[논문]급성 규폐증이 발생한 규조토 분말 취급 작업장의 결정형 실리카 노출평가: 역학조사 사례

김부욱; 김대호; 김형렬; 최병순

doi:10.15269/jksoeh.2019.29.3.271

급성 규폐증이 발생한 규조토 분말 취급 작업장의 결정형 실리카 노출평가: 역학조사 사례
Exposure Assessment of Crystalline Silica in Diatomite Powder Handling Workplace with Acute Silicosis 원문보기

한국산업보건학회지 = Journal of Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene, v.29 no.3, 2019년, pp.271 - 277

김부욱 (근로복지공단 직업환경연구원) , 김대호 (근로복지공단 직업환경연구원) , 김형렬 (가톨릭대학교 직업환경의학교실) , 최병순 (근로복지공단 직업환경연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: A 46-year-old woman who had worked on cleaning stainless steel containers with Initially unknown powders died from acute silicosis. To determine whether the acute silicosis was related to his work environment, we conducted exposure assessment the level of exposure to respirable crystalline silica(RCS) during cleaning stainless steel containers with unknown powders. Methods: The exposure assessment of RCS were undertaken according to the National Institute for Occupational Safety and Health(NIOSH) method 7500. The components of the unknown powder were analyzed using X-ray Diffraction. Results: The unknown powder was found to be natural diatomaceous earth, which contained 12% and 9% quartz and cristobalite, respectively, crystalline silica. In the case of cleaning stainless steel containers with diatomaceous earth powder, the primary measurement resulted in 1.3 times higher occupational exposure limit of MOEL(in sum of quartz and cristobalite concentration) and 3.9 times higher in secondary measurement. The workbench was equipped with a local exhaust system, but because there was no hood at the end of the duct, the wind speed at the opening of the duct was 12 m/sec, whereas the controlled wind speed at the working position was only 0.3 m/sec below the legal standard. Conclusions: There is an urgent need to install the hood, conduct safety and health education for employers and workers, and periodically monitoring and manage the working environment.

주제어

표/그림 (3)

그림 Figure 1. Cleaning stainless steel containers using diatomaceous earth powder
표 Table 1. Concentration of airborne dust and crystalline silica by process
표 Table 2. Concentration of airborne metals by process

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구원에서는 근로자 A씨의 업무상 질병 여부를 판단하기 위해 근로자 A씨의 진술서, 의무기록 등의 각종 자료를 검토하고 사업장 방문조사, 관계자 면담 및 작업환경측정 및 평가를 실시하였다.

제안 방법

2018년 11월 28일, 2019년 2월 18일 2회에 걸쳐 작업환경측정을 실시하였다. 측정 항목은 총분진, 호흡성분진, 결정형 실리카, 금속류, 6가크롬 이었고, 측정 및 분석 방법은 각각 미국산업안전보건연구원(National Institute for Occupational Safety & Health, NIOSH) 공정시험법(NIOSH, 2006) 0500, 0600, 7500, 7300, 7605 방법에 준하여 실시하였다.
근로자 A씨가 작업하였던 분말 세척과 포장 작업은 개인시료와 지역시료를 함께 측정하였고, 나머지 공정은 지역시료 방법으로 측정하였다. 지역시료 측정위치는 작업자의 작업위치에서 1 m 이내로 하였다.
, Germany)을 실시하였다. 더불어 2015년 이후로 규폐증이 나타나고 급격히 진행되었기 때문에, B업체를 방문하여 2015년 이전에 입고된 분말(2012년)과 최근에 입고된 분말을 입수해 추가로 XRD 분석을 하였다.
를 나타내는지 알 수 없기 때문에 별도의 결정구조 분석이 필요하다고 판단되었다. 따라서 A업체에서 작업자가 사용하고 있던 분말을 가져와 별도의 전처리 없이 비파괴 방법으로 분말시료의 결정구조를 분석하는 X선회절분석(X-ray diffraction, XRD, D8 Advance, Bruker Corp., Germany)과 비파괴 방법으로 화학적 성분을 분석하는 X선형광분석(X-ray flourescence, XRF, S2 Ranger, Bruker Corp., Germany)을 실시하였다. 더불어 2015년 이후로 규폐증이 나타나고 급격히 진행되었기 때문에, B업체를 방문하여 2015년 이전에 입고된 분말(2012년)과 최근에 입고된 분말을 입수해 추가로 XRD 분석을 하였다.
산업안전보건규칙 제429조에는 관리대상 유해물질의 국소배기장치의 성능에 관해 규정하고 있다. 따라서 분말 세척 작업위치와 덕트 개구면에서 바람개비 풍속계(Testo 410-2, Testo Inc., Germany)를 이용해 제어풍속을 측정하였다.
지역시료 측정위치는 작업자의 작업위치에서 1 m 이내로 하였다. 분말 세척 작업자의 1차 측정시에는 공정시험법에 의한 측정과 동시에 개인시료 측정용 디지털분진측정기(SidePak personal aerosol monitor, AM520, TSI Inc., USA)에 제조사에서 제공된 사이클론을 연결해 실시간 호흡 성분진 농도도 측정하였다. 디지털분진측정기의 교정상수(calibration factor)는 일반적인 상황에서의 기본조건(factory default)인 1.
측정 항목은 총분진, 호흡성분진, 결정형 실리카, 금속류, 6가크롬 이었고, 측정 및 분석 방법은 각각 미국산업안전보건연구원(National Institute for Occupational Safety & Health, NIOSH) 공정시험법(NIOSH, 2006) 0500, 0600, 7500, 7300, 7605 방법에 준하여 실시하였다. 스텐용기에 산화알루미늄 광택제를 바르고 고속으로 마찰시켜 광택을 내기 때문에 마모에 의한 스텐용기 표면성분의 비산과 스텐의 성분인 크롬이 6가크롬으로 산화되어 비산될 가능성도 배제할 수 없기 때문에 금속류와 6가크롬도 평가하였다

대상 데이터

여성 근로자 A씨는 40대 중반인 1994년 4월부터 22년 4개월간 인천시에 위치한 주방용 스테인리스 스틸(스텐) 용기의 광택 가공을 하는 업체인 A업체에서 최초 정체 미상의 세라믹 분말로 용기를 세척하고 포장하는 작업을 수행한 후 2016년 9월에 A병원에서 과민성 폐렴을 진단받아, 2017년 6월 산재보험 요양급여/휴업급여 신청서를 근로복지공단에 제출하였다. 이후 증상이 악화되어 급성 호흡곤란 증후군으로 2018년 4월 사망하였고, 추가적인 조직검사 소견과 영상판독 결과 및 작업환경평가 결과로 볼 때 이전에는 없었던 규폐증이 2015년 이후로 급격히 진행된 급성 규폐증으로 진단되었다.

이론/모형

측정 항목은 총분진, 호흡성분진, 결정형 실리카, 금속류, 6가크롬 이었고, 측정 및 분석 방법은 각각 미국산업안전보건연구원(National Institute for Occupational Safety & Health, NIOSH) 공정시험법(NIOSH, 2006) 0500, 0600, 7500, 7300, 7605 방법에 준하여 실시하였다.

성능/효과

조사당시 A업체에서 사용하고 있던 세척제 분말을 XRD로 분석한 결과 결정형 실리카인 석영(quartz)과 크리스토바라이트(cristobalite)가 각각 12%, 9% 함유되어 있었고, 기타 결정형 물질 일부를 제외하고 나머지 대부분은 XRD에서 동정되지 않는 비결정형 물질이었다. XRF 분석 결과는 SiO₂ 78.0%, Al₂O₃ 6.76%, Fe₂O₃6.23%, K₂O 3.06%, CaO 1.58% 등으로 나타났다. 그리고 B업체에서 입수해 온 2012년에 입고된 분말과 최근에 입고된 분말의 성분도 A업체에서 조사당시 사용하고 있던 분말의 성분 및 함량과 거의 유사하여 동일한 산지에서 지속적으로 채굴된 광물임을 알 수 있었다.
각종 금속의 농도는 RCS와 마찬가지로 분말 세척 작업자 개인시료에서 가장 높았고, 화학성분은 스텐용기, 산화알루미늄 광택제, 규조토의 성분인 철, 니켈, 크롬, 알루미늄, 실리콘 등이 검출되었으나 노출기준에 비해 매우 낮았고(Table 2), 6가크롬은 모든 시료에서 검출되지 않았다.
, 1992). 그러나 본 사례에서는 소성을 하지 않은 규조토임에도 결정형 실리카인 석영과 크리스토바라이트가 각각 12%, 9%로 고농도로 함유된 것으로 나타나 그동안 국내외적으로 산업보건 분야에서 거의 보고된 적이 없는 이례적인 경우이다. 이에 관련 문헌을 검토하였더니 경상북도 감포 지역과 달리 포항 흥해 지역산 규조토는 상전이 과정과 규질 속성변질작용(silica diagenesis)으로 결정화가 많이 진행되어 석영, 크리스토바라이트 및 트리디마이트가(tridymite) 함유되어 있는 저품위 규조토로써 우리나라 특정지역에서 생산된 규조토에만 해당되는 특수한 경우로 보인다(Noh, 2006).
58% 등으로 나타났다. 그리고 B업체에서 입수해 온 2012년에 입고된 분말과 최근에 입고된 분말의 성분도 A업체에서 조사당시 사용하고 있던 분말의 성분 및 함량과 거의 유사하여 동일한 산지에서 지속적으로 채굴된 광물임을 알 수 있었다.
더욱이 크리스토바라이트는 석영에 비해 독성이 더 높아 과거에는 ACGIH TLV와 고용노동부 노출기준이 석영에 비해 농도가 절반으로 낮았다(ACGIH, 2010). 둘째 이미 잘 알려진 결정형 실리카 노출업종에서는 작업자들의 방진마스크 착용실태가 비교적 양호하지만 본 사례의 분말 세척 작업자는 일반 면마스크만 적당히 걸친 채 작업하고 있기 때문에 실제 작업자의 호흡기에 침착되는 결정형 실리카의 양은 공기 중 농도가 유사한 작업장에 비해 훨씬 더 높았을 것이다.
디지털분진측정기에 의한 실시간 호흡성분진 농도는 평균 0.435 ㎎/㎥으로 공정시험법(중량법)으로 평가한 호흡성분진 농도와 거의 같았고, 범위는 0.074 ㎎/㎥∼3.316 ㎎/㎥, 표준편차는 0.328 ㎎/㎥이었다.
분말 세척 작업자의 총분진 농도는 1차와 2차가 각각 10.426 ㎎/㎥, 23.479 ㎎/㎥으로 매우 높았고 호흡성분진 농도는 각각 0.434 ㎎/㎥, 1.434 ㎎/㎥이었는데 총분진과 마찬가지로 1차에 비해 2차에서 2배 이상 높았다. 호흡성 결정형 실리카(respirable crystalline silica, RCS) 농도도 1차와 2차가 각각 석영은 0.
여성 근로자 A씨는 22년간 스테인리스 주방용기에 광택을 내는 업체에서 미지의 분말로 용기 표면을 닦는 작업을 수행하다가 급성 규폐증이 발생하여 사망하였다. 이에 역학조사의 일환으로 작업환경평가를 실시한 결과 미지의 분말은 경북 포항 지역에서 생산된 자연상태의 규조토로 밝혀졌으며 규조토의 성분은 결정형 실리카인 석영과 크리스토바라이트가 각각 12%, 9% 함유되어 있었다. 규조토 분말로 스텐 용기를 닦는 작업에 대해 환경측정을 실시한 결과 1차 측정에서 석영과 크리스토바라이트의 합은 노출기준을 1.
여성 근로자 A씨는 40대 중반인 1994년 4월부터 22년 4개월간 인천시에 위치한 주방용 스테인리스 스틸(스텐) 용기의 광택 가공을 하는 업체인 A업체에서 최초 정체 미상의 세라믹 분말로 용기를 세척하고 포장하는 작업을 수행한 후 2016년 9월에 A병원에서 과민성 폐렴을 진단받아, 2017년 6월 산재보험 요양급여/휴업급여 신청서를 근로복지공단에 제출하였다. 이후 증상이 악화되어 급성 호흡곤란 증후군으로 2018년 4월 사망하였고, 추가적인 조직검사 소견과 영상판독 결과 및 작업환경평가 결과로 볼 때 이전에는 없었던 규폐증이 2015년 이후로 급격히 진행된 급성 규폐증으로 진단되었다. A업체는 2015년 8월에 현재의 위치로 이전하였는데 근로자 A씨는 현재의 공장으로 이전한 후 국소배기 장치의 작동이 원활하지 않아 호흡이 곤란하였다고 진술하였고, 사업주는 국소배기 장치를 포함해 각종 설비는 이전 공장에서 사용하던 것을 그대로 이전 해와 사용하고 있어 국소배기 장치의 성능은 과거와 현재 모두 같은 상태라고 진술하였다.
조사당시 A업체에서 사용하고 있던 세척제 분말을 XRD로 분석한 결과 결정형 실리카인 석영(quartz)과 크리스토바라이트(cristobalite)가 각각 12%, 9% 함유되어 있었고, 기타 결정형 물질 일부를 제외하고 나머지 대부분은 XRD에서 동정되지 않는 비결정형 물질이었다. XRF 분석 결과는 SiO₂ 78.
한편, 본 사례에서 또 주목할 점은 최초에는 과민성 폐렴으로 진단되었지만, 추가적인 조직검사와 영상판독 및 석영과 크리스토바라이트에 고농도로 노출된 것이 확인되면서 급성 규폐증으로 진단되었다. 22년간 동일한 작업을 하였는데 초기 21년간은 규폐증이 없다가 현재의 공장으로 이전한 뒤 1년 만에 규폐증이 발생하여 사망한 드문 경우로써 국내에서는 보고된 적이 거의 없는 급성 규폐증이다.
434 ㎎/㎥이었는데 총분진과 마찬가지로 1차에 비해 2차에서 2배 이상 높았다. 호흡성 결정형 실리카(respirable crystalline silica, RCS) 농도도 1차와 2차가 각각 석영은 0.042 ㎎/㎥, 0.091 ㎎/㎥, 크리스토바라이트는 0.025 ㎎/㎥, 0.106 ㎎/㎥이었고, 2차의 농도는 석영과 크리스토바라이트를 각각 단일 물질로 보더라도 고용노동부 노출기준인 0.05 ㎎/㎥을 초과하였으며, 1차의 결과도 석영과 크리스토바라이트의 농도를 혼합물질로 합해서 볼 때 노출기준을 초과하였다. 1차 측정에 비해 2차 측정할 당시에 분말 세척 작업량이 더 많아 분말이 공기 중으로 더 많이 비산되었기 때문으로 판단된다.

후속연구

3 m/sec에 불과하였다. 결론적으로 규조토의 비산을 억제할 수 있도록 후드 설치 등 국소배기 시스템에 대한 점검이 시급히 요구되며 규조토의 MSDS 비치, 사업주 및 근로자 안전보건교육 실시, 작업환경측정 및 관리가 시급히 요구된다.
2 m/sec 이상 이어야 한다. 그러나 본 공장의 분말 세척 작업대에 설치된 덕트 개구면에서의 풍속은 12 m/sec 이상으로 양호한 편이었으나, 후드가 없어 작업위치(분진 발생위치)에서의 제어풍속은 0.3 m/sec으로 불량한 것으로 나타나, 적절한 후드 설치만으로도 공기 중으로 비산되는 실리카의 상당량을 포집할 수 있어 효율적인 실리카 노출저감이 기대된다. 또한 후드가 없는 것은 법규 위반에도 해당되므로 시급한 후드 설치가 요구된다.
한편 광물 및 세라믹 분말의 성분분석표에 제시되어 있는 성분과 함량은 일반적인 산화물 형태로 제시되어 있기 때문에 성분분석표의 SiO₂의 함량이 결정형 실리카(crystalline silica)로서 SiO₂를 나타내는지 알 수 없기 때문에 별도의 결정구조 분석이 필요하다고 판단되었다. 따라서 A업체에서 작업자가 사용하고 있던 분말을 가져와 별도의 전처리 없이 비파괴 방법으로 분말시료의 결정구조를 분석하는 X선회절분석(X-ray diffraction, XRD, D8 Advance, Bruker Corp.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	1차 내부연마 작업은?	1차 내부연마 작업은 회전 작업대에서 회전하고 있는 용기의 내부면을 샌드페이퍼로 눌러 용기의 내부를 연마하는 작업이고, 1차 외부광택 작업은 비누형태의 산화알루미륨 블록을 용기에 바른 후 고속으로 회전하고 있는 나무원단에 용기를 마찰시켜 광택을 생성하는 작업이다.
	규조토의 구성요소는?	규조토는 자연적으로 생성되는 규조 광물로서 대부분 비결정형 실리카로 구성되어 있고 알루미늄, 철 등의 기타 성분이 수% 함유되어 있다.
	분말 세척 작업에서 관찰되는 것은?	분말 세척 작업은 스텐용기의 내외부 이물질과 기름 때를 닦아내는 작업으로 연노랑색의 모래 형태의 분말을 스펀지에 묻혀서 용기를 닦는 작업이다. 스펀지에 분말을 쿡쿡 찍어 묻힐 때와 용기를 닦을 때에 분말이 공기 중으로 비산되는 것이 관찰되었다. 분말 세척 작업대에는 ‘플럭시벌 자바라’ 형태의 국소배기 장치가 가동되고 있었지만, 하루 1,000개 이상의 용기를 빠르게 닦기 때문에 분말이 지속적으로 비산되고 있었고, 덕트의 끝단에는 후드가 없어서 비산되는 분말이 제대로 포집되지 않았다.

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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