다. 매개변수 계산
1) 확산
플라스틱 지지체 내 확산 계산식은 식(3-1)과 같다.
exp × × × ×
′
식(3-1)
상한 확산 계수
개별고분자 플라스틱 과 연결되는 매개변수 상한 값 이동 물질고분자의 기본적 확산 행동을 나타냄
첨가제의 분자량
온도
기체 상수
개별 고분자 고유의 활성 온도 상승분
′ 해당 매개변수가 온도 의존적이지 않음을 나타냄
플라스틱 유형별(LDPE, HDPE, PP, rigid PVC, PET 등) Ap'* 계수 값은 다음과 같이 JRC 보고서(2015, pp.14-17)를 참고할 수 있다.
61) ECHA(2019), pp.2-7.
66 ∣ 플라스틱 내 유해물질 관리방안 연구
제3장 플라스틱 첨가물질 용출잠재력 추정 기법 마련 ∣ 67
2) 분배
플라스틱 지지체에서 접촉 매질로의 분배 계산식은 식(3-2)와 같다.
∙ 피부 ×
∙ 물침 ×
∙ 공기
폴리에틸렌 ×
나일론 폴리아미드 ×
기타 일반적인 플라스틱 ×
식(3-2)
분배계수
옥탄올 물 분배계수
옥탄올 공기 분배계수
3) 기타 요소
플라스틱에서 공기 등으로 이동하는 경우 첨가물질의 용출은 이동 속도 hm과도 밀접한 연관이 있다. hm 값은 0.0003-0.005m/s 범위 내에 존재하며 CEM(Consumer Exposure Model)에서 활용되는 식을 활용해 식(3-3)과 같이 계산한다.
×
이동 속도
분자량
식(3-3)
이와 함께 첨가물질의 농도 또한 용출 속도와 비례하므로 용출잠재력을 추정할 때 고려할 필요가 있는 주요 요소이다.
68 ∣ 플라스틱 내 유해물질 관리방안 연구
ECHA(2019, ANNEX, pp.2-20)에서 제시한 RIVM에서 제공하는 ConsExpo web62) 의 고체로부터의 배출 모델을 활용한다. 노출 시나리오는 플라스틱 패널 면적 10m2, 두께 0.5cm, 방 면적 20m2, 환기율 시간당 0.6회인 조건에서 플라스틱이 방에 설치된 날로부터 30일 이후의 실내 공기 중 농도를 추정하는 것이다. ConsExpo web 1.0.2 배출 모델에 입력이 필요한 매개변수는 다음의 <표 3-2>와 같다.
62) RIVM, “ConsExpo Web”, 검색일: 2020.9.14.
제3장 플라스틱 첨가물질 용출잠재력 추정 기법 마련 ∣ 69
<표 3-2> ConsExpo web 1.0.2 배출 모델 입력 매개변수
매개변수 정의 단위
S 플라스틱 패널 표면적 m2
L 플라스틱 두께 cm
C 플라스틱 내 첨가물질 농도 Kg/m3
D 플라스틱 내 첨가물질의 확산 계수 m2/s
hm 이동 속도 계수 m/s
q 환기율 1/s
K 플라스틱 지지체-공기 간 첨가물질의 분배 계수
-자료: RIVM(2017), p.46을 참고하여 저자 작성.
ConsExpo web을 사용하여 흡입 용출잠재력을 시범 추정하는 과정에서 적용한 평가 조건 및 노출 시나리오 예시는 다음과 같다.
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자료: 저자 작성.
<그림 3-3> ConsExpo web 사용 시 평가 조건 및 노출 시나리오 예시
제3장 플라스틱 첨가물질 용출잠재력 추정 기법 마련 ∣ 71
마. 적용 대상
1) 정량적 용출잠재력 도출 가능 물질
중성 유기 첨가물질은 정량적으로 용출잠재력을 도출할 수 있다. 다만 일부 첨가물질의 경우 기능에 따라 용출 특성이 극단적일 수 있으므로 정성적으로 용출잠재력을 추정하기도 한다. 전하를 띤 첨가물질은 다양한 유형의 플라스틱 지지체와 첨가물질 간 상호작용에 대 한 이해가 부족하여 정량적 용출잠재력을 도출하기 어렵다. 무기 첨가물질의 경우에도 적용 가능한 정량적 용출잠재력 추정 기법이 존재하지 않는다. UVCB(Substance of Unknown or Variable composition, Complex reaction products or Biological materials)는 고유 구조를 특정할 수 없을 때, 대표적 구조 세 개(분자량 상, 중, 하)의 용출잠재력을 도출 하고 중간 분자량에 대한 값을 대표 값으로 간주한다.
바. 용출잠재력 지표 도출
상대 비교를 위한 용출잠재력 지표를 도출하는 방법은 식(3-5)와 같다.
∙ 제지표 log 피부 노출 모델 추정치 해당 데이터셋 최대값
∙ 부가지표 log 흡입 노출 모델 추정치 해당 데이터셋 최대값
식(3-5)
정량적 용출잠재력 추정이 가능한 물질을 대상으로 지표를 도출한다. 순위 선정 시 피부 용출잠재력 지표를 제1지표, 흡입 용출잠재력 지표를 부가 지표로 활용한다. 지표 값이 클 수록 첨가물질이 플라스틱으로부터 용출될 가능성이 높다. UVCB는 고유 구조를 특정할 수 없을 때 대표적 구조 세 개(분자량 상, 중, 하)의 지표를 도출하고 중간 분자량 구조에 대한 지표를 대표 값으로 간주한다.
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