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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
생물학적 인자에 대한 측정 평가 방안연구(II)
- 연구책임자
- 박현희,이인섭,박해동,김영선,김태우
- 수 행 연 도
- 2010년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 연구목적 및 필요성 ○ 폐기물 취급업은 매립지의 부족과 자원을 재순환하고자 하는 정부의 환경정책으로 최근 종사자 수가 증가하고 있으며 폐기물 종사자들의 주요 직업적 건강문제로는 작업 중 생물학적 인자 노출로 인한 피부, 기도, 눈 자극과 호흡기질환 등에 문제를 야기할 수 있음이 보고되었음. ○ 폐기물 취급업에 대한 연구는 북유럽 국가를 중심으로 생물학적 인자 노출에 대한 위험성이 보고되면서 연구가 활발하게 이루어지고 있으나 국내 폐기물 취급업에 대한 작업환경 및 공기 중 생물학적 인자 농도수준에 대한 조사는 매우 부족한 실정 임. ○ 또한, 산업안전보건법에 의한 생물학적 인자의 관리기준은 사무실 공기관리지침 (노동부 고시 제 20006-64호)의 총부유세균 (800 CFU/m3)에 대한 규정만 있어 생물학적 인자에 의한 건강장해가 우려되는 사업장에 대해서는 기준이 마련되어 있지 않은 상황임. ○ 공기 중 생물학적 인자 농도를 평가하기 위해서는 살아있는 균(Viable)만 대상으로 평가할 것인지, 죽은 균 (Non-viable)을 포함할 것인지 결정하여야하며 채취방법도 배지충돌법, 필터법, 임핀저법 등으로 다양하여 평가방법에 대한 표준화가 요구되고 있음. ○ 따라서 이번 연구에서는 국내 폐기물 취급업 중 재활용 선별장, 음식물 자원화 시설, 매립지, 소각장의 주요 공정을 중심으로 세균, 곰팡이 등 생물학적 인자에 대한 작업장 농도수준 및 환경변수에 대한 조사를 실시하여 관리기준 마련을 위한 기초자료로 활용하고, 다양한 생물학적 인자 측정방법간의 평균비교, 상관관계 분석을 통해 측정방법의 표준화에 활용하고자 하였음. 2. 연구내용 및 방법 ○ 국내 폐기물 취급 사업장의 공기 중 생물학적 인자 농도 수준 파악 - 재활용 선별장 (3개소), 음식물 자원화 시설 (2개소), 매립지 (1개소), 소각장 (1개소)의 주요 3개 공정에 대하여 온도, 습도, 세균, 진균, 엔도톡신, 글루칸 등 생물학적 인자 농도 및 환경변수에 대한 평가를 실시하여 업종별, 공정별 농도수준을 파악하고 실내공기관리기준(800CFU/m3) 및 독일의 임시 노출기준 (10,000 CFU/ m3)과 비교하여 초과여부를 평가 - 작업장 외부 농도를 측정하여 작업장 내부와 외부의 농도 차이 비교 - 재활용 선별장에 대해서는 봄, 여름 두 계절에 평가를 실시하여 계절간 변이 관찰 - 공기 시료 중 우점 미생물을 동정하여 생물안전성 등급을 통한 위험성을 평가 - 재활용 선별장 작업자에 대한 개별 설문을 통해 건강 증상 호소율 조사 ○ 다양한 생물학적 인자 평가방법 비교 - 생물학적 인자 노출평가를 충돌법 및 필터법 그리고 세균 및 진균농도를 반영할 수 있는 엔도톡신과 글루칸 분석을 동시에 측정하여 다양한 생물학적 인자 평가방법 간의 평균농도를 비교하고 상관관계를 분석 - 모든 시료를 3회/일, 2일 연속 측정하여 측정결과에 대한 변이계수(CV, %)를 확인하고, 동일일 내 변이와 일간변이에 대한 분석을 실시 3. 연구결과 ○ 업종별 생물학적 인자 노출 실태 평가 결과, 세균은 기하평균으로 음식물 자원화 시설이 3,273 (316 ~ 49,904) CFU/㎥로 가장 높았고 다음으로 매립지 1,334 (59 ~ 14,357) CFU/㎥ > 재활용 선별장(여름) 934(47 ~ 3,788) CFU/㎥) > 소각장 860 (35 ~ 21,795) CFU/㎥ > 재활용 선별장(봄) 488 (18 ~ 7,318) CFU/㎥ 순으로 높았다. ○ 진균은 기하평균 농도를 기준으로 재활용 선별장 (여름)이 6,032 (393 ~ 26,076) CFU/㎥로 가장 높았고 다음으로 소각장 5,052 (355 ~ 371,449) CFU/㎥ > 재활용 선별장 (봄) 3,513 (382 ~ 17,852)CFU/㎥ > 음식물 자원화 시설 3,307 (523 ~ 67,829 CFU/㎥ > 매립지 712 (95 ~ 6,510) CFU/㎥ 순이었다. ○ 엔도톡신은 기하평균 농도를 기준으로 소각장에서 45.6 (3.7 ~ 989.2)EU/㎥로 가장 높았고 다음으로 음식물 자원화 시설 39.7 (3.4 ~ 485.7) EU/㎥ > 매립지 22.4 (3.6 ~ 97.4) EU/㎥ > 재활용 선별장(봄) 10.4 (3.0 ~ 100.1) EU/㎥ > 재활용 선별장 (여름) 8.9 (3.4 ~ 39.0) EU/㎥ 순이었다. ○ 글루칸은 기하평균 농도를 기준으로 재활용 선별장 (여름)과 음식물 자원화 시설에서 6.6 (0.56 ~ 151.9) ng/㎥, 6.6 (1.76 ~ 32.9) ng/㎥로 가장 높았고 다음으로 소각장 5.3 (1.1 ~ 247.4) ng/㎥ > 재활용 선별장 (봄) 2.8 (0.25 ~ 16.15) ng/㎥ > 매립지 0.9 (0.52 ~ 6.7) ng/㎥ 순이었다. ○ 측정공정 (14개 공정) 중 기하평균 농도가 높았던 상위 7개 공정은 세균의 경우, 소각장 쓰레기 피트 (10,479 CFU/㎥), 음식물 자원화 시설 전 처리 공정 (5,689 CFU/㎥), 음식물 자원화 시설 반입공정 (2,943 CFU/㎥), 음식물 자원화 시설 출고공정 (2,094 CFU/㎥), 재활용 선별장 (여름) 파봉공정 (1,723 CFU/㎥), 매립지 하단 (1,539CFU/㎥), 매립지 상단 (1,157 CFU/㎥) 순으로 나타났다. ○ 진균에서는 소각장 쓰레기 피트 (78,413 CFU/㎥), 재활용 선별장(여름) 파봉공정 (14,259 CFU/㎥), 재활용 선별장 (여름) 선별공정 (6,716CFU/㎥), 재활용 선별장 (봄) 선별공정 (5,955 CFU/㎥), 음식물 자원화 시설 반입공정 (5,800 CFU/㎥), 재활용 선별장 (봄) 파봉공정 (3,616CFU/㎥), 음식물 자원화 시설 전처리 공정 (2,919 CFU/㎥) 이었다. ○ 업종별 생물학적 인자의 관리기준 초과 시료수는 세균의 경우 매립지가 전체 시료의 70.8% (17/24)가 800 CFU/m3를 초과하였고, 음식물 자원화 시설이 64.5 % (31/48), 재활용선별장 (여름)에서 58.4% (45/77), 소각장 33.3% (8/24), 재활용 선별장 (봄)이 28.6% (22/77) 였다. 제조업 임시관리기준인 10,000 CFU/m3를 초과하는 시료수는 음식물 자원화 시설 8개 시료, 소각장 2개시료, 매립지 1개 시료였다. ○ 진균의 경우 800 CFU/m3를 초과하는 시료는 재활용 선별장 (여름)에서 90.9% (70/77)로 가장 높았고, 재활용 선별장 (봄)이 76.6% (59/77), 소각장 62.5% (15/24), 음식물 자원화 시설 52.1% (25/48), 매립지 37.5% (9/24)였다. 10,000 CFU/m3를 초과하는 시료수는 재활용 선별장 여름이 27개 시료 (35.1%), 재활용 선별장 (봄)이 7개 시료(9.1%), 소각장이 6개 시료 (25%), 음식물 자원화 시설이 5개 시료(10.4%)였다. ○ 작업장 내부농도와 옥외 농도와의 비교에서 재활용 선별장 (봄)의 경우, 세균은 2배, 진균 8배, 엔도톡신 3.6배, 글루칸 2배였으며, 재활용 선별장 (여름)은 세균은 2.3배, 진균 4배, 엔도톡신 2.3배, 글루칸 5배였다. 음식물 자원화 시설의 경우 세균은 30배, 진균 4.12배, 엔도톡신 7.6배, 글루칸 4배였으며 소각장은 세균은 5.3배, 진균 8.7배, 엔도톡신 26.4배, 글루칸 9배였다. 세균의 경우 음식물 자원화 시설에서 옥외보다 30배나 높아 매우 고농도 세균에 노출되고 있었으며 소각장에서도 엔도톡신이 옥외보다 26.4배가 높아 호흡기 질환 발생의 위험성이 매우 높았다. ○ 엔도톡신 농도는 세균 충돌법과는 상관관계 r= 0.453로 상관관계가 있는 것으로, 세균 필터법과는 r= 0.715로 강한 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 반면 글루칸은 진균 충돌법과는 r= 0.487이었으나, 진균 필터법과는 r= 0.237로 약한 상관관계를 나타내었다. 엔도톡신은 분진과의 상관 관계가 r= 0.624로 강한 상관관계를 가지나 글루칸의 경우 상관관계가 r= 0.155로 상관관계가 없는 것으로 조사되었는데 이러한 결과는 상대적으로 입자가 작은 엔도톡신과 입자가 큰 것으로 알려진 글루칸 입자의 입자침강속도 등이 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 따라서, 공기 중 엔도톡신 및 글루칸 농도를 평가할 때에는 작업의 형태에 따른 입자크기 및 분진농도를 함께 조사하는 것이 필요하다. ○ 생물학적 인자 농도와 온도 및 습도의 상관관계를 확인하기 위하여 재활용 선별장 봄과 여름에 측정한 자료를 바탕으로 상관관계를 분석한 결과 강한 상관관계는 아니지만 세균은 온도가 높아질수록 (r= 0.315), 진균은 온도와 습도가 높아질수록 (r=0.229, r= 0.216) 농도가 상승하는 것을 알 수 있었다. 반면 분진은 온도와 습도가 높아질수록 (r= -0.230, r=-0.308) 농도가 낮아지는 것을 알 수 있었다. 엔도톡신과 글루칸의 경우 온？습도와 상관관계가 없는 것으로 평가되었다 ○ 생물학적 인자 노출평가 시 농도변이는 동일일 내에서는 세균과 진균이 각 45.53%, 37.48%, 엔도톡신과 글루칸이 각 20.93%, 23.17%였으며 서로 다른 일간의 변이는 동일일 내 변이보다 50%이상 증가하였다. 따라서, 생물학적 인자의 노출평가를 실시할 때에는 반복측정을 실시하여 평균값을 사용하는 것이 중요하며 동일 측정위치에서 채취시간 및 채취유량 등을 다르게 하여 반복측정하는 것도 권고할 만한 방법이다. ○ 공기 중 총부유세균과 진균에 대한 충돌법과 필터법간의 평균농도를 비교해보면, 세균과 진균 모두 측정방법 간 평균에 차이가 있는 것을 알 수 있었고 (p<0.05), 필터법이 충돌법과 비교하여 높은 농도수준을 나타내었다. 이를 농도수준 (1,000 CFU/㎥)에 따라 분석하여도 동일한 결과를 나타내었다. 다만, 세균이 1,000 CFU/㎥ 이상인 시료에서는 비모수 검정방법에서 p= 0.373으로 충돌법과 필터값 간에 차이가 없는 것으로 분석되었다 ○ 총분진과 호흡성 분진의 농도수준을 비교한 결과 재활용 선별장 (봄)의 경우 호흡성 분진 중 엔도톡신은 총분진 중 엔도톡신의 26.8%, 글루칸은 15.6%, 분진은 42.8% 수준이었으며, 재활용 선별장 (여름)의 경우 엔도톡신은 26.3%, 글루칸 22.7%, 분진 40% 수준이었다. 음식물 자원화 시설의 경우 엔도톡신은 40.9%, 글루칸 37.8%, 분진 53.7%이었으며, 매립지는 엔도톡신 22.9%, 글루칸 48.3%, 분진 44.7%이었다. 소각장은 엔도톡신 20.8%, 글루칸 56.7%, 분진 41.1%이었다. ○ 우점생물학적 인자의 동정결과 세균은 Bacillus (40%), Proteus (9%), Sphingomonas (7%), 진균은 Penicillium (53%), Aspergillus(26%), Cladosporium (13%) 의 순으로 나타났으며 위험성 등급(Safety Level)은 1, 2등급 수준에서만 발견되었다 ○ 호흡기 증상은 전체 대상자 중에서 40명((64.5%)이 호소하였고 업무관련성이 의심되는 근로자는 31명(50.0%)였다. 코의 자극 증상이 27명(43.5%)으로 가장 많았고, 목의 자극 증상이 26명((41.9%), 마른 기침이 21명(33.9%)였으며 가래 섞인 기침과 가슴 답답함이 그 다음으로 많았다. 4. 활용 및 기대효과 ○ 본 연구를 통해 국내 폐기물 취급 작업에 대한 생물학적 인자 노출 실태 및 유해성을 파악하여 작업환경개선을 위한 공학적 대책 및 관리기준 설정, 세척시설 설치, 작업자 안전교육, 보호구 지급 등 직업병 예방을 위한 방안을 마련하는데 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대됨. ○ 또한, 작업장의 공기 중 농도수준 평가 시 가장 신뢰할 수 있는 평가방법을 권고하고 농도수준에 영향을 줄 수 있는 환경변수를 이해하여 정확한 작업환경 평가가 이루어지는데 활용할 수 있을 것 임. 5. 중심어 바이오에어로졸, 생물학적 유해요인, 폐기물 취급업, 재활용 선별장, 음식물 자원화 시설, 매립지, 소각장, 생물학적 인자 측정방법, 엔도톡신, 글루칸
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