최근 급속히 발전하고 있는 과학기술과 산업발달에 따라 화학물질, 위험물의 사용, 저장 및 운송물이 날로 증가하고 있다. 이러한 물질들은 우리의 일상생활과 인류문화 발전에 크게 기여하고 있지만 인화성, 폭발성 등의 잠재위험성을 가지고 있다. 세계 각국은 물질의 분류와 표시가 달라 국제무역에서 많은 사고가 증가하고 있는 실정이다. 이 연구의 목적은 위험물에 대한 국제적인 시험방법을 개발하는 것이며 시험데이터를 기준으로 선택가능방식(Building Block Approach)으로 분류하고자 한다. 국내 위험물안전관리법에서는 위험물을 산화성고체, 가연성고체, 자연발화성물질 및 금수성물질, 인화성액체, 자기반응성물질, 산화성액체로 분류하고 있다. 1차적으로 산화성고체 35종에 대하여 위험물안전관리법에 의한 시험방법, UN시험방법으로 시험한 데이터를 비교하여 이들의 연관성을 도출하고, 국제적으로 분류하여 국내실정에 적합한 산화성고체 시험방법을 제시하였다.
최근 급속히 발전하고 있는 과학기술과 산업발달에 따라 화학물질, 위험물의 사용, 저장 및 운송물이 날로 증가하고 있다. 이러한 물질들은 우리의 일상생활과 인류문화 발전에 크게 기여하고 있지만 인화성, 폭발성 등의 잠재위험성을 가지고 있다. 세계 각국은 물질의 분류와 표시가 달라 국제무역에서 많은 사고가 증가하고 있는 실정이다. 이 연구의 목적은 위험물에 대한 국제적인 시험방법을 개발하는 것이며 시험데이터를 기준으로 선택가능방식(Building Block Approach)으로 분류하고자 한다. 국내 위험물안전관리법에서는 위험물을 산화성고체, 가연성고체, 자연발화성물질 및 금수성물질, 인화성액체, 자기반응성물질, 산화성액체로 분류하고 있다. 1차적으로 산화성고체 35종에 대하여 위험물안전관리법에 의한 시험방법, UN시험방법으로 시험한 데이터를 비교하여 이들의 연관성을 도출하고, 국제적으로 분류하여 국내실정에 적합한 산화성고체 시험방법을 제시하였다.
Chemical products have had an favorable influence on our everyday life, and contributed very much to the development of human culture. According to the rapid change of industry and the development of scientific technique the using chemical products are increasing more and more. Chemical products can...
Chemical products have had an favorable influence on our everyday life, and contributed very much to the development of human culture. According to the rapid change of industry and the development of scientific technique the using chemical products are increasing more and more. Chemical products can have any hazardous property such as flammability or explosiveness. There are occurring many accidents in the international trade due to the different classification and labelling of chemicals produced in various countries. The main purpose of this work is the development of global standard test methods for the chemicals, and the classification and labelling in building block approach by means of the basic technical data. Oxidizing solids, combustible solids, spontaneously combustible materials, water-prohibitive materials, flammable liquids, self-reactive materials and oxidizing liquids have been classification The first Experiment have tested Oxidizing solids of third five. The results have been classified according to the hazard material safety regulation and the UN regulation, and summarized in a data-base.
Chemical products have had an favorable influence on our everyday life, and contributed very much to the development of human culture. According to the rapid change of industry and the development of scientific technique the using chemical products are increasing more and more. Chemical products can have any hazardous property such as flammability or explosiveness. There are occurring many accidents in the international trade due to the different classification and labelling of chemicals produced in various countries. The main purpose of this work is the development of global standard test methods for the chemicals, and the classification and labelling in building block approach by means of the basic technical data. Oxidizing solids, combustible solids, spontaneously combustible materials, water-prohibitive materials, flammable liquids, self-reactive materials and oxidizing liquids have been classification The first Experiment have tested Oxidizing solids of third five. The results have been classified according to the hazard material safety regulation and the UN regulation, and summarized in a data-base.
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문제 정의
12) 이러한 시험결과로 이들의 경향 성을 도출하고 선택가능방식(Building Block Approach)으로 국내실정에 맞는11) 국제적인 산화성고체 시험방법을 제시하고자 한다. 먼저 시험결과의 경향성은 다음과 같다.
9) 화학물질의 국제적인 무역 환경변화에 대응하기 위해 이들의 분류 및 시험방법도 선진화 되어야 한다. 따라서 국내 위험물안전관리법의 시험방법과 UN 시험방법을 Table 2와 같이 비교시험하여 그 시험결과로 UN시험방법을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 화학물질에 대한 국제적인 환경변화에 대응하기 위하여 위험물안전관리법의 산화성고체에 대한 시험방법을 GHS형으로 선진화 하고자 산화성고체 35종에 대하여 위험물안전관리법과 UN 시험법으로 시험을 수행하였다.12) 이러한 시험결과로 이들의 경향 성을 도출하고 선택가능방식(Building Block Approach)으로 국내실정에 맞는11) 국제적인 산화성고체 시험방법을 제시하고자 한다.
본 연구의 목적은 화학물질의 분류·표시의 국제표준화시스템(GHS)7)에서 권장하는 시험방법 제시에 있다.
산화성고체 물성에 따른 위험물안전관리법의 연소시험 결과와 충격민감성의 시험결과의 상관관계에 대하여 살펴보았다. Figure 16에서 보는바와 같이 연소시간과 폭점은 유사한 경향성을 보였다.
제안 방법
본 연구에서는 국내에 유통되는 산화성고체 대부분을 채택하여 시험하였다. 각 시험결과에 따라 연관성을 도출하고, 국내 실정에 적합한 국제표준화 시험방법을 제시하였다.
11 고시하였다. 주요내용으로는 유해위험성을 27개 항목으로 분류 기준을 정하였으며 건강 유해성은 10개 항목, 환경 유해성은 1개 항목 및 물리적위험성은 16개 항목으로 기준을 도입하였다.6)
폭발한 경우에는 낙하높이(H)를 낙하높이의 상용대수(logH )와 비교하여 상대대수의 차가 0.1이 되는 높이로 낮추고, 폭발하지 않는 경우에는 낙하높이를 당해높이의 상용대수와 비교하여 상용대수의 차가 0.1이 되는 높이로 높이는 방법(Up-down)에 의하여 연속 40회 이상 반복 낙하시켜 폭발 산출법으로 표준물질과 적린과의 혼합물 50% 폭점(폭발 확률이 50%가 되는 낙하높이)을 구한다. 50% 폭점(H50) 및 상용대수의 표준편차(s)는 다음의 식으로 산출한다.
표준물질시험은 20oC, 1기압에서 직경 및 높이가 12mm 강제 원기둥 위에 적린 5mg(180µm)을 넣고, 그 위에 Potassium nitrate 5mg(300µm)을 쌓은 후 직경 40mm 쇠구슬을 10cm 높이에서 혼합물위에 적접 낙하시켜 발화여부를 관찰하여 위험성여부를 판단한다.
대상 데이터
본 연구에서는 산화성고체에 대한 연소시험장비로 Kuramochi Co.(일본) 연소시험기를 사용하였다. 위험물안전관리법의 연소시험과 UN시험에 있어서 아래 Figure 3과 Figure 4는 산화성고체의 연소시험시 사용되는 점화원이다.
과망간산·과요오드산·차아염소산염류는 Potassium permanganate(99%), Potassium periodate(98%), Sodium periodate(99%), Calcium hypochlorite(60~75%), Chromic peroxide(waste), Lead oxide(99%), Potassium persulfate(99%), Sodium perborate(97%), Copper(II) nitrate trihydrate(77~80%), Ammonium persulphate(98%) 및 Trichloroisocyanuric acid(97%)를 사용하였다.
무기과산화물·브롬산염류로는 Calcium peroxide(75%), Zinc peroxide(50~60%), Sodium peroxide(95%), Barium peroxide(95%), Potassium bromate(99.8%) 및 Sodium bromate(99.5%)를 사용하였다.
선택가능방식(Building Block Approach)의 적절한 이용을 위해서는 위험물안전관리법의 산화성고체의 평가 방법과 국제표준화시스템(GHS)에서 요구하는 평가방법을 비교하고 동일물질에 대하여 시험할 필요가 있다. 본 연구에서는 국내에 유통되는 산화성고체 대부분을 채택하여 시험하였다. 각 시험결과에 따라 연관성을 도출하고, 국내 실정에 적합한 국제표준화 시험방법을 제시하였다.
시험물품은 직경 1.18mm 미만의 분말을 표준물질방법과 동일하게 시험을 10회 실시한다. 폭발하는 경우와 폭발하지 않는 경우가 모두 발생하는 경우에는 추가로 30회 이상의 시험을 실시한다.
1) GHS분류·표시는 9개 정부부처 10개 법령이 관련되어 있으며,2,3) 이중 선박안전법과 항공법 등의 운송에 관한 법은 UN RTDG(국제위험물운송규정)의 분류표시 체계를 그대로 적용하고 있다.
Figure 16에서 보는바와 같이 연소시간과 폭점은 유사한 경향성을 보였다. Sodium periodate, Potassium bromate, Potassium chlorate 및 Barium nitrate, Potassium nitrate는 연소시간이 짧으면 50%폭점 또한 짧은 것으로 나타났다. 이 들 결과로 보아 대부분의 산화성물질은 연소시간이 짧으면 충격민감성 위험성도 크다고 판정 할 수 있다.
둘째, Ammonium persulphate는 연소시험에서는 위험성이 없지만 낙구식타격감도시험에서는 위험성이 있는 것으로 판정되어 낙구식타격감도시험은 유지되어야 함을 알 수 있다.
둘째, 연소시간이 짧은 물질은 낙구식타격감도시험에서도 50%폭점이 낮음을 알 수 있었다.
위험물안전관리법 기준으로는 Potassium nitrite, Silver nitrate가 가장 위험도가 크게 나타났으며 Ammonium nitrate, Barium nitrate이 낮은 경향을 보여주고 있다. 또한 UN 결과로 보면 Silver nitrate, Potassium nitrite이 UN 1등급(11초 이내) 이었으며 나머지는 UN 2등급(46초 이내)으로 판정됨을 알 수 있다.
셋째, 산화성고체 연소시험에서 위험물안전관리법의 연소시험(204초)은 UN연소시험 1등급(11초), 2등급(46초), 3등급(135초)으로 표준시험 결과가 다르지만, UN 연소시험을 적용하여 위험물/비위험물 및 연소시간에 따라 지정수량을 결정하여야 할 것으로 판단된다.
염소산염류와 마찬가지로 위험물안전관리법에서 산화의 위험성이 있으면 UN에서도 산화의 위험성이 있는 것으로 나타나 현재의 연소시험을 UN연소시험으로 변경하더라도 현재의 위험물범위는 변함이 없음을 알 수 있었다.
위의 결과로 보아 염소산염류 및 질산염류와 마찬가지로 위험물안전관리법에서 산화의 위험성이 있으면 UN에서도 산화의 위험성이 있는 것으로 나타나 현재의 연소시험을 UN연소시험으로 변경하더라도 현재의 위험물범위는 변함이 없음을 알 수 있었다.
이 결과로 보아 염소산염류에 대한 연소시간 결과치는 위험물안전관리법과 UN이 차이값을 보이고 있다. 위험물안전관리법의 시험방법은 시료 외부에서 원형 점화용니크롬선으로 점화하여 연소시간을 측정하지만 UN시험방법은 시료의 심부의 니크롬선으로 점화하기 때문에 대체로 연소시간이 짧은 것으로 나타났다.
이 Figure 10에서 보는바와 같이 Sodium chlorite, Barium perchlorate, Magnesium perchlorate 및 Sodium perchlorate는 약 3~10초 이내로 위험성이 높았 으며, Sodium chlorate, Potassium chlorate 및 Potassium perchlorate는 약 14~29초 사이로 국내 기준으로는 염소산염류는 거의 위험물로 판정되었으며 UN기준으로는 1등급(11초 이내)으로 판정되었다. 이 결과로 보아 염소산염류에 대한 연소시간 결과치는 위험물안전관리법과 UN이 차이값을 보이고 있다. 위험물안전관리법의 시험방법은 시료 외부에서 원형 점화용니크롬선으로 점화하여 연소시간을 측정하지만 UN시험방법은 시료의 심부의 니크롬선으로 점화하기 때문에 대체로 연소시간이 짧은 것으로 나타났다.
7cm로 연소시험에서는 위험성이 있었으나 낙구식타격감도시험에서는 위험성이 없는 것으로 판정되었다. 이 시험결과를 살펴보면 산화력이 높은 성분이 많이 포함된 물질들은 외부 충격에 민감하게 폭발성을 갖고 있으며, 질산성분을 갖는 물질들은 충격에는 덜 민감한 물질임을 알 수 있었다.
첫째, 위험물안전관리법 연소시험에서 위험성이 있다고 판정되면 UN의 연소시험에서도 위험성이 있는 것으로 판정되었다. 이는 위험물안전관리법에서 채택하는 연소시험의 표준물질과 시험장치를 UN의 연소시험에서 채택하는 표준물질과 시험장치로 변경하더라도 위험물/비위험물 범위는 크게 변하지 않는 것을 예상할 수 있다.
첫째, 위험물안전관리법의 연소시험과 UN의 연소시험 모두 시료:목분(cellulose) 연소시간은 4:1의 비율이 1:1비율보다 대부분 짧은 경향성을 보였다.
후속연구
따라서, 산화성고체의 위험성 시험방법은 위험물안전관리법의 물질군으로 분류하는 것 보다는 위험도에따라 화재 폭발성을 정확하게 판정할 수 있는 1등급, 2등급, 3등급으로 분류하는 UN연소시험기준을 도입하여 위험물안전관리법의 산화성고체 시험방법을 UN시험방법으로 선진화 하는 것이 바람직하리라 본다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
화학물질에 국제간 표준화된 기준의 사용이 요구되는 이유는?
급변하는 산업과 과학기술이 발달함에 따라 화학물질의 사용이 증가하여 이로 인한 화재폭발, 건강유해 및 환경오염 등의 위험성이 커지고 있다. 화학물질은 인화성, 폭발성 등의 각종 위험성을 내포하고 있어 국제간 운송, 관리 중에 각 국가마다 그 기준이 상이하여 잘못된 해석으로 대형사고를 유발할 뿐만 아니라 사고 시 적절한 조치를 할 수 없기 때문에 국제간 표준화된 기준의 사용이 요구되었다.
위험물은 어떻게 분류되고있는가?
위험물은 그 물질 자체의 물성 및 종합적인 유형에 따라 위험물안전관리법에서는 제1류~제6류로 분류하고 있다.9) 화학물질의 국제적인 무역 환경변화에 대응하기 위해 이들의 분류 및 시험방법도 선진화 되어야 한다.
참고문헌 (12)
기술표준원, 'GHS제도 시행에 따른 분류체계 표준화 사업'(2004)
한국소방검정공사, '위험물 표시제 연구'(2004)
국립환경연구원, 'GHS 국내 이행방안 연구'(2005)
한국소방검정공사, '위험물 분류·표지의 국제 표준화(GHS) 연구'(2006)
산업안전보건연구원, 'GHS에 대응한 화학물 질의 분류 및 표지정보의 제공(II)'(2007)
산업안전보건연구원, '화학물질의 유해·위험성의 물리화학적 특성 실험연구'(2007)
정부합동추진위원회, '화학물질의 분류 및 표지에 관한 세계조화시스템(GHS)'(2006)
김창섭, 위험물 각론(2008)
소방방재청, '위험물안전관리법시행규칙'(2008)
UN, Recommendation of the transport of dangerous Goods, 'Manual of Tests and Criteria', Fourth revised edition United nations(2003)
UN, Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals, Second Revised edition (2007)
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