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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
카본나노튜브 노출기준 설정에 관한 연구
- 연구책임자
- 윤충식 외 5명
- 수 행 연 도
- 2016년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 제목 카본나노튜브 노출 기준 설정에 관한 연구 2. 연구목적 및 필요성 연구목적 (1) 카본나노튜브를 비롯한 나노물질의 노출 설정 방법 비교 검토 (2) 국내 카본나노튜브 권고노출기준 제정 필요성 검토 (3) 권고노출기준 제정을 위한 국내 카본나노튜브 노출 수준 검토 및 추가적으로 필요한 정보 검토 (4) 국내 카본나노튜브 노출기준 설정 방법 제안 필요성 나노물질 중에서도 카본나노튜브는 다른 나노물질에 비하여 독성연구가 활발히 이루어지고 있고, 쥐를 이용한 독성실험에서 다중벽카본나노튜브(MWCNT)에 의한 중피종이 발견되었다 (NIOSH, 2013). 법적기준은 아니나 카본나노튜브를 사용하는 작업의 노출관리를 위하여 선진국에서는 권고노출기준을 만들어서 관리에 대한 노력을 하고있다. 우리나라의 경우 2015년 연구에 따르면 국내 카본나노튜브 대량생산 사업장의 경우 주요 공정에서 미국 NIOSH 기준인 1 ㎍/㎥을 초과하는 결과를 보였다. 국제적으로 나노물질, 특히 카본나노튜브의 유해정보가 증가하고 있는 시점에서 국내에서 나노물질의 권고노출기준 설정연구가 필요하다. 3. 연구방법 (1) 카본나노튜브를 비롯한 나노물질의 권고노출기준 설정 방법 비교와 국내외 카본나노튜브 및 나노물질의 권고노출기준 현황, 기존 연구를 조사 정리 하였다. (2) 국내 카본나노튜브 권고노출기준 제정 필요성 검토 국내 카본나노튜브 사용현황을 화학물질 유통량 조사 결과를 통하여 파악하였다. 이를 통하여 근로자 노출 증가 가능성을 검토 하였다. (3) 권고노출기준 제정을 위한 국내 카본나노튜브 노출 수준 검토 및 추가적으로 필요한 정보 검토 기존 카본나노튜브 노출에 관련된 보고서, 논문을 검토하여 노출수준을 검토하였다. 권고노출기준 제정을 위한 국내 카본나노튜브 노출 수준 검토는 본 연구진이 2015년에 수행한 카본나노튜브 취급 사업장의 카본나노튜브 노출 특성 및 측정 분석방법 연구의 연구결과를 검토하였다. 문헌고찰과 동시에 Elemental Carbon(EC)으로 측정할 경우 배경농도 파악이 필요하기 때문에 우리나라의 공기 중 카본나노튜브 배경농도 조사를 실시하였다. 제안하고자 하는 노출수준이 기술적으로 가능한 방법인지 확인을 위해 배경농도를 측정하였고, 주거지역, 공단지역, 청정지역, 사업장 등으로 나누어 국내 EC의 배경농도를 파악하였다. (4) 국내 카본나노튜브 권고노출기준 설정 방법 제안 권고노출기준 제정을 위한 국내 법 검토 및 국외 권고노출기준의 선정과정을 고찰하였다. 이를 통하여 국내 실정을 반영한 카본나노튜브 권고노출기준 설정 안을 마련하였다. 4. 연구결과 (1) 카본나노튜브를 비롯한 나노물질의 권고노출기준 설정 방법 비교 권고노출기준은 각 국가별로 연구자별로 제정하는 방법이 다르다는 것을 알 수 있었다. 미국 NIOSH, 독일 BAuA, 영국 BSI, 일본 AIST 등에서 카본나노튜브의 권고노출기준을 제안하고 있다. 2007년 영국 BSI에서 최초로 Benchmark Exposure Limit (BEL) 0.01 fiber/㎤로 제안하였고 (석면 노출기준의 1/10 수준), 독일도 영국과 같이 제안하고 있다. 미국 NIOSH에서는 REL을 1 ㎍/㎥으로 제안 하였고, 일본 AIST에서는 30 ㎍/㎥으로 제안하고 있다. 현재까지의 카본나노튜브의 권고 노출기준을 정리하면 1-50 ㎍/㎥으로 설정되어 있다. 본 연구에서는 미국 NIOSH, 독일 BAuA, 일본 AIST의 제정배경을 면밀히 검토하여 기술하였다. (2) 국내 카본나노튜브 권고노출기준 제정 필요성 검토 국제적 카본나노튜브 규제현황을 보면, 각 국의 상황과 정책 환경에 따라 다름을 알 수 있다. ISO, OECD, 각국 정부에서는 아직 대부분 가이드라인과 표준의 제안 선에서 나노물질의 유해성을 객관적으로 확보하는데 주력하고 있으며, 일부 국가 및 기업에서 자발적으로 규제를 하고 있고, 일부에서는 강제 규제를 하고 있다. 국내에서도 카본나노튜브 사용량이 점차 증가하고 있다. 2010년 나노물질 유통량자료에 따르면, 우리나라에는 8개 사업장에서 연간 4,878kg의 CNT를 제조 및 수입하고 있고, 18개 업체에서 1,273 kg을 사용하고 있다 (환경부, 2012). 2008년도 조사결과에서는 2,580 kg의 제조 및 수입을 하였다. 2년 사이에 제조 및 수입 면에서 89%의 증가를 보였고, 사용량에 있어서는 2008년 10 kg에서 2010년 1,273 kg으로 증가하여, 상당히 많은 양을 사용하고 있음을 알 수 있다. 종합해보면 우리나라에서 생산 및 응용이 늘어남에 따라 노출 가능한 근로자의 수도 증가하게 되고, 노출가능성이 많아진다는 것을 알 수 있다. (3) 권고노출기준 제정을 위한 국내 카본나노튜브 노출 수준 검토 2015년 본 연구진에서 직접 사업장에서 측정한 EC 농도를 보면, 총 7개 사업장 중 3개의 사업장에서 NIOSH REL (1 ㎍/㎥)을 초과하는 농도를 보였고, 노출 가능한 주요 작업은 정비작업 (Preventive maintenance), 포장공정, 칭량, 배합 등 공장에서 높은 농도를 보였다. 따라서, 현재 우리나라에서 카본나노튜브를 생산, 사용 시에 근로자 노출이 되고 있음을 확인하였고, 앞의 유통량조사의 증가세를 보았을 때 앞으로 근로자 노출이 더 많이 될 것으로 예측된다. 최근 국외 (일본) 노출평가 연구를 보더라도 EC농도가 2-16 ㎍/㎥으로 비슷한 수준의 농도를 보임을 알 수 있었다. (4) 국내 카본나노튜브 권고노출기준 설정 방법 제안 노출기준을 설정하는 것은 다양한 방법이 있는데, 정량적 위험성 평가방법을 주로 사용하고 있다. 카본나노튜브의 경우에는 다양한 종류가 존재하기 때문에 독성정보가 모두 다르다. 본 연구진에서는 보수적으로 가장 낮은 NOAEL값 (0.1 ㎎/㎥)을 택하고, 불확실성계수를 반영하여 권고노출기준을 설정하였다. 동물실험에서 사람으로 전환 시 불확실성 계수를 3으로 하였고, 아급성에서 아만성으로 전환하는데 계수를 2로 하였다. 또한 우리나라에서 제조 및 사용되는 카본나노튜브의 다양성을 고려해볼 때 이에 대한 계수 4를 반영하여 최종적으로 권고노출기준을 제정하였다. 따라서 본 연구에서는 권고노출기준 10 ㎍/㎥ 을 제안한다. 5. 활용방안 및 기대성과 (1) 활용방안 국내의 나노산업은 대부분 제품의 개발이나 응용에 국한되어 있는데 있어 나노취급근로자의 권고노출기준에 대한 연구는 최초로 수행되었다. 카본나노튜브 권고노출기준 제정을 통한 근로자 보호 환경 조성을 하는데 본 연구가 활용 될 수 있다. 범정부 종합 나노물질 관리계획에 고용노동부와 산업안전보건공단의 대응자료로 활용이 가능하다. (2) 기대효과 본 연구결과를 통한 정책적 기대효과로는 국내 카본나노튜브 노출기준 제정 및 나노물질 권고노출기준 설정 연구를 위한 토대를 마련하여, 카본나노튜브에 대한 유해성, 위험성에 대한 고용노동부의 자료 마련 및 향후 대응이 가능하다. 단순한 작업환경측정이 아닌 작업장 관리를 위한 농도평가로 산업위생학적 관리방안에 활용하여 카본나노튜브 취급 사업장의 작업환경관리 기초자료를 확보함과 동시에 실제 우리나라 근로자들의 카본나노튜브 노출실태를 통하여 정책적 관리방안에 활용이 가능하다. 카본나노튜브 권고노출기준 설정에 대한 기술적 기대효과는 사업장에서 카본나노튜브에 대한 노출관리를 가능하게 한다. 따라서 기존의 공정 외에도 기술개발이 새롭게 시작되는 시점에서 근로자들이 안전하고 건강하게 사용할 수 있도록 산업위생학적인 접근을 동시에 고려함으로써 산업위생학적 발전의 유도를 기대 할 수 있다. 6. 중심어 카본나노튜브, 권고노출기준, 원소탄소 7. 연락처 서울대학교 윤충식 교수
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