는 기관은 55%, 샤워장치가 설치되어 있는 기관은 9%에 지나지 않았다.
- 3) 실험실 종사자는 대부분이 실험실 안전에 대한 전문적인 교육을 받지 않았으며, 점검표에 의해 위험성 평가 및 확인도 대부분 실시한 적이 없었다.
- 4) 실험실에 설치된 흄후드에 대해 점검표에 의해 연 1회 이상 검사를 실시하는 기관은 전무하였으며 후드 개구면의 속도를 연 1회 이상 측정하는 기관은 18%였다.
- 5) 흄후드의 면속도가 0.4 m/sec 이상인 기관은 5%였으며 제어 성능이 전혀 없는 후드를 사용하는 기관이 17%였다.
- 6) 실험실 공기중의 시료를 분석결과 발암성(추정) 물질은 methylenechloride가 검출되었으며, 기타 acetone, ethylbenzene, isopropanol, xylene, methyli sobutylketone, trichloroethylene, toluene 등의 유기용제가 검출되었으나 공기중의 농도가 ACGIH의 TLV 및 노동부의 노출기준보다 훨씬 낮았다.
- 34 ppm이었다. m,p- xylene과 o- xylene은 노출기준이 모두 100 ppm 인데 각각 14개 기관과 8개 기관에서 검출되었으며 평균 농도는 0.05 ppm 및 0.06 ppm이었다. 검출된 화학물질중 유일하게 발암성 추정 물질인 methylenechloride는 5개 기관에서 검출되었으며 평균 농도는 0.
- 개인시료 포집기와 흡착관을 이용하여 분석실험실의 유기용제를 포집하여 그 성분 및 농도를 분석한결과 acetone, ethylbenzene, isopropanol, xylene, methylenechloride, methylisobutylketone, trichloroethylene, toluene 등이 검출되었으며 모두 1 ppm 미만의 평균 농도로서 산업안전보건법상의 노출기준보다 훨씬 낮은 수치였다. 그러나 이번 조사에서의 작업환경측정은 작업 시간 동안의 평균 농도를 측정하였기 때문에 실험실 업무를 가장 많이 수행하는 시간 대의 단시간 농도를 파악하지 못한 것이 제한점으로 남는다.
- 06 ppm이었다. 검출된 화학물질중 유일하게 발암성 추정 물질인 methylenechloride는 5개 기관에서 검출되었으며 평균 농도는 0.20 ppm이었다. 노출기준이 50 ppm인 methylisobutylketone과 trichloroethylene은 각각 15개 기관 및 5개 기관에서 검출되었으며 평균 농도는 0.
- 20 ppm이었다. 노출기준이 50 ppm인 methylisobutylketone과 trichloroethylene은 각각 15개 기관 및 5개 기관에서 검출되었으며 평균 농도는 0.05 ppm 및 0.06 ppm이었다. Toluene은 22개 전 기관에서 검출되었으며 평균 농도가 0.
- 화학물질 저장시의 배열 방법과 관련하여 위험성 분류에 의하여 보관하는 기관은 B그룹만 4개소(18%)가 있었으며 A그룹은 위험성 분류에 따라 화학물질을 보관하고 있는 곳이 하나도 없었다. 물질명의 알파벳 순서에 따라 보관하는 기관이 전체 14개소로 64%였으며, 자주 사용하는 물질을 기준으로 보관하는 기관은 A그룹이 29%, B그룹이 7%였으며, 아무런 순서없이 보관하는 기관은 A그룹에서 1개소로 나타났다.
- 분석실험실내에 소화기를 비치하고 있는 기관은 55%였으며 구급약품함을 비치하고 있는 기관은 18%로 조사되어 전반적으로 비상시의 조치와 관련한 대책이 많이 부족하였다. 이한주(1995)의 연구결과에서 한 대학의 20개 실험실을 조사결과 건물의 벽에 샤워장치가 설치되어 있으나 실험자들이 그 위치와 사용방법을 모르고 있으며, 어느 실험실도 수직형세안창치가 설치되어 있지 않았다고 조사된 것을 보면 우리 나라의 실험실의 비상시 응급조치 설비와 종사자들의 응급시 대처 요령에 대한 교육이 상당히 미흡함을 알 수 있다.
- 분석실험실에서 사용하는 화학물질 보관용 냉장고에 음식을 보관하고 있는 기관은 A그룹이 29%(2개소), B그룹이 7%(1개소)로 나타났으며, 냉장고에 저장할 수 있는 물질의 종류가 표시되어 있는 기관은 3개소(14%)였는데 모두 B그룹(20%)이었다.
- 분석실험실에서 유기용제를 포집하여 분석한 결과 검출된 화학물질은 acetone, ethylbenzene, isopropanol, xylene, methylenechloride, methylisobutylketone, trichloroethylene, toluene 등이었으며, 전 기관의 분석된 모든 유해인자의 농도가 미국정부산업 위생전문가협의회(American Conference of Governmental Industrial Hygienists, ACGIH, 1997) 및 산업안전보건법상의 노출기준보다 훨씬 낮은 것으로 나타났다. 분석실험실에 설치된 흄후드의 면속도별 화학물질별 농도의 기하평균(geometric mean, GM)과 기하표준편차(geometric standard deviation, GSD)는 표 9와 같다.
- 분석실험실에서 취급하는 화학물질의 안전과 관련하여 보유 화학물질의 목록을 작성하여 물질별 유해성을 파악하고, 보유 화학물질을 유해성 분류에 따라 저장하여 인화나 폭발의 가능성을 제거하는 것이 필요한데(Williamson, 1983), 표 2에 의하면 조사 대상 22개 분석실험실중 저장하고 있는 모든 물질에 대하여 물질안전보건자료를 비치하고 있는 기관은 18%에 불과하였고, 화학물질을 위험성 분류에 따라 구분하여 저장하는 기관 역시 18%에 지나지 않았다. 화학물질 보관용 냉장고에 저장할 수 있는 물질의 종류가 표시되어 있는 기관은 3개소(14%)였으며 나머지 19개 기관은 화학물질의 성상에 관계없이 냉장고를 사용하고 있었다.
- 산업안전보건법에는 국소배기장치의 자체검사를 연1회 이상 실시토록 규정하고 있으나 산업보건관련 기관에서는 후드, 덕트, 공기정화장치, 송풍기 등의 국소배기장치 계통을 검사하는지의 여부와 관련하여 표 7에 나타난 바와 같이 점검표에 의해서 연1회 이상 점검하는 기관은 전혀 없었으며, 점검표없이 연1회 이상 점검한다고 응답한 기관은 8개 기관(36%)이었으며 A그룹이 3개소(43%), B그룹이 5개소(33%)였다.
- 모든 물질에 대하여 MSDS를 비치하고 있는 기관은 A그룹이 1개소(14%), B그룹이 3개소(20%)인 것을 나타내고 있다. 일부 물질에 대하여 MSDS를 비치하고 있는 기관은 평균 55%, MSDS를 비치하고 있지 않는 기관이 평균 27%로 나타났다.
- 셋째, 분석실험실의 안전보건 환경을 개선하기 위한 시설 투자가 필요하다. 조사결과 분석실험실의 응급조치 설비로서 한 손으로 작동하여 사용할 수 있는 샤워장치 및 수직 방향으로 물이 뿜어져 나오는 수직세안장치는 한 기관도 설치되어 있지 않았으며, 소화기를 비치하고 있는 기관도 55%에 그쳤는 데 이는 일반적으로 분석실험실의 안전보건환경 개선에 대한 투자가 빈약함을 나타낸다고 볼 수 있다.
- 5 m/sec로 규정하고 있다. 조사자가 후드 개구면의 제어 속도를 측정한 결과 평균 면속도가 0.4 m/sec 이상인 기관은 1개소(5%)였고 제어속도가 0 m/sec로서 전혀 효과가 없는 기관이 4개소(17%)였다. 특히 전혀 효과가 없는 후드를 사용하는 4개 기관중 3개 기관의 종사자는 후드의 성능이 일부분 발휘되고 있는 것으로 인지하고 있어 분석실험실의 후드 개구면 제어속도를 정기적으로 측정하는 것이 반드시 필요한 것으로 나타났다.
- 4 m/sec 이상인 기관은 1개소(5%)였고 제어속도가 0 m/sec로서 전혀 효과가 없는 기관이 4개소(17%)였다. 특히 전혀 효과가 없는 후드를 사용하는 4개 기관중 3개 기관의 종사자는 후드의 성능이 일부분 발휘되고 있는 것으로 인지하고 있어 분석실험실의 후드 개구면 제어속도를 정기적으로 측정하는 것이 반드시 필요한 것으로 나타났다. 김명신(1997)이 대학 실험실에 설치되어 있는 후드의 성능을 조사한 결과 0.
- 분석실험실에서 발생하는 화학폐기물 수집용기와 관련하여 폐산, 폐알카리, 폐유기용제, 폐유 등 종류별로 구분되어 있는지에 대하여 폐기물 수집용기를 3종류로 구분하는 기관은 3개소(14%)였는데 이중 A 그룹이 1개소(14%), B그룹이 2개소(13%)였다. 폐기물을 2종류로 구분하는 기관은 A그룹이 2개소(29%), B그룹이 3개소(20%)로 나타났다(평균 23%). A그룹의 4개소(57%), B그룹의 10개소(67%)는 폐기물을 아무런 구분없이 혼합하여 보관하고 있었다(평균 63%).
- 표 3에서 보면 가연성 가스(연료)와 산화성 가스(산소)를 6 m 이상 격리시키거나 또는 내화성 벽으로 격리시켜 보관하는 기관은 전체 3개 기관으로 14%였으며, 압축 가스통이 가죽끈, 쇠사슬, 지지대 등으로 고정되어 있는 기관은 전체 6개소로 27%였다.
- 후드 개구면의 속도를 6개월에 1회 이상 측정하는 기관은 3개소(A그룹 1개소, B그룹 2개소)로서 13%, 1년에 1회 이상 측정하는 기관은 B그룹에서 1개소가 있었으며, 화학물질의 냄새가 잘 배출되지 않을 때 측정한 적이 있는 기관은 A그룹이 2개소, B그룹이 3개소, 발연관을 이용하여 기류를 측정한 적이 있는 기관은 A그룹이 2개소, B그룹이 1개소였으며, 제어 속도를 전혀 측정한 적이 없는 기관은 A그룹의 14%, B그룹의 53%였다. 면속도 측정결과를 기록하여 보관하고 있는 기관은 전무하였다.
- 후드 개구면의 최대 면속도에서 최소 면속도를 뺀 값을 후드별 면속도의 평균치로 나눈 위치별 제어속도 차이가 20%이내인 기관은 B그룹의 1개소뿐이었고, 30%이내인 기관은 B그룹에서 3개소로서 14%였고, 50%이상인 기관은 A그룹에서 4개소, B그룹에서 8개소 등 12개소를 차지하여 55%로 나타났다.
- 분석실험실에 설치된 흄후드의 면속도별 화학물질별 농도의 기하평균(geometric mean, GM)과 기하표준편차(geometric standard deviation, GSD)는 표 9와 같다. 후드의 면속도가 0.4 m/s 이상인 실험실에서 검출되는 화학물질의 종류가 가장 적었으나 면속도가 0.4 m/s 이상인 기관이 1개소뿐이므로 다른 그룹과의 비교가 어려우며, 그 외 후드의 면속도별 검출되는 화학물질의 종류 및 농도는 상관관계가 나타나지 않았다.
- 후드의 면속도를 측정한 결과 평균 면속도가 ANSI의 기준인 0.4 m/sec 이상을 만족하는 기관은 B그룹의 1개소뿐이었다. 나머지 기관은 후드의 면속도가 기준치에 미달하였는데 A그룹의 1개소(14%) 및 B그룹의 3개소(20%) 등 4개 기관은 배기 성능이 전혀 없는 후드를 사용하고 있었다.
후속연구
- 개인시료 포집기와 흡착관을 이용하여 분석실험실의 유기용제를 포집하여 그 성분 및 농도를 분석한결과 acetone, ethylbenzene, isopropanol, xylene, methylenechloride, methylisobutylketone, trichloroethylene, toluene 등이 검출되었으며 모두 1 ppm 미만의 평균 농도로서 산업안전보건법상의 노출기준보다 훨씬 낮은 수치였다. 그러나 이번 조사에서의 작업환경측정은 작업 시간 동안의 평균 농도를 측정하였기 때문에 실험실 업무를 가장 많이 수행하는 시간 대의 단시간 농도를 파악하지 못한 것이 제한점으로 남는다. 김명신(1997)의 연구에서 2개의 종합대학 화학관련 실험실에 대한 측정결과 ethylether, methylenechloride, n- hexane, ethylacetate, chloroform, tetrahydrofuran, benzene 등이 검출되었고 그 농도가 0.
- 둘째, 분석실험실의 안전보건 수준을 향상시키기 위한 세부적인 실험실 안전지침의 교육이 필요하다. 대부분의 분석실험실 종사자들은 실험실 안전보건에 대하여 전문기관에서의 교육을 받은 경험이 없다고 하였다.
- 산업안전보건법령에는 화학물질의 사용량은 고려치 않고 유해 인자 취급유무에 의해서만 작업환경측정 및 특수건강진단을 실시하도록 되어 있는 점이 법의 경직성 또는 미비점이라고 산업보건 관계자들에 의해 지적받는 경우가 있어 왔는데 실험실 조사에서 보듯 물질 사용량을 고려한 법적용이 고려되어야 할 것으로 보인다. 또, 특수건강진단의 경우 법에서는 취급하는 유해 인자, 즉 화학물질의 종류별로 모두 실시하여야 한다고 되어 있는데 실험실에서는 수많은 종류의 화학물질을 취급하는 점에 미루어 실험실 종사자에 적합한 특수건강진단 항목 및 방법의 개발이 필요하다고 하겠다.
- 이상의 결과로 보아 산업보건관련 기관 분석실험실의 안전보건실태를 개선하기 위한 대책으로는 분석실험실 종사자에 대한 안전보건의식의 고취가 요구되고, 분석실험실의 안전보건 수준을 향상시키기 위한 세부적인 실험실 안전지침의 교육이 강화되어야 하며, 분석실험실의 안전보건 환경을 개선하기 위한 시설 투자가 필요하다.
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