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문제 정의
- 본 연구는 모 가구제조 사업장에 대하여 작업 환경 측정을 통하여 공정별 공기 중 포름알데히드 농도를 평가하고, 공기 중 포름알데히드 농도가 가장 높았던 무늬목 부착 공정에서 사용되는 재료의 실험실내 포름알데히드 발생 및 분석을 통하여 가구 제조 사업장 현장의 포름알데히드의 발생 현황을 파악하고자 하였다.
제안 방법
- 2,4-DNPH 코팅 실리카겔관에서 뒤 층을 제거한 후, 앞 층에 100 mg/L 포름알데히드 용액 10 µL와 2,000 mg/L 포름알데히드 용액 1, 3 µL씩을 마이크로시린지로 주입하여 탈착 후의 최종 농도가 0.5, 1, 3 mg/L가 되도록 탈착효율 시험용 시료를 각 농도별로 3 개씩 제조하였으며, 공시료를 3 개 준비하였다.
- 45% 아세토니트릴 수용액을 이동상으로 하고 시료 2 µL를 주입한 후, 0.5 mL/min의 유속에서 C18 컬럼으로 분리한 성분을 UV 360 nm에서 검출하였다.
- MDF와 무늬목을 사용하여 가구를 제조하는 모 사업장의 재단, 조립, 무늬목 부착, 연마 공정 및 공장 외부의 공기 시료를 포집하여 분석하고, 포름알데히드의 1일 시간가중평균농도(time weighted average, TWA)를 Table 2에 정리하였다. 분석에 적용한 포름알데히드 표준용액의 검량선은 상관계수 0.
- 에서 제시한 방법에 따라 작업환경 중 포름알데히드를 채취하였다. 각 측정 지점에서 2 개씩의 시료를 포집하였는데 개인 시료 포집을 원칙으로 하되 단위 작업 장소의 근로자 수가 1 인 이하인 경우에는 지역 시료 포집을 병행하였다. 작업환경측정은 개인 시료 채취기(personal low volume air sampler, Gillian, U.
- 공기 중 포름알데히드 농도가 가장 높은 공정에서 사용되는 접착제 및 무늬목 등의 재료를 수거하여 각 3 개씩의 시편을 제조한 후 0.5 L 삼각플라스크에 시편을 투입한 다음 가열판을 이용하여 각각 상온, 100 ℃, 150 ℃ 등의 온도로 조절하였다(Table 1). 플라스크 입구에 흡착관 및 시료 포집 펌프를 연결하여 공기시료를 포집한 후 분석하였다(Fig.
- 무늬목 부착 공정은 무늬목을 취급하는 재단, 조립, 샌딩 등의 타 공정에 비해 포름알데히드의 공기 중 농도가 가장 높았기 때문에 해당 공정에서 사용되는 재료에 대해 포름알데히드 발생 실험을 실시하였다. 무늬목 부착공정에서는 MDF에 무늬목을 붙이는 작업을 수행하였는데 이 공정에서는 목재용 본드를 사용하여 목재에 도포한 후 접착 효율을 높이기 위하여 무늬목을 손으로 모재에 붙인 후 다림질을 실시하였다.
- 무늬목 부착 공정은 무늬목을 취급하는 재단, 조립, 샌딩 등의 타 공정에 비해 포름알데히드의 공기 중 농도가 가장 높았기 때문에 해당 공정에서 사용되는 재료에 대해 포름알데히드 발생 실험을 실시하였다. 무늬목 부착공정에서는 MDF에 무늬목을 붙이는 작업을 수행하였는데 이 공정에서는 목재용 본드를 사용하여 목재에 도포한 후 접착 효율을 높이기 위하여 무늬목을 손으로 모재에 붙인 후 다림질을 실시하였다. 본 공정외의 타 공정에서도 취급하는 MDF를 제외한 무늬목 및 목재용 본드를 수거하여 실험실 내에서 플라스크 내에 투입한 다음 포름알데히드 발생농도를 측정한 결과는 Table 3과 같다.
- 1). 무늬목을 투입한 플라스크는 2 시간 정도 가열하면서 플라스크 내의 공기를 포집하였고, 목재용 본드의 경우 본드가 끓기 직전까지 플라스크를 가열하여 플라스크 내 공기를 포집하였다.
- 각 측정 지점에서 2 개씩의 시료를 포집하였는데 개인 시료 포집을 원칙으로 하되 단위 작업 장소의 근로자 수가 1 인 이하인 경우에는 지역 시료 포집을 병행하였다. 작업환경측정은 개인 시료 채취기(personal low volume air sampler, Gillian, U.S.A.)에 포름알데히드용 흡착관(2,4-디니트로페닐히드라진 코팅 실리카겔 300 mg, SKC 226-119, SKC, U.S.A.)을 연결하여 시료를 포집하였다. 유량은 0.
- 포름알데히드 2,4-디니트로히드라존 표준용액(포름알데히드 100 mg/L)을 아세토니트릴 1 mL에 일정량 주입하여 0.2, 0.5, 1, 2, 4, 7.5 mg/L의 검량선 작성용 표준용액을 제조하였다.
- 5 L 삼각플라스크에 시편을 투입한 다음 가열판을 이용하여 각각 상온, 100 ℃, 150 ℃ 등의 온도로 조절하였다(Table 1). 플라스크 입구에 흡착관 및 시료 포집 펌프를 연결하여 공기시료를 포집한 후 분석하였다(Fig. 1). 무늬목을 투입한 플라스크는 2 시간 정도 가열하면서 플라스크 내의 공기를 포집하였고, 목재용 본드의 경우 본드가 끓기 직전까지 플라스크를 가열하여 플라스크 내 공기를 포집하였다.
대상 데이터
- MDF(Middle density fiberboard, 중밀도 섬유판)와 무늬목을 이용하여 가구를 제조하는 경기도 파주시 소재 모 가구제조 사업장의 재단, 조립, 무늬목 부착, 연마 등의 공정에서 일하는 근로자 및 지역을 대상으로 공기 중 시료를 포집하였다. 포름알데히드는 대기 중에도 존재하므로 작업공정에서 측정된 포름알데히드 농도와 대기 중 농도를 비교하기 위하여 공정과 떨어진 위치의 공장 외부에서도 시료를 포집하였다.
- 분석에 사용한 기기는 Agilent사(U.S.A.)의 UPLC(1290 infinity)이며, 포름알데히드 분석을 위해 ACQUITY UPLC BEH C18 (100×2.1 mm, 1.7 µm, Waters, U.S.A.) 컬럼을 사용하였다.
- )은 HPLC급을 사용하였다. 탈이온수는 Milli-RO와 Milli-Q water system (Millipore사, U.S.A.)으로 실험실에서 제조하였다.
- MDF(Middle density fiberboard, 중밀도 섬유판)와 무늬목을 이용하여 가구를 제조하는 경기도 파주시 소재 모 가구제조 사업장의 재단, 조립, 무늬목 부착, 연마 등의 공정에서 일하는 근로자 및 지역을 대상으로 공기 중 시료를 포집하였다. 포름알데히드는 대기 중에도 존재하므로 작업공정에서 측정된 포름알데히드 농도와 대기 중 농도를 비교하기 위하여 공정과 떨어진 위치의 공장 외부에서도 시료를 포집하였다.
- 표준 시약으로 포름알데히드 표준용액(4,000 mg/L, Hach사, U.S.A.), 포름알데히드 2,4-디니트로페닐히드라존 표준용액(2,4-DNPH, analytical standard, 포름알데히드 100 mg/L, Sigma-Aldrich, U.S.A.)을 사용하였고, 아세토니트릴(Sigma-Aldrich, U.S.A.)은 HPLC급을 사용하였다. 탈이온수는 Milli-RO와 Milli-Q water system (Millipore사, U.
데이터처리
- 분석에 적용한 포름알데히드 표준용액의 검량선은 상관계수 0.9998로 표준용액 농도 범위에서 양호한 상관성을 나타내었고, 검출한계(LOD)는 0.11 µg/시료, 탈착효율은 97%로 산출되어, 분석값을 탈착 효율로 보정한 값을 작업환경 중 포름알데히드 노출 평가 결과로 사용하였다.
이론/모형
- 공기 중 포름알데히드 시료는 한국산업안전보건공단 안전보건기술지침의 분석 방법(KOSHA GUIDE A-56-2012)에 따라 전처리를 수행하였다.11 개인 시료 포집기로 채취한 흡착 튜브를 해체하여 4 mL 바이알에 옮기고 2 mL의 아세토니트릴을 가한 후 60 분간 시료 진탕기에서 탈착하였다.
- 5, 1, 3 mg/L가 되도록 탈착효율 시험용 시료를 각 농도별로 3 개씩 제조하였으며, 공시료를 3 개 준비하였다. 탈착 효율 시험용 표준 시료 농도는 한국산업안전보건공단 안전보건기술지침의 분석 방법(KOSHA GUIDE A-56-2012)에 준하여 포름알데히드의 노출 기준의 0.5에서 2 배 수준으로 제조하였다.11
- 한국산업안전공단 산업안전보건 기술지침(KOSHA GUIDE A-56-2012)11 및 미국 NIOSH(The national institute for occupational safety and health)의 NMAM (NIOSH manual of analytical methods) 201612에서 제시한 방법에 따라 작업환경 중 포름알데히드를 채취하였다. 각 측정 지점에서 2 개씩의 시료를 포집하였는데 개인 시료 포집을 원칙으로 하되 단위 작업 장소의 근로자 수가 1 인 이하인 경우에는 지역 시료 포집을 병행하였다.
성능/효과
- 또한 사업주와 근로자들도 화공약품상에서 구입하여 사용하는 목재접착용 본드가 포름알데히드 미함유 제품이라는 내용은 물성표를 통해 확인하고 있으나 무늬목의 포름알데히드 함유 가능성은 전혀 고려하지 않고 있었다. 그러나 연구 결과에서 무늬목은 상온에서도 포름알데히드를 방출하고 접착을 위한 가열 시에는 매우 높은 농도의 포름알데히드가 발생하고 있어 조사대상 사업장에 대한 포름알데히드 노출에 대한 관리가 필요함을 확인하였다.
- 본 공정외의 타 공정에서도 취급하는 MDF를 제외한 무늬목 및 목재용 본드를 수거하여 실험실 내에서 플라스크 내에 투입한 다음 포름알데히드 발생농도를 측정한 결과는 Table 3과 같다. 두 재료 모두 온도가 높아짐에 따라 포름알데히드의 농도가 높아지고, 동일 온도에서 무늬목의 포름알데히드 발생 농도는 목재용 본드의 농도보다 15-35 배 정도 높았다. 무늬목을 실제 사업장에서 사용하는 온도인 100-150 ℃로 가열할 경우 시편 주변의 포름알데히드 농도는 1.
- 3 ppm을 초과하였다. 조립 공정에서도 포름알데히드 농도는 공장 외부의 공기 중 농도보다 21 배 높은 수준이었고, 재단, 샌딩 공정도 외부 공기 중 농도보다 6-12 배까지 높았다. 이는 습식으로 제조하여 포름알데히드를 다량 포함하는 무늬목을 취급하는 도중, 원재료인 무늬목에서 포름알데히드가 발생하기 때문으로 설명할 수 있다.
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