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연구보고서

연구 보고서

중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.

능동시료채취기와 수동시료채취기의 유기용제 측정효율 비교(직건)

연구책임자
장재길,박해동 등 총6명
수 행 연 도
2013년
핵 심 단 어
주 요 내 용
, 1. 연구제목 : 능동시료채취기와 수동시료채취기의 유기용제 측정효율 비교 2. 연구 필요성 및 목적 최근 국내 작업환경측정 기관에서 수동시료채취기 사용이 증가하고 있으나 사용과 관련된 법적기준은 마련되어 있지 않다. 미국산업안전보건청(OSHA)의 경우 성능평가 프로토콜을 거쳐 검증된 10여종의 단일물질만을 대상으로 수동시료채취기 사용을 규정하여 감독관들이 매우 제한적으로 사용하고 있다. 수동시료채취기는 1970년대에 최초 개발 이후 1990년대에 들어 성능과 현장 적용성에 대한 연구가 꾸준히 이루어지고 있으며 영향 인자로는 모양, 시료채취율, 기류, 습도 등이 알려져 있다. 수동시료채취기에 대한 국내 연구는 일부 대학을 중심으로 1990년대 중반 이후에 시작되었으며 수동시료채취기에 대한 현장 적용성 평가에 따르면 일부 환경조건에서 저평가 우려가 지적되고 있다. 본 연구는 작업환경측정에 가정 보편적으로 사용되고 있는 활성탄관을 이용하는 능동시료채취 방법과 수동시료채취 방법 간의 유기용제 측정효율 등을 실험실적으로 평가하여 그 차이를 확인하고 이를 통해 국내 관련 기준 마련을 위한 기초자료를 제공할 목적으로 실시되었다. 3. 연구 내용 및 방법 ○ 국내외 문헌조사를 통해 직업환경분야 학회지와 단행본 및 웹을 통해 연구에 필요한 기초자료를 수집 ○ 능동 및 수동시료채취기에 대한 사용실태 조사를 위하여 국내 작업환경측정기관을 대상으로 과거 3∼5년간 기준 년간 사용수량 및 종류 등을 설문조사를 통해 실시 ○ 능동 및 수동시료채취기의 포집효율 실험실 평가를 국내에서 작업환경측정이 많이 이루어지는 톨루엔, 크실렌. 메틸에틸케톤(MEK) 및 메틸 이소부틸 케톤(MIBK) 4종 물질로, 수동시료채취기는 국내에서 사용이 가장 많은 제품 1종(OVM-3500, 3M)을 대상으로 실시함 ○ 노출기준의 0.1배, 0.5배, 1.0배 및 2.0배의 농도, 20℃ 및 30℃의 기온, 30%, 50% 및 80%의 상대습도, 그리고 0.2, 1.0, 2.0 및 4.0 m/sec(톨루엔과 크실렌) 또는 0.2, 0.4, 0.8, 1.5 m/sec(MEK와 MIBK)의 기류 조건 하에서 유기용제에 대한 포집효율을 평가 ○ 조사/실험 자료의 정리 및 통계처리는 SPSS 및 Sigma Plot 등 통계패키지를 활용하였고, 학계 전문가 등이 참여하는 자문회의를 통해 관련 의견을 수렴하여 수동시료채취기 사용 및 개선방향을 검토 4. 연구결과 ○ 2013년도를 기준으로 국내 170여개 작업환경측정기관에서 사용되고 있는 활성탄관의 수는 약 16.4만개로 미국 제품이 거의 대부분을 차지하고 있었으며 2007년도에 비해 1.8배 증가하였다. 국내 170여개 작업환경측정기관에서 2013년도에 사용되고 있는 유기용제용 수동시료채취기의 수는 약 3.7만여개로 미국 제품이 거의 전부였으며 2007년도에 비해 1.4배 정도 증가한 것으로 조사되었다. ○ 온도 및 습도에 따라 톨루엔, 메타-크실렌, MEK 및 MIBK에 대한 기류의 영향을 확인한 결과 활성탄관을 기준으로 기류증가에 따라 채취효율이 늘어나는 경향을 보이고 있었다. 전반적으로 상대습도가 높을수록 포집효율이 증가하는 경향을 보였다. ○ 톨루엔 등 4종의 물질에 대해 수동시료채취기의 습도에 따른 포집능력을 확인한 결과 통계적으로 유의한 습도영향이 확인되었다. 전체적으로 습도가 높을수록 기류에 의한 포집효율 증가에 영향이 큰 것으로 나타났으며 저온과 저농도에서 습도영향이 크게 나타났다. ○ 20℃와 30℃를 대상으로 온도에 의한 실험대상 물질의 포집효율을 확인한 결과 유의한 차이가 있었으며 농도 및 습도와 상호 연관된 특성을 보였다. ○ 농도의 차이에 따라 능동시료채취법을 기준으로 수동시료채취기의 포집능력에 영향이 발생할 수 있는지를 확인한 결과 대체로 저온과 저습도에서 기류의 영향이 두드러지게 나타났다. ○ 극히 낮은 농도에서의 수동시료채취기 유기용제를 포집능력을 확인한 결과 톨루엔의 경우 노출기준의 약 1/5,000까지 약 70% 수준인 것으로 확인되었으며, 메타-크실렌의 경우는 1/5,000까지에서 톨루엔 보다는 약 10% 향상된 포집능력이 제시되었다. MEK는 노출기준 1/1,000까지의 농도에서 65% 정도로 나타났으며, MIBK의 경우는 노출기준의 1/500까지 실험한 결과 80%를 초과하는 포집능력이 확인되었다. ○ 수동시료채취기는 시료채취용 펌프를 필요로 하지 않으므로 사용이 편리하다는 장점 때문에 국내에서의 사용량이 꾸준하게 증가하고 있으나 능동시료채취기와 비교하여 유기용제의 종류와 농도, 온도, 습도 및 기류에 따라 측정결과에 편차를 가져올 수 있으므로 현장 적용 시 주의가 요구된다. 따라서 다양한 변수에 대한 구체적인 영향에 대해서는 각 물질별로 지속적인 연구를 통해 기전을 밝히는 노력을 지속할 필요가 있으며 이번과 같은 실험실 연구뿐만 아니라 실제로 작업환경측정이 이루어지는 현장을 대상으로한 연구가 추가적으로 실시될 필요가 있다. 5. 활용 및 기대효과 본 연구는 국내 사업장의 법적 작업환경측정에서 수동시료채취기 사용이 근로자 노출평가에 적합한지에 대한 타당성을 4개 물질을 대상으로 기류, 습도, 기온, 농도 등의 환경조건 하에서 검증하여 작업환경측정의 신뢰성 향상을 도모하고 이를 통해 근로자의 건강관리와 관련제도의 정착에 기여할 목적으로 수행되었다. 6. 중심어 ○ 수동시료채취기, 능동시료채취기, 활성탄관, 유기용제, 채취효율, 시료채취율 7. 참고문헌 및 연락처 가) 참고문헌 박미진, 윤충식, 백남원. 확산 포집기를 이용한 공기 중 유기용제 포집에 관한 연구. 한국산업위생학회지, 1994;4(2):208-223 변상훈, 박천재, 오세민 등. 활성탄 섬유를 이용한 확산포집기의 공기중 유기용제 포집효율에 대한 연구. 한국산업위생학회지, 1996;6(2):187-201 백남원, 윤충식. 유기용제 측정을 위한 국산 수동식 시료채취기의 현장평가. 한국산업위생학회지, 1998;8(1):124-132 조숙자, 백남원. 공기중 유기용제 측정에 있어서 국산 확산포집기와 활성탄관 의 비교 연구. 한국산업위생학회지, 1997;7(1):33-48 Committee European de Normalization(CEN). Workplace atmospherediffusive samplers for the determination of gases and vapour-Requirements and test methods (EN 838). Committee European de Normalization, Brussels, Belgium, 1995. United Kingdom-Health and Safety Executive. Methods for the determination of hazardous substances. Protocol for assessing the performance of a diffusive sampler, MDHS 27, London, HSE,1994. United States-Occupational Safety and Health Administration. Development of a protocol for laboratory testing for diffusive sampler, OSHA, 1996. 나) 연락처 - 한국산업안전보건공단 산업안전보건연구원 직업건강연구센터 장재길 팀장

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