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문제 정의
- 따라서, 유기용제의 개인노출 감소 및 악취 등의 냄새 감소를 위한 대안으로 공기청정기의 설치를 제시하였다. 또한 본 작업장이 위치하고있는 시화공단은 심각한 대기환경의 문제로 작업환경에서 발생되는 각종 유기화합물의 대기 배출을 강력히 규제하는 상태이여서 국소배기를 설치할 경우에는 정화장치를 필수적으로 첨가해야 하며, 작업환경 실내에서 일정량의 공기유출은 결국 일정량의 공기가 대기환경에서 작업환경 실내로 유입됨을 고려할 때 그리고 본 작업장의 제품은 미세먼지(fine particls)가 불량제품을 생산할 수 있을 정도로 문제를 야기시키기 때문에 가장 적절한 방법은 국소배기 및 공기청정기를 동시에 설치하는 것이 최적일 것으로 판단하였다.
- 본 연구는 경기도 시화공단 내에 신나를 사용하여 키패드(keypad)를 생산하는 H社의 작업장의 공기 중 유기용제 (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) 의 농도(area sampling)와 근로자의 개인 노출(personal sampling)을 동시에 측정하여, 그 감소방안으로 국소배기 장치 와 공기청정기 설치를 제안하였다. 특히 시화공단은 실외 대기오염 도가 심각하여 국소배기 시설에는 공기정화장치를 설치하도록 권고하였다.
가설 설정
- 작업환경의 측정 평균농도를 이용하여 공기 중에 혼합물의 상가작용을 일으키는 것으로 가정하여 계산된 복합노출지수를 계산하였다. 혼합물 복합노출지수의 허용기준은 T을 기준으로 허용농도를 초과하지 않는 것으로 판정하였다.
제안 방법
- 측정된 수동식 시료채취기는 이황화탄소를 2㎖를 첨가하여 40분 동안 탈착시켰고, 탈착된 용액을 GC-FID(Gas ChromatographZFlame Ionizing Det ector, Model HP 5890 Hewlett Packard社)를 이용하여 분석하였다. GC에 주입해 얻어진 크로마토그램에서 피크의 면적을 구한 후 표준액의 주입에 의한 면적과 비교하여 각 유기용제의 농도를 산출하였고, 농도는 3M Maimual에 따라 계산하였다,
- TiCh soh을 제조하기 위해서 Ti-alkoxide [Ti(OC3H7)4], 증류수, 화학적 첨가제인 diethanolamine를 넣고 혼합한 후 이용액을 압력용기에 넣고 일정 온도 및 압력에서 2시간 반응시켜 제조하였다10). UV/TiO2 광촉매 반응부는 UV 조사에 의해 여기된 TiCh 촉매 입자가 처리 대상가스인 benzene, tolue ne, ethylbenzene, xylene (Junsei Co.)를 분해/처리하는 부분으로 회분식 (batch)으로 제작하였다. 40 Watt의 광원을 가지는 365nm UV lamp(Sanko Denki), 담체는 세라믹구슬을 이용하였다 (Fig.
- 경기도 시화공단내에 신나를 사용하여 키패드 (keypad)를 생산하는 H社의 작업환경을 2002년 3 월 8일(금) 공기중 유기용제benzene, toluene, et hylbenzene, xylene) 의 농도(area sampling)와 근로자의 개인노출(personal sampling)을 동시에 측정하였다. 작업장의 체적은 줄자를 이용하여 직접 측정하였다.
- 특히 시화공단은 실외 대기오염 도가 심각하여 국소배기 시설에는 공기정화장치를 설치하도록 권고하였다. 그리고 산업환기 및 공기청정기는 최근에 많은 연구가 수행되고 있는 TiO2 광촉매 처리로 회분식 반응조를 제작하여 목적물질인 benzene, toluene, ethylbenzene과 xylene의 처리 효율을 분석하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 작업장의 체적은 줄자를 이용하여 직접 측정하였다. 그리고 시화공단은 환경부에서 대기오염과 관련하여 특별대책지역으로 지정될 가능성이 있을 만큼 대기환경이 심각한 곳으로 작업환경의 실외농도를 동시에 측정하였다. 개인노출 대상 근로자는 직접 keypad를 제조하는 8명의 개인노출, 작업영영 지역시료 4곳, 공시료 및 실외 대기환경 3곳을 측정하였다.
- 반응 실험조는 아크릴로 구조되었으며 체적은 0.5m'이었고, 토치 (torch)를 이용하여 각 목적물 질의 농도를 대략 50ppm의 혼합물질로 계산하여 증발시켰으며, 광촉매를 포함한 처리시스템에는 팬 (fan) 4개를 설치하여 벤젠을 포함한 공기가 강제유입되도록 하였다. 회분식 반응조에서 유량은 13.
- 따라서 공간속도(spa ce velocity, SV)는 1584 hF'로 계산되었다. 본 연구에서는 손현석 등의 연구를 이용하여 UV 조사량(480 Watt), 광촉매량(25 g), 10% TiOz sol 1 회 코팅 조건으로 처리 효율을 실험하였고 그 결과는 Fig. 3에 나타내었다. 그리고 팬 2개를 설치하여 공간속도를 752 hF'로 하여 비교하였다 (Fig.
- 본 연구에서는 시화공단의 신너를 사용하는 사업장에서 작업환경내 실내환경 개선의 의뢰를 받고 공기중 유기용제의 농도 및 근로자의 개인 노출을 측정하였으며, 작업환경의 개선 방법을 제시하였고 근로자의 개인노출 감소 및 공기중 유기용제의 처리 방법으로 최근에 연구가 활발히 수행되고 있는 Tift 광촉매를 이용하여 제거효율을 분석하였다.
- 측정하였다. 유기용제의 측정도구는 확산과 투과를 이용한 3M OVMforganic vapor monitor: #3500)인 수동식 시료 채취기(passive sampler)를 이용하였고 측정 시간은 작업이 시작된 9시부터 오후 5시까지 였다. 측정된 수동식 시료채취기는 이황화탄소를 2㎖를 첨가하여 40분 동안 탈착시켰고, 탈착된 용액을 GC-FID(Gas ChromatographZFlame Ionizing Det ector, Model HP 5890 Hewlett Packard社)를 이용하여 분석하였다.
- 작업장의 체적은 줄자를 이용하여 직접 측정하였다. 그리고 시화공단은 환경부에서 대기오염과 관련하여 특별대책지역으로 지정될 가능성이 있을 만큼 대기환경이 심각한 곳으로 작업환경의 실외농도를 동시에 측정하였다.
- 유기용제의 측정도구는 확산과 투과를 이용한 3M OVMforganic vapor monitor: #3500)인 수동식 시료 채취기(passive sampler)를 이용하였고 측정 시간은 작업이 시작된 9시부터 오후 5시까지 였다. 측정된 수동식 시료채취기는 이황화탄소를 2㎖를 첨가하여 40분 동안 탈착시켰고, 탈착된 용액을 GC-FID(Gas ChromatographZFlame Ionizing Det ector, Model HP 5890 Hewlett Packard社)를 이용하여 분석하였다. GC에 주입해 얻어진 크로마토그램에서 피크의 면적을 구한 후 표준액의 주입에 의한 면적과 비교하여 각 유기용제의 농도를 산출하였고, 농도는 3M Maimual에 따라 계산하였다,
- 본 사업장은 keypad를 생산하는 작업으로 근로자가 불량제품을 방지하기 위하여 얼굴을 제품근처에 접근하여 손으로 작업공정을 수행한다. 현 상태에서 신너를 대치할 물질은 없으며, 근로자를 제조상황에서 격리할 수 없는 작업환경으로 가장 좋은 개선 대책으로는 국소배기 (local ventilation)# 설치하는 것을 제시하였다.
대상 데이터
- )를 분해/처리하는 부분으로 회분식 (batch)으로 제작하였다. 40 Watt의 광원을 가지는 365nm UV lamp(Sanko Denki), 담체는 세라믹구슬을 이용하였다 (Fig. 2).
- 이 두가지의 charge carrier pair는 촉매 표면에 흡착된 유기물들을 산화-환원을 통해 분해한다© 본 연구에서는 양원호 둥이 보고한 고효율 TiO2 광촉매 sol을 제조, 세라믹 구슬(bead) 에 코팅하여 목적물질인 benzene, toluene, ethylb enzene, xyelene의 처리 효율을 실험하였다*. TiCh soh을 제조하기 위해서 Ti-alkoxide [Ti(OC3H7)4], 증류수, 화학적 첨가제인 diethanolamine를 넣고 혼합한 후 이용액을 압력용기에 넣고 일정 온도 및 압력에서 2시간 반응시켜 제조하였다10). UV/TiO2 광촉매 반응부는 UV 조사에 의해 여기된 TiCh 촉매 입자가 처리 대상가스인 benzene, tolue ne, ethylbenzene, xylene (Junsei Co.
- 그리고 시화공단은 환경부에서 대기오염과 관련하여 특별대책지역으로 지정될 가능성이 있을 만큼 대기환경이 심각한 곳으로 작업환경의 실외농도를 동시에 측정하였다. 개인노출 대상 근로자는 직접 keypad를 제조하는 8명의 개인노출, 작업영영 지역시료 4곳, 공시료 및 실외 대기환경 3곳을 측정하였다.
- 신너의 구성성분 중 많은 부분을 차지하는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠을 대상으로 측정하였다. 유기용제의 측정도구는 확산과 투과를 이용한 3M OVMforganic vapor monitor: #3500)인 수동식 시료 채취기(passive sampler)를 이용하였고 측정 시간은 작업이 시작된 9시부터 오후 5시까지 였다.
성능/효과
- 1. 발암성 추정 물질인 benzene은 불검출되었으며, toluene, ethylbenzene, m-xylene는 저농도를 나타내었고, o-xylene의 경우 지역 시료뿐만 아니라 개인노출도 상대적으로 높게 나타났다. o-xylene의 근로자 개인노출 농도는 같은 작업장에서 큰 차이를 나타냈으며 노출 기준 lOOppm를 초과하는 경우도 나타나, 지역 시료가 근로자의 개인노출을 적절히 나타내지 못하고 있었으며 작업환경 개선의 필요성이 있는 것으로 판단하였다.
- 2. 작업장 실외 대기환경의 농도는 작업장 실내농도에 비해 상대적으로 저농도이기 때문에 실외 유기화합물의 환기나 침투에 의한 영향은 무시할 수 있지만, 본 작업장의 제품은 미세먼지가 불량제품을 발생시킬 수 있기 때문에신너사용에 따른 개인노출을 감소시키기 위한 가장 적절한 방법은 국소배기 및 공기청정기를 동시에 설치하는 것이 최적일 것으로 판단하였다.
- 3. 회분식 반응조에서 유량은 13.2m3/min (3.3m1 X4팬)이었고, 반응 실험조는 체적은 0.5m3이었다. 따라서 공간속도(space velocity, SV)는 1584hiT로 계산되었으며, 60분 후 약 40〜 50%의 제거효율을 나타내었다.
- 4. 회분식 반응조에서 팬 2개를 설치하여 공간속도를 752hiT로 할 경우 약 70〜80%의 높은 제거효율을 나타내어 공간속도의 변화가 중요변수임을 나타내었다. 하지만, 공간속도의 감소는 국소배기의 공기정화 장치와 공기청정기의 용적을 증가시킬 수 있으므로 각 작업장의 목표농도를 감안하여 결정해야 할 것이다.
- 발암성 추정 물질인 benzene은 불검출되었으며, toluene, ethylbenzene, m-xylene는 저농도를 나타내었고, o-xylene의 경우 지역 시료뿐만 아니라 개인노출도 상대적으로 높게 나타났다. o-xylene의 근로자 개인노출 농도는 같은 작업장에서 큰 차이를 나타냈으며 노출 기준 lOOppm를 초과하는 경우도 나타나, 지역 시료가 근로자의 개인노출을 적절히 나타내지 못하고 있었으며 작업환경 개선의 필요성이 있는 것으로 판단하였다.
- 5m3이었다. 따라서 공간속도(space velocity, SV)는 1584hiT로 계산되었으며, 60분 후 약 40〜 50%의 제거효율을 나타내었다.
- 발암성 물질인 benzene은 불검출 되었으며, toluene, ethylbenzene, m-xylene는 저농도 및 낮은 표준편차를 보였고, o-xylene의 경우 지역 시료 뿐만 아니라 개인노출도 상대적으로 높게 나타났다. 또한 o-xylene의 개인노출 농도는 노출 기준 100 ppm를 초과하는 경우도 나타나 작업환경개선의 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 그리고, 지역시료와 근로자 각 개인노출과의 관련성을 Fig.
- 따라서, 유기용제의 개인노출 감소 및 악취 등의 냄새 감소를 위한 대안으로 공기청정기의 설치를 제시하였다. 또한 본 작업장이 위치하고있는 시화공단은 심각한 대기환경의 문제로 작업환경에서 발생되는 각종 유기화합물의 대기 배출을 강력히 규제하는 상태이여서 국소배기를 설치할 경우에는 정화장치를 필수적으로 첨가해야 하며, 작업환경 실내에서 일정량의 공기유출은 결국 일정량의 공기가 대기환경에서 작업환경 실내로 유입됨을 고려할 때 그리고 본 작업장의 제품은 미세먼지(fine particls)가 불량제품을 생산할 수 있을 정도로 문제를 야기시키기 때문에 가장 적절한 방법은 국소배기 및 공기청정기를 동시에 설치하는 것이 최적일 것으로 판단하였다.
- 측정된 작업장 지역시료의 농도는 산업안전보건법의 허용기준에 적합하였으나, 개인노출 농도의 경우 각 근로자사이의 높은 편차를 나타내었다 (Table 1). 발암성 물질인 benzene은 불검출 되었으며, toluene, ethylbenzene, m-xylene는 저농도 및 낮은 표준편차를 보였고, o-xylene의 경우 지역 시료 뿐만 아니라 개인노출도 상대적으로 높게 나타났다. 또한 o-xylene의 개인노출 농도는 노출 기준 100 ppm를 초과하는 경우도 나타나 작업환경개선의 필요성이 있는 것으로 판단되었다.
- 본 결과에서 공간속도가 1584hiT 일 경우 Tift 광촉매는 1시간 내에 약 40〜50%의 제거효율을 나타냈으며, 공간속도가 752hr-1일 때는 70〜80%의 효율을 나타내 공간속도를 낮추면 효율이 증가할 수 있는 것으로 나타났다. 하지만, 공간속도의 감소는 국소배기 장치와 공기청정기의 크기를 증가시킬 수 있으므로 각 작업장의 목표농도를 감안하여 결정해야 할 것이다.
- 본 작업장은 작업대가 언제나 이동할 수 있도록 되어있어 고정상태의 국소배기 시설은 문제점을 가질 수 있으며, 각 작업대마다 국소배기 시설의 설치는 비용적 문제를 야기할 수 있는 것으로 판단되었다. 따라서, 유기용제의 개인노출 감소 및 악취 등의 냄새 감소를 위한 대안으로 공기청정기의 설치를 제시하였다.
- 1에 나타내었듯이, 지역시료는 근로자의 개인 노출을 적절히 나타내지 못함을 알 수 있다. 작업장 실외 농도는 작업장 실내 농도에 비해 상대적으로 저농도로 실외 유기화합물의 환기나 침투에 의한 영향은 무시할 수 있는 것으로 생각할 수 있었다.
- 9m! 이었고, 근로자는 8명(여성 5명, 남성 3명)이 교대없이 작업을 수행하고 있었다. 측정된 작업장 지역시료의 농도는 산업안전보건법의 허용기준에 적합하였으나, 개인노출 농도의 경우 각 근로자사이의 높은 편차를 나타내었다 (Table 1). 발암성 물질인 benzene은 불검출 되었으며, toluene, ethylbenzene, m-xylene는 저농도 및 낮은 표준편차를 보였고, o-xylene의 경우 지역 시료 뿐만 아니라 개인노출도 상대적으로 높게 나타났다.
후속연구
- 하지만, 공간속도의 감소는 국소배기 장치와 공기청정기의 크기를 증가시킬 수 있으므로 각 작업장의 목표농도를 감안하여 결정해야 할 것이다. 또한 배출될 유기용 제의처리효율을 높이기 위해서는 광촉매 후단에 활성탄 등의 Hybrid 시스템을 적용하면 더 높은 처리효율을 나타낼 것으로 생각한다.
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