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문제 정의
- 본 논문에서는 도료 제조업에서의 공기 중의 유기용제 성분 및 폭로량 등을 작업자의 호흡영역에서 유기용제용 포집기를 사용하여 시료를 채취하고, 가스 크로마토그래프를 이용하여 작업자 개인의 폭로량을 모니터링(personal monitoring)하여 공정별 개인의 폭로실태를 파악하고, 작업장에서 근로자에게 가장 많이 노출되고 있는 공기 중 톨루엔 농도의 생물학적 감시농도(biological exposure index, BEI)인 요중 마뇨산(hippuric acid)을 분석하여 도료 제조사업장 근로자들의 건강관리에 필요한 기초 자료를 제시하고자 하였다.
- 본 조사는 우리나라 도료 제조업체 근로자들이 가장 많이 노출되는 물질인 유기용제를 대상으로 하였으며, 작업공정별 근로자들의 유기용제 노출 실태를 파악하였다. 기초 조사 결과, 혼합 유기용제의 허용농도 초과 작업공정의 비율은 단일 유기용제 평가시 330개 작업공정 중 0.
제안 방법
- 공기 중 혼합 유기용제의 측정은 활성탄관(100mg/50mg, SKC Co., U.S.A)과 실리카겔관(100mg/50mg, SKC Co., U.S.A)을 이용하여 개인 시료포집기(personal air sampler, SKC & Gillan, U.S.A)를 이용하여 약 0.12l/min의 유량으로 근로자의 호흡기 영역에 부착하여 포집하였다. 포집된 유기용제 시료는 활성탄관 및 실리카겔관의 양끝을 완전히 밀봉한 후 냉동보관하였다.
- 또한 정성·정량분석한 유기용제 중 톨루엔에 대해서는 생물학적 감시농도(BEI)인 요중 대사산물인 마뇨산(hippuric acid)을 분석하였다. 마뇨산은 1998년 하반기에 본원을 내원하였거나, 본원에서 사업장을 방문하여 검진한 116명의 근로자 일시뇨를 분석하였으며, 비폭로 대조군으로는 유기용제에 특별히 노출되지 않은 사무직 등 30명을 선정하였다.
- 03%로 5배 정도 높은 초과율을 보였다. 또한 혼합 유기용제 중 근로자들에게 주로 폭로되는 톨루엔의 대사산물인 요중 마뇨산을 분석하여 근로자들에게 미치는 생물학적 감시농도지표(BEI)를 평가하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 요중 마뇨산은 조사대상 사업장의 근로자 중 톨루엔에 노출된 근로자 116명과 직업적으로 톨루엔에 노출된 적이 없는 사무직 근로자 30명을 대상으로 정기건강검진시 일시뇨를 채취하여 Ogata와 Taguchi에 의한 방법18)으로 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC, Waters 717 plus autosampler)로 분석하였으며 표준 요비중을 1.02로 보정하여 아래 계산식에 의해 농도를 구하였다.
- 작업공정은 전색제와 안료를 배합하는 배합(mixing)공정, 연마를 거쳐 점도를 조정하기 위한 희석(thinning)공정, 그후 정제(refining), 색상 조정을 위한 조색(tinting), 여과, 포장 등을 거치는 포장(filling)공정으로 나누어 조사하였다. 해당작업공정 가운데 희석공정이 50.
- 작업공정의 공기 중 혼합 유기용제 측정시료를 조사자가 분석한 결과를 이용하여 다음 항목을 분석하였다.
- 포집된 유기용제 시료는 활성탄관 및 실리카겔관의 양끝을 절단하여 시료용기에 넣고 이황화탄소(CS2) 1ml를 첨가하여 마개를 완전히 밀봉한 다음 교반기를 이용하여 약 30분간 교반하면서 탈착시킨 후 마이크로실린지(10ml, Hamilton U.S.A)를 사용하여 상층액 1ml를 불꽃이온화 검출기(flame ionization detector, FID)가 장착된 가스 크로마토그래프(Hewlett Packard 5890 Series Ⅱ, U.S.A)에 주입하여 분석하였다. 그리고 디메틸포름아미드과 메탄올 등은 NIOSH(National Institute for Occupational Safety and Health) 방법17)에 준하여 분석하였다.
- 혼합 유기용제의 성분의 검출빈도수를 산업안전보건법에서 정하고 있는 제1종, 제2종 유기용제 및 특정화학물질로 분류하여 표 4에 요약하였다. 표 4에서 불 수 있듯이 330개 작업공정에서 검출된 유기용제의 성분은 트리클로로에틸렌 등 25개 성분으로 대부분 제2종 유기용제였으며, 검출빈도가 가장 높았던 톨루엔은 전체 공정의 97.
대상 데이터
- 또한 정성·정량분석한 유기용제 중 톨루엔에 대해서는 생물학적 감시농도(BEI)인 요중 대사산물인 마뇨산(hippuric acid)을 분석하였다. 마뇨산은 1998년 하반기에 본원을 내원하였거나, 본원에서 사업장을 방문하여 검진한 116명의 근로자 일시뇨를 분석하였으며, 비폭로 대조군으로는 유기용제에 특별히 노출되지 않은 사무직 등 30명을 선정하였다.
- 본 조사의 대상 사업장은 경인지방노동청 관할 의료법인 중앙병원 산업의학연구소(이하 본원)에서 관리하고 있는 군포시, 안양시, 안산시의 도료 제조업체로 종업원 수 5∼49인 업체가 1개소, 50∼99인 업체가 2개소, 100∼499인 업체가 4개소로 모두 7개 사업장을 선정하여 97년 및 98년 상·하반기에 동일한 작업위치에서 330명의 근로자를 대상으로 개인시료포집방법에 따라 포집하였다.
데이터처리
- 1을 이용하였다. 요중 마뇨산은 비폭로군과 폭로군의 기하 평균과 산술평균을 구하고 t-검정을 실시하여 유의성을 조사하였다.
이론/모형
- A)에 주입하여 분석하였다. 그리고 디메틸포름아미드과 메탄올 등은 NIOSH(National Institute for Occupational Safety and Health) 방법17)에 준하여 분석하였다.
성능/효과
- 1. 공기 중에서 검출된 유기용제의 성분은 25종류이었으며 가장 높은 검출빈도를 보인 것은 톨루엔(97.0%), 메타크실렌(68.2%), 메틸이소부틸케톤(59.7%), 파라크실렌(52.1%), 메틸에틸케톤(48.8%), 오르소크실렌(46.1%) 순이었다.
- 2. 측정시료 1개당 유기용제 성분 검출수는 평균 6.855종으로 작업공정별 용제 종류의 수적 차이는 그다지 크지 않았다.
- 3. 유기용제 성분별 폭로농도는 메탄올이 18.236 ppm으로 가장 높은 농도값을 보였으며 그 다음으로 메틸에틸케톤 10.565 ppm, 1.1.1- Trichloroethane 8.952 ppm, 에틸아세테이트 8.179 ppm의 순이었다. 검출빈도가 가장 많은 톨루엔은 6.
- 4. 유기용제 폭로군과 비폭로군의 요중 마뇨산 농도는 0.303g/l(0.005∼3.248g/l), 0.188g/l(0.069∼ 30.634g/l)였다.
- 7개 사업장의 한달 평균 유기용제 사용량은 약 20여종, 5,991.9ton 이었으며, 크실렌이 약 1,572.6ton (26.2%)으로 가장 많이 사용되고있었고, 디메틸포름아미드 1,173.3ton(19.6%), 톨루엔 1041.4ton(17.4%), 메틸에틸케톤 610.6ton(10.2%)의 순으로 나타났다. 크실렌, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 메틸이 소부틸케톤의 경우 대상 사업장마다 사용량의 차이는 있지만 거의 모든 사업장에서 사용되었다.
- 각각의 성분별 폭로농도의 기하평균을 산정하여 비교해 보았을 때, 검출빈도가 가장 높은 톨루엔은 6.540±12.223 ppm, 메타크실렌 2.992±8.853 ppm, 메틸이소부틸케톤 1.894±3.544 ppm, 파라크실렌 2.224±4.955 ppm, 메틸에틸케톤 10.565±26.193 ppm이었으며, 메탄올이 18.236±32.957 ppm으로 가장 높은 농도 값을 보여주고, 메틸에틸케톤, 1,1,1-Trichloroethane, 에틸아세테이트 순으로 나타났다.
- 공정별로 분류하여 관찰해보면 배합공정에서는 메탄올이 10.585±17.726 ppm으로 가장 높은 농도를 보여주었고, 다음으로 아세톤(5.093±10.736 ppm)과 톨루엔(2.295±12.504 ppm) 순서로 나타났다. 배합공정에서 우리나라의 노동부가 고시하고 있는 노출 허용도 기준치(TWA, time weighted average)4)를 초과한 유기용제는 없었다.
- 3%의 높은 검출빈도를 보였다. 그 다음으로 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류가 희석공정과 포장공정에서 상대적으로 높은 빈도로 검출되었다. 기타 아세테이트와 에테르류, 알콜류의 순서의 빈도로 검출되었다.
- 0%에 해당하는 320개 작업공정에서 검출되었다. 그 다음으로 크실렌의 이성체인 메타크실렌(68.2%), 메틸이소부틸케톤(59.7%), 파라크실렌(52.1%), 메틸에틸케톤(48.8%)의 순서로 검출되었다. 또한 허용기준농도가 낮은 부틸셀로솔브(TWA: 25 ppm)도 13.
- 본 조사는 우리나라 도료 제조업체 근로자들이 가장 많이 노출되는 물질인 유기용제를 대상으로 하였으며, 작업공정별 근로자들의 유기용제 노출 실태를 파악하였다. 기초 조사 결과, 혼합 유기용제의 허용농도 초과 작업공정의 비율은 단일 유기용제 평가시 330개 작업공정 중 0.61%가 허용 농도를 초과하였으나 혼합물에 의한 유기용제의 평가시 3.03%로 5배 정도 높은 초과율을 보였다. 또한 혼합 유기용제 중 근로자들에게 주로 폭로되는 톨루엔의 대사산물인 요중 마뇨산을 분석하여 근로자들에게 미치는 생물학적 감시농도지표(BEI)를 평가하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 표 5는 특성별 유기용제를 해당작업공정별로 분류하여 정리한 검출빈도 결과이다. 배합, 희석, 포장공정에서 톨루엔과 크실렌 등의 방향족 탄화수소류의 검출빈도가 159, 568, 400개로 매우 높았고, 특히 톨루엔은 배합공정에서 97.8%, 희석에서 95.8%, 포장에서 98.3%의 높은 검출빈도를 보였다. 그 다음으로 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류가 희석공정과 포장공정에서 상대적으로 높은 빈도로 검출되었다.
- 925 ppm으로 나타났다. 배합, 희석, 포장의 3개 공정에서 벤젠의 경우 최고치가 2.176 ppm이고 디클로로메탄의 최고치는 11.632 ppm으로 허용기준치보다 낮은 농도수준을 보였다. 그러나 벤젠은 낮은 농도에서 장기간 폭로되면 혈소판 감소증, 재생불량성 빈혈, 골수확장증, 백혈구 감소증 등의 원인이 되며 백혈병 등 혈액암을 일으키는 것으로 보고되고 있는 바16), 미국에서는 벤젠의 공기 중 허용농도를 1 ppm에서 0.
- 본 조사에서의 메틸에틸케톤 농도는 10.565± 26.193 ppm, 에틸아세테이트는 8.179±14.519 ppm, 메틸이소부틸케톤은 1.894±3.544 ppm, 톨루엔은 6.540±12.223 ppm, 부틸아세테이트는 2.405±3.262 ppm, 에틸벤젠은 2.378±5.518 ppm, 메타크실렌은 2.992±8.853 ppm으로 나타났다. 톨루엔 농도에 있어 기존의 최호춘10)의 연구결과와는 약 20 ppm 정도의 차이를 보이지만 기타 유기용제 농도에 있어서는 비슷한 수치를 보였다.
- 작업공정별 측정시료 1개당 검출된 각 유기용제 성분의 수를 표 6에 표시하였다. 전체 작업공정의 측정시료 1개당 평균 유기용제 성분수는 6.855개이고 표준편차는 3.282개로 최소 1개 성분의 유기용제에서 최대 18개까지 검출되었다. 희석 공정이 6.
- 197(2∼16)종으로 공정별 차이는 거의 없었다. 즉, 모든 공정에 다양한 종류의 유기용제가 분포되어 있음을 알 수 있었다. 따라서 기존의 위해성 높은 용제의 경우는 휘발성이 적고 유해성이 낮은 물질로 대체하는 것이 바람직하며, 가능한 공정을 자동화 또는 격리시킬 필요가 있다.
- 9%로 비교적 높은 검출빈도를 보이고 있다. 특정화학물질 제2류에 속하면서 발암성 물질로 추정되는 벤젠(TWA: 10 ppm)은 8.2%의 낮은 검출률을 보였으나, 에칠벤젠의 경우는 163개소에서 검출되는 특성을 보였다.
- 634g/l)로 도료업체 작업 자들 보다 훨씬 낮은 수치를 보여 주었다. 폭로군과 비폭로군을 대상으로 요중 마뇨산 사이의 유의성을 검증하기 위하여 t-test를 실시한 결과 두 대상군간에 유의한 차이(P<0.05)가 있음을 알 수 있었다.
- 혼합 유기용제의 성분의 검출빈도수를 산업안전보건법에서 정하고 있는 제1종, 제2종 유기용제 및 특정화학물질로 분류하여 표 4에 요약하였다. 표 4에서 불 수 있듯이 330개 작업공정에서 검출된 유기용제의 성분은 트리클로로에틸렌 등 25개 성분으로 대부분 제2종 유기용제였으며, 검출빈도가 가장 높았던 톨루엔은 전체 공정의 97.0%에 해당하는 320개 작업공정에서 검출되었다. 그 다음으로 크실렌의 이성체인 메타크실렌(68.
후속연구
- 이는 미국의 ACGIH의 권고치를 적용할 경우 현재 발생농도는 심각한 문제가 될 수 있다. 따라서 벤젠이 함유된 제품의 제조 및 사용에 있어 유해성이 낮은 물질의 대체 및 공학적 대책수립 등이 필요하고, 아직 10 ppm으로 고시하고 있는 허용기준치를 벤젠에 노출된 근로자의 건강보호를 위해 허용농도 개정의 검토 등이 필요할 것으로 판단된다. 톨루엔은 벤젠과 비교하여 독성이 적고 만성중독을 일으키는 예가 드물기 때문에 벤젠의 대체물질로 최근 가장 많이 사용하는 유기용제이다.
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