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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
흡입독성시험을 위한 시험물질의 발생 및 모니터링에 관한 신뢰성 연구
- 연구책임자
- 김현영 외 2명
- 수 행 연 도
- 2016년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- ,1. 연구제목 흡입독성시험을 위한 시험물질의 발생 및 모니터링에 관한 신뢰성 연구 2. 연구의 필요성 및 목적 화학물질을 취급하는 근로자의 건강장해 예방과 안전성 확보를 위해 실험동물을 이용 흡입노출을 통한 유해성 예측 및 건강장해 원인 규명, 화학물질의 유해성분류 및 작업환경 노출기준 설정의 자료제공 등 직업성 암 및 건강장해 예방사업이 필요하나 국내에는 만성흡입독성시험시설이 부재한 실정에 있다. 이에 따라 근로자의 건강장해 예방과 정부의 책무인 산업안전보건법 제39조【유해인자의 관리 등】, 동법 시행규칙 제81조【유해인자의 분류.관리】에 의거 2015년 12월 산업안전보건연구원에서는 만성흡입독성 시험시설을 신축하여 유해성이 강하게 예측되고 사용량이 많은 물질을 우선으로 하였다. 그리고 비산이나 휘발성이 강해 취급부주의시 체내로 흡입 건강장해의 우려가 높은 독성미확인 물질에 대해 실험동물과 흡입 챔버를 이용 급성, 아만성, 만성 흡입독성 시험을 통하여 발암성의 유 무 확인과 무유해영향농도(NOAEL), 표적장기, 생체에 미치는 각종 영향 등 유해성을 평가하여 화학물질을 취급하는 근로자에 대한 건강장해 예방에 기여하고자 하였다. 또한 이러한 자료를 이용 MSDS에 Up data하고자 하였다. 또한 독성의 정도에 따라 GHS 및 산업안전보건법 기준에 준한 화학물질의 유해성 분류와 작업환경 노출기준의 제？개정을 위한 동물시험 자료를 제공하며, 화학물질 취급에 따른 근로자 건강장해 등 발생 시 역학조사와 더불어 실험동물을 이용한 독성시험을 실시하여 과학적 판단을 위한 유해성 규명자료를 제공하고자 하였다. 본 연구에서는 이를 위해 본 연구에서는 2015년에 신축된 만성흡입독성 시험시설에 대해 급성, 아만성, 만성 흡입챔버와 시험물질(증기, 미스트, 분진)의 종류에 따른 발생기 및 모니터링 기기에 대한 특성 및 성능검토 하였다. 그리고 시험물질의 종류에 따른 발생방법 및 노출농도의 최고, 최저 가능 시험, 흡입챔버 내에서의 농도의 균일성 및 안정성시험 등 다양한 시험을 통하여 시험시설의 성능을 평가하였다. 또한 시험물질의 노출농도의 안정성 등 최적화 조건을 확인 하고자 하였다. 이를 통해 흡입독성 시험에 있어 시험물질의 노출 및 모니터링, 측정 분석 자료에 대한 신뢰성을 확보하고, 실험동물 도입 전 본 시험을 위한 흡입노출 및 모니터링의 신규시설에 대한 호환성검토 및 운전 능력 확보와 기술축적을 목적으로 하였다. 이를 통해 시험물질 발생 및 모니터링분야에 대한 표준작업지침서를 작성하여 시험방법을 규정화 하여 시험결과의 재현성을 높이는 등 시험시설의 운영 활성화를 기해 신규 시험시설의 조기 정착에 기여하고자 하였다. 3. 연구 내용 및 방법 ○ 흡입챔버 종류별 특성 및 성능조사 - 급성흡입챔버(Acute inhalation chamber: Nose exposure) - 아만성흡입챔버(Sub-chronic inhalation chamber: whole body exposure) - 만성흡입챔버(Chronic inhalation chamber: whole body exposure) ○ 발생장치의 종류별 특성 및 성능평가 - 증기발생장치, 미스트발생장치, 분진발생장치 ○ 농도 모니터링 및 분석 장치의 특성 및 성능 평가 - 유기가스 분석장치 (Gas Chromatography), 다중가스 분석장치 (IRGAS(FTIR), MB3000, CIC Photonics), 분진 분석장치(OPC., Grimm, SMPS, Grimm) ○ 시험물질 형태별 흡입노출을 통한 농도의 균일성과 표준편차 평가 - 시험물질: 분진류(Silica, ALDRICH Chemistry), 증기류(Toluene, SamChun), 미스트류(Sodium Chloride, JUNSEI) - 시험물질별의 반복노출에 따른 급성, 아만성, 만성 흡입챔버 별 노출농도의 안정성 시험 ○ 최고 및 최저 농도 시험 - 급성 및 만성흡입독성시험의 최고 및 최저 가능농도 시험 ○ 농도 모니터링 및 분진발생 기기별 노출농도 평가 - 유기용제 분석기기별 오차 및 균일성 비교 - 분진발생장치의 종류별 흡입챔버 내의 농도 균일성 시험 ○ 국내외 만성흡입독성시험기관의 운영현황 및 기기보유 자료조사 - 국내외 만성흡입독성시험기관 및 운영현황 조사 - 기관별 보유 주요 흡입독성시험 기기조사 ○ 시험물질 발생 및 모니터링분야의 표준작업지침서 작성 4. 연구 결과 급성, 아만성, 만성흡입독성 등 각각의 시험설비에 대하여 시험물질의 형태별(증기, 미스트, 분진) 발생과 노출되는 시험물질의 챔버 내 농도분석을 통하여 아래와 같은 결과를 얻었다. 1) 급성, 아만성, 만성 챔버의 종류에 따른 6시간 노출시 노출농도의 균일성 및 안정성 평가결과 증기의 경우 ± 1.39～2.17 %, 미스트의 경우 ± 1.36～5.83%, 분진의 경우 ± 4.12～7.27 %로 편차기준 내에 부합하였다(기준: 가스, 증기: ± 5 %, 미스트: ± 10 %, 분진: ± 20 %). 2) 급성, 아만성, 만성 챔버의 종류에 따른 흡입챔버 내의 위치별 노출농도 균일성 시험 결과 증기의 경우 ± 1.35～2.49 %, 미스트의 경우 ± 1.33～5.83 %, 분진의 경우 ± 2.81～10.15 %로 편차 기준에 부합하였다(기준: 가스, 증기: ± 5 %, 미스트: ± 10 %, 분진: ± 20 %). 3) 유기용제(톨루엔)를 이용한 최고, 최저 농도 성능시험결과 급성흡입챔버의 경우 126.6～5,283 ppm, 만성흡입챔버의 경우 1.80～1,020 ppm 노출이 가능하여 GHS 유해물질 분류기준 시험에 적합하였다. 4) 유기용제(톨루엔)를 이용한 모니터링 분석기기에 따른 농도편차 비교시험에서 동일한 흡입챔버 내 농도에서 G.C사용 경우 589.42 ppm (표준편차 1.33 %), FTIR사용 경우 589.69 ppm(표준편차 4.18 %)으로 나타났다. 5) SiO2를 이용한 분진노출시험에서 발생기기에 따른 노출농도편차 시험에서 벨트/인젝터형의 경우 ± 3.20 %, 브러쉬형의 경우 ± 9.263 %로 측정되어, 가벼운 SiO2분진의 경우 브러쉬형 보다는 벨트/인젝터형이 효과적이었다. 6) 시험물질 발생에 있어 물질의 비중, 입자 크기, 점성, 비점 등에 따라 노출농도 및 농도 균일성에 많은 영향을 받으며, 균일한 농도 및 고농도 노출에는 물리화학적 특성을 충분히 고려할 필요가 있었다. 5. 활용방안 및 기대성과 ○ 급성, 아만성, 만성 흡입독성시험에 있어 흡입챔버, 시험물질 발생장치, 시험물질 모니터링 및 분석장치에 대한 성능평가 자료로 활용 ○ 시험물질 및 흡입챔버 별 농도의 균일성과 표준편차 확인 ○ 각종 시험물질을 이용한 급성, 아만성, 만성흡입독성시험 결과의 시험물질 노출 및 시험물질 분석 결과에 대한 신뢰성 확보 ○ 신규 시험시설에 대한 운영기술 축적 및 조기 안정화에 기여 ○ 신축 흡입독성시설의 GLP(Good Laboratory Practice) 획득을 위한 시험물질 노출 및 모니터링 설비의 신뢰성검증 자료 제공 ○ 시험물질 발생 및 모니터링분야의 표준작업지침서 작성 활용 6. 중 심 어 흡입독성시험, 급성흡입독성, 만성흡입독성, 흡입챔버, 시험물질 발생장치, 시험물질 모니터링장치. 7. 참고문헌 및 연락처 고용노동부, 화학물질의 분류？표시 및 물질안전보건자료에 관한 기준, 2015. 국립환경과학원. 화학물질 유해성 시험방법, 2013. 국립환경과학원. 화학물질유해성시험연구기관의 지정 등에 관한 규정; 2013. ASHRAE. Environmental Control for Animals and Plants, 2014. EPA OPPTS 870.8355 Combined Chronic NIH. Research Laboratory Design Policy and Guidelines, 2003. OECD TG 403 Acute Inhalation Toxicity, 2009. OECD TG 413 Subchronic Inhalation Toxicity: 90-Day Study, 2009. OECD TG 453 Combined Chronic Toxicity/Carcinogenicity Study, 2009. - 연락처 ▶ 연구책임자：산업안전보건연구원 김현영 소장 ▶ 연구원 담당자：산업안전보건연구원 화학물질독성연구실 김현영 소장
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