[논문]유기합성실험실 연구자의 단위작업별 노출 평가

최영은; 추연희; 이익모; 박정임

doi:10.15269/jksoeh.2019.29.1.1

유기합성실험실 연구자의 단위작업별 노출 평가
Task-based Exposure Assessment among Laboratory workers in Organic Synthesis Laboratories 원문보기

한국산업보건학회지 = Journal of Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene, v.29 no.1, 2019년, pp.1 - 12

최영은 (순천향대학교 환경보건학과) , 추연희 (순천향대학교 환경보건학과) , 이익모 (인하대학교 화학과) , 박정임 (순천향대학교 환경보건학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Objective: Significant concerns have been raised over chemical exposure and potential health risks such as increased cancer mortality among laboratory workers. The aim of this study was to investigate the overall exposure and unit task exposure levels of researchers in organic synthesis laboratories at universities. Methods: Seventy-seven personal Time-weighted average(TWA) samples and 139 task-based samples from four organic synthesis laboratories at two universities were collected over three days. The concentrations of acetone, chloroform, dichloromethane(DCM), diethyl ether, ethyl acetate, n-hexane, tetrahydrofuran(THF), benzene, toluene, and xylene were determined using the GC-FID. Results: The most frequently used chemicals in the laboratories were acetone, DCM, n-hexane, methanol, and THF. Carcinogens such as benzene, chloroform, and DCM were used in one or more laboratories. The TWA full-shift exposures of researchers to acetone was the highest(ND-59.3 ppm). Benzene was observed above the occupational exposure limit in 18-40% of the samples. The levels of exposure to organic solvents were statistically different by task(p<0.05), while washing task was the highest. Washing was not perceived as a part of the real lab tasks. Rather it was considered as simple dish-washing or experimental preparation and performed in an open sink where exposure to organic solvents was unavoidable. TWAs and task-based concentrations were compared by substance, which suggests that TWA-based assessment could not reflect short-term and high concentration exposures. Conclusions: Laboratory workers may be exposed to various organic solvents at levels of concern. TWA-based measurement alone cannot guarantee holistic exposure assessment among lab workers as their exposures are very dependent on their tasks. Further investigation and characterization for specific tasks and overall chronic exposures will help protect lab workers from unnecessary exposure to chemicals while they perform research.

주제어

표/그림 (4)

표 Table 1. General characteristics of the organic synthesis laboratories
표 Table 2. Distributions of TWA concentrations of chemicals by laboratories
표 Table 3. Distributions of task-based concentrations of chemicals
그림 Figure 1. Comparison on concentrations between TWA and task-based exposure levels by tasks. The lower and upper bars denote the min and max, the bottom and top edges of the box show the 25th and 75th percentiles, respectively. The open square and the line within the box represent the geometric mean and median concentrations, respectively. Dots are outlier

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 종합대학교 두 곳의 화학물질을 합성하거나 분석하는 유기합성실험실 4개소를 대상으로 하 여 연구자들의 전반적인 노출과 단위작업별 노출 수준을 파악하였다. 대상 실험실에서 공통적으로 주로 사용하는 화학물질은 aceonte, DCM, n-hexane, methanol, THF였다.
본 연구는 화학물질 사용이 빈번한 유기합성실험실 연구자들의 전반적인 노출 정도와 단위작업별 노출 특성을 파악하고자 하였다. 향후 실험실 연구자의 화 학물질 노출 수준과 특성을 예측하는 데에 기초자료 로 활용함으로써 화학물질 노출에 따른 건강위험을 최소화하는데 기여할 수 있을 것이다.

가설 설정

대상물 질 중 EA는 사용빈도와 사용량이 비교적 많았던 것 에 비해 검출한계 미만의 시료가 많았는데(65개), 이 시료들의 80%가 47분 이하의 시간 동안 채취된 것이 었다. 둘째, 유기용제 혼합물질 노출 평가시 유기용제 의 공통적인 건강영향인 말초신경장애에 대해 상가작 용을 일으킨다고 가정한 후 노출지수를 계산하였기 때문에, 모든 건강영향을 반영하지 못하였다. 셋째, 실험내용에 대한 회상편견이 발생할 우려가 있었다.
실험실에서는 다양한 종류의 화학물질을 동시에 사 용하는 경우가 많아 연구자가 화학물질에 복합적으로 노출될 가능성이 높다. 연구자들의 단일물질 노출에 대하여 정량 분석을 실시한 후 혼합물들이 각각에 대 하여 상가작용을 일으킨다고 가정하고, 유기용제 혼 합물질 노출에 대해 평가하였다.

제안 방법

이런 작업의 특성상 지속적이고 상시적인 작업 이 거의 없어 TWA로 평가를 할 경우 단시간/일시적 고농도의 노출을 반영할 수 없고, 실험을 하지 않는 시 간의 농도로 상쇄되어 과소평가될 우려가 있다. TWA 가 단시간 노출을 반영하고 있는지를 알아보기 위하여 연구자의 TWA와 단위작업별 노출 농도의 범위를 물질별로 비교하였다(Figure 1). 연구자들이 단시간에 고농도로 노출되는 농도 범위를 TWA 농도 범위가 포괄하고 있지 못하는 것과 단위작업별 주요 사용 화학물질 의 노출 범위를 TWA만으로는 예측하기 어렵다는 것 을 알 수 있었다.
지역시료는 TWA 농도를 평가하고 직독식기기를 이용하여 실시간 모니터링을 하였다. 개인 시료는 8시간 TWA와 작업별 단시간 노출로 나누어 평가하 였다. 대부분의 선행연구는 실험실 환경의 평균적인 농도 수준을 평가하는 것에 그쳐, 실험실 환경 중 노 출의 특성을 파악하기에는 부족하였다.
공기 중 개인노출 평가는 각 실험실당 3일 동안 실 시하였고, 두 가지 방법을 적용하였다. 첫째, 연구자의 전체 작업시간 동안(약 6-11시간/일) 시료를 채취하여 하루 동안의 평균 농도를 평가하였고, 총 시료 수는 77 개였다.
단위작업별 유해인자 분포를 파악하기 위하여 측정 기간 동안 단위작업별로 사용된 화학물질의 횟수를 조사하였다. 세척 작업에서 acetone의 사용이 가장 많았고, 여과 작업에서는 DCM, 반응 및 합성 작업은 DCM과 THF, 추출 작업은 DCM과 EA, 컬럼 작업에 서는 EA와 n-hexane의 사용 빈도가 높았다.
또한 실 험서를 참고하여 단위작업에 대한 실험 방법과 주요 사용 물질, 노출 우려 step 등을 파악하였고, 연구대상자들에게 직접 검토를 받아 수정⋅보완 하였다.
모든 실험실에서 검출된 acetone, DCM, diethyl ether, n-hexane, THF에 대해 실험실별 노출 수준을 비교하였 다. Acetone의 농도 중간값이 가장 높은 곳은 B대학교 분자의약실험실(29.
본 연구는 2012년 1월부터 2월까지 화학물질을 합성하 거나 분석하는 서울 및 경기 지역 소재 종합대학교 2곳의 유기합성실험실 4개소를 대상으로 하였다. 본 조사에 앞서 예비조사를 통해 주로 수행하고 있는 실험, 주요 사용물질의 종류 및 양, 실험에 참여하는 인원 및 시간 등 일반적인 특성을 파악하였다. 대상 실험실에서 주로 수행하는 실험 작업과 시중에 판매되고 있는 유기화학 및 합성 실험서(Jeong et al.
시료 채취와 분석 사이의 보관성 확인을 위한 실험을 10주간 진행하였다. 분석방법의 검출한 계(limit of detection, LOD)는 표준시료의 최저 농도를 같은 기기 조건에서 7회 반복 측정하여 구하였다. 연구자의 혼합물질 노출을 평가하고자 시간 가중평균 농도와 단위작업별 농도에 대해 혼합물질 노출지수(exposure index, EI)를 계산하였다.
산업위생 전문가가 시료를 채취하는 동안 해당 내용을 추가로 조사하여 시간활동일지 내용과 비교분석 하였다.
산업위생 전문가가 시료를 채취하는 동안 해당 내용을 추가로 조사하여 시간활동일지 내용과 비교분석 하였다. 시료 의 채취는 대상 단위작업을 수행하는 연구자만(단위작업 실험자만)을 대상으로 그 단위작업을 수행하는 시간 동안 능동식 시료채취 방법으로 하였다. 유량보정 기(Defender 510-M, Bios International Corp.
측정과정에서 현장 공시료와 실험실 공 시료를 확보하였고, 분석과정에서는 대상물질별 탈착 효율을 확인하기 위하여 기지농도의 시료를 준비하여 분석하였다. 시료 채취와 분석 사이의 보관성 확인을 위한 실험을 10주간 진행하였다. 분석방법의 검출한 계(limit of detection, LOD)는 표준시료의 최저 농도를 같은 기기 조건에서 7회 반복 측정하여 구하였다.
첫째, 연구자의 전체 작업시간 동안(약 6-11시간/일) 시료를 채취하여 하루 동안의 평균 농도를 평가하였고, 총 시료 수는 77 개였다. 시료의 채취는 수동식 시료채취 방법으로, 유 기증기용 모니터(Organic vapor monitor 3500, 3M, USA)를 모든 연구자들이 실험실에서 상주하는 내내 착용하도록 하였다. 둘째, 단위작업 시간 동안 시료를 채취하여 특정 작업으로 인해 노출되는 수준을 평가하 였고, 총 시료 수는 139개였다.
연구자 들은 석⋅박사 과정의 대학원생들이며, 하루 평균 연구활동 시간은 10시간 이상이었다. 연구자들은 대체 로 오전 9시에 출근하여 저녁 9시에 퇴근하였고, 실험 이 없거나 실험 중 대기시간에는 책상에 앉아 논문을 읽거나 실험을 준비하는 일을 수행하였다. 주로 공통 적으로 수행하는 실험은 반응, 추출, 컬럼이었고, 분석, 재결정, 증류 등의 작업들도 있었다.
분석방법의 검출한 계(limit of detection, LOD)는 표준시료의 최저 농도를 같은 기기 조건에서 7회 반복 측정하여 구하였다. 연구자의 혼합물질 노출을 평가하고자 시간 가중평균 농도와 단위작업별 농도에 대해 혼합물질 노출지수(exposure index, EI)를 계산하였다. EI 계산은 미국 정부산업위생전문가협의회(American Conference of Governmental Industrial Hygienists, ACGIH) Threshold Limit Values(TLVs®) and Biological Exposure Indicies (BEIs®)의 TLVs for mixtures 공식(ACGIH, 2017)에 준하였다.
실험을 하면서 바로 시간활동일지를 적어주는 연구자 가 있는 반면, 실험이 모두 끝난 후 혹은 퇴근할 때 몰아서 작성해주는 연구자도 있었기 때문이다. 이를 보완하기 위하여 측정자(산업위생전문가)가 실험실에 함께 상주하여 실험 작업을 기록하였다. 그럼에도 불구하고, 본 연구에서는 기존 연구들에서 제한적으로 다뤄졌던 단위작업 중심의 노출 평가를 심도 있게 수행함으로써 간과되고 있던 위험작업을 찾고, 단위작업별 노출 평가 방법이 실험실 노출 평가에 반드시 포함되어야 하는 평가 방법임을 확인할 수 있었다.
첫째, 단위 작업 측정시 유량을 낮게 설정하여 과소평가된 시료 가 있을 수 있다는 점이다. 작업별로 실험 수행 시간 이 다양하고, 소요시간을 예측할 수 없어 8시간 TWA 측정시 적용하는 0.2 L/min의 유량을 적용하였다. 총 139개의 시료 중 시료채취 시간이 60분 이하인 시료 는 85개, 이 중 15분 이하인 시료는 14개였다.
(2011) 은 화학물질을 합성하거나 분석하는 실험실에서 VOCs를 대상으로 지역과 개인 시료 모두를 측정하 였다. 지역시료는 TWA 농도를 평가하고 직독식기기를 이용하여 실시간 모니터링을 하였다. 개인 시료는 8시간 TWA와 작업별 단시간 노출로 나누어 평가하 였다.
내부정도관리는 측정과 분석 과정에서 이루어졌다. 측정과정에서 현장 공시료와 실험실 공 시료를 확보하였고, 분석과정에서는 대상물질별 탈착 효율을 확인하기 위하여 기지농도의 시료를 준비하여 분석하였다. 시료 채취와 분석 사이의 보관성 확인을 위한 실험을 10주간 진행하였다.
단위작업 시간 동안 채 취한 전체 시료 수는 대상 실험실의 연구자수보다 많 은 경우가 대부분이고, 시료 채취 시간은 작업의 내용 에 따라 9분에서 466분까지 다양하다. 측정기간 동안 연구자들로 하여금 시간활동일지(time-activity diary)를 작성토록 하여 실험을 하는 동안 사용한 화학물질의 종류와 실험 내용 및 시간 등을 조사하였다. 산업위생 전문가가 시료를 채취하는 동안 해당 내용을 추가로 조사하여 시간활동일지 내용과 비교분석 하였다.

대상 데이터

단위작업별 개인노출 시료는 작업별로 12개에서 47 개였고, 그 작업에 사용되지 않은 물질들이 검출되기 도 하였다(Table 3). 7개의 대상 단위작업 중 측정기간 동안 수행된 작업은 세척, 여과, 반응 및 합성, 추출, 컬럼이었고, 단위작업별 노출 농도가 가장 높게 나타 난 것은 세척이었다.
대상 실험실에서 공통적으로 주로 사용하고 있는 물질은 acetone, DCM, n-hexane, THF였다. 특히 사용 물질 중 benzene, DCM, chloroform은 국제암연구소 (International Agency for Research on Cancer, IARC)에서 발암성 물질로 분류한 물질이다(benzene: group 1, DCM: group 2A, chloroform: group 2B).
본 연구는 종합대학교 두 곳의 화학물질을 합성하거나 분석하는 유기합성실험실 4개소를 대상으로 하 여 연구자들의 전반적인 노출과 단위작업별 노출 수준을 파악하였다. 대상 실험실에서 공통적으로 주로 사용하는 화학물질은 aceonte, DCM, n-hexane, methanol, THF였다. 특히 발암물질인 benzene, chloroform, DCM은 모든 대상 실험실에서 적어도 하나 이상씩 사용되고 있었고, benzene의 경우 노출기준을 초과하지는 않았지만, 노출기준 대비 18-40% 수준으로 나타났다.
본 조사에 앞서 예비조사를 통해 주로 수행하고 있는 실험, 주요 사용물질의 종류 및 양, 실험에 참여하는 인원 및 시간 등 일반적인 특성을 파악하였다. 대상 실험실에서 주로 수행하는 실험 작업과 시중에 판매되고 있는 유기화학 및 합성 실험서(Jeong et al., 2003; Park, 2011)를 참고로 대상 단위작업을 선정하였고, 세척(washing), 여과 (filtration), 반응 및 합성(reaction and synthesis), 재결정 (recrystallization), 증류(distillation), 추출(extraction), 컬 럼(colum chromatography, column)으로 7개였다. 또한 실 험서를 참고하여 단위작업에 대한 실험 방법과 주요 사용 물질, 노출 우려 step 등을 파악하였고, 연구대상자들에게 직접 검토를 받아 수정⋅보완 하였다.
시료의 채취는 수동식 시료채취 방법으로, 유 기증기용 모니터(Organic vapor monitor 3500, 3M, USA)를 모든 연구자들이 실험실에서 상주하는 내내 착용하도록 하였다. 둘째, 단위작업 시간 동안 시료를 채취하여 특정 작업으로 인해 노출되는 수준을 평가하 였고, 총 시료 수는 139개였다. 단위작업 시간 동안 채 취한 전체 시료 수는 대상 실험실의 연구자수보다 많 은 경우가 대부분이고, 시료 채취 시간은 작업의 내용 에 따라 9분에서 466분까지 다양하다.
본 연구는 2012년 1월부터 2월까지 화학물질을 합성하 거나 분석하는 서울 및 경기 지역 소재 종합대학교 2곳의 유기합성실험실 4개소를 대상으로 하였다. 본 조사에 앞서 예비조사를 통해 주로 수행하고 있는 실험, 주요 사용물질의 종류 및 양, 실험에 참여하는 인원 및 시간 등 일반적인 특성을 파악하였다.
, USA)으로 시료를 채취하였다. 시료의 분석은 가스크로마토그래피 불꽃이온화검 출기(GC-2010Plus, Shimadzu, Japan)를 이용하였다. 시료의 채취 및 분석은 미국국립산업안전보건연구원 (National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH)의 NIOSH manual of analytical methods(NMAM no.
시료 의 채취는 대상 단위작업을 수행하는 연구자만(단위작업 실험자만)을 대상으로 그 단위작업을 수행하는 시간 동안 능동식 시료채취 방법으로 하였다. 유량보정 기(Defender 510-M, Bios International Corp., USA)를 이용하여 0.2 L/min의 유량으로 보정된 저유량 펌프 (Poket pump 210-1002, SKC Inc., USA)와 활성탄관 (Anasorb CSC Tube Cat. No. 226-01, SKC Inc., USA)으로 시료를 채취하였다. 시료의 분석은 가스크로마토그래피 불꽃이온화검 출기(GC-2010Plus, Shimadzu, Japan)를 이용하였다.
공기 중 개인노출 평가는 각 실험실당 3일 동안 실 시하였고, 두 가지 방법을 적용하였다. 첫째, 연구자의 전체 작업시간 동안(약 6-11시간/일) 시료를 채취하여 하루 동안의 평균 농도를 평가하였고, 총 시료 수는 77 개였다. 시료의 채취는 수동식 시료채취 방법으로, 유 기증기용 모니터(Organic vapor monitor 3500, 3M, USA)를 모든 연구자들이 실험실에서 상주하는 내내 착용하도록 하였다.
2 L/min의 유량을 적용하였다. 총 139개의 시료 중 시료채취 시간이 60분 이하인 시료 는 85개, 이 중 15분 이하인 시료는 14개였다. 대상물 질 중 EA는 사용빈도와 사용량이 비교적 많았던 것 에 비해 검출한계 미만의 시료가 많았는데(65개), 이 시료들의 80%가 47분 이하의 시간 동안 채취된 것이 었다.
07 ppm이었고, 다른 작업에 비해 benzene의 노출이 높았다. 추출 작업에서 자주 사용 되는 물질은 DCM과 EA였다. DCM은 농도 중간값이 2.
또한 실 험서를 참고하여 단위작업에 대한 실험 방법과 주요 사용 물질, 노출 우려 step 등을 파악하였고, 연구대상자들에게 직접 검토를 받아 수정⋅보완 하였다. 측정 대상물질은 단위작업에 사용되는 VOCs 중 대상 실험실에서 사용 빈도가 높고 인체 위험성이 있다고 알려진 10종(acetone, chloroform, dichloromethane(DCM), diethyl ether, ethyl acetate(EA), n-hexane, tetrahydrofuran(THF), benzene, toluene, xylene)으로 선정하였다.

데이터처리

Shapiro-Wilk 검정 결과, 자료의 분포가 정규성을 따르지 않아(p<0.05) 비모수 통계분석 방법 을 적용하여 자료를 분석하였다.
단위작업에 따른 노 출 수준의 차이를 확인하고자 Kruskal-Wallis 검정을 실시하였다. 검출한계 미만인 시료의 경우 해당 물질 의 1/2LOD 값을 적용하여 통계분석 하였다.
05) 비모수 통계분석 방법 을 적용하여 자료를 분석하였다. 단위작업에 따른 노 출 수준의 차이를 확인하고자 Kruskal-Wallis 검정을 실시하였다. 검출한계 미만인 시료의 경우 해당 물질 의 1/2LOD 값을 적용하여 통계분석 하였다.

이론/모형

EI 계산은 미국 정부산업위생전문가협의회(American Conference of Governmental Industrial Hygienists, ACGIH) Threshold Limit Values(TLVs®) and Biological Exposure Indicies (BEIs®)의 TLVs for mixtures 공식(ACGIH, 2017)에 준하였다.
식(1)에 따라 EI를 계산하였다. 단위작업 동 안의 혼합물질 노출평가는 시간가중평균기준(TWA) 과 단시간 노출기준(short-term exposure limit, STEL) 을 모두 적용하여 실시하였다. STEL 노출기준이 없는 물질의 경우, TWA 노출기준의 5배를 적용하였다.
단위작업을 하는 동안의 혼합물질 노출 평가는 TWA 노출기준과 STEL 노출기준을 모두 적용하여 실시하였다. TWA 노출기준을 적용하여 평가한 결과, 전체 EI의 범위는 0.
시료의 분석은 가스크로마토그래피 불꽃이온화검 출기(GC-2010Plus, Shimadzu, Japan)를 이용하였다. 시료의 채취 및 분석은 미국국립산업안전보건연구원 (National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH)의 NIOSH manual of analytical methods(NMAM no. 1003, 1005, 1300, 1457, 1500, 1501, 1609, 1610)를 활용하였다. 내부정도관리는 측정과 분석 과정에서 이루어졌다.

성능/효과

단위작업별 개인노출 시료는 작업별로 12개에서 47 개였고, 그 작업에 사용되지 않은 물질들이 검출되기 도 하였다(Table 3). 7개의 대상 단위작업 중 측정기간 동안 수행된 작업은 세척, 여과, 반응 및 합성, 추출, 컬럼이었고, 단위작업별 노출 농도가 가장 높게 나타 난 것은 세척이었다. 주로 사용하는 물질인 acetone은 농도 중간값이 49.
79 ppm였다. Chloroform에 대한 우리나라 고용노동부와 미국 ACGIH의 단시간 노출기준이 없어 미국 NIOSH 기준치와 비교하였고, 기준치 2 ppm을 초과하는 것으로 나타났다. 여과 작업 에서는 DCM과 THF가 자주 사용되었다.
여과 작업 에서는 DCM과 THF가 자주 사용되었다. DCM은 농도 중간값이 3.71 ppm(ND-16.2 ppm)이었고, THF는 작업 에 자주 사용된 것에 비해 1개 시료에서 1.27 ppm으로 검출되었다. 그 밖에 acetone과 n-hexane이 사용되었 고, 각 농도 중간값은 8.
27로 가장 높았 고, 컬럼, 여과, 추출, 반응 및 합성의 순이었다. STEL 노출기준을 적용한 결과에서는 EI가 0.00-0.39로 기준 을 초과하는 경우는 없었고, EI 최대값(0.39)은 세척 작 업 시료였다. 각 작업별로 EI 중간값을 비교하면, 세척 이 0.
11로 가장 높았고, 그 다음으로 컬럼, 여과, 추출, 반응 및 합성 순이었다. TWA 노출기준과 STEL 노출기 준을 적용한 평가 결과는 방법별로 EI값은 달랐지만, 작업별로 EI가 높은 순서는 같았다.
단위작업을 하는 동안의 혼합물질 노출 평가는 TWA 노출기준과 STEL 노출기준을 모두 적용하여 실시하였다. TWA 노출기준을 적용하여 평가한 결과, 전체 EI의 범위는 0.00-1.50였다. 기준을 넘는 시료는 여과 작업 1개 시료에서 나타났고(1.
(2005)의 연구에서는 원유정제업 작업자들을 대상으로 유기용 제 11가지 물질에 대해 개인 TWA와 단위작업 중심으로 채취한 단시간 시료(STEL)를 채취하였다. 각 유기 용제 성분에 따른 TWA와 STEL의 산포도를 기하표준 편차를 비교하여 확인하였고, 그 결과 작업시간 동안 평균적으로 노출되는 수준의 변이보다 단위작업에 따른 순간적인 노출수준의 변이가 2.5배 이상 크게 나타났다. 특히 원유정제업과 같은 장치산업의 작업자들은 이동범위가 넓고, 현장점검 및 단위작업을 수행하며 장치 주변에 접근하는 특성이 있어 노출평가시 장시간 full-shift 평가로는 부족하며, 단위작업별 단시간 노출 위험을 평가해야 한다고 강조하였다.
이를 보완하기 위하여 측정자(산업위생전문가)가 실험실에 함께 상주하여 실험 작업을 기록하였다. 그럼에도 불구하고, 본 연구에서는 기존 연구들에서 제한적으로 다뤄졌던 단위작업 중심의 노출 평가를 심도 있게 수행함으로써 간과되고 있던 위험작업을 찾고, 단위작업별 노출 평가 방법이 실험실 노출 평가에 반드시 포함되어야 하는 평가 방법임을 확인할 수 있었다.
모든 실험실에서 acetone, DCM, diethyl ether, n-hexane, THF이 검출되었고, acetone(83-100%), DCM(31-100%), diethyl ether(33-70%), n-hexane(17- 100%)은 높은 검출률을 보였다. 또한 모든 실험실에서 acetone의 농도가 중간값 2.86-29.8 ppm(ND-59.3 ppm) 의 범위로 가장 높은 수준을 나타냈고, 그 다음으로 DCM의 농도가 중간값 1.15-4.12 ppm(ND-8.65 ppm)로 높게 나타났다.
단일물질 노출과 혼합물질 노출 모두 세척 작업이 가장 높았는데, 이는 세척 작업이 acetone, alcohol류 등의 유기용매로 실험 후의 초자기구를 닦아내는 것이기 때문에 직접 사용한 화학물질 과 잔여 유기물이 공존하기 때문으로 추정된다. 또한 세척 작업은 싱크대에서 이루어졌는데, 측정기간 동 안 산업위생 전문가의 작업 관찰과 연구자들 인터뷰 결과, 세척 작업이 실험의 일부가 아닌 단순한 설거지나 실험 준비 및 뒤처리로 인식되어 화학물질 노출에 무방비한 상태라는 것을 알 수 있었다. 세척도 실험 작업의 일부이고, 국소배기장치가 달린 싱크대에서 세척 작업을 수행하거나, 적어도 화학물질을 사용할 때는 후드 안에서 작업을 해야 한다.
연구자들이 실험실에 상주하는 동안 화학물질에 노출되는 시간가중노출평균농도(TWA) 결과를 Table 2에 요약하였다. 모든 실험실에서 acetone, DCM, diethyl ether, n-hexane, THF이 검출되었고, acetone(83-100%), DCM(31-100%), diethyl ether(33-70%), n-hexane(17- 100%)은 높은 검출률을 보였다. 또한 모든 실험실에서 acetone의 농도가 중간값 2.
단위작업별 유해인자 분포를 파악하기 위하여 측정 기간 동안 단위작업별로 사용된 화학물질의 횟수를 조사하였다. 세척 작업에서 acetone의 사용이 가장 많았고, 여과 작업에서는 DCM, 반응 및 합성 작업은 DCM과 THF, 추출 작업은 DCM과 EA, 컬럼 작업에 서는 EA와 n-hexane의 사용 빈도가 높았다.
둘째, 유기용제 혼합물질 노출 평가시 유기용제 의 공통적인 건강영향인 말초신경장애에 대해 상가작 용을 일으킨다고 가정한 후 노출지수를 계산하였기 때문에, 모든 건강영향을 반영하지 못하였다. 셋째, 실험내용에 대한 회상편견이 발생할 우려가 있었다. 실험을 하면서 바로 시간활동일지를 적어주는 연구자 가 있는 반면, 실험이 모두 끝난 후 혹은 퇴근할 때 몰아서 작성해주는 연구자도 있었기 때문이다.
연구자들의 전작업시간(full-shift) 혼합물질 노출을 평가한 결과, EI가 0.00-0.43의 범위로 모든 시료에서 기준인 1을 넘지 않았다. 가장 높은 EI(0.
TWA 가 단시간 노출을 반영하고 있는지를 알아보기 위하여 연구자의 TWA와 단위작업별 노출 농도의 범위를 물질별로 비교하였다(Figure 1). 연구자들이 단시간에 고농도로 노출되는 농도 범위를 TWA 농도 범위가 포괄하고 있지 못하는 것과 단위작업별 주요 사용 화학물질 의 노출 범위를 TWA만으로는 예측하기 어렵다는 것 을 알 수 있었다. 기존 연구들에서도 실험실에서 TWA 노출 평가는 한계가 있다는 것을 지적하며, 단위작업 중심의 노출 평가를 수행해야 한다고 하였다.
세척 작업 시 국소배기장치가 달린 싱크대에서 작업을 수행하거나, 적어도 화학물질을 사용할 때는 후드 안에서 작업을 해야 한다. 연구자의 TWA 농도 범위와 단위작업 동안에 노출되는 농도 범위를 비교한 결과, TWA가 단시간 고농도의 노출을 포괄하지 못하 였다. 실험실 작업의 특성상 TWA로 평가를 할 경우 단시간/일시적 고농도의 노출을 반영할 수 없고, 실험 을 하지 않는 시간의 농도로 상쇄되어 과소평가될 우려가 있다.
20 ppm이었다. 우리나라 고용노동부와 미국 ACGIH 의 노출기준(0.5 ppm)과 대비하여, 각 18%, 30%, 40% 수준으로 나타났으나, 미국 NIOSH 노출기준(0.1 ppm) 과 비교하면, 모두 기준을 초과하는 수준이었다. Chloroform은 A대학교 정밀화학실험실의 2개 시료에 서 검출되었고, 0.
대상 실험실에서 공통적으로 주로 사용하는 화학물질은 aceonte, DCM, n-hexane, methanol, THF였다. 특히 발암물질인 benzene, chloroform, DCM은 모든 대상 실험실에서 적어도 하나 이상씩 사용되고 있었고, benzene의 경우 노출기준을 초과하지는 않았지만, 노출기준 대비 18-40% 수준으로 나타났다. 단 위 작업에 따른 노출 수준의 차이는 통계적으로 유의하였고(p<0.
화학실험실 연구자의 경우 여러 연구 들을 통해 발암성과 생식독성에 대한 위험이 확인되었고, 본 연구에서도 실험실 연구자의 상당한 유기용 제 노출과 발암물질 등 독성이 강한 물질의 사용 및 노출이 확인되었다. 특히 발암물질인 benzene은 개인 TWA 시료와 단위작업별 시료 모두에서 검출되었고, 우리나라 고용노동부의 노출기준을 초과하지는 않았으나, 노출기준의 18%-40% 수준으로 결코 낮은 수준 은 아니었다. 또한 Benzene을 직접 사용하지 않은 작 업에서도 일부 검출되었는데, 이는 제조업 사업장에 비해 화학물질 사용량은 적지만, 실험 공간의 협소함으로 인해 직접 그 물질을 사용하지 않은 연구자에게 까지 노출이 발생된 것과 세척 작업과 같이 이전 작 업에서 사용한 물질에 영향을 받은 것으로 판단된다.
실험실의 연구자는 학위 과정과 전문직 실험실 노동자로서 연구 활동을 하는 동안 화학물질이나 병원 미생물 취급 및 단순반복 작업 등 다양한 유해요인에 노출될 수 있다. 화학실험실 연구자의 경우 여러 연구 들을 통해 발암성과 생식독성에 대한 위험이 확인되었고, 본 연구에서도 실험실 연구자의 상당한 유기용 제 노출과 발암물질 등 독성이 강한 물질의 사용 및 노출이 확인되었다. 특히 발암물질인 benzene은 개인 TWA 시료와 단위작업별 시료 모두에서 검출되었고, 우리나라 고용노동부의 노출기준을 초과하지는 않았으나, 노출기준의 18%-40% 수준으로 결코 낮은 수준 은 아니었다.

후속연구

이 연구에서는 실험실에서의 정량적 노출 평가는 지역시료나 개인 의 TWA 측정만 하기 보다는 실험 특성에 맞게 구체적으로 접근하는 것이 적절하다고 하였다. 또한 노출 패턴을 설명하고 역학 조사에 활용하기 위해서는 단시간 노출 평가가 타당하며, 획일적인 측정 방법을 그대로 적용하는 것 보다 작업의 개별적 특성을 반영할 수 있는 실시간 측정방법을 함께 활용할 것을 제안하였다. 이처럼 실험실의 화학물질 노출 평가는 TWA뿐만 아니라, 단위작업에 따른 평가가 함께 수행되어야 한다.
본 연구에는 세 가지 한계점이 있었다. 첫째, 단위 작업 측정시 유량을 낮게 설정하여 과소평가된 시료 가 있을 수 있다는 점이다. 작업별로 실험 수행 시간 이 다양하고, 소요시간을 예측할 수 없어 8시간 TWA 측정시 적용하는 0.
본 연구는 화학물질 사용이 빈번한 유기합성실험실 연구자들의 전반적인 노출 정도와 단위작업별 노출 특성을 파악하고자 하였다. 향후 실험실 연구자의 화 학물질 노출 수준과 특성을 예측하는 데에 기초자료 로 활용함으로써 화학물질 노출에 따른 건강위험을 최소화하는데 기여할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유해화학물질에 장기간 노출될 경우 얻을수 있는 만성적인 건강장애로 어떤 것들이 있는가?	실험실 업무와 발암성과의 관계 연구에서 여 러 가지 요인들과의 상관성들이 밝혀져 왔다. 림프 및 조혈계통 암, 췌장암, 유방암, 위장관암, 뇌암 등과 같이 다양한 암의 발병과 사망 위험이 높게 나타났다 (Olin, 1976; Walrath et al., 1985; Carpenter et al., 1991; Kauppinene et al., 2003; Kubale et al., 2008). 생 식독성의 경우 자연유산 및 태아 기형 등의 상관관계 가 보고되었고(Meirik et al., 1979; Wennborg et al., 2001; Halliday-Bell et al., 2010), 특히 Axelsson et al.(1984)은 유기용제를 취급하는 실험실 연구자의 자 연유산의 확률이 높게 나타난다고 보고하였다. 이러 한 발암성과 생식독성 등 건강영향에 대한 연구들은 후향적으로 이루어져 과거 화학물질의 노출정도나 그 특성을 파악하기 어렵고, 주로 대상자들의 기억에 의 존한다는 점과 노출에 따른 양·반응 관계의 추론이 쉽지 않다는 점을 공통적인 제한점으로 말하고 있다.
	제품개발을 위한 소비자 조사에서 건강영향에 대한 연구들의 한계점은?	(1984)은 유기용제를 취급하는 실험실 연구자의 자 연유산의 확률이 높게 나타난다고 보고하였다. 이러 한 발암성과 생식독성 등 건강영향에 대한 연구들은 후향적으로 이루어져 과거 화학물질의 노출정도나 그 특성을 파악하기 어렵고, 주로 대상자들의 기억에 의 존한다는 점과 노출에 따른 양·반응 관계의 추론이 쉽지 않다는 점을 공통적인 제한점으로 말하고 있다. 우리나라에서도 실험실 연구자들의 화학물질 노출과 건강영향에 관한 우려가 제기되었으나, 그들의 노출 정도와 특성에 관한 연구는 매우 제한적이다.
	세척은 무엇인가?	세척(washing)은 실험에서 사용한 각종 초자기구를 씻어내는 작업으로, acetone, chloroform, DCM, ethanol, n-hexane, methanol, isopropyl alcohol을 주로 사용한다. 유기화합물을 많이 사용하는 경우에는 주로 acetone으로 씻고, 합성세제만 사용하여 씻는 경우에는 acetone, ethanol 등의 유기용매로 여분의 잔류 유기물을 제거 한다.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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