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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
금속가공류 취급사업장의 생물학적 인자 노출수준 평가(직건)
- 연구책임자
- 박현희,박해동,박동진
- 수 행 연 도
- 2013년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 연구제목 금속가공유 취급 작업장 생물학적 인자 노출수준 평가 연구 2. 연구목적 및 필요성 ○ 금속가공유 노출이 만성기침과 객담, 직업성 천식, 과민성 폐렴 등 호흡기질환의 발생과 유의한 연관성이 있는 것은 이미 많은 연구에서 충분한 증거를 보이고 있으며 이러한 위험은 금속가공유를 재순환하여 사용하는 과정에서 발생되는 생물학적 인자 오염이 주요원인으로 알려져 있음. ○ 국외에서는 금속가공유 중 생물학적 인자 노출에 따른 호흡기 질환의 건강영향과 노출평가 연구가 활발하게 이루어지고 있는 반면, 국내에서는 산업위생학적 고찰, 관리지침 등 문헌고찰 연구가 주로 진행되었고, 국내 작업장의 노출평가 연구는 일부 역학조사(3건)와 약 2~3건의 연구만이 진행된 상황 임. ○ 금속가공유 취급작업으로 발생하는 생물학적 인자의 노출은 다양한 금속 가공유의 종류, 방부제(바이오사이드) 사용유무, 저장조 오염상태(pH 농도), 교체주기, 가공기계의 종류 및 밀폐여부, 오일미스트 국소배기방법 및 온도, 습도 등 환경인자에 따라 상이할 수 있음. ○ 이번 연구에서는 국내 금속가공유의 사용 및 관리실태를 파악하고 다양한 노출 상황에 따른 공기 중 생물학적 인자(미생물)농도를 평가하며 농에 영향을 주는 환경인자와의 상관관계를 분석하여 작업환경개선을 위해 우선하여야 할 관리방안을 알아보고자 하였음. 3. 연구내용 및 방법 ○ 국내 금속가공유 취급 작업장의 업종, 공정별 분포 등 현황 및 금속가공유의 공기 중 노출농도 수준 파악. - 2009년 제조업 작업환경실태조사 자료를 분석하여 금속가공유 취급 업종, 공정, 취급량, 취급근로자 수 등 조사. - 작업환경측정결과(2005~2012)를 분석하여 오일 미스트 노출 농도 수준 파악. ○ 금속가공유 취급 작업장 생물학적 인자 노출 평가 및 농도에 영향을 주는 환경인자 조사. - 금속가공유를 취급하는 사업장(9개소)에서 작업장 공기, 외부공기, 벌크 시료를 채취하여 세균, 진균, 엔도톡신 농도를 분석하고 온도, 습도, 금속가공유 종류 등 다양한 환경인자와 상관관계 분석 및 회귀분석 실시. - 금속가공유 시료에서 채취된 세균, 진균의 종류를 분석하여 안전성 등급에 따른 유해성을 평가하고, 작업장 내부 세균의 발생원 추정. 4. 연구결과 ○ 제조업 작업환경실태조사(5인 이상 제조업 대상)결과, 금속가공유 취급작업장은 총 8,833개소로 전체 5인 이상 제조업 85,385개소의 10.3% 수준이었으며 업종은 세세분류로 주형 및 금형 제조업이 11.8%로 가장 많았고, 자동차 부품제조(9.1%), 금속가공업(4.6%) 등 순이었음. 공정은 성형가공과 연마가 75%이상을 차지하였고, 취급량은 연간 0.5톤 미만이 약 70%였고, 0.5~10톤 미만이 약 25%였음. ○ 작업환경측정결과(2005~2012)를 분석한 결과, 노출기준이 무게칭량방법으로 5 mg/㎥이었던 2005~2008년에는 산술평균으로 약 0.5 mg/㎥ (노출기준의 약 10%) 수준이었고, 노출기준이 용매추출법으로 0.8 mg/㎥이었던 2009~2012년에는 산술평균으로 약 0.15 mg/㎥ (노출기준의 약 20%) 수준이었음. ○ 작업환경측정을 실시한 사업장의 업종은 중분류로 기타 기계 및 장비제조업, 자동차 및 트레일러 제조업 및 금속가공제품제조업의 세 업종에서 약 75%를 차지하였음. 세세분류로는 자동차 부품제조업이 18%로 가장 많았고, 주형 및 금형 제조업이 7%, 일반목적용 기계 제조업 5% 순이었음. ○ 금속가공유 취급 작업장 9개소, 54개 측정지점에서 평가 한 공기 중 세균농도는 산술평균값으로 347 CFU/㎥ (n=376, 범위 7~6,510 CFU/㎥), 진균 324 CFU/㎥ (n=381, 범위 7~8,469 CFU/㎥), 엔도톡신 26.46 EU/㎥(n=103, 범위 0.34~280.4 EU/㎥), 금속가공유 0.35 mg/㎥ (n=104, 범위 0.01~2.87 mg/㎥) 수준이었음. ○ 세균의 경우 전체 376개 시료 중 29개 시료(7.7%)가 미국 산업안전보건청(OSHA)에서 정한 관리기준 1,000 CFU/㎥를 초과하였음. 진균은 381개 시료 중 22개 시료(5.8%)가 1,000 CFU/㎥를 초과하였음. 엔도톡신은 103개 시료 중 10개 시료(9.7%)가 네덜란드에서 정한 관리기준 90 EU/㎥를 초과하였고 금속가공유는 104개 시료 중 13개 시료(12.5%)가 노출기준 0.8 mg/㎥를 초과하였음. ○ 전체 작업장 내부 농도는 옥외 농도와 비교하여 세균은 약 2.4배, 엔도톡신 약 12.6배, 금속가공유 약 7배 높았고, 진균농도는 유사하였음. ○ 금속가공유 벌크시료 중 세균 농도(n=70)는 산술평균으로 2.1 × 106CFU/ml로 미국 산업안전보건청(OSHA)에서 정한 액체물질에 대한 부패 한계인 105 CFU/ml를 초과하였고, 최대농도는 4.2 × 107 CFU/ml이었음. 금속가공유는 총 12종류였으며 세균의 산술평균 농도는 12종 중 7종에서 부패한계인 105 CFU/ml을 초과하였음. ○ 금속가공유 취급 작업장에서 공기 중 생물학적 인자 농도에 가장 많은 영향을 주는 인자는 금속가공유의 종류였으며, 금속가공유 중 생물학적 인자는 미생물의 증식을 억제하는 첨가제 성분(염소계파라핀, 바이오사이드 등)의 함유가 높을수록 생물학적 인자 농도는 낮았음. 그러나 다양한 화학적 성분의 첨가제는 2차 건강영향의 우려가 있으므로 화학적 첨가제가 아닌 오존처리, 금속가공유 필터링, 저장조 관리 등의 미생물 증식 억제기술의 도입이 필요함. ○ 가공기계의 종류에 따라 공기 중 엔도톡신과 금속가공유 농도는 통계적으로 차이가 있는 것으로 분석되었는데, CNC 선반이 산술평균으로 엔도톡신 50.49 EU/㎥, 금속가공유 0.5mg/㎥로 가장 높았음. CNC 선반은 부품 1개 당 작업시간이 4.5분으로 가장 짧았으며, 회귀분석 결과 공기 중금속가공유 농도에 가장 큰 영향을 주는 인자는 가공시간으로, 가공시간이 짧아 투입구를 자주 개방할수록 농도가 높았음. ○ 공기 중 세균농도는 온도(r=0.341), 습도(r=0.317), 진균농도(r=0.346), 엔도톡신(r=0.305), 세균 벌크 농도(r=0.276), 벌크시료 pH(r=-0.274), 벌크시료 온도(r=0.286)와 약한 상관관계가 있었고(p<0.01) 회귀분석 결과, 높은 온도 조건과 밀폐되지 못한 구조의 가공기계 등이 농도를 높이는 환경인자였음. ○ 공기 중 진균농도의 경우, 온도(r=0.529), 습도(r=0.634), 벌크시료 온도(r=0.545)와 강한 상관관계가 있었고(p<0.01), 세균농도(r=0.346), 엔도톡신(r=0.250), 진균 벌크 농도(r=0.322), 벌크시료 pH (r=-0.312)와 약한 상관 관계(p<0.01)가 있었음. 회귀분석 결과에서는 높은 습도 조건, 국소배기장치 미설치 등이 농도를 높이는 환경인자였음. ○ 공기 중 엔도톡신 농도는 공기 중 세균농도(r=0.305)보다 금속가공유 벌크시료 중 세균농도(r= 0.574)와 더 높은 상관관계가 있었음. 엔도톡신 농도와 벌크시료 중 세균농도와의 관계는 회귀분석을 통해서도 확인할 수 있었는데 금속가공유 취급작업장의 생물학적 인자 누적 오염정도 및 잠재적 위험성을 평가하기 위해서는 공기 중 엔도톡신 분석이 가장 적합한 평가방법으로 조사되었음. ○ 미생물 동정결과 작업장 내부에서는 Micrococcus(25%)가 우점빈도가 가장 높았고, Bacillus(10%), Brevundimonas(8%) 순이었음. 외기에서는 Micrococcus(50%)가 가장 많았고, Bacillus(10%), Kocuria순이었음. 반면 금속가공유 벌크시료에서는 Pseudomonas(44%) 가 우점빈도가 가장 높았고, Brevundimonas(11%), Bacillus(7%), Aeromonas(7%), Micrococcus(3%) 순이었음. 작업장 내부의 미생물은 금속가공유의 오염뿐 아니라 외기의 영향도 매우 큰 것으로 평가됨. 5. 활용 및 기대효과 ○ 본 연구를 통해 국내 금속가공유 취급 작업에 대한 생물학적 인자 노출 실태 및 유해성을 파악하고 농도에 영향을 주는 환경인자를 확인하여 작업환경개선을 위한 관리방안을 설정하는데 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대됨. 6. 중심어 수용성 금속가공유, 생물학적 유해인자, 세균, 진균, 엔도톡신 7. 참고문헌 및 연락처 박동욱. 금속가공유 노출과 호흡기질환 위험:critical review. 한국산업위생학회. 2007;17(1):1-12 박동욱. 기계가공 공정에서 금속가공유 관리에 관한 평가지침-수용성 금속가공유를 중심으로. 한국산업위생학회. 2010;20(2):131-138 백남원, 박동욱, 윤충식, 김승원, 김신범, 김귀숙. 우리나라에서 사용하는 광물유(금속가공유)의 유해특성과 관리대책에 관한 연구-수용성 금속가공유의 유해특성과 관리대책. 한국산업위생학회지. 1998;8(1):67-75 이선웅, 고동희, 진구원, 박동욱, 이정탁 등. 금속가공유 사용 근로자에서 발생한 과민성폐장염 1예. 대한산업위학회지. 2008:20(1):37-45 오세욱, 김종혁, 이웅기, 이용식, 장호철 등. 금속가공유 취급 공정에 있어서의 오일미스트농도. 내독소와 미생물 평가에 관한 연구. 한국산업위생학회지.2004; 14(1) 윤충식, 박동욱, 김성균, 이상민, 김정현 등. 살균제 에어로졸의 유해성 및 작업장 사용실태 조사연구. 산업안전보건연구원 연구보고서. 2012 정지연, 이정주, 김판기, 김형렬, 박희련 등. 화학물질 노출기준 제개정 연구(금속가공유). 산업안전보건연구원 연구보고서. 2006 Gilbert Y, Veillette M, Meriaux A, Lavoie J, Cormier Y, Duchaine C. 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