2.3 주요 중금속 물질
2.3.1 주요 중금속 물질: 수은(Mercury, Hg)
주요 중금속 물질중 수은은 증기 또는 분진의 형태로 대기중에 배출되며 미량이기는 하지만 폐수중에 함유된 수은도 미생물의 작용에 의하여 전환되어 유리수은 혹은 유기수은으로 수중에서 증기의 형태로 대기중으로 증발하게 된다. 이러한 수은은 피부와 접촉하면 국소적으로 피부염을 유발시키고 호흡기 및 소화기 경로로 인체에 침입하면 80% 정도가 신장 및 간 등에 축적되어 소뇌의 기능을 마비시킨다.
수은은 방부제, 살균제 및 살충제에 사용되며 수은화합물 제조 및 취급과정, 수은광산에서 발생된다. 만성중독의 경우는 오랜 시간에 걸쳐 수증기를 흡입한 경우이며 전형적인증상으로 구내염, 다발성 신경염, 단백뇨, 설사, 피부염 등이 나타나며, 유기수은의 급성중독은 직접 피부에 부착하여 피부염을 일으킨다. 침입경로에 따라 호흡기 또는 소화기 장해를볼 수 있으며 기본적인 증상으로 난청, 언어장해, 지각장해 등이 나타나며 일본의 미나마타에서 발생한 미나마타병은 유기수은으로 인한 공해병이다.
2.3.2 주요 중금속 물질: 카드뮴(Cadmium, Cd)
카드뮴은 대기중에 순수 카드뮴 금속 형태로는 잘 존재하지 않고 주로 산화카드뮴, 황산카드뮴의 분진형태로 존재한다. 아연정련, 카드뮴 축전지, 전기도금, 카드뮴 합금, 페인트 및 플라스틱의 안료, 살균 및 살충제 제조 등에서 발생한다.
자각증상으로 기침, 담, 비점막의 이상, 식욕부진, 오심, 구토, 설사, 위장장해, 다뇨, 산성뇨, 단백뇨, 그리고 골장해로서 뼈의 이상을 초래한다.
2.3.3 주요 중금속 물질: 납(Lead, Pb)
대기중에 납은 주로 직경 0.1~5 μm 크기의 입자형태로 존재하며 주로 호흡기관을 통하여 인체에 흡수된다. 흔히 공단주변 및 대도시 교통이 심한 곳에서는 납에 의한 대기오염이 날로 심화되고 있으며, 특히 주목되는 것은 비행기나 자동차에 사용되는 휘발유에 옥탄가를 높이기 위하여 4에틸납이 인위적으로 첨가되는데, 자동차 배기가스에 납이 포함되면서 대기를 오염시키고 있다. 납의 정련, 건전지 및 축전지 제조, 인쇄공업, 크레용 및 페인트 안료, 농약, 자동차 배기가스에서 발생한다.
무기납 중독은 다발성 신경염 또는 단발성 신경염을 일으키고 알킬납 중독은 피로감이 쉽게 오며 두통, 현기증, 불면, 위장증상으로부터 시작하여 근육통, 근력저하, 혈압저하 등이 온다.
2.3.4 주요 중금속 물질: 크롬(Chromium, Cr)
모든 크롬화합물은 유독성이고 오랜 기간 노출되면 3가크롬보다 6가크롬이 더욱 유해하다. 대기중에 부유하는 크롬은 공장에서 작업하는 근로자의 인후조직에 심한 영향을 준다. 크롬은 크롬광산, 크롬산염 제조공정, 도금 및 합금, 시멘트 제조, 잉크, 페인트 및 플라스틱 안료 등에서 발생한다.
크롬은 호흡기 및 피부를 통하여 체내에 흡수되어 간장, 신장, 부갑상선 및 골수에 축적되며 주로 신장과 장을 통해 배설된다. 크롬의 만성중독은 코, 폐 및 위장의 점막이 병변을 일으키는 것이 특징이다.
2.3.5 주요 중금속 물질: 구리(Copper, Cu)
증기상태의 구리화합물은 호흡기 질환을 유발하고 눈 및 피부에 심한 자극을 준다. 구리는 전기기구, 합금, 가정 일용기구에 쓰이며 구리광산, 제련소, 도금공장 등에서 배출된다.
2.3.6 주요 중금속 물질: 니켈(Nickel, Ni)
니켈을 배출하는 업종은 니켈정련과정, 니켈도금 및 합금작업, 니켈 카드뮴 건전지제조, 석면제조업종 등이 있으며, 특히 석탄가스화 작업과 석유정제시 니켈촉매제를 사용하기 때문에 석탄, 석유를 연료로 사용하는 모든 공정이 배출원이 된다. 또한 카르보닐니켈(carbonylnickel)은 인체에 전신독성을 일으키는 것으로 알려져 있으며, 니켈정련업 종사자에게서 비강, 폐에 암이 발생된 사례가 있다.
2.3.7 주요 중금속 물질: 바나듐(Vanadium, V)
바나듐을 배출하는 업소는 오산화바나듐 제조공정, 촉매제, 합금강제조(철과 바나듐 합금).
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사진현상액, 잉크, 도자기의 유약제조 등이 있다. 동물실험에서 오산화바나듐이 금속바나듐, 삼염화바나듐 및 탄화바나듐보다 독성이 강하며 바나듐의 홈(fume)은 분진보다 5배 정도 독성이 강한 것으로 알려져 있다.
2.3.8 주요 중금속 물질: 석면(Asbestos)
석면이란 섬유모양을 갖는 광물성 규산염을 통틀어 일컫는 용어이며 백석면, 청석면, 갈석면, 양기석석면, 투각섬석면, 직섬석석면 등으로 구분된다. 현재 산업보건학적으로 가장 문제시되는 석면은 백석면(chrysotile)으로 전체의 95%를 차지한다.
석면은 그 어원에서도 나타나듯이 불에 잘 타지 않고, 산과 알칼리 등의 화학물질에도 내성이 강하며, 전기도 잘 통하지 않으면서 유연하고 인장력이 뛰어나다. 또한 캐나다와 러시아, 중국 등의 광활한 석면 광산이 있어 가격 또한 인조섬유보다 훨씬 저렴하다. 이렇게 석면은 우수한 물리화학적 성질과 가격 경쟁력 때문에 건축자재와 보온단열재, 그리고 석면방직제품과 브레이크 라이닝과 같은 마찰재 및 절연제 등 여러 제품으로 제조된다. 표 2.1은 석면을 함유하고 있는 주요 제품을 나열하였다. 현재까지도 전 세계적으로 매년 약 200만톤의 석면이 사용되고 있다. 그러나 미국과 유럽 선진국들은 1970년대부터 석면이 인체에 매우 치명적이라는 것을 알고 차츰 사용을 금지하기 시작했다.
석면으로 인한 대표적인 건강장해는 석면폐, 폐암, 그리고 중피종이다. 특히 중피종은 석면으로 발생하는 가장 특이적이고 치명적인 질병이라고 할 수 있다. 중피종으로 진단받은 환자들 중 약 90%가 1년 이내에 사망하는 것으로 나타나는데 치료가 불가능한 대표적인 질환이기도 하다.
우리나라의 경우 석면 함유제품의 사용실태는 70년대에는 96%가 건축자재인 슬레이트 원료로 사용되었으나 90년대에는 슬레이트와 보온 단열재 등으로 약 82.3%이며, 다음으로 많이 사용하는 사업장은 석면 마찰재 생산 사업장으로 자동차와 기차, 중장비용 브레이크 라이닝과 패드, 클러치 페이싱 등에서 약 8.5%가 사용되었다.
2.3.9 주요 중금속 물질: 방사능 물질
약 80년 전만 해도 방사능 물질은 모두 자연적인 현상에 의해서 생기는 것이었으나 오늘날에는 인위적 원인이 증가하고 있다. 자연적인 방사능 물질은 지표의 흙이나 암석에서 방출하는 radon과 thorium같은 방사능 가스이거나, 우주 방사선 같은 대기의 방사능 가스이거나, 우주방사선이 대기의 구성물과 반응할 때 생성되기도 한다. 대기의 방사능 오염은 반응로- 연료순환에서 핵에너지를 추진력으로 사용하는 경우에 공업, 농업, 의학 기타연구 활동을 위하여 방사능 동위원소를 사용하거나 핵무기를 사용할 때 생길 수 있다.
방사능 물질에서 나오는 방사선은 생물학적 조직에 쉽게 상처를 입힌다. 고 에너지 입자의 흐름은 세포의 생명에 필요한 효소, 호르몬, 염색체를 파괴한다. 실제로 체르노빌 발전소의 방사능 영향지역에서 갑상선 질환, 암, 백혈병 등의 발생률이 50퍼센트 이상 증가하였으며 유산, 사산, 유전적 기형아 발생률도 크게 증가하였다.
방사선에는 주요하게 세 가지 종류, 즉 알파선, 베타선, 그리고 감마선이 있다. 그림 2.3은 이들의 투과력을 나타낸 것이다.
알파선
알파선은 얇은 종이 또는 인체의 피부조직으로도 충분히 차폐가 가능하기 때문에 알파선의 외부피폭은 큰 문제가 되지 않는다. 하지만 알파선을 방출하는 방사선원을 호흡, 섭취, 또는 피부를 통해 체내로 섭취하게 되면 인체는 손상을 받을 수 있다. 그렇기 때문에 생활환경(주택, 사무실 등) 중에 존재하는 라돈가스가 문제시 되고 있다. 라돈(Rn-222)은 알파선을 방출하는 방사성종이므로 호흡을 통해 라돈을 체내로 흡입하게 되면 잠재적으로 폐암을 유발하는 생물학적 손상을 야기할 수 있다.
베타선
베타선은 알파선보다 투과력이 강하기 때문에 종이로는 차폐할 수 없고 에너지가 클 경우 피부조직에 손상을 줄 수 있다. 그러므로 차폐체로는 베타선의 에너지에 따라 적당한 두께의 플라스틱 또는 나무를 사용한다. 알파선과 마찬가지로 베타선을 방출하는 방사선원이 체내로 섭취되면 인체에 유해한 영향을 줄 수 있다.
감마선
감마선은 세 종류의 방사선 중에서 가장 투과력이 강하고 일반적으로 베타선과 알파선을 동반한다. 투과력이 강한 감마선은 외부피폭의 경우에도 인체내부의 장기에 손상을 주므로 벽두께 정도의 콘크리트 또는 차폐효과가 우수한 납을 차폐체로 사용해야 한다.X-선은 감마선보다 투과력이 약하다는 것을 제외하면 감마선과 동일하다.
알파선은 헬륨원자핵의흐름으로 종이한장으로도막을 수 있다.베타선은 전자의흐름으로 얇은금속판으로막을 수 있다. 종이얇은 금속판콘크리트
감마선은 파장이짧은 전자파로납이나 콘크리트로막을 수 있다.
석면이 함유되어 있는 주요 제품
구분제품 보일러나 난방배관 시멘트 파이프브레이크 클러치, 트렌스 미션 부품 부식성 화학물질 컨테이너 공업용 전기모터 부품 내열성 패드 실험실의 기구 파이프 커버지붕포장재섬유제품 (방화 커튼 등)배관이나 가정용 절연제품 내화벽 가정용 화덕의 단열 패드 또는 빌딩용 파이프나 보일러 단열재바닥 마감재지붕의 타일 등