자료마당
- 홈
- 자료마당
- 통합자료실
- 연구보고서
- 연구원
연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
나노물질 측정 프로토콜 작성 및 나노물질 노출 실태 조사 연구(직건)
- 연구책임자
- 윤충식,백남원 등 총12명
- 수 행 연 도
- 2013년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 연구제목 나노물질 측정 프로토콜 작성 및 나노물질 노출 실태 조사연구 2. 연구필요성 및 목적 <필요성> 국내의 나노의 안전성에 대한 연구는 주로 나노물질의 물리화학적 성질 규명과 독성 연구에 치중되어 오다가 최근에 환경 및 산업장에서의 모니터링이 수행되고 있다. 그러나 나노물질의 평가방법에 대해 아직 국제적인 합의가 되지 않고 있고, 평가방법 자체가 복잡하다. 게다가 사업장 접근의 어려움으로 인해 측정이 원활히 이루어지지 않고 연구자마다 각기 다른 방법으로 측정, 평가를 하고 있기 때문에 측정 자료의 체계적인 구축이 필요한 실정이다. 따라서 나노물질의 안전관리에 국내외 동향을 파악하고 나노물질 평가 및 자료 관리에 대한 기준이 필요하다. 우리나라의 나노종합계획에 부합하면서 나노물질 취급 사업장에서 사용할 수 있는 노출평가 프로토콜과 데이터 입력 서식을 마련하여 추후 노출평가 지침으로 사용될 안이 필요하다. <연구목적> ⑴ 나노 안전관리 국제 동향 조사 ⑵ 나노물질 노출평가 프로토콜 작성 ⑶ 나노물질 종류별 노출 실태 조사 ⑷ 향후 국내에서 공통적으로 사용될 작업장 나노 입자 노출 데이터베이스 구축 방안 마련 3. 연구 내용 및 방법 나노 안전관리 국제 동향 조사 문헌조사를 통하여 정보 수집을 하되 독성요약, 노출평가, 규제 측면으로 범주를 구분하여 작성하였다. 나노물질 노출평가 프로토콜 작성 국내외 다른 기관의 프로토콜을 참고하여 국내에서 적용가능한 노출평가 프로토콜을 작성하였다. 단순히 이론적 노출평가 프로토콜이 아닌 실제 경험과 외국의 동향을 접목하여 사용가능한 프로토콜을 작성하였다. 나노물질 종류별 나노물질 노출 실태 조사 국내의 나노사업장에 대한 자료마련과 적용 가능 한 프로토콜 작성을 위해 나노사업장의 노출평가를 수행하였다. 나노사업장은 크게 공학적 나노물질(Engineered Nanoparticle, ENP)과 비의도적 나노물질(Incidental Nanoparticle, 예,용접흄, 용융흄)로 구분하여 평가하였다. 평가는 노출에 영향을 주는 변수에 대한 조사를 하면서 직독식 실시간 기기 및 필터포집법을 함께 이용하여 중량 분석 및 전자현미경 분석을 하였다. 향후 국내에서 공통적으로 사용될 작업장 나노 입자 노출 자료 데이터베이스 구축 방안 마련 나노입자의 평가는 실시간(On-line monitoring) 평가 및 비실시간(Off-line monitoring) 평가를 병행하게 되는데 전자는 주로 입자상 물질의 수농도 또는 표면적 농도를 시간에 따라 평가하며, 후자는 해당 입자의 형상과 성분확인을 위해 사용된다. 또한 나노물질에 노출되는 특성을 파악하기 위하여 관련변수를 잘 파악할 수 있도록 산업위생분야에서 사용되는 기존 데이터베이스를 조사하고 이를 발전시켜 나노물질 특성평가에 적합한 데이터베이스를 구축하였다. 4. 연구결과 나노 물질에 대한 국제 동향은 나노물질의 독성과 건강영향, 공기 중 나노입자 모니터링에 대한 요약, 나노물질의 노출 가이드라인과 규제로 구분하여 수행하였다. 나노물질의 독성연구는 나노물질의 물리화학적 성질과 함께 상대적으로 연구가 활발히 진행되었다. 나노 입자의 독성에 영향을 미치는 인자는 나노입자의 화학성분, 입자크기, 표면적과 표면적의 반응성, 입자 수, 용해성과 생체 지속성, 모양과 섬유형태, 입자의 응집·집합성 등이 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 그동안의 in vivo, in vitro 연구결과를 요약하면, 나노물질이 호흡기계로 들어오게 되면 간, 혈류시스템, 뇌 등 체내 각 기관으로 이동이 가능하고 염증발현 등이 보고되었다. 특히 카본나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)는 폐에 종양을 일으킨다는 것이 동물실험 결과 밝혀져 작은 석면(little asbestos)라고 별명 되어졌으며 2013년 미국 국립안전보건연구소(NIOSH)는 그 노출기준을 1 ㎍/㎥으로 제시하였다. 나노물질을 취급하는 근로자가 위험성이 가장 큰 집단임에도 불구하고 노출평가 연구는 독성 연구에 비해 부족한데 이는 사업장 접근의 어려움 및 표준화된 방법 설정이 어렵기 때문이다. 국제기관 및 단체(예, ISO, ASTM, EU)등에서 나노물질 평가에 대한 표준 및 가이드라인을 제시하고 있으나 모두 기기 중심이고 이론 중심이어서 사업장에서 나노물질의 노출을 평가할 때 실제로 운용하기 어렵다. 현재는 각 연구그룹이 각자 편리한 방법을 적용하고 있으나 국제적으로는 표준화작업을 시도 중이다. 따라서 이러한 흐름에 따라 국내외 모니터링 시험법(기술표준원, ISO, BSI, ASTM 등)의 조사 및 정리를 하였다. 사업장에서 공기 중 나노물질을 모니터링 할 때 노출 단위(exposure metric), 측정 기기의 선정(실시간 모니터링 대 비실시간 모니터링 장비), 배경농도의 설정, 개인시료채취와 지역시료 채취, 시간가중평균치와 업무 중심노출평가, 섬유상 물질인 경우 고-종횡비(Hight Aspect Ratio)의 측정, 평가전략, 평가 자료 처리 등이 잘 고려되어야 하는데 아직 이에 대한 국제적 표준은 없다. 규제측면을 고찰한 결과, 몇몇 나라 및 기관에서 나노물질의 직업적 노출 가이드라인을 제시하고 있다. 대표적인 예로 위에 언급한 NIOSH는 CNT에 대해 원소탄소를 측정분석(NIOSH Method 5040)하여 1 ㎍/㎥를 제시하였고, 독일은 나노입자의 밀도가 6,000 ㎏/㎥ 이상일 때 40,000 particles/㎤을, 밀도가 그 이하일 때는 20,000 particles/㎤을 제시하였다. 나노 물질 취급사업장의 관리방법은 첫째, 사전주의 원칙에 입각하여 가능한 노출을 줄이도록 하고 있다. 그 다음 실제로 사업장에 적용할 수 있는 개선방법으로는 기존의 전통적 산업위생학적 개선 방법이 유효하다고 알려졌다. 따라서 공학적 개선방법(대체, 격리, 환기), 행정적 대책, 개인보호구 사용 등이 나노물질의 노출을 상당히 줄일 수 있다고 보고되고 있다. 나노물질의 노출평가가 쉽지 않기 때문에 control banding (노출과 유해성을 정성적으로 평가하여 매트릭스 작성)기법을 이용하여 nano control banding기법도 권장되고 있다. 국소배기는 나노입자를 배출하는데 잘 사용될 수 있고, 호흡보호구 중 N95 이상이면 나노물질이 잘 걸러지는 것으로 인정되고 있다. 나노입자의 노출실태와 노출평가 프로토콜을 작성하기 위하여 나노입자 취급 및 제조사업장에 대하여 노출실태 조사와 함께 노출평가를 실시하였다. 제조나노물질을 취급하는 4개 사업장과 비의도적 나노물질 발생사업장 3개를 평가하였다. 제조나노물질 취급사업장은 모두 전통적인 사업장과는 다르게 연속공정이 아닌 간헐적으로 작업이 이루어졌고, 작업에 따라 농도가 차이가 있음을 확인하였다. 따라서 나노물질의 공기 중 노출평가를 위해서는 시간가중평균농도뿐 아니라 직무기반 평가가 유용하며 이를 위해 직무활동조사표를 이용할 필요가 있다. 또한 실시간 모니터링과 비 실시간 모니터링을 병행하는 것이 바람직한데 전자로는 입자의 시간에 따른 변화를 파악할 수 있고, 후자는 전자현미경이나 중금속 분석을 통하여 정성 평가를 하여 나노입자의 특성을 규명하는데 사용될 수 있다. 연구결과를 통하여 나노물질 표시 농도를 나타내는 입자 수 측정기기와 표면적 농도 측정기기의 공기 중 농도평가 방법을 비교하여 향후 나노물질 평가의 적합한 방법을 제언하였고, 문헌조사, 연구결과 및 경험을 바탕으로 향후 국내에서 공통적으로 사용할 수 있는 나노물질 측정 방법 및 평가 프로토콜을 작성하였다. 프로토콜은 크게 5 단계로 이루어져 있으며 노출평가는 주로 2 단계에서 수행된다. 프로토콜은 ① 1 단계 - 기본자료 조사 단계, ② 2 단계 ？ 평가 단계(2a 단계 ？ 나노물질 특성규명 및 노출평가 단계, 2b 단계 ？ 나노물질 노출관리를 위한 노출평가 단계), ③ 3 단계 ？ 나노물질 가이드라인과 비교 단계, ④ 4 단계 ？ 노출저감 대책 단계, ⑤ 5 단계 - 관리 및 기록유지 단계로 구성되었다. 프로토콜의 부록으로는 사업장 조사 시 데이터베이스 구축을 위한 구조화된 설문지 및 주요측정기기의 매뉴얼을 측정경험을 기반으로 하여 사진과 함께 수록하였다. 데이터베이스 구축을 위해서 미국 NIOSH 및 EU 등에서 논의되고 있는 나노데이터베이스 현황조사를 하였고 국내 사업장 측정경험을 이용하여 측정 자료와 이를 설명할 수 있는 변수가 포함되도록 엑셀 시트를 작성하였다. 엑셀 시트는 측정결과 값 외에 이를 설명할 수 있는 변수를 크게 일반 변수(사업장 정보), 물질 변수, 공정변수, 작업자 변수, 관리방법 변수로 구분하여 입력하도록 구성하였다. 또한 웹기반 데이터베이스 구축방안과 스마트폰 어플리케이션을 사용할 수 있는 방안도 제시하였다. 5. 활용방안 및 기대성과 활용방안 국내외 연구동향을 독성, 노출평가, 규제 측면으로 구분하였기 때문에 향후 고용노동부 및 산업안전보건연구원에서 나노관련 정책수립, 사업수행, 연구를 할 때 활용할 수 있다. 범정부적인 나노종합관리대책에 노동부의 방향설정에 활용할 수 있다. 제안된 프로토콜을 이용하여 나노사업장을 체계적으로 노출평가를 할 수 있다. 공통의 데이터베이스를 사용함으로써 사업장 접근이 어려운 나노사업장을 다른 연구기관에서 다르게 측정하더라도 체계적인 측정 자료를 축적할 수 있다. 기대성과 본 연구를 통하여 이제 초기 단계인 나노물질의 안전보건에 관한 정책, 제도를 마련하는데 기초자료로 활용되며, 기술기준 등으로 만들어서 사업장 또는 측정기관에 배포하여 사전예방원칙에 의거한 산업보건활동을 할 수 있다. 또한 제안한 나노데이터베이스 구축안을 더 발전시켜 웹베이스나 스마트폰 응용 앱(App)을 개발하는데 기초자료로 사용할 수 있다. 중심어 나노물질, 나노입자, 노출평가, 나노측정프로토콜, 나노안전보건 연락처 서울대학교 윤충식 교수
 이전글 |
일반제재업에서의 안전통로표시 연구(안전:BBS실험연구) |
|---|---|
 다음글 |
화학물질의 위험성평가기법 조사를 위한 연구(화학) |
문의처
- 연구기획부
- 제유리
- 052-703-0814
