[논문]비산재가 포함된 폐광산 채움재의 위해성 평가 전략

지상우; 조환주; 신희영; 이상훈; 안지환

doi:10.7844/kirr.2019.28.4.59

비산재가 포함된 폐광산 채움재의 위해성 평가 전략
A Strategy for the Risk Assessment of Abandoned Mine Filler Materials 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.28 no.4, 2019년, pp.59 - 64

지상우 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부) , 조환주 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부) , 신희영 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부) , 이상훈 (계명대학교 환경학부 환경과학전공) , 안지환 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부)

초록
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본 연구에서는 국내 폐광산에 이용될 채움재의 위해성 평가작업을 위한 전략과 방법론을 개념적 측면에서 제시하였다. 채움재는 석탄발전소 비산재와 고형재로 구성되어 있으며 탄산염 등 위해도가 적은 물질이 대부분을 차지하지만 일부 중금속 성분이 포함되어 있어서 이에 대한 위해성 평가가 요구된다. 위해성 평가는 주로 인체내 발암 및 비발암성 유발 가능성을 정량화하는 것이 목적이며, 본 연구의 경우 국내/외 토양 및 광해 위해성평가 기법을 참조 할 수 있을 것으로 판단된다. 이 때 독성이나 분배계수 등 항목별 주요 은 인자 값은 국내 토양위해성평가 가이드라인에서 제시하는 수치를 주로 이용할 수 있다. 오염도에 대한 정확한 위해 성평가는 현장답사와 실측 등을 통한 노력과 시간이 요구된다. 또한 채움재내 중금속 성분 및 농도가 매우 다양하고 반응이 복잡하여 이를 전부 상세하게 평가한다는 것은 비효율적이다. 따라서, 효과적인 위해성 평가를 위하여 일단 문헌 자료와 채움재 시료특성분석결과를 이용한 예비위해성평가를 먼저 실시하고, 그 이후 상세 위해성 평가에서 예비위해성평가에서 선정된 유의 사항을 중점적으로 다뤄야 할 것으로 생각된다. 이를 위해서는 신뢰성 있는 시료분석기법과 노출경로 및 관련 메커니즘에 대한 충분한 이해가 선행되어야 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study suggests a conceptual strategy and methodology for the risk assessment of the domestic abandoned mine fillers with fly ash. The fillers are composed of coal fly ash and solidification materials, and contain little toxic substances such as carbonates but also some heavy metals; therefore, those requires a risk assessment. The risk assessment should primarily focus on estimation of the effects to human health both on carcinogen and non-carcinogen aspects. The significant data such as toxicity and partition coefficients can be obtained from the national soil or mine environmental risk assessment guidelines. Accurate risk assessment of heavy metal contamination in the fillers may consume lots of time and efforts through site survey and instrumental analyses, etc. Moreover, it is inefficient to explore all of the factors as concentrations and categories in every heavy metal in the fillers, due to a high variety and complexity. Therefore, implementation of a preliminary risk assessment is suggested by using the literature data and the basic characteristics of the filler samples prior to the detailed risk assessment. Certainly, this presumes a thorough understanding of reliable sample analysis methods, exposure pathways, and relevant physicochemical and biological mechanisms.

주제어

표/그림 (2)

그림 Fig. 1. Schematic illustration of the various reactions and the relevant products on the potential contaminants in mine fillers.
그림 Fig. 2. Schematic illustration of the major exposure pathways in the environmental risk assessment of mine fillers (Lee et al.¹¹ 연구 참고).

AI 본문요약
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문제 정의

특히 이러한 절차의 이행은 효과적인 개념적 전략 및 기법 수립이 전제되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 예비 및 상세단계에서 위해성 평가 전략을 어떻게 수립할 것인지 개념적 기법을 제시하도록 한다.

제안 방법

독성/유해성평가는 채움재의 독성이나 유해성을 확인하는 과정인데 실측이나 문헌을 통해 유해성분 종류나 정도를 분석한다. 독성/유해성이 존재하는 것으로 확인되면 독성/유해성의 용량 및 시험동물체(수용체)내로의 노출량 변화에 따른 악영향 여부를 관측한다. 노출용량이 어느 정도로 감소할 때 악영향이 발생하지 않는지(비발암성의 경우 악영향무관찰량) 혹은 기준치이하로 발생(발암성의 경우 발암 가능성 10^-6 이하)하는지를 규명한다⁵⁾.
노출평가까지 완료되면 수용체내 노출량 및 노출정도가 어떤지 예측할 수 있다. 이를 이용, 적절한 계수 및 지표를 통해 마지막 단계에서 위해도를 산정하여 평가 대상 채움재가 과연 수용체에 위해성이 있는지를 판정한다. 위해성의 판정 지수로는 비발암성의 경우 유해지수(Hazard Quotient: HQ)가 사용된다, 즉 된 유해지수(HQ) 값이 1 보다 작은 경우 비발암성 위해 가능성은 낮다고 보는 반면, 그 반대의 경우에는 악영향이 우려된다고 판단한다.

후속연구

(1) 위해도 산정시 적합한 목적과 시나리오를 고민해야 한다, 폐광산 부지는 자연상태에서도 여러 오염물질의 존재로 인해 위해도가 높게 나올 수도 있으므로(상세 위해성 평가시에) 일반적인 기법을 그대로 적용하기 보다는 해당 폐광산 부지의 바탕시료 분석 등을 통해 위해성 평가치가 현실적 여건에 부합하도록 해야 한다. (2) 채움재는 위해성평가가 제도화된 유사 매질(토양이나 매립재)과 성상이 다른 점을 인지해야 하며 철저한 채움재 시료분석을 통해 시료내 주요 오염물질의 함유량 및 노출량뿐 아니라 다른 특성 예를 들면 장기간에 걸친 기계적 강도나 부스러짐 등도 조사하여 상세 위해성 평가에 고려되어야 한다. 특히 채움재내 오염성분이 혼합되어 있으므로 상세 위해성 평가시에는 이들과 여타 다른 성분과의 반응으로 독성/유해성 상승(synergism) 여부가 규명되어야 한다.
위해성 평가의 대상 수용체는 일차적으로 인근 거주민이 될 것이고 부가적으로 동식물 등 환경생태요소를 고려할 수 있다. 그러나 후자의 경우 수용체의 종류나 특성이 너무 다양하여 올바른 위해성 평가에 장시간과 비용이 소모될 수도 있을 것이다. 특히 광산 및 폐광으로 인한 생태계의 영향이 이미 존재할 것이기 때문에 이러한 영향을 감안하여 채움재의 생태적 영향을 예측한다는 것은 쉬운 일이 아닐 것으로 생각된다.
그러나, 토양 같은 일반 환경매질과는 달리⁵⁾ 폐광산 채움재/고형재 및 함유 오염물질에 대한 별도의 위해성 관련 자료가 많지 않아 상당량의 현장특성분석 및 실측없이 정확한 위해성 평가를 시도하기가 쉽지않은 실정이다. 다만 상세 위해성 평가 전 기존 문헌자료 및 간단한 시료 분석결과를 통해 간단하고 신속한 예비 위해성 평가를 실시하고 그 결과를 토대로 중요한 항목을 선정하여 보다 효과적인 상세 위해성 평가를 이행할 수 있을 것이다^6,7).특히 이러한 절차의 이행은 효과적인 개념적 전략 및 기법 수립이 전제되어야 한다.
독성/유해성이 위해성과 다른 가장 큰 특징 중 하나는 해당 물질의 자체적 특성뿐 아니라 환경매체 및 수용체의 분포, 성상 및 거동에 기인하는 노출량 또는 노출강도 등을 고려한다고 보면 될 것이다. 따라서 위해성평가를 통해 채움재의 독성/유해성만 고려할 경우 보다 수용체 입장에서 더 실질적이며 합리적인 피해 가능성을 예측할 수 있을 것이다. 노출량 및 노출강도를 정량화하는 과정은 노출평가라고 하며, 위해성 평가과정 중 독성/유해성 평가, 용량-반응평가 다음 단계에서 주로 이행된다.
예를 들어, 폐광산의 경우 채움재를 주입하여 구조적 안정성을 높일 수 있는데 이때 석탄화력 발전소 폐기물인 비산재 고형재와 혼합하여 채움재로 활용할 수 있을 것이다³⁾. 문제는 비산재 등에 중금속 오염물질이 함유되어 있어, 활용 전 물질의 환경오염 및 피해 유발 가능성을 미리 예측하여 합리적인 활용방안을 수립해야 할 것이다. 일반적으로 리사이클링 제품 등 어떤 물질의 보건 또는 환경측면에서의 피해 유발 가능성을 논의할 때 흔히 독성(toxicity) 혹은 유해성(Hazard) 등의 단어를 언급하는데, 이 때 유독물질 혹은 유해물질이 수용체(인간 및 환경)에 악영향을 일으킬 수 있는 성질 또는 물질임을 의미하는 것이다.
이러한 경우 일반적인 토양의 기준치보다는 해당 폐광산 인근의 광미 혹은 토양의 기준치를 조사하고 이를 토대로 위해성 평가 기준치를 재설정하는 것도 고려해 볼 수 있다. 이러한 과정이 무시되고 그냥 일반적인 기법을 적용한다면 위해성 평가에서 비현실적으로 이상적이거나 단순화된 결과가 도출될 수 있다, 이를 방지하기 위해서는(예를 들어) 해당 채움재를 사용할 경우의 시나리오와 채움재가 아닌 인근 토양으로 채워질 경우의 시나리오를 설정하여 위해도를 비교해 보는 것도 생각해 볼 수 있다, 반면, 만약 향후 토양을 정화하여 부지의 적용성을 확대한다는 방안을 생각한다면 그에 따른 다른 시나리오와 비교분석을 적용해야 할 것이다.
다만 이 경우 해당 성분이 저농도의 경우 평가시 채움재 인근 바탕시료 내 함유량이나 반응성을 고려하여야 한다, (3) 채움재의 위해성을 판단하려면 상세 위해성 평가작업까지 완료가 되어야 하나 이 경우 상당 기간과 비용이 필요하므로 예비위해성 평가를 실시하여 효과적인 상세 위해성 평가를 위한 스크리닝을 하는 것이 당연하다, 예비 위해성 평가는 실제 위해도와는 달리 급성 위해도가 최대치가 되도록 산출하는 것이 일반적이다. 이를 위해 채움재내 함유된 오염물질의 이동성 및 반응성을 최대치로 설정한다던가 노출경로를 짧고 단순하게 한다던가하는 전제를 설정할 수 있으나 이 경우 생물농축 같이 장기간에 걸쳐 발생할 수 있는 위해도를 추가적으로 고려해야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유해성이란?	문제는 비산재 등에 중금속 오염물질이 함유되어 있어, 활용 전 물질의 환경오염 및 피해 유발 가능성을 미리 예측하여 합리적인 활용방안을 수립해야 할 것이다. 일반적으로 리사이클링 제품 등 어떤 물질의 보건 또는 환경측면에서의 피해 유발 가능성을 논의할 때 흔히 독성(toxicity) 혹은 유해성(Hazard) 등의 단어를 언급하는데, 이 때 유독물질 혹은 유해물질이 수용체(인간 및 환경)에 악영향을 일으킬 수 있는 성질 또는 물질임을 의미하는 것이다. 위해성 평가는 해당 물질이 실질적으로 인체 또는 환경 등 수용체에 얼마나 위해(Risk)를 끼칠 수 있는지 합리적으로 파악할 수 있는 기법이다4).
	위해성을 산출하는 식은?	위해성은 유해물이 수용체(인간이나 생태계)에 노출될 경우 독성/유해성이 발생될 가능성을 나타낸다고 볼 수 있으며, 흔히 [위해성 = 유해성 × 노출량]이라는 식으로 표현된다2,4,5,7). 여기서 노출이란 수용체가 유해물과 직접적으로 접촉된 상태를 의미하며 노출량이 높다는 것은 이러한 접촉이 많이 발생한다는 것을 나타낸다.
	폐기물을 이용한 리싸이클링 채움재 물질에 대한 위해성평가를 실시하기 어려운 이유는?	이러한 위해성 평가를 실시하려면 채움재 원료나 환경매체 등의 성상 분석과 더불어 다양한 오염물질의 혼합 독성/유해성, 용량-반응평가 및 노출평가가 이루어져야 하고 각 단계에서 채움재 및 해당 매질에 맞는 기준치를 선정하여 평가에 이용해야 한다. 그러나, 토양 같은 일반 환경매질과는 달리5) 폐광산 채움재/고형재 및 함유 오염물질에 대한 별도의 위해성 관련 자료가 많지 않아 상당량의 현장특성분석 및 실측없이 정확한 위해성 평가를 시도하기가 쉽지않은 실정이다. 다만 상세 위해성 평가 전 기존 문헌자료 및 간단한 시료 분석결과를 통해 간단하고 신속한 예비 위해성 평가를 실시하고 그 결과를 토대로 중요한 항목을 선정하여 보다 효과적인 상세 위해성 평가를 이행할 수 있을 것이다6,7).

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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구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
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