화학사고물질 노출에 따른 피해지역 주민 건강위해성평가:
폼알데하이드 사례를 중심으로
박시현* · 조용성** · 임희빈* · 박지훈*** · 이철민* · 황승율*** · 이청수***†
*서경대학교 화학생명공학과, **환경부 화학물질안전원 사고예방심사2과, ***환경부 화학물질안전원 사고대응총괄과
Health Risk Assessment for Residents after Exposure to
Chemical Accidents: Formaldehyde
Sihyun Park*, Yong-Sung Cho**, Huibeen Lim*, Jihoon Park***, Cheolmin Lee*, Seung-Ryul Hwang***, and Chungsoo Lee***†
*Department of Chemical and Biological Engineering, Seokyeong University
**Accident Prevention and Assessment Division 2, National Institute of Chemical Safety, Ministry of Environment ***Accident Response Coordination Division, National Institute of Chemical Safety, Ministry of Environment
ABSTRACT
Objectives: Acute exposure to high concentrations of chemicals can occur when a chemical accident takes place. As such exposure can cause ongoing environmental pollution, such as in the soil and groundwater, there is a need for a tool that can assess health effects in the long term. The purpose of this study was assessing the health risks of residents living near a chemical accident site due to long-term exposure while considering the temporal concentration changes of the toxic chemicals leaked during the accident until their extinction in the environment using a multimedia environmental dynamics model.
Methods: A health risk assessment was conducted on three cases of formaldehyde chemical accidents. In this study, health risk assessment was performed using a multimedia environmental dynamics model that considers the behavior of the atmosphere, soil, and water. In addition, the extinction period of formaldehyde in the environment was regarded as extinction in the environment when the concentration in the air and soil fell below the background concentration prior to the accident. The subjects of health risk assessment were classified into four groups according to age: 0-9 years old, 10-18 years old, 19-64 years old, and over 65 years old. Carcinogenic risk assessment by respiratory exposure and non-carcinogenic risk assessment by soil intake were conducted as well.
Results: In the assessment of carcinogenic risk due to respiratory exposure, the excess carcinogenic risk did not exceed 1.0×10−6 in all three chemical accidents, so there was no health effect due to the formaldehyde chemical accident. As a result of the evaluation of non-carcinogenic risk due to soil intake, none of the three chemical accidents had a risk index of 1, so there was no health effect. For all three chemical accidents, the excess cancer risk and hazard index were the highest in the age group 0-9. Next, 10-18 years old, 65 years old or older, and 19-64 years old showed the highest risk.
Conclusion: This study considers environmental changes after a chemical accident occurs and until the substance disappears from the environment. It also conducts a health risk assessment by reflecting the
†Corresponding author: National Institute of Chemical Safety, 270, Osongsaengmyeong 11-ro, Osong-eup, Heungdeok-gu, Cheongju-si, Chungcheongbuk-do, 28164, Republic of Korea, Tel: +82-43-830-4162, Fax: +82-43-830-4199, E-mail: [email protected]
Received: 19 February 2021, Revised: 7 March 2021, Accepted: 8 March 2021
characteristics of the long-term persistence and concentration change over time. It is thought that it is of significance as a health risk assessment study reflecting the exposure characteristics of the accident substance for an actual chemical accident.
Key words: Chemical accident, health risk assessment, formaldehyde, chronic exposure
I. 서 론
우리나라의 경우 경제개발 정책을 시행하여 단기 간 내에 경제성장을 이루었으며, 국민소득도 지속적 으로 증가하였다. 하지만 경제개발을 위해서 여러 종 류의 화학물질을 사용하였고 결국 다양한 환경오염 문제가 지속적으로 발생하게 되었다.1-2) 화학물질은 산업 활동 및 일상생활에 있어 필수적인 요소이지 만, 적절한 관리가 이루어지지 않으면 환경오염, 화 학사고 등과 같은 대규모 재난이 발생하여 큰 피해 가 발생할 수도 있다. 이에 환경부에서는 화학물질 의 효율적인 관리를 위해「유해화학물질관리법」을 2015년에 「화학물질관리법」으로 개정하였다.3) 국내 유해화학물질 배출량 조사 결과에 따르면 2017년에 전국 3,798개 사업장에서 56,232톤의 화학 물질을 배출하고 있었으며, 매년 배출량이 증가하고 있는 경향을 나타내고 있었다.4-6) 이처럼 다양한 화학물질의 사용에 따라, 국내에서 는 2014년부터 2019년까지 총 449건의 화학사고가 발생하였으며, 울산, 안산, 부산, 인천, 여수 등의 공 업단지가 위치하고 있는 지역에서 사고가 다수인 것 으로 보고하였다.7) 화학사고 영향조사의 경우 「화 학물질관리법」 제45조에 따라 화학사고가 발생하면 필요시 현장수습조정관을 단장으로 하는 화학사고 조사단을 구성하여 실시하고 있다. 화학사고 발생 시 인적·물적 피해 산정 및 사고수 습을 위해 사고 피해 영향을 정확히 규명하는 것이 매우 중요하다. 화학사고 상황에서 건강위해성평가 를 위한 도구는 다양한 나라에서 개발하여 활용 중 이며, 미국의 경우 EPA (Environmental Protection Agency)의 AEGL (Acute Exposure Guideline Levels) 과 AIHA (American Industrial Hygiene Association) 의 ERPG (Emergency Response Planning Guideline) 등의 값들을 사용하고 있다. EU (European Union) 에서는 EEI (Emergency Exposure Indices) 등의 값 들을 건강위해성평가에 활용하고 있으나, 이들은 주 로 24시간 이내의 급성호흡노출만을 고려한 값이다.8-11) 화학사고로 인한 피해는 사고발생시 고농도의 급 성 노출에 의한 피해 외에도, 토양, 작물 또는 지하 수의 침전이나 오염으로 인한 지속적인 노출이 발생 할 수 있어 장기적인 노출에 의한 건강위해성평가를 위한 도구가 절실히 요구된다. 따라서 본 연구에서 는 화학사고로 인해 누출된 유해화학물질의 환경 매 체 간 거동 및 희석 등 소멸과정의 시간적 농도변 화를 고려하여, 화학사고 주변 주민들의 장기간 노 출에 의한 건강위해성을 평가할 수 있는 방법론을 개발함으로써 화학사고 후 사고대응 및 사후관리에 있어 기초적 자료를 제공하고자 한다.II. 연구 방법
본 연구에서는 한국환경산업기술원 ‘화학사고 후 인체영향평가기술 개발’ 연구에서 개발된 다매체 환 경동태모델을 이용하여 대기 및 토양 중 잔류하는 유해화학물질의 농도를 산출하였고 이를 기반으로 만성건강영향평가를 수행하였다.12)평가대상물질로는 화학사고 다발물질이며 환경동태모델 구동이 가능한 물질 중 폼알데하이드를 선정하였다. 2015년 1월부 터 2020년 8월까지 폼알데하이드 화학사고 총 16건 중 학교 내 실험실 소량 누출 사고(12건)와 혼합물 (1건) 사고를 제외 한 3건의 사고 사례를 기반으로 구축한 다매체 환경동태모델링을 통해 시간에 따른 환경매체별 폼알데하이드의 농도를 산출하였고, 이 를 기반으로 만성위해성평가를 수행하였다. 만성건 강영향평가는 미국 국가 연구위원회(National Research Council, NRC) 및 미국 국립과학원(National Academy of Sciences, NAS)에서 고안한 위해성평가 방법을 기반으로 화학사고 발생 후 지속적으로 변화하는 농 도를 반영하여 평가를 수행하였다. 위해성평가 수행 결과는 화학사고 발생 화학물질이 영구적으로 환경 매체 내에 존재하지 않고 일정기간 잔류하는 특성, 즉 한정된 노출기간의 특성과 연령별 유해화학물질의 독성 영향의 차이 등을 반영하기 위해 노출 연 령별로 나누어 위해성평가를 수행하였으며, 평가결 과를 위해지도로 나타내었다. 1. 화학사고 다매체 환경동태모델 구축 본 연구에서 사용된 다매체 환경동태모델의 특성 및 구동 범위는 다음과 같다. 화학사고 상황에 적용 하여 각 환경 매체 중 환경거동을 파악하기 위하여 기본적으로 비정상상태를 가정하였다. 또한, 기상의 변화에 따라 대기 및 토양, 수계 등의 각 구획에서 유해오염물질의 거동을 파악할 수 있도록 하였다. 대 기에서는 이류와 난류확산에 의한 유해오염물질의 인접 공간의 이동을 반영하였고, 지표토양 및 수계 는 건습식 침적, 토양의 경우 식생에 의한 침척차단 을 반영하였다. 또한 지표매질로 유입된 유해오염물 질의 휘발과 대기중 분해반응을 반영하였고, 토양에 서는 대기로부터 유입된 유해오염물질의 휘발, 지하 수로 침출, 식생으로의 흡수, 분해반응 등을 반영하 였다. 또한 강우로 인한 강우유출과 토사유출에 의 해 유해오염물질이 지표수로 이동되는 원리도 반영 하였다. 환경 중 소멸기간은 화학사고로 인해 발생한 모델 링 전 구간에서 사고발생이전 대기 및 토양 각각의 배경농도(대기 중 농도 기준) 이하로 내려간 경우 환 경 중 소멸한 것으로 간주하였다. 2. 연구대상 화학사고 선정 폼알데하이드 화학사고 사례의 경우 2015년 1월 부터 2020년 8월까지 화학물질안전원 화학물질종합 정보시스템을 통해 확인하였다.7) 폼알데하이드 화학 사고 총 16건으로 조사되었고, 화학사고 중 학교 내 실험실 소량 누출 사고 12건과 혼합물 사고 1건을 제외한 총 3건의 사고 사례를 대상으로 건강위해성 평가를 실시하였다. 첫 번째 사례의 경우 2015년 3월 인천 남동구의 유해화학물질 사업장에서 보수 작업 중 작업자 부주 의에 의해 배관에서 약 20 L 유출된 사고였으며, 두 번째 사례의 경우 2015년 9월 경기도 화성시의 유 해화학물질 사업장에서 옥외탱크 밸브 차단 후 배관 수리 점검 작업 중 패킹이상으로 약 100 L가 유출 된 사고였다. 두 번째 화학사고의 경우 사고 지점 인근의 기상청 기상측정데이터가 없어 가장 인근 지 역인 수원시의 기상데이터를 활용하였다. 마지막 사 례의 경우 2016년 9월 부산 강서구의 유해화학물질 사업장에서 저장탱크 원인미상의 파열로 인해 저장 되어 있던 폼알데하이드 2톤이 우수관로로 유출된 사고였다. 3. 화학사고 만성 건강위해성평가 연구대상 물질인 폼알데하이드의 경우 용량-반응 에 관한 정보는 EPA의 IRIS를 이용하여 조사하였 다. 독성발현에 따라 비발암독성의 경우 독성참고치 (Reference Dose, RfD) 혹은 흡입노출참고치 (Reference Concentration, RfC)를 조사하였으며, 발 암독성의 경우 발암잠재력(Carcinogenic Slope Factor, CSF)을 조사하여 평가에 사용하였다. 노출 평가(Exposure assessment)의 경우 다매체 환 경동태모델을 활용하여 화학사고 발생이후 발생된 물질의 농도가 각 환경 매체별 배경농도에 이르기까 지의 기간을 고려하여 노출 연령군별 물질의 노출 평가를 수행하였다. 노출평가 대상 연령 기준은 총 4개 그룹으로 0~9세, 10~18세, 19~64세, 65세 이상 으로 하였고, 화학사고 발생으로 인한 활동패턴의 변 화 없이 각 연령별로 일반적인 활동패턴에 따라 활 동하는 것으로 가정하였다. 노출경로별 노출량은 호 흡으로 인한 흡입노출 및 토양의 직접섭취로 인한 섭취 노출을 평가하였으며, 평가에 사용한 노출계수 는 Table 2와 같다. 호흡으로 인한 노출은 실외에서의 노출과 실내에 서의 노출을 평가하였다. 실외에서의 노출은 다매체 환경동태모델의 결과에 따라 노출량을 평가하였으며, 실내에서의 노출은 화학사고로 인해 발생한 실외에 서의 폼알데하이드가 실내로의 유입을 통해 노출되 는 것으로 가정하였다. 메타분석 기법을 활용한 실 내·외 유해화학물질의 농도비를 이용한 실내농도 예 측 모델을 이용하여 실내 중 폼알데하이드의 농도를 산출 및 노출량을 평가하였다.12-13) Cindoor=0.33Coutdoor
Cindoor: indoor toxic pollutant concentration (mg/m3)
Coutdoor: outdoor toxic pollutant concentration (mg/m3)
다매체 환경동태모델 및 실내농도예측 모델을 이 용하여 산출된 농도를 기반으로 실내·외 공간에서
호흡으로 인한 화학물질의 노출량을 평가하기 위한 평생일일평균노출량을 산출하였다.
LADD (mg/kg/day)=
CLT : period until the extinction of the target chemical in the environment (days)
Cn outdoor: concentration of the outdoor target
chemical ‘n’ days after accident occurrence (mg/m3) IHR : inhalation rate (m3/day)
OET : outdoor exposure time (days)
Cn indoor: concentration of the indoor target
chemical ‘n’ days after accident occurrence (mg/m3) IET : indoor exposure time (days)
BW : body weight (kg) LT : lifetime (days) 토양의 섭취로 인한 폼알데하이드의 노출평가는 다매체 동태모델을 구동하여 나온 토양에서의 폼알 데하이드의 산출농도를 기반으로 아래의 식을 이용 하여 일일평균노출량을 산출하였다. 이 때 토양 내 존재하는 폼알데하이드를 섭취할 경우 100% 흡수 되는 것을 가정하여 일일평균노출량을 산출하였다. ADD (mg/kg/day)=
CLT : period until the extinction of the target chemical in the environment (days)
Cn Soil: concentration of the target chemical in soil
‘n’ days after accident occurrence (mg/kg) SIR : soil intake rate (kg/day)
BW : body weight (kg)
AT : average exposure time (days)
위해성평가 과정 중 위해도결정(Risk Characterization) 은 용량-반응평가 및 노출평가 자료를 기반으로 화 학사고로 발생한 화학물질의 환경 중 소멸시점까지 노출에 의한 건강위해도를 결정하였다. 화학물질의 노출경로 및 흡입 노출로 인한 발암성평가 및 경구 노출로 인한 비발암평가를 실시하였다. 발암성 독성 물질의 위해도는 용량-반응평가에서 도출한 발암잠 재력(Cancer Slope Factor, CSF)과 노출평가에서 산 출한 평생일일평균노출량(Lifetime Average Daily Dose, LADD) 값을 초과발암위해도(Excess Cancer Risk, ECR)에 적용하여 결정하였다. 발암위해도가 1.0×10−6을 초과하지 않는 경우 화학사고로 인해 발 생한 화학물질의 노출로 인한 유해한 건강영향은 없 는 것으로 판단하였다.
ECR = LADD (mg/kg/day) × CSF ((mg/kg/day)−1)
ECR : excess cancer risk
LADD : lifetime average daily dose (mg/(kg/day)) CSF : cancer slope factor (mg/(kg/day))
비발암성 독성물질의 위해도 결정은 용량-반응평 가에서 도출한 독성참고치(Reference Dose, RfD)와 노출평가에서 산출한 일일평균노출량(Average Daily Dose, ADD) 값을 이용하여 위해지수(Hazard Index, HI)를 산출하여 평가하였다. 위해지수는 1을 넘지 않 는 경우 화학사고로 인해 발생한 화학물질의 토양섭 취노출로 인한 유해건강영향은 없는 것으로 판단하였다.
HI =
HI : hazard index
ADD : average daily dose (mg/(kg/day)) RfD : reference dose (mg/(kg/day))
산출된 초과발암위해도 및 위해지수에 따른 건강 위해도를 한눈에 파악할 수 있도록 위해지도를 통해 나타내었다. 건강위해도를 표현하기 위한 전체 영역 은 다매체 모델링과 같은 가로 15 km, 세로 15 km 의 범위를 설정하였으며, 내부 격자 또한 가로 0.1 km, 세로 0.1 km 설정하였고, 오픈소스 GIS 프로그 램인 QGIS (Quantum Geographic Information System) Ver.3.10.2를 이용하여14) 결과를 나타내었다.
III. 연구 결과
1. 발암위해도 평가
폼알데하이드의 경우 호흡 노출에 의한 발암독성 및 토양 섭취로 인한 비발암독성을 가지고 있었다 Cn outdoor×IHR×OET
( )+(Cn indoor×IHR×IET)
n=1 CLT
∑
BW kg( ) LT day× ( ) ---Cn Soil×SIR ( ) n=1 CLT∑
BW kg( ) LT day× ( ) ---ADD mg kg( ⁄ ⁄day) RfD mg kg( ⁄ ⁄day)---(Table 1). 연구대상 3건의 화학사고에 대한 다매체 환경동 태모델을 구동한 결과를 기반으로 폼알데하이드의 호흡노출로 인한 발암위해도를 산출하였다(Table 3). 초과발암위해도는 0~9세, 10~18세, 19~64세, 65세 이상 4개 그룹 모두에서 1.0×10−6을 초과하지 않아 호흡 노출로 인한 건강영향이 발생하지 않은 것으로 나타났고, 0~9세의 그룹에서 가장 높은 것으로 나타 났다. 첫 번째 화학사고인 2015년 약 20 L 유출된 사고의 경우 환경 중 소멸기간(배경농도)은 1일로 나 타났고, 4개 그룹 전 연령대에서 초과발암위해도 1.0×10−6을 초과하지 않았다. 두 번째 화학사고인 2015년 약 100 L 유출된 사고의 경우 환경 중 소멸 기간은 66일로 나타났고, 전 연령대에서 초과발암위 해도 1.0×10−6을 초과하지 않았다. 마지막으로 2016 년 9월 2톤이 유출된 화학사고의 경우 환경 중 소멸 기간은 56일로 나타났고, 마찬가지로 전 연령대에서 초과발암위해도 1.0×10−6을 초과하지 않아 호흡 노 출로 인한 건강영향이 발생하지 않은 것으로 나타났다. 화학사고 3건의 초과발암위해도를 등분위로 표현한 위해지도에서도 특별한 경향을 나타내지 않았다(Fig. 1). 2. 비발암위해도 평가 3건의 폼알데하이드 화학사고로 인해 발생한 섭취 노출에 의한 위해지수를 산출하였다(Table 4). 전체 적으로 위해지수는 0~9세에서 가장 높은 위해도를 나타냈으며, 그 뒤로 10~18세, 65세 이상, 19~64세 순으로 위해지수가 높은 것으로 나타났다. 3건의 화 Table 1. Dose-response assessment data used in this study
Classification Contents
Cancer
Exposure pathway Inhalation
Extrapolation method Linearized multistage procedure, additional risk
Tumor site Respiratory
Tumor type Squamous cell carcinoma
Inhalation unit risk (mg/m3) 1.3×10-8 Cancer slope factor (mg/kg/day) 4.55×10-8
Non-cancer
Exposure pathway Intake
Critical effect Reduces weight gain, histopathology in rats
RfD (mg/kg/day) 2×10−1
※ RfD reference dose
Table 2. Exposure factors used in this study Classification Age groups/
Scenarios Value Body weight (kg) 0~9 13.3* 10~18 53.6* 19~64 63.3** 65~82 60.7** Inhalation rate (m3/day) 0~9 10.79* 10~18 15.12* 19~64 14.26** 65~82 14.25**
Soil intake rate (mg/day)
0~9 90***
10~18 50***
19~64 50***
65~82 50***
Life time (day) 30,186****
Outdoor exposure time (day)
0~9 0.034*
10~18 0.028*
19~64 0.050**
65~82 0.075**
Indoor exposure time (day)
0~9 0.966*
10~18 0.972*
19~64 0.950**
65~82 0.925**
*Korean Exposure Factors Handbook for Children (MoE, 2016)
**Korean Exposure Factors Handbook (MoE, 2007) ***US EPA Exposure Factors Handbook-Soil and Dust Ingestion (2017)
학사고 모두 전 연령대에서 위해지수 1을 초과하지 않아 화학사고로 발생한 폼알데하이드의 토양 섭취
노출로 인한 유해한 건강영향이 발생하지 않은 것으 로 나타났다.
Fig. 1. Excess cancer risk map by chemical accident case Table 3. Carcinogenic risk assessment results
Classification Age (year) Exposure duration (day) Mean Max Percentiles 5th 25th 50th 75th 95th Case 1 0~9 1 4.4×10-17 2.4×10-14 6.6×10-48 2.9×10-31 1.9×10-21 2.9×10-18 1.1×10-16 10~18 1.5×10-17 8.3×10-15 2.3×10-48 1.0×10-31 6.7×10-22 1.0×10-18 4.0×10-17 19~64 1.3×10-17 6.9×10-15 1.9×10-48 8.4×10-32 5.6×10-22 8.3×10-18 3.3×10-17 65≤ 1.4×10-17 7.5×10-15 - 9.2×10-31 6.1×10-22 9.1×10-18 3.6×10-17 Case 2 0~9 66 2.9×10-15 4.7×10-11 6.3×10-18 2.7×10-17 8.5×10-17 3.1×10-16 2.5E-15 10~18 9.8×10-16 1.6×10-11 2.2×10-18 9.2×10-18 2.9×10-17 1.1×10-16 8.7×10-16 19~64 8.2×10-16 1.3×10-11 1.8×10-18 7.7×10-18 2.4×10-17 8.9×10-17 7.2×10-16 65≤ 8.9×10-16 1.5×10-11 1.5×10-18 8.0×10-18 2.7×10-17 9.7×10-17 7.9×10-16 Case 3 0~9 56 6.3×10-15 3.0×10-12 2.0×10-17 1.2×10-16 4.6×10-16 2.1×10-15 1.3×10-14 10~18 2.2×10-15 1.0×10-12 6.9×10-18 4.1×10-17 1.6×10-16 7.1×10-16 4.6×10-15 19~64 1.8×10-15 8.6×10-13 5.7×10-18 3.4×10-17 1.3×10-16 5.9×10-16 3.9×10-15 65≤ 2.0×10-15 9.4×10-13 4.0×10-18 3.4×10-17 1.4×10-16 6.5×10-16 4.2×10-15
Table 4. Non-carcinogenic risk assessment results Classification Age (year) Exposure duration (day) Mean Max Percentiles 5th 25th 50th 75th 95th Case 1 0~9 1 1.9×10-8 1.1×10-5 1.0×10-41 1.1×10-24 1.4×10-21 6.5×10-10 5.5×10-8 10~18 2.6×10-9 1.5×10-6 1.4×10-42 1.5×10-25 1.9×10-22 8.9×10-11 7.6×10-9 19~64 2.2×10-9 1.3×10-6 1.2×10-42 1.2×10-25 1.6×10-22 7.5×10-11 6.5×10-9 65≤ 2.3×10-9 1.3×10-6 1.3×10-42 1.3×10-25 1.7×10-22 7.9×10-11 6.7×10-9 Case 2 0~9 66 3.6×10-8 1.7×10-4 2.2×10-10 9.7×10-10 3.3×10-9 1.3×10-8 1.1×10-7 10~18 5.0×10-9 2.3×10-5 3.0×10-11 1.3×10-10 4.6×10-10 1.8×10-9 1.5×10-8 19~64 4.2×10-9 1.9×10-5 2.5×10-11 1.1×10-10 3.9×10-10 1.5×10-9 1.2×10-8 65≤ 4.4×10-9 2.0×10-5 2.6×10-11 1.2×10-10 4.1×10-10 1.6×10-9 1.3×10-8 Case 3 0~9 56 1.0×10-6 5.9×10-4 2.3×10-9 1.1×10-8 4.4×10-8 2.0×10-7 2.4×10-6 10~18 1.4×10-7 8.1×10-5 3.1×10-10 1.6×10-9 6.0×10-9 2.8×10-8 3.3×10-7 19~64 1.2×10-7 6.9×10-5 2.7×10-10 1.3×10-9 5.1×10-9 2.4×10-8 2.8×10-7 65≤ 1.2×10-7 7.2×10-5 2.8×10-10 1.4×10-9 5.3×10-9 2.5×10-8 2.9×10-7
Fig. 2. Hazard index risk map by chemical accident case Fig. 2는 위해지수를 등분위로 표현한 위해지도로
토양 섭취노출로 인한 유해한 건강영향은 발생하지
IV. 고 찰
본 연구는 실제로 발생했던 화학사고에 대해 장기 적인 건강영향을 평가 할 수 있는 다매체 환경동태 모델을 구동하고, 이를 기반으로 만성 건강위해성평 가를 수행하여 향후 화학사고 발생시 사고대응 및 수습을 위한 기초자료를 제공하고자 수행된 연구이다. 폼알데하이드의 경우 환경부 화학물질관리법에서 는 화학사고 발생의 우려가 높거나 화학사고가 발생 하면 피해가 클 것으로 우려되는 사고대비물질로 지 정되어 있다. 폼알데하이드의 영향조사 실시기준인 화학사고 발생 후 사업장 밖의 급성노출기준(AEGL, Acute Exposure Guideline Level) AEGL-1은 10분, 30분, 60분, 4시간, 8시간 기준이 0.9 ppm으로 설정 되어 있다. 미국 EPA 급성노출기준인 AEGL은 일 반인이 화학물질 누출이나 재난으로 인한 노출 가이 드라인으로 AEGL-1, AEGL-2, AEGL-3로 구분되며, 노출시간을 10분, 30분, 1시간, 4시간, 8시간으로 구 분하고 있다. AEGL-1은 일시적인 불쾌감 및 자극 을 유발하며, 현장이탈 시 정상회복이 가능한 농도 수준을 의미한다.15)화학사고 관리 및 사고대응을 위한 도구로 미국의 NOAA, ALOHA, 한국의 CARIS 등 다양한 농도예 측 프로그램들이 활용되고 있으나 이들 프로그램들 은 대기 확산 모델을 기반으로 개발된 프로그램으로 써 대기 중 거동만을 평가할 수 있는 한계를 가지고 있다.13) Hearn et al.(2013)의 연구에 따르면 Cl 2 가 스의 환경 중 방출 시험에서 발출된 Cl2가 방출 지 점 주변 토양에 50% 이상 침적됨을 확인하였으며, 이 는 화학사고로 인해 발생한 유해화학물질의 환경 중 농도예측에 있어 대기뿐만 아니라 토양 및 수계 등 복합적인 평가가 필요함을 시사나는 결과하고 할 수 있다.16) 이에 본 연구에서는 대기뿐만 아니라 토양 및 수계의 거동을 고려한 다매체 환경동태 모델을 활용하였고, 이를 통해 매체별 노출경로를 통한 노 출량 예측 및 만성 건강위해성평가를 수행하였다. 화학사고로 발생 후 폼알데하이드의 농도가 배경 농도 이하로 내려간 경우 환경 중 소멸한 것으로 판 단하였으며, 사고로 인해 발생한 영향이 종료되었다 고 판단하였다. 본 연구에서는 사용된 폼알데하이드 의 국내 배경농도 자료는 국립환경과학원의 2012년 조사 자료를 활용하였으며, 대기 중 4.80 µg/m3, 토 양 중 0.01 µg/kg 이하가 될 경우 사고영향 종료시 점으로 설정하여 평가하였다.16)화학사고 발생 시 기 상상태 등에 따라 환경 중 소멸기간이 3건의 화학 사고가 각각 1일, 66일, 56일로 다르게 나타났지만, 이는 사고영향이 환경 중에 영향을 줄 수 있다는 사 실을 확인한 결과로 화학사고 이후 사후관리가 필요 함을 나타내는 결과라고 할 수 있다. 화학사고로 인해 발생한 유해화학물질의 노출은 노출대상의 전 생애에 걸쳐 노출되는 것이 아닌 화 학사고 발생시점 이후부터 노출이 시작되어 발생한 유해화학물질이 환경 중 소멸되는 사고영향 종료시 점까지 일정기간동안 노출되는 특징을 가지고 있다. 본 연구결과 3건의 화학사고 모두 노출대상인 0~9 세, 10~18세, 19~64세, 65세 이상 4가지 그룹에서 발암 위해성평가 및 비발암 위해성평가 결과 모두 건강영향이 발생하지 않은 것으로 확인되었다. 평가 결과 모두 0~9세, 10~18세 순서로 높은 경향을 나 타냈으며, 이는 화학사고 발생 이후 사고대응에 있 어 19세 미만 어린이 및 청소년의 건강장해를 우선 적으로 고려해야 되는 결과라고 할 수 있다. 향후 화학사고에 대한 만성 건강위해성평가 결과 를 근거로 화학사고 피해지역 주민들에 대한 향후 건강모니터링 필요성 여부를 제안하고, 화학사고로 인해 배출된 유해화학물질의 노출 특성을 반영한 연 구로서의 의미가 있다고 판단된다.
V. 결 론
본 연구는 실제 발생했던 폼알데하이드 화학사고 3건에 대한 환경 매체 간 거동 및 희석 등 소멸 과 정의 시간적 농도 변화를 고려한 화학사고 주변 주 민들의 장기간 노출에 의한 건강 위해성평가를 실시 하였다. 연구대상 3건의 화학사고 모두 폼알데하이드의 발 암 위해성평가 결과 0~9세, 10~18세, 19~64세, 65 세 이상 4개 그룹 전 연령대의 초과발암위해도는 1.0×10−6을 초과하지 않아 호흡 노출로 인한 건강영 향이 발생하지 않은 것으로 나타났다. 비발암 위해 성평가 결과도 위해지수 1을 초과하지 않아 건강영 향이 발생하지 않은 것으로 나타났다. 세부 연령별 로 위해지수는 0~9세에서 가장 높은 위해도를 나타 냈고, 그 뒤로 10~18세, 65세 이상, 19~64세 순으로위해지수가 높은 것으로 나타나, 화학사고 발생 이 후 사고대응에 있어 19세 미만 어린이 및 청소년의 건강장해를 우선적으로 고려가 필요한 것으로 판단된다. 본 연구는 화학사고로 발생한 유해오염물질의 환 경 중 소멸까지 환경매체별 거동이 고려된 장기잔류 및 시간별 농도 변화 특성을 반영한 연구로써, 화학 사고로 인해 배출된 유해화학물질의 노출 특성을 반 영한 연구로서의 의미가 있다 여겨진다. 화학사고 발생 후 만성 건강영향 평가 연구결과를 활용하여, 화학사고 발생 후 피해규모 판단을 위한 과학적 근거를 확보함으로써 지역사회 건강권 확립 과 대국민 신뢰성 확보가 가능할 것으로 사료된다.
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<저자정보>
박시현(연구원), 조용성(보건연구관), 임희빈(연구원), 박지훈(환경연구사), 이철민(교수), 황승율(과장), 이청수(보건연구사)
