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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
나노입자에 대한 방진마스크 포집효율 연구
- 연구책임자
- 김종규, 노지원
- 수 행 연 도
- 2015년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 연구 제목 나노입자에 대한 방진마스크 포집효율 연구 2. 연구 필요성 및 목적 나노물질 생산과 사용이 증가하고 있으며, 우리나라에서도 2014년 작업환경실태조사 결과 나노물질 합성, 표면처리, 최종제품생산 등 나노물질을 생산 취급하는 사업장이 335개소로 파악되었다. 그러나 나노기술과 관련 발생 가능한 나노입자독성에 대한 자료가 부족하고, 위험관리 방법에 대한 개발이 부족한 상태이며, 나노 입자에 대한 법규, 표준 시험방법, 보호구 선택지침이 확립되어있지 않은 실정이다. 이런 상황에서 나노입자관련 방진마스크 선택이 중요하다. 그러나 근로자를 보호할 수 있는 방진마스크에 대한 연구가 충분치 않아 나노입자 발생 사업장에서 현재 상용되고 있는 방진마스크 사용에 따른 우려가 많다. 이에 나노입자에 대한 방진마스크 포집효율을 측정하였으며 아울러 사람 호흡 형태와 유사하게 들숨, 날숨이 가능한 인공폐를 연결하여 총누설율을 측정하였다. 또한 연속흡입이 가능한 마네킹을 이용하여 총누설율을 측정하여 나노입자에 대한 방진마스크 효율을 파악함으로서 방진마스크 선택 및 착용 지침 방향을 제시에 필요한 기초자료를 생산하고자 본 연구를 수행하였다. 3. 연구내용 및 방법 (1) 연구내용 및 범위 ○ 국내외 문헌조사 및 선행연구 고찰 ○ 포집효율 측정 대상 방진마스크 조사 및 선정 ○ 나노입자 발생장치, 나노입자 측정장비 선정 및 설치 ○ 방진마스크 포집효율 측정 (2) 연구방법 ○ 국내외 관련 제도 문헌조사 ○ 방진마스크 종류별(안면부여과식, 분리식) 포집효율 평가 ○ 방진마스크 등급별 포집효율 평가 ○ 필터 종류(정전필터, 부직포필터, 기계식필터)별 포집효율 평가 ○ 총누설율 측정(Total inward leakage) 4. 연구결과 ○ 보호구 안전인증 고시(고용노동부고시 제2014-46호)에 따라 인증된 7개사 7개 특급방진마스크(안면부여과식, 직결식 반면형)를 시중에서 구입하여 사용하였다. ○ 은나노입자를 발생시켜 방진마스크 포집효율을 측정하였으며, 은나노입자의 평균입자크기는 30 ㎚, 평균발생나노입자수 농도는 106 #/㎤ 가 되도록 하였다. ○ 7개 방진마스크에 대한 필터 포집효율을 측정한 결과 6개 방진마스크의 포집효율은 98%이상이었으며, 1개 방진마스크는 94.9%이었다. - 안면부 여과식 마스크는 20 ㎚ 은나노입자에 대한 포집효율이 가장 높았으며, 직결식 반면형 마스크는 30 ㎚ 은나노입자에 대한 포집효율이 가장 높았다. ○ 들숨, 날숨이 가능한 인공폐를 이용하여 방진마스크 총누설율(Total Inward Leakage)을 측정한 결과 7.6% ~ 42.3%로 제조사에 따라 많은 차이가 있었다. 방진마스크의 총누설율이 높은 이유는 필터의 투과율과 비교 시 인두와 마스크의 밀착도에 기인하는 것으로 추정된다. ○ 호흡형태에 따른 총누설율의 차이가 있는 지 여부를 확인하기 위하여 연속흡입 호흡상태에서 총누설율을 측정한 결과 11.2%~32.9%로 제조사에 따라 많은 차이가 있었으며 호흡형태(들숨·날숨, 연속흡입)에 따른 차이는 관찰되지 않았다. ○ 본 연구결과 은나노입자에 대한 필터 효율은 높으나 총누설율이 높았다. 따라서 총누설율을 최소화하기 위하여 호흡보호구의 올바른 착용방법 및 관리에 관한 지침에 따라 호흡보호구의 착용방법에 대한 교육이 반드시 이루어져야 하며, 밀착도 자가점검(user seal check)을 실시하고, 밀착도 검사(fit test)를 실시하여야 한다. 특히 독성이 확인되지 않은 나노물질, 독성이 강한 물질을 취급하는 근로자의 경우는 정성적 밀착도 검사뿐만 아니라 정량적 밀착도 검사를 실시토록 보건관리자, 안전관리자의 세심한 관리가 필요할 것으로 사료된다. 또한 밀착도 검사를 법제화하는 것도 적극 검토하여야 할 것으로 사료된다. 5. 활용방안 및 기대성과 ○ 나노물질 취급 사업장에 보호구 선택에 대한 정보 제공 ○ 나노물질 취급사업장 근로자의 호흡용 보호구에 관한 산업보건 의식 향상 ○ 호흡보호구 밀착도 검사의 필요성 제시 ○ 국내외 관련 학술지 게재 및 국내외 관련학회 발표 6. 중 심 어 은나노입자, 호흡용 보호구, 포집효율, 총누설율(Total Inward Leakage), 인공폐, 마네킹 7. 참고문헌 및 연락처 1) 한돈희 (2014) 호흡보호구의 올바른 착용방법 및 관리에 관한 지침 KOSHA GUIDE H-159-2014 2) Balazy A, Toivola M, Reponen T et al. Manikin-based performance evaluation of N95 filtering-facepiece respirators challenged with nanoparticles. Ann Occup Hyg 2006;50:259？69 3) Eninger RM, Honda T, Reponen T, McKay R, Grinshpun SA. What does respirator certification tell us about filtration of ultrafine particles? J Occup Environ Hyg 2008;5:286-295 4) Kim SC, Harrington MS, Pui DYH. Experimental study of nanoparticles penetration through commercial filter media. Nanotechnology and Occupational Health 2007;117-125 5) Martin SB Jr, Moyer ES. Electrostatic respirator filter medi: filter efficiency and most penetrating particle size effects. App Occup Environ Hyg 2000;15:609-617 6) Rengasamy S, King WP, Eimer B, Shaffer RE. Filtration performance of NIOSH-approved N95 and P100 filtering-facepiece respirators against 4-30 nanometer size nanoparticles. J Occup Environ Hyg 2008;5:556-564 7) Rengasamy S and Eimer BC. 2 Total Inward Leakage of Nanoparticles Through Filtering Facepiece Respirators Ann. Occup. Hyg.2011;55(3):253？-263 ▶ 연구책임자：직업환경연구실 김종규 연구위원 ▶ 연구원 담당자：산업안전보건연구원 직업환경연구실 김종규 연구위원
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