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문제 정의
- 유류 및 유기용매 등 유기화학물질의 경우 누출 사례 및 대응방안에 대해 연구가 많이 수행되어 왔으나, 산 계열 물질에 대해서는 누출 사고 증가율에 비해 그 생산량 등 취급 현황과 누출 사고 사례 등에 대해 거의 연구된 바가 없다. 그리하여 본 연구에서는 다양한 화학물질 중 강산에 초점을 맞추어 생산, 사용 현황 및 사고 사례를 분석함으로써 화학물질 누출 사고에 대해 체계적으로 접근하고자 하고 그에 따른 평가 및 대응기술 개발의 기초연구로 삼고자 한다.
- 특히 지난 10년간 발생된 화학물질 누출 사고 중 산 계열 물질 사고율이 전체의 41%를 차지할 만큼 매우 높았다. 본 연구에서는 화학사고 발생 빈도가 높고 독성이 강한 강산에 대한 생산량, 유통량, 사용량 등 취급특성을 조사하고, 산에 의한 사고 사례를 물질별, 지역별, 사고 원인별로 조사하여 제시하였다.
성능/효과
- 1. 산의 유해성을 조사한 결과 염산, 질산, 불산, 황산 모두 부식성이 강하여 피부, 눈, 점막, 호흡기 등이 노출되었을 경우 심각한 괴사 혹은 화상을 입을 수 있음이 확인되었다. 또한 불산의 경우 부식성이 매우 강하여 다른 산과 달리 피부를 뚫고 조직 속으로 쉽게 침투해 강력한 독성을 일으킨다고 알려져 있으며, 황산의 경우 다른 산과 달리 IARC 발암등급 1로, 발암성이 확실한 물질로 분류되어 있다.
- 2. 국내 화학물질 생산, 유통 및 사용 현황을 조사한 결과 1992-2010년 화학물질 유통량 조사 결과 2010년 기준 모두 증가 추세에 있으며 조사되었으며 2010년도 총 화학물질유통량은 2006년도 대비 3.5% 증가한 433백만톤이었다. 또한 화학물질 취급업체 수 상위 업종 현황을 보면, 총 조사를 통틀어 조립금속제품제조업과 화합물 및 화학제품제조업이 상위로 나타났다.
- 3. 전체 사고대비물질 중 산 계열 물질인 염산, 황산, 질산, 불산의 현황을 분석한 결과 사고대비물질 69종 전체의 생산량은 약 26.7백만톤 이고 4종의 산 물질의 생산량은 약 7.8백만톤으로 69종 중 4종 산이 차지하는 비율은 약 29%로 높게 나타났다. 개별 산 물질에 대한 비율은 황산이 55.
- 4. 화학물질관련 사고 중에서도 최근 강산의 누출에 의한 화학사고의 발생이 증가하고 있음을 확인하였으며, 화학물질 취급업체 분포 현황과 사고 발생 현황이 지역적으로 유사한 분포 형태로 분석되었다. 화학사고의 원인은 크게 반응이상, 설비노후화, 설비결함, 운전자부주의(탱크로리 경우), 제어실패, 취급자 부주의, 기타로 분류할 수 있으며 취급자 부주의에 의한 안전관리 미흡 사고가 가장 많이 발생하였고, 그 외 설비결함 및 기타 순으로 사고가 발생되는 것으로 나타났다.
- 8백만톤으로 69종 중 4종 산이 차지하는 비율은 약 29%로 높게 나타났다. 개별 산 물질에 대한 비율은 황산이 55.4%로 사용량이 가장 많고, 염산(25.5%), 질산(18.1%), 불산(1.0%) 순으로 나타났으며 이 순서는 생산량, 사용량, 제조업체 수 모두 유사하게 나타났다. 그러므로 독성과 사용량 측면을 모두 고려했을 때 황산과 불산을 우선적으로 관리할 필요가 있다.
- 단일 산 물질의 화학사고 발생율은 전체 화학사고의 37%이고, 혼합 산 물질을 포함하면 475 건(41%)으로 산 계열물질의 화학사고 발생율이 매우 높다는 것을 알 수 있다. 또한 산 계열의 개별 물질별로 사고 현황을 살펴보면, 염산이 42%로 가장 높았고, 황산이 26%, 불산이 12%, 질산 7% 순으로 사고 비율이 높았다.
- 단일 산 물질의 화학사고 발생율은 전체 화학사고의 37%이고, 혼합 산 물질을 포함하면 475 건(41%)으로 산 계열물질의 화학사고 발생율이 매우 높다는 것을 알 수 있다. 또한 산 계열의 개별 물질별로 사고 현황을 살펴보면, 염산이 42%로 가장 높았고, 황산이 26%, 불산이 12%, 질산 7% 순으로 사고 비율이 높았다. 이에 누출 사고 발생빈도가 높은 산 계열 물질에 대한 사고 예방과 누출 사고 발생 시 사고 대응 및 사후영향조사 준비가 더욱 중요하다(National Institute of Environmental Research, 2013).
- 염산은 주로 석유화학계 기초화학물질 제조업과 냉간 압연 및 압출제품 제조업에서 사용되었으며, 질산은 기타비료 및 질소화합물 제조업, 석유화학계 기초화학물질 제조업이 주 사용 업종이었다. 불산을 사용하는 업체는 대부분이 분류 안 된 화학물질 제조업으로 구분되었으며, 연마제 제조업에서도 사용되는 것으로 나타났다. 용도별 취급 현황을 살펴보면, 4종 산 중 취급량이 가장 많은 황산의 경우 전체 사용량 중 44%가 복합비료 제조업에서 비료를 제조하는 용도로 사용되었고, pH조절제(22%), 용매제(10%) 순의 용도로 사용되었다.
- 전체 사고대비물질 산 계열 물질의 현황을 분석한 결과는 다음과 같다(National Institute of Environmental Research, 2013) (Table 1). 사고대비물질 69종 전체의 생산량은 약 26.7 백만톤 이고 4종의 산 물질의 생산량은 약 7.8 백만톤 으로 69종 중 4종 산이 차지하는 비율은 약 29%로 높게 나타났다. 개별 산 물질에 대한 비율은 황산이 55.
- 0%) 순으로 나타났다. 산 물질을 생산/사용하는 사업체수 모두 황산이 가장 많았고, 염산, 질산, 불산 순으로 사업장 수가 많았다. 그러므로 산의 유해성과 사용량 등을 모두 고려했을 때 사고대비물질 중 산중에서 황산과 불산을 우선적으로 관리할 필요가 있다.
- 또한 화학물질 취급업체 수 상위 업종 현황을 보면, Table 1에서 볼 수 있듯이 총 3차의 조사를 통틀어 조립금속제품제조업과 화합물 및 화학제품제조업이 상위임을 알 수 있다. 업종별 화학물질 생산량을 살펴보면 코크스, 석유정제업이 총 생산량의 44.5%인 127.4백만톤을 생산하여 1위를 나타냈으며, 다음으로 화합물 및 화학제품 제조업이 36.2%인 103.6백만톤을 생산하고, 비금속광물제품 제조업이 10.6%인 30.3백만톤을 생산한 것으로 조사되었다. 이들 3개 업종이 전체 생산량의 91.
- 염산은 pH조절제(29%), 2가지 이상 혹은 특정용도로 구분하기 어려운 기타(22%) 용도로 가장 많이 사용되고, 산화제·노화방지제·안정제(12%), 이온교환수지(9%) 순의 용도로 사용되는 것으로 나타났다.
- 화학사고의 원인은 크게 반응이상, 설비노후화, 설비결함, 운전자부주의(탱크로리 경우), 제어실패, 취급자 부주의, 기타로 분류할 수 있다. 전체 화학사고 중 취급자 부주의에 의한 안전관리 미흡 사고가 가장 많이 발생하였고, 그 외 설비결함 및 기타 순으로 사고가 발생되는 것으로 나타났다. 운전자 부주의가 원인이 된 화학물질 사고 또한 전체의 약 11%를 차지하고 있다.
- 염산은 피부에 대해 부식성이며 눈에 노출될 경우 심각한 영향을 끼칠 수 있다. 쥐와 생쥐에 대한 침투 독성을 측정한 결과 NOAEL(No Observed Adverse Effect Level:무독성량) 값이 20 mg/L으로 나타났다. 유전독성은 Ames test 결과 음성으로 나타났다(Organisation for Economic Cooperation and Development, 2002).
- 지역별 사고대비물질 생산 및 사용 현황을 분석한 결과, 7개 유역(지방)환경청 중 낙동강유역환경청이 사고대비물질을 생산하거나 사용하는 업체가 가장 많은 116개 사업장으로 나타났고, 그 중 황산의 생산량과 벤젠의 사용량이 가장 많은 것으로 조사되었다. 반면에 원주지방환경청의 경우는 사고대비물질을 생산하거나 사용하는 업체가 17개 사업장으로 가장 적은 것으로 조사되었다.
- 4백만톤을 생산하며, 2002년도 화학물질 유통량조사에 이어서 2006년도 유통량조사에서도 이들 3개 업종이 화학물질 제조업의 주요 업종으로 조사되었다. 코크스, 석유정제업은 수입량을 고려한 경우에도 전체 생산량과 수입량의 50% 이상을 차지하며 국내 유통량에 커다란 영향을 끼치고 있는 것으로 확인되었다. 화학물질을 용도별로 분류하면, 생산하는 화학물질의 종수는 계면활성제(241종), 염료안료(187종), 안료/도료/잉크/첨가제(180종) 순으로 나타났고, 생산량은 연료(109.
- 또한 화학물질 취급업체 수 상위 업종 현황을 보면, 총 조사를 통틀어 조립금속제품제조업과 화합물 및 화학제품제조업이 상위로 나타났다. 코크스, 석유정제업은 전체 생산량과 수입량의 50% 이상을 차지하며 국내 유통량에 커다란 영향을 끼치고 있는 것으로 확인되었다.
- 화학물질 배출·이동량(PRTR) 정보시스템(http://ncis.nier.go.kr/prtr/) 을 이용하여 산단별 배출량을 분석한 결과, 2008-2012년 동안 평균 울산미포국가산단이 7,373톤/년(전국대비 14.9%)으로 가장 많았으며, 옥포국가산단(3,050톤/년), 죽도국가산단(1,900톤/년)등이 그 뒤를 이었다.
- 코크스, 석유정제업은 수입량을 고려한 경우에도 전체 생산량과 수입량의 50% 이상을 차지하며 국내 유통량에 커다란 영향을 끼치고 있는 것으로 확인되었다. 화학물질을 용도별로 분류하면, 생산하는 화학물질의 종수는 계면활성제(241종), 염료안료(187종), 안료/도료/잉크/첨가제(180종) 순으로 나타났고, 생산량은 연료(109.6백만톤), 합성출발물질 및 중간체(37.4백만톤), 합성수지(15.1백만톤) 순으로 나타났으며, 생산 제품수는 계면활성제(979개), 합성수지(920개), 염료안료(417개) 순으로 나타났다.
- 화학사고 발생현황의 지역적 분포 특성을 유독물 실적보고 대상 사업체의 지역적 분포현황과 비교한 결과, 화학물질 취급업체 분포 현황과 사고 발생 현황이 지역적으로 유사한 분포 형태로 분석되었다. 화학물질 취급량이 많은 사업장이 분포된 전라남도와 울산광역시에 비해 경기도의 사고 발생이 많은 것은 소규모 영세사업장이 밀집되어 있기 때문에 사고 발생 빈도가 높은 것으로 판단된다.
- 화학물질관련 사고 중에서도 최근 강산의 누출에 의한 화학사고의 발생이 증가하고 있음을 확인하였으며, 화학물질 취급업체 분포 현황과 사고 발생 현황이 지역적으로 유사한 분포 형태로 분석되었다. 화학사고의 원인은 크게 반응이상, 설비노후화, 설비결함, 운전자부주의(탱크로리 경우), 제어실패, 취급자 부주의, 기타로 분류할 수 있으며 취급자 부주의에 의한 안전관리 미흡 사고가 가장 많이 발생하였고, 그 외 설비결함 및 기타 순으로 사고가 발생되는 것으로 나타났다. 화학물질 사고가 발생한 시설을 중심으로 분류하면, 고정시설 사고와 이동시설 사고로 나눌 수 있는데, 최근 2000-2006년 동안 전체 사고의 약 81%인 257건이 고정시설에서 발생하였으며 전체 사고의 약 19%인 62건의 사고가 이동 중에 발생하였다.
후속연구
- 유해성과 사용량 등 위험성이 큰 물질을 중심으로 현실에 맞게 제도를 확대하고, 화학물질 사고 대응예방 기술을 개발하고 방재시스템을 구축하여 국가 경쟁력을 제고하고, 안전문화를 확산시켜 국민 불안감을 불식시켜야 한다. 이를 위해 유해화학물질 라이프 사이클에서 사고 예방, 사고 발생 시 초기 감지, 효율적 대응, 오염 복원 등 누출 사고와 관련된 단계별 대응 전략을 수립하고 전략별 연구를 수행할 필요가 있다. 특히 사고 발생 시 화학물질의 토양 및 지하누출된 유해화학물질은 공기 중 확산 외에도 지질매체와 다양한 반응 과정을 거치며 토양 및 지하수 환경으로 이동 및 확산되며, 화학물질의 토양 및 지하수 내 이동·확산에 관여하는 과정들은 토양 광물특성 및 지하수와의 반응 과정의 복잡성 때문에 다학제적 연구에 의해 접근할 필요가 있다.
- 최근 잇따라 발생하는 중대산업사고를 포함한 화학사고를 조기에 차단하고 중장기적으로 화학사고의 위험에서 벗어나기 위하여 본 연구에서 얻어진 결과를 바탕으로 선진 사고예방/대응시스템을 갖추고 인적, 제도적 인프라를 시급히 보강해야 할 필요가 있다. 유해성과 사용량 등 위험성이 큰 물질을 중심으로 현실에 맞게 제도를 확대하고, 화학물질 사고 대응예방 기술을 개발하고 방재시스템을 구축하여 국가 경쟁력을 제고하고, 안전문화를 확산시켜 국민 불안감을 불식시켜야 한다.
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