논문 주제를 결정하는데 많은 고민이 있었습니다. 도서관에 즐비한 논문들이 개 개인의 땀 흘려 거두어낸 노력의 결심임을 깨달으며, 그 성과를 가볍게 보았던 저 를 반성하기도 했습니다. 그러한 저에게 작은 것부터 큰 것까지 하나라도 더 깨우 치도록 깊은 열정으로 지도해 주신 양지연 지도 교수님과 부족한 제자에게 가능 성을 인정해 주시고 도움과 지지를 아끼지 않으셨던 신동천 교수님, 때론 따끔한 질책으로 때론 진정한 조언을 아끼지 않으셨던 임영욱 교수님께 진심으로 감사드 립니다. 2년 6개월이라는 짧은 시간 동안 새로운 분야에서 많은 성장을 할 수 있 었던 기회와 도전이었습니다. 대학원 생활 동안 깊은 관심과 격려, 조언을 아끼지 않으셨던 손우락 선생님께 감사한 마음을 전하고 싶습니다. 바쁜 대학원 생활 동안 많은 도움을 주었던 선덕 선생님과 현지 선생님, 그리고 사석에서는 친구처럼 편안하게 대해주었던 김수환 조교 선생님에게도 고마운 마음을 전하고 싶습니다. 앞으로 좋은 일들만 가득하길 바랄게요. 무엇보다 우리 동기 박경은 선생님과 한상윤 선생님, 2년 6개월 동안 함께 배우며, 고민하며, 마음을 나눌 수 있는 친구가 되었지요. 우리 동기들 덕분 에 대학원 생활의 재미가 있었습니다. 모두 자기 분야에서 최고가 되길 바랍니다. 처음 대학원 진학을 결심했을 때, 저의 성장에 관심을 가지고 자극해 주신 삼성 전자 박인성 과장님과 에코프론티어 문현정 팀장님께 진심으로 감사드립니다. 본 논문을 완성하기까지 많은 도움을 주셨던 국립환경과학원의 양형재 팀장님과 윤 준헌 연구관님, 류지성 박사님과 정기은 박사님께 감사드립니다. 무엇보다 석사과 정 중인 저에게 유종의 미를 거둘 수 있도록 시간을 허락해주신 한국전자산업환 경협회의 이용우 부회장님, 이진기 실장님, 김보생 팀장님, 송효택 팀장님, 그리고 논문을 마무리 지을 수 있도록 끝까지 배려해 주신 이충우 팀장님께 진심으로 감
사드립니다. 논문을 핑계로 업무 끝난 후 이슬모임에 적극적이지 못했는데 섭섭한 건 아니시죠? 협회 김전환 과장님, 이한철 과장님, 이원영 과장님, 안치문 대리님, 김성자 주임님, 류재환 주임님, 그리고 정율씨와 지혜씨! 조만간 제가 자리 한 번 마련할게요. 그리고 더욱 큰 사람이 되어 모두에게 보답하겠습니다. 힘들 때 곁에서 즐거움과 위로가 되어준 나의 친구 일선이, 선열이, 민정이, 희 동이, 정영이, 너무 고맙다. 함께 일하면서 나의 스트레스도 나눠 가져주고, 챙겨 준 거 다 알아. 그리고 바쁘다는 핑계로 잠깐 소홀했던 나의 영원한 친구, 재호와 진희, 그리고 동생 민지! 이제 얼굴 마주 보며 밤새 웃어볼까? 마지막으로 저를 이 자리에 있게 해 주시고 지금까지 저의 든든한 버팀목이 되 어주신 아버지, 어머니께 감사와 사랑의 마음을 전하고 싶습니다. 세상 누구보다 나를 사랑해 주시고 믿어주시는 아빠, 고민이 있을 때마다 딸의 이야기를 끊임없 이 들어주시며 힘이 되어주는 엄마, 며느리의 석사 학위를 자랑스럽게 여기며, 지 지와 격려를 보내주셨던 아버님과 어머님, 공부하는 과정에 혹시나 몸과 마음이 불편하지 않을까 걱정하시며 어루만져 주시는 할머니께 감사한 마음을 전합니다. 또, 바쁘다는 핑계로 잠시 소홀해던 저의 빈자리를 채워주면서 가족의 활력소가 되어주는 도련님과 동서에게도 고맙다는 말을 꼭 하고 싶네요. 그리고 내 동생 우 리 혜빈이, 언니가 요즘 정신없이 보내면서 너에게 많이 소홀했지? 그래도 넌 언 니 마음 깊은 곳에 항상 있단다. 그리고 절대 잊어서는 안 되는 한 사람, 논문 쓰 는 동안 곁에서 가장 괴로웠을 것 같은 우리 남편, 미안하다는 말과 사랑한다는 말을 전하고 싶습니다.
국문요약 Ⅰ. 서론 1 1. 연구 필요성 1 2. 연구 목적 4 Ⅱ. 이론적 배경 5 1. 전기전자제품 내 사용되는 유해물질과 그 유해성 5 2. 국제 전기전자제품 유해물질 사용제한규제 동향 8 3. 화학물질 유해평가 동향 18 Ⅲ. 연구내용 및 방법 21 1. 연구내용 21 2. 연구방법 22 Ⅳ. 연구결과 29 1. 전기전자제품의 유해평가를 위한 전과정 노출경로 분석 29 2. 국내외 제품 중심의 유해평가 방법 고찰 35 3. 전기전자제품 내 화학물질 유해평가 기법 제안 51 4. 사례평가를 통한 기법 적용성 분석 70 5. 불확실성 최소화하기 위한 제언 85 Ⅴ. 연구고찰 90 Ⅵ. 결론 92 참고문헌 94 Abstract 102
표 1. 전기전자제품 내 사용된 주요 유해물질 6 표 2. EU 전기전자제품 내 유해물질 사용제한 지침 9 표 3. 미국 폐전자제품 재활용 관련 주법 10 표 4. 일본 자원유효이용촉진법 11 표 5. 중국 전자정보제품오염방지관리방법 13 표 6. 한국 전기전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률 14 표 7. 46종의 유해물질후보목록 15 표 8. 미국의 주요 위해성평가 관련 법령 및 주요 기준 20 표 9. 생산단계 평가에 필요한 정보출처 23 표 10. 사용단계 평가에 필요한 정보출처 23 표 11. 폐기단계 평가에 필요한 정보출처 24 표 12. 국내외 제품 중심의 유해평가방법 관련 지침서 목록 25 표 13. 대상제품의 노출량 추정을 위한 사용패턴 인자 및 자료원 25 표 14. 대상제품의 노출량 추정을 위한 노출인자 및 자료원 26 표 15. 대상제품의 국내 생산량 29 표 16. 대상제품의 구성물질 함유비율 30 표 17. 대상산업의 생산단계에서 발생하는 유해물질 배출량 31 표 18. 대상제품의 내수량 32 표 19. 대상제품의 교체주기 32 표 20. EUSES 경로별 인체 노출량 산정식 38 표 21. EU HERA 경로별 인체 노출량 산정식 41 표 22. US EPA HRA 경로별 인체 노출량 산정식 44 표 23. 제품 전과정 유해영향평가에 필요한 정보 45 표 24. 국내 제품의 전과정 위해성평가 경로별 인체 노출량 산정식 46
표 25. 국내 제품의 전과정 위해성평가의 위해판단 기준 47 표 26. 국내외 제품 중 유해영향평가 방법 비교 49 표 27. 국제기구의 유해물질 인체 발암등급 분류 57 표 28. 전기전자제품 생산단계에서 발생하는 유해물질의 인체 노출량 산정식 61 표 29. 전기전자제품 사용단계에서 발생하는 유해물질의 인체 노출량 산정식 63 표 30. 전기전자제품 폐기단계에서 발생하는 유해물질의 인체 노출량 산정식 64 표 31. 국내 성인 남녀의 평균 체중과 기대수명 및 접촉량 65 표 32. 피부흡수율 66 표 33. 국내 성인 남녀의 체표면적 66 표 34. 실내 거주시간 및 실내 공간체적 67 표 35. 한국 수계 및 대기부피와 국토면적 67 표 36. 전기전자제품 생산공정에서 발생하는 프탈레이트 배출량 71 표 37. Diethylhexylphthalate(DEHP) 독성정보 73 표 38. 텔레비전 생산단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 75 표 39. 냉장고 생산단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 75 표 40. 세탁기 생산단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 76 표 41. 개인용컴퓨터 생산단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 76 표 42. 텔레비전 사용단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 78 표 43. 냉장고 사용단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 79 표 44. 세탁기 사용단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 79 표 45. 개인용컴퓨터 사용단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 80 표 46. 텔레비전 폐기단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 81 표 47. 냉장고 폐기단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 82 표 48. 세탁기 폐기단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 82 표 49. 개인용컴퓨터 폐기단계에서 발생하는 DEHP의 인체 위해도 평가 83 표 50. 대상제품별 DEHP 인체 노출량 84 표 51. 대상제품별 DEHP 위해도 결과 84
그림 1. 연구의 틀 21 그림 2. 전기전자제품의 유해평가를 위한 전과정 범위 설정 22 그림 3. 대상제품의 선정 27 그림 4. 제품 전과정에 걸친 유해물질 배출경로 28 그림 5. EUSES 위해성평가 흐름도 36 그림 6. EU HERA 인체 위해성평가 흐름도 39 그림 7. 전기전자제품 생산단계에서 발생하는 유해물질의 위해도 산정절차 51 그림 8. 전기전자제품 생산단계의 유해물질 노출경로 52 그림 9. 전기전자제품 사용단계에서 발생하는 유해물질의 위해도 산정절차 53 그림 10. 전기전자제품 사용단계의 유해물질 노출경로 54 그림 11. 전기전자제품 폐기단계에서 발생하는 유해물질의 위해도 산정절차 55 그림 12. 전기전자제품 폐기단계의 유해물질 노출경로 55 그림 13. 전기전자제품 전과정에 따른 DEHP 노출경로 71 그림 14. 전기전자제품 전과정에 따른 유해물질 노출경로 90
유럽연합을 시작으로 미국, 일본, 중국 등 전 세계 국가들이 자국의 환경보호를 목적으로 환경정책 추진방향을 개선하고 규제 기준을 점차 강화하고 있다. 특히 제품에 관한 환경규제를 보다 일관성 있게 강화시키고자 통합제품환경정책(IPP: Integrated Product Policy)을 마련하였다. EU RoHS는 그 일환으로 전기전자제 품 폐기물의 처리와 재활용 과정에서 재활용성을 저해하거나 환경문제를 야기할 수 있는 유해물질의 사용을 제한하고, 덜 유해한 물질로 대체하도록 하는 규정으 로서 제품 내 납, 수은, 카드뮴, 6가크롬, PBB, PBDE의 6종 유해물질의 사용량 을 제한하고 있다. 이와 같은 지침은 유럽뿐만이 아니라 한국을 비롯하여 미국, 일본, 중국 등 전 세계적으로 확산되고 있으며, 규정 내용도 더욱 강화되어 6종 유해물질뿐만이 아니라 인체와 환경에 위해한 영향을 미치는 다른 물질들로 대상 범위를 확대하고 있다. 이에 본 연구에서는 국제적인 제품 환경성평가 방법론과 국내 제품 중심의 전 과정 위해성평가 지침에 따라 전기전자제품 내 유해물질의 위해도를 평가하는 기 법을 제안하였다. 우선 국제적으로 통용되고 있는 제품 환경성평가 및 위해성평가 의 선진 방법론과 국내 제품 중심의 전과정 위해성평가 지침을 조사하여 평가방 법을 비교분석하고, 전기전자제품에 적합한 평가기법을 창안하였다. 제품 전과정 범위를 제조단계, 사용단계, 폐기단계로 구분하여 평생일일평균노출량(LADE: Lifetime Average Daily Exposure)을 노출지표로 지정하여 총 8개의 시나리오 를 구성하였다. 그리고 제안한 평가기법을 활용하여 텔레비전, 냉장고, 세탁기, 개 인용컴퓨터를 대상으로 di-(2-ethylhexyl)phthalate(DEHP)에 관한 사례연구를 실시하였다. 그러나 전기전자제품 내 유해물질의 위해도 평가 수행 시, 해당물질 의 배출량과 노출경로를 정의하는데 복잡하고 다양한 변수들이 있었으며, 평가결
과에 영향을 줄 수 있는 가변성과 불확실성 요인이 존재하였다. 이에 따라 사전예 방의 관점에서 이러한 요인을 최소화시키고 위해도 결과값에 대한 신뢰도를 높이 고자 발전방안을 모색하였다. 이러한 연구 수행 및 개선을 통하여 전기전자제품 내 유해물질의 유해평가가 보다 과학적이고 타당한 방법으로 이루어질 수 있을 것으로 기대된다. 주제어 : 통합제품환경정책, 전기전자제품, 제품전과정 유해평가
Keywords : Integrated Product Policy, Electric and Electronic Product, Life cycle
국제 사회는 환경문제를 해결하기 위한 현실적인 대안으로 ‘지속가능한 발 전’을 제안하였다. 이는 현세대의 개발욕구를 충족시키면서도 미래세대의 개발능 력을 저해하지 않는 환경친화적인 개발을 추구하는 것으로 개발에 앞서 환경성을 먼저 평가하여 정책에 반영함으로써 미래세대가 제대로 보존된 환경 속에서 적절 한 개발이 이루어지도록 하는 것을 의미한다. 기존의 환경정책이 발생되는 배출물 을 적절하게 처리하는 사후처리 관점에서 이루어졌다면, 지속가능한 발전은 이를 사전에 원천적으로 봉쇄하여 사전예방적인 관점으로 전환하였다(산업자원부, 2007). 즉, 환경관리의 대상범위를 제품을 제조하는 사업장에서 원료채취, 제조, 수송, 사용, 폐기단계에 이르기까지 제품 전과정 범위로 전환하였다. 유럽에서는 전기전자산업을 시작으로 제품 설계 및 생산 시에서부터 인체와 환경에 유해한 영향을 미치는 특정물질을 지정하고, 해당물질의 사용을 제한하도록 규정하는 제 품환경규제를 제정하였으며, 이는 전 세계적으로 확산되었다. 오염물질 사후관리 → 오염물질 사전관리 공정 중심의 관리 → 제품 중심의 관리 제품 생산 및 폐기 단계 고려 → 제품 전과정 고려 개별적 유해물질 관리 → 통합적 유해물질 관리
EU RoHS(Restriction of the use of hazardous substances in EEE)는 전 기전자제품 폐기물의 처리와 재활용 과정에서 재활용성을 저해하거나 환경문제를 야기할 수 있는 유해물질의 전기전자제품 내 사용을 제한하고, 이러한 물질들을 덜 유해한 물질로 대체하도록 하는 규정으로 지난 2006년 7월 1일부터 EU 시장 에서 판매되는 전기전자제품에 대해 납, 수은, 카드뮴, 6가크롬, PBB, PBDE의 6 종 유해물질의 사용량을 제한하고 있다. 국내에서도 이 제도를 도입하여 2008년 1월 1일부터 환경성보장제를 시행하고 있다. 또한, 유럽연합은 6종 유해물질외 제 품 내 사용되는 다른 유해물질이 환경과 인체 건강에 미치는 영향을 검토하여 향 후 물질범위를 확대할 계획을 밝혔으며, 이는 국내 환경성보장제에도 적용될 전망 이라 그 귀추가 주목된다(외교통상부, 2007). 독일 연구소인 Ӧko-Institut e.V. 에서는 전기전자제품의 제조자 및 공급자로부터 제공받은 XRF 분석 자료와 연구 보고서에 기초하여 46종의 유해물질을 검토대상 후보물질 목록으로 발표하였다. 여기에는 발암성·돌연변이성·생식독성물질(CMR: Carcinogenity, Mutagenicity, toxicity for Reproduction), 지속성·생물농축성·독성물질(PBT: Persistent, Bioaccumulative and Toxic) 또는 고잔류성·고생물농축성물질(vPvB: very Persistent and very Bioaccumulative), 내분비계장애물질, 브롬계난연제 등이 포함되었다. 그 중에서도 특히 3종의 프탈레이트로 DEHP(diethylhexylphthalate), BPP (butylbenzylphthalate), DBP(dibutylphthalate), HBCDD(hexabromocyclod- odecane), TBBP-A(tetrabromobisphenol A)에 대한 검토가 우선적으로 진행되 고 있다(Five Winds International, 2001; BERR, 2008; Ӧko-Institut e.V., 2008).
이와 같은 국제 환경정책 동향에 따라 제품 전과정에 걸쳐 발생될 가능성이 있 는 유해영향을 사전에 예측하는 평가방법들이 개발되고 있으며, 유럽과 미국에서 는 제품 전과정평가에 관한 방법론을 활용하여 제품 내 유해물질을 관리하고 있 다. 하지만, 국내에서는 해외의 선진사례를 그대로 도입하여 적용하고는 있으나
구체적인 연구방법론이 확립되지 않았으며, 제품에 함유된 화학물질의 유해평가를 할 수 있는 과학적 근거가 명확하지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 전기전자산업이 한국의 주요핵심 산업인 만큼 해당제품에 대한 유해평가 방법론 개발의 중요성을 인식하고, 해외 선진국가의 제품 중심의 위해성평가에 관한 방법론과 국내에서 개발된 지침서를 고찰하여 전기전자제품에 적합한 유해평가 기법을 제안하였다. 또한 제안한 기법으로 사례평가를 수행하였 으며, 결과를 도출하는데 발생한 한계점과 불확실하고 불완전한 요소를 파악하여 이를 개선할 수 있는 발전방안을 모색하고 신뢰도 높은 제품 중심의 유해평가가 이루어질 수 있도록 의견을 제시하였다.
전기전자제품에는 환경 및 인체에 유해영향을 미치는 화학물질이 다량 존재하 며, 관리가 시급히 필요한 물질을 선별하기 위해서는 전기전자제품에 적합한 유해 성 평가기법이 필요하다. 본 연구에서는 전기전자제품 내 함유된 화학물질이 인체 에 미치는 유해영향을 평가할 수 있도록 기법을 제안하였다. 첫째, 국제적으로 통용되고 있는 제품 환경성평가 및 위해성평가의 선진 방법론 과 국내 제품 중심의 전과정 위해성평가 지침을 조사하여 평가방법을 비교분석한 다. 둘째, 전기전자제품은 이미 일반 생활환경에 깊숙이 들어와 있으며, 제품 특성 상 사용방법 및 사용주기가 있어 제품 특성을 반영한 평가기법이 필요함에 따라 전기전자제품에 적합한 평가기법을 제안한다. 셋째, 특정 대상제품과 대상물질을 지정하여 제안한 평가기법을 활용하여 사례 평가를 수행하고, 수행결과를 분석하여 결과값의 불확실성을 줄이고 보다 정확한 연구가 이루어질 수 있는 발전방안을 제안한다. 넷째, 장기적인 관점에서 전기전자제품에 함유된 유해화학물질의 우선관리대상 물질 도출 및 제품 내 함유물질의 위해성평가 방법론을 선진화시키는데 기여할 수 있으며, 향후 환경성보장제에서 유해물질 확대지정 시에 근거자료로 활용할 수 있다.
전기전자제품 제조 시에 직접적으로 사용하거나 후처리 또는 가공과정에 사용 된 유해물질은 신체의 경구나 피부를 통하여 체내에 흡수, 축적되어 건강을 해칠 수 있으며, 사용 후 폐기된 제품은 환경을 오염시켜 간접적인 피해를 주게 된다. 폐기제품의 처리방식은 매립, 소각, 또는 재활용으로 구분할 수 있는데 매립 및 소각에 의한 처리방식은 최종적으로 토양 및 대기를 오염시키기 때문에 근본적인 해결방법은 원인물질인 유해물질의 사용을 제한해야 한다. 표 1은 전기전자제품에 포함되는 주요 유해물질에 관한 정보이다. 현재 제품환 경규제 및 국제적 협약을 통하여 제품 내 사용을 자제하도록 권하는 물질을 대상 으로 해당물질이 사용되는 용도와 인체에 미치는 유해성 정보를 정리한 내용이다.
물질명 주 요 내 용 카드뮴 사용 용도 안료, 부식방지 표면처리, 광학재료, PVC 및 기타 안정제, 도금재료, 수지용 안료, 형광재료, 전극, 납땜솔더, 전기접점 유해성 신장장해, 단백뇨 및 사구체 여과율 감소, 신장결석 빈도증가, 가슴통 증, 발안, 오한, 요통, 팔다리 통증, 매스꺼움, 설사 및 피로, 호흡기 조직에 염증, 폐기능 손상유발, 발암가능성 납 사용 용도 경화제, 플라스틱 안정제, 첨가제, 안료, 페인트, 윤활제, 도금, 금속합 금, 납땜솔더, 가황제, 광학재료, 배터리 재료, 쾌삭강, 유해성 정신 및 신체발달 저하, 청력감소, 혈청 내 비타민D 수치감소, 신장 및 생식기 계통 손상, 어린이와 태아에게 위험, 미숙아 출산, 저체중 신생아, 유아 지력저해, 학습부진 및 성장감소증 수은 사용 용도 형광전구, 고효율 발광제, 전기접점 재료, 안료, 부식방지제, 항균처리 유해성 치사(체내 1,000mg), 중독(체내 100mg), 신경장애, 시력저하, 청력 장애 및 척수성의 운동장해, 감각손실, 기억력 장애, 구토 신장 손상, 구강 손상, 혈압/심박수 상승, 피부발진, 눈 염증 6가크롬 사용 용도 염료, 페인트, 잉크, 촉매제, 도금, 부식방지, 표면처리 유해성 피부, 기관, 폐 등에 염증과 궤양, 설사, 복통, 간 장해, 정련, 혼수, 코 염증, 가려움, 궤양, 콧물, 재채기, 코피, 폐암 위험성, 과다섭취시 복통과 궤양, 경련, 신장과 간장 손상 브롬계 난연제 사용 용도 난연제 유해성 피부이상, 탈모, 체중감소, 중추신경, 간, 신장, 갑상선 면역계 손상 폴리염화 화합물 사용 용도 절연유, 윤활유, 전기절연매체, 용제, 전해액 유해성 간 기능 저하, 오심, 구토, 황달, 부종 유발, 심한 경우 혼수상태 및 사망 오존층 파괴물질 사용 용도 냉매, 발포제, 소화제, 세정제 유해성 간장, 신장, 신경계통에 장애, 발암 가능성, 급성중독으로 현기증, 마 취상태 및 심장장애 유발 석면 사용 용도 절연제, 충전제, 연마제, 염료, 페인트, 단열제 유해성 폐암, 악성중피종, 석면폐 표 1. 전기전자제품 내 사용된 주요 유해물질
물질명 주 요 내 용 포름 알데히드 사용 용도 접착제, 방부제, 직물, 종이제품, 코팅, 건축자재, 절연재 유해성 눈, 코, 목 자극증상, 유전적 변이, 호습기성 질환, 알레르기성 질환, 중추신경 질환, 여성의 월경불순 단쇄염화 파라핀 사용 용도 가소제(PVC용), 난연제 유해성 발암가능성 아조 사용 용도 섬유 및 가죽용 안료, 염료, 착색제 유해성 알레르기성 질환 유발, 발암가능성 니켈 사용 용도 염료, 안료, 페인트, 광학필름, 배터리, 전도성물질, 반도체, 표면처리, 마그네틱필름, 니켈도금, 전극, 촉매제, 합금 유해성 구토, 설사, 위장염, 떨림, 마비증상, 알레르기성 피부염, 두통, 호흡곤란, 현기증, 구역질, 구토증상, 만성중독시 간기능 장애, 빈혈, 폐암 원인 유기주석 사용 용도 안정제, 산화방지제, 항균제, 오염방지제, 방부제, 살균제, 도료, 안료 유해성 맹독성 환경호르몬으로 분류, 호흡곤란, 근육약화, 마비 증세, 신경계 장애 초래 비소 사용 용도 안료, 페인트, 염료, 갈륨비소 반도체, 난연제, 착색유리 제조금속접착 제, 살균제, 목재방부제 유해성 흡입시 기관지염, 폐렴, 기관지 천식 유발, 피부접촉시 열상, 습진 및 각종 피부염, 손톱의 변질과 탈모증 유발, 분진에 접촉시 피부에 대한 비소중독증상, 신장염, 운동마비 유발 안티몬 사용 용도 납축전지의 전극, 색소나 촉매, 반도체 재료 유해성 접촉, 흡입, 분진에 의해 피부염, 각막염, 관절염, 코 충격 궤양 유발, 눈 결막염, 눈부심, 비염, 기관지염, 구토, 메스꺼움, 구토, 식욕부진, 정신착란, 의식불명, 호흡곤란 동반한 폐부종, 심계항 진, 빈호흡, 빈맥, 부정맥, 발한, 허약, 근육 경련 구리 사용 용도 전선, 전기기구, 전기전자재료, 인쇄회로 기판 유해성 위장 장애, 빈혈증, 백혈구 수 감소, 골격 손실, 성장 장애, 심장질환 코발트 사용 용도 영구자석재료의 착색안료, 도금원료, 니스 건조제 유해성 호흡기 질환, 악성빈혈 표 1. 전기전자제품 내 사용된 주요 유해물질(계 속)
제품환경정책을 선도하는 유럽에서는 전기전자제품 설계 및 생산 시에서부터 유해한 영향을 미치는 특정 물질을 지정하여 그 사용을 제한하도록 규정하는 제 품환경규제를 제정하였으며, 이는 전 세계적으로 확산되어 미국, 일본, 중국, 한국 에서도 전기전자제품 내 유해물질 사용을 제한하는 환경규제를 마련하였다(Five Winds International, 2001; Greenpeace International, 2008).
가. 국가별 전기전자제품 유해물질 사용제한 규제
(1) 유럽연합
유럽연합은 환경 및 보건 문제를 야기 시킬 수 있는 유해물질의 사용량을 제한 하고 덜 유해한 물질로 대체하도록 하는 전기전자제품 유해물질 사용제한지침 (RoHS: Restriction of the use Of Hazardous Substances in electrical and electronic equipment)을 마련하였다. 유럽연합 회원국은 규정에 따라 2006년 7월 1일부터 전기전자제품 내 6종 유 해물질인 납, 수은, 카드뮴, 6가크롬, PBB, PBDE 사용량을 제한하고, 최대허용농 도를 초과한 제품 판매를 금지하도록 하고 있다. 현재 지침 제6조에 따라 과학적 사실과 사전예방원칙을 고려하여 유해물질 목록을 검토, 대체 가능성을 조사하고 제4조에서 제시한 6종 유해물질의 범위를 확대하기 위한 연구를 실시하였다. 이 연구는 독일의 Ӧko-Institute 연구기관이 선정되었으며, 2007년부터 시작되었다. 2008년 2월 28일에 46종의 추가 대상 유해물질 후보목록을 발표하였고 이해관 계자들에게 의견을 수렴하여 2008년 10월에 유럽연합 집행위원회에 최종보고서
를 제출하고 공공자문을 실시하였다(European Environment Agency, 2003; European Environment Agency, 2008; Business, Enterprise & Regulatory Reform, 2008).
근거법률 Directive 2002/95/EC on the restriction of the use of hazardous substances in electrical and electronic equipment 발효시점 2003년 2월 13일 대상품목 1. 대형가전제품 2. 소형가전제품 3. 정보통신장비 4. 소비자장비 5. 조명기구 6. 전기 및 전자 공구 7. 완구류 및 레저기기 8. 자동판매기 생산자 의무 전기전자제품 내 6종 유해물질인 납, 수은, 카드뮴, 6가크롬, PBB, PBDE의 최대허용농도를 초과해서는 안 됨. 표 2. EU 전기전자제품 내 유해물질 사용제한 지침 (2) 미국 미국은 친기업적 성향이 강하여 초기에 유럽연합의 통합환경제품정책에 대한 반대 입장을 취하였다. 유럽으로 수출하는 자국의 기업들이 제품환경규제 대응체 계를 갖추고 이와 같은 동향이 전 세계적으로 확산되면서 미국 정부도 입장을 선
회하고 있다. 특히, California 주는 환경에 대한 관심이 크고 미국에서 가장 선진 환경정책을 펼치는 주(州)로서 전자제품에 함유된 유해물질로 인하여 발생하는 환경문제도 가장 빨리 공감하면서 전기전자제품 환경규제인 폐전자제품 재활용법 을 제정하기 시작하였다. 이에 Washington, Maryland, New Jersey, Tennessee, Wisconsin, Minnesota 등의 주 정부에서 이를 모방하여 현재 23개 의 주로 확산되었다(California Integrated Waste Management Board, 2003).
근거법률
(California) Electric Waste Recycling Act of 2003 (Washington) The Electronic Product Recycling Law (Maryland) Electronics Recycling Program
발효시점 (California) 2003년 8월 (Washington) 2006년 7월 (Maryland) 2007년 6월 대상품목 4인치 이상의 스크린을 포함하는 비디오디스플레이기기 생산자 의무 제품 내 4종 유해물질인 카드뮴, 납, 수은, 6가크롬의 최대허용농도 를 초과해서는 안 됨. 유해물질 최대허용농도 카드뮴 균질물질 기준으로 중량 대비 0.01% 납 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% 수은 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% 6가크롬 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% 표 3. 미국 폐전자제품 재활용 관련 주법 (3) 일본 일본 정부는 전 전기전자제품을 대상범위로 지정하지 않고 특정 제품을 대상으 로 유해물질 사용제한과 관련된 법을 운영하고 있다. '자원유효이용촉진법'에 따른
'자원절약 및 재이용 촉진을 위한 지정제품'에 대한 판단기준 성령 개정을 통해 적용대상 7개 품목에 적용하고 있다. 일본 내 판매되는 7개의 전기전자제품에 대 한 유해물질의 사용량을 제한하면서 속칭 ‘일본판 RoHS'라고 불리고 있으며, 차 이점은 함유정보를 제품에 표시하도록 규정한다(経済産業省, 2006). 근거법률 자원유효이용촉진법 발효시점 2006년 4월 27일 대상품목 1. PC 2. 유닛형 에어컨디셔너 3. 텔레비전 4. 전자레인지 5. 의류건조기 6. 전기냉장고 7. 전기세탁기 생산자 의무 1. 6종 유해물질의 최대허용농도를 준수해야 함. 유해물질 최대허용농도 납 0.001% 수은 0.001% 카드뮴 0.01% 6가크롬 0.001% PBB 0.001% PBDE 0.001% 2. 6종 유해물질에 대한 함유정보를 표시해야 함. • 제품설명서나 취급설명서에 마크 및 해당 화학물 질을 표시해야 함. • 웹사이트에 제품 내 유해물질에 관한 함유정보를 상세히 제공해야 함. 표 4. 일본 자원유효이용촉진법
(4) 중국 과거 중국의 제품은 환경성과 안전성 문제로 도마 위에 올라 국가 간 분쟁의 중심에 있었으나 최근 새로운 환경규제 강국으로 부상하고 있다. 중국 정부는 2005년에 일본을 모델로 ‘지속가능한 경제발전’을 정책비전으로 채택하여 제 품에 대한 환경규제 강화와 법체계 정비, 인프라 구축을 중요한 전략으로 추진하 고 있다. 지난 2006년 2월 28일부터 ‘전자정보제품오염방지관리방법(안)’을 발표하고 2007년 3월 1일부터 시행되었다. 이 법은 2006년 2월 28일에 공포된 후 두 단계에 걸쳐 시행된다. 먼저 2007년 3월 1일부터 모든 전자정보제품을 대 상으로 유해물질 마킹 및 정보제공에 대한 의무를 수행하도록 하고, 두 번째 단계 에서 중점관리목록에 선정된 전자정보제품만을 대상으로 판매 전 강제인증을 받 도록 한다. 현재 중점관리목록에 포함된 제품은 휴대폰, 전화기, 프린터만 포함된 다(信息産業部, 2006).
근거법률 电子信息产品污染防治管理办法 발효시점 2006년 2월 28일 대상품목 1. 전자레이더제품 2. 전자통신제품 3.. 텔레비전방송제품 4. 컴퓨터제품 5. 가정용전자제품 6. 전자측량기구제품 7. 전자전용제품 8. 전자부품 9. 전자응용제품 10. 전자재료제품 11. 관련부속품 생산자 의무 유해물질 최대허용농도 카드뮴 균질물질 기준으로 중량 대비 0.01% 납 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% 수은 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% 6가크롬 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% PBB 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% PBDE 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% 1. 6종 유해물질(납, 수은, 카드뮴, 6가 크롬, PBB, PBDE) 및 기 타 국가가 지정하는 유해물질의 최대허용농도를 준수해야 함. (국가에서 지정하는 유해물질은 향후 공표할 예정임.) 2. 제품에 함유된 특정유해물질의 이름과 함유량 및 제품 안전사용기한을 제품에 표기해야 함. 3. 중점관리목록에 포함된 제품의 적합성 증명을 위해 국가인증 및 인정을 담당하는 기관의 사전인증을 받아야 함. 표 5. 중국 전자정보제품오염방지관리방법
(5) 한국 국제 제품관련 환경정책은 각 국가의 산업계에 영향을 미치며, 한국 정부도 이 를 도입하기 위하여 정책대응방안을 연구 중에 있다. 한국은 아직까지 통합제품환 경정책이 체계적으로 추진되고 있지는 않지만 국제동향에 부응하고 이행하기 위 하여 몇몇 규제를 우선적으로 모방하여 유사규제인 ‘전기전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률’을 제정하였다. 표 6은 전기전자제품의 유해물질 사용제한 부문만 발췌한 내용이다(환경부, 2008). 근거법률 전기전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률 발효시점 2008년 1월 1일 대상품목 1. 텔레비전 2. 냉장고 3. 세탁기 4. 에어컨디셔너 5. 개인용컴퓨터 6. 오디오 7. 이동전화단말기 8. 프린터 9. 복사기 10. 팩시밀리 생산자 의무 전기전자제품 내 6종 유해물질인 납, 수은, 카드뮴, 6가크롬, PBB, PBDE의 최대허용농도를 초과해서는 안 됨. 유해물질 최대허용농도 카드뮴 균질물질 기준으로 중량 대비 0.01% 납 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% 수은 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% 6가크롬 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% PBB 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% PBDE 균질물질 기준으로 중량 대비 0.1% 표 6. 한국 전기전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률
나. 유해물질 추가제안에 관한 동향 각 국가별 전기전자제품의 대상품목 범위와 관리절차 상에 차이점은 존재하지 만 6종 유해물질의 사용량을 제한하고 있으며, 최대허용농도 수준도 동일하다. 현 재 유럽은 경제적, 기술적 여건을 고려하여 규제대상인 유해물질 범위를 확대시키 고자 한다. Ӧko-Institut e.V. 기관에서 전기전자제품에 포함된 유해물질의 사용 으로 야기될 수 있는 환경 및 인체에 대한 위험성을 조사하고, 향후 RoHS 지침 에 포함시킬 46개 물질 목록에 대한 공공자문을 실시했다. 표 7은 물질목록에 포 함된 46종 물질에 대한 유해성 정보이다(Ӧko-Institut e.V., 2008). No 물질명 CAS-No. 유해성 표 7. 46종의 유해물질후보목록
No 물질명 CAS-No. 유해성 표 7. 46종의 유해물질후보목록(계 속)
No 물질명 CAS-No. 유해성 표 7. 46종의 유해물질후보목록(계 속)
유럽연합의 전기전자제품 내 유해물질 사용제한 지침 강화는 전 세계적으로 확 산되어 각 국가의 해당 규제에 도입될 가능성이 크기 때문에 해당 국가에서는 유 럽 집행위원회의 결정에 주목하고 있으며, 입법결정과정에 의사를 반영하고 있다.
환경오염물질에 대한 인체 위해도를 결정하는데 위해성평가 개념이 도입되어 활발한 연구가 진행되고 있다. 위해성평가 기법은 오염물질이 인체에 미치는 영향 에 대한 위해도를 결정하고 예측된 위해도에 근거하여 환경 중 유해물질 관리를 체계적으로 추진하는 기반기술이다. 유럽을 비롯한 선진국에서는 화학물질 중 인 체 및 생태 위해가 우려되는 물질을 우선적으로 관리하기 위하여 화학물질의 독 성, 인체나 생태계에 노출될 가능성과 잠재 위해성 등을 종합적으로 고려하여 해 당국가에 적합한 우선순위선정시스템과 위해관리시스템을 운영하고 있다. 국내에 서도 인체 및 환경의 노출 가능성 등을 종합적으로 고려하여 위해의 우려가 큰 물질을 집중적으로 관리하고자 화학물질의 독성과 유통량, 배출량, 노출경로 등을 고려하여 종합적인 위해성평가를 실시하고 있다(손부순, 2001; 한국화학물질관리 협회, 2006; 대한환경공학회지, 2007). 가. 유럽 유럽에서는 1973년 처음 5개년 유럽공동체 환경정책 프로그램을 채택한 이래 화학물질의 위해성평가 및 관리개념을 근간으로 한 위해저감 및 예방정책을 법으 로 규정하고 있다. Directive 793/93/ECC에서 기존 화학물질의 위해성평가 관련 자료 확보, 평가과정, 저감대책 등을 규정하고 위해성평가 TGD(Technical Guidance Document)에 근거하고 있으며, Directive 92/32/EEC에서는 기존 화 학물질 목록에 등재되지 않은 신규 화학물질에 대한 위해성평가를 요구하고 있다. 이후, 1980년 초부터 화학물질의 잠재적인 위해성평가가 보다 체계적으로 이루어 지기 시작하였으며, 네덜란드에서는 1992년에 신규 화학물질에 대한 최초의 공식
적인 위해성평가시스템인 DRANC(Dutch Risk Assessment)와 기존 화학물질에 대한 우선순위설정시스템인 PRISEC(PRIority systme for Existing Chemicals) 를 개발하였고, 마침내 이를 통합하고 조화시키고자 EUSES를 개발하여 지속적으 로 개선하고 있다(TSA Group Delft bv, 2008; 환경부, 2009).
나. 미국 미국 EPA는 화학물질과 유해폐기물 문제를 적극적으로 대응하고자 위해성평가 방법론 연구를 시작하였으며, 점진적으로 발전시켜 정책에도 이를 반영하고 있다. 화학물질의 독성에 관한 대규모 국가독성 프로젝트를 가동시켜 국민의 건강과 환 경을 보호하기 위해 위해성평가를 연방법으로 제정, 통과시킨 후에 독성학, 산업 위생분야, 작업장 안전, 환경영향평가 등에서 이를 적용하고 EPA(Environment Protection Agency), OSHA(Occupational Safety and Health Administration), NIEHS(National Institute of Environmental Health Sciences), NIOSH(National Institute for Occupational Safety and Health), CPSC(Consumer Product Safety Commission), FDA(Food and Drug Administration), ATSDR(Agency for Toxic Substances and Disease Registry)에서 위해성평가를 정책결정의 근간으로 하고 있다(US EPA, 1990; 대 한환경공학회, 2007).
담당기관 법 령 대 상 주요규정 산업안전보건청 OSHA 작업장 내 화학물질 각종 허용기준 설정 유해성 및 안전취급 규정 Risk comminication/ MSDS 소비자용품 안전위원회 CPSA 유해물질 관련상품 소비자용품 안전기준 설정 제품효능기준 설정 E P A OPP FIFRA 살충제, 살균제, 제초제 등 농약제품 등록 및 승인을 위한 평가 식품 중 잔류허용기준 설정 OPPT TSCA 공업용 화학물질 기존 화학물질 안전성평가 신규 화학물질 사전신고 및 평가 OAR CAA 대기 오염물질 대기 중 허용기준 및 저감정책 설정 OW SDWA 수질 오염물질 음용수 중 기준 설정 OSW RCRA 유해 폐기물 유해 폐기물 분류 운송, 매립, 소각 기준 OERR CERCLA 오염물질 우선 대상지역 설정 및 복원 표 8. 미국의 주요 위해성평가 관련 법령 및 주요 기준
OPP: Office of Pesticide Program
OPPT: Office of Pollution Prevention and Toxics OAR: Office of Air and Radiation
OW: Office of Water
OSW: Office of Solid Waste
OERR: Office of Emergency and Remedial Response 자료출처: 대한환경공학회, 2007
본 연구에서는 전기전자제품의 특성 및 노출경로를 파악하고 제품 중심의 선진 유해평가기법을 고찰하여, 전기전자제품에 적합한 유해평가 방법을 제안하였다. 또한, 특정 제품과 물질을 선정하여 제안한 방법에 따라 유해평가를 실시하고 한 계점을 분석하여 발전방안을 제언하였다. 전기전자제품 특성 파악 국내외 제품 유해물질 평가방법 고찰 국외 평가방법 국내 평가방법
European Union System for the Evaluation of Substances European Union Human and Environmental Risk Assessment US Environment Protection Agency
Health Risk Assessment
제품 중심의 전과정위해성평가 전기전자제품 내 유해평가 기법 제시 사례평가를 통한 기법 적용성 분석 전기전자제품 함유 유해물질 관리를 위한 유해영향 평가기법 제안 제품 함유 유해물질 관리 방향 제언 그림 1. 연구의 틀
가. 전기전자제품의 유해평가를 위한 적용범위 및 경로설정
본 연구에서는 전기전자제품의 전과정에 걸쳐 발생하는 잠재적인 환경영향을 정량적으로 평가하고자 전기전자제품에 대한 간이 LCA(Life Cycle Assessment) 절차에 따르고자 한다. 전기전자제품의 전과정 단계는 생산단계, 사용단계, 폐기단 계로 구분하여 범위를 설정하였다(환경부, 2003a; 환경부, 2003b; 환경부, 2004a; State Pollution Control Authority, 2007a; State Pollution Control Authority, 2007b). 생산단계 사용단계 폐기단계 공정 사용 소각 매립 배출 가스 방류수 휘발성 물질 먼지 함유 물질 배출 가스 소각재 침출수 대기 수계 토양 대기 제품 대기 수계 생태 및 인체보건 그림 2. 전기전자제품의 유해평가를 위한 전과정 범위 설정
(1) 생산단계 생산단계는 대상제품을 조립하거나 제조하는 단계로, 이 단계에서는 최종 제품 을 생산하기 위한 물질 및 부품, 조립 공정에 대한 데이터가 요구되며, 국내 생산 량 수출현황이 분석되어야 한다. 생산 규모(생산량) 유해물질 정보 • 폐전기・전자제품 재활용제도개선방 안연구, 한국전자산업환경협회, 2009a • 디지털전자 주요품목 시장동향분석, 한국전자산업진흥회, 2009 • 통계청, 2010 • 화학물질배출량 정보공개시스템, 환 경부, 2010
• Study on Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment, Not Regulated by the RoHS Directive, 2008
표 9. 생산단계 평가에 필요한 정보출처 (2) 사용단계 사용단계는 생산 단계를 거쳐 제조된 제품이 소비자에게 판매되어 최종 폐기 되기 전까지의 단계로 정의하였으며, 소비자와 직접적인 연관이 있기 때문에 정확 한 평가를 위해서는 소비자의 사용 패턴 분석이 이루어져야 한다. 사용 규모(내수량) 사용 패턴 • 폐전기・전자제품 재활용제도개선방안 연구, 한국전자산업환경협회, 2009a • 통계청, 2010 • 기업 환경보고서 및 제품 매뉴얼, 2010 • 한국노출계수핸드북, 환경부, 2010 표 10. 사용단계 평가에 필요한 정보출처
(3) 폐기단계 폐기단계는 제품이 최종 폐기되어 자연계로 배출되는 흐름을 의미하는 것으로 폐기된 제품이 부품 및 물질 형태로 전환되는 단계로 정의된다. 이때 연간 폐제품 의 발생량과 폐기 공정 등에 대한 데이터를 수집하여 이용한다. 폐기 규모(내수량) 유해물질 정보 • 폐전기・전자제품 재활용제도 개선방 안연구, 한국전자산업환경협회, 2009a • 통계청, 2010
• EU EuP preparatory studies, 2007 표 11. 폐기단계 평가에 필요한 정보출처 나. 국내외 제품 중심의 유해평가 방법 고찰 제품에 함유된 유해물질이나 생산 및 폐기단계에서 배출된 잔여 유해물질에 대 한 유해성을 평가하기 위해서는 잠재적인 환경 중 오염물질의 경로를 정확하게 정의하고 이를 대표할 수 있는 데이터를 활용해야 한다. 이러한 이유로 국외에서 는 수학적 모델을 사용하여 산정로직에 따라 유해평가를 수행하고 있으며, 국내에 서도 국제적인 환경관리의 패턴 전환에 따라 화학제품의 전과정에서 인체 및 생 태계에 대한 위해도를 체계적으로 평가할 수 있도록 '전과정위해성평가' 방법론을 개발하여 2007년에 지침서를 발간하였다. 본 연구에서는 해외의 선진도구를 벤치 마크하고 국내에서 개발된 평가방법과 비교하여 적용가능성을 검토하였다.
국 외 국 내 • EU System for the Evaluation
of Substances
• EU Human and Environmental Risk Assessment
• US Environment Protection Agency Health Risk Assessment
• 전과정위해성평가 표준지침서, 친환 경상품진흥원, 2007 표 12. 국내외 제품 중심의 유해평가방법 관련 지침서 목록 다. 전기전자제품의 유해평가 기법 제안 전기전자제품 내 유해물질은 사용자 및 소비자가 제품을 사용하는 동안 환경으 로 노출될 수 있으며, 제품별 사용패턴과 사용시간이 다르기 때문에 제품 특성에 따라 노출평가 수준이 달라진다. 따라서 전기전자제품 품목 특성에 따라 사용 시 나리오 구성이 필요하며, 특히 사용빈도에 관한 정보는 제품에 함유된 유해물질의 노출시간과 관련이 있기 때문에 중요하다(김 익 등, 2007). 대상제품 사용패턴 인자 자료원 텔레비전 시청빈도(회/일) 및 시간(시간/일) • 한국노출계수핸드북, 환경부, 2010 • 제품 사용설명서 및 매뉴얼 • 기업 환경보고서 및 발표자료 세탁기 세탁빈도(회/일) 냉장고 냉장실/냉동실 도어 개폐 회수(회/일) 개인용 컴퓨터 사용빈도(회/일) 및 시간(시간/회) 표 13. 대상제품의 노출량 추정을 위한 사용패턴 인자 및 자료원
또한, 인체 노출량을 산정하기 위해서는 지침에 있는 일반적인 산정식을 토대로 전기전자제품의 특성이 반영될 수 있도록 계수를 선정하여 적용하였다. 노출인자 자료원 체중 • 위해성평가의 대상물질, 선정기준, 절차 및 방법 등에 관 한 지침, 국립환경과학원, 2006 기대수명 접촉률 (호흡량, 섭취량) 피부 흡수율 • 국내외 실험자료 및 문헌조사 체표면적 • 한국형 노출지수 개발 및 운영체계 구축, 환경부, 2005 표 14. 대상제품의 노출량 추정을 위한 노출인자 및 자료원 라. 사례평가를 통한 평가 기법의 적용성 분석 본 연구에서는 전기전자제품에 함유된 화학물질의 유해평가 방법론에 관한 적 용 가능성을 평가하고 이를 보완하여 발전방안을 마련하고자 특정제품에 대한 특 정물질의 사례연구를 수행하였다. (1) 대상제품 선정 2008년부터 국내에서 시행되고 있는‘전기전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률’의 대상제품인 10대 전기전자제품 중 국내 생산 및 내수 비율이 높고 제품 내 프탈레이트 함유량에 관한 데이터 수집이 가능한 제품으로 선정하였다. 텔레비전, 냉장고, 세탁기, 개인용컴퓨터를 대상으로 위해도를 평가하였다(환경부, 2008a).
환경성보장제 대상제품 범위
➡
연구대상 범위 텔레비전 오디오 텔레비전 세탁기 냉장고 휴대폰단말기 세탁기 프린터 냉장고 개인용컴퓨터 에어컨 복사기 개인용컴퓨터 팩시밀리 그림 3. 대상제품의 선정 (2) 대상물질 선정 본 연구에서는 46종의 유해물질후보목록 중 우선적으로 검토가 되고 있는 3종 의 프탈레이트류(DEHP: Diethylhexylphthalate, BBP: Butylbenzylphthalate, DBP: Dibutylphthalate) 중 가장 보편적이고 사용량이 많은 DEHP를 선정하였 다. DEHP는 플라스틱 가소제로서 전기전자제품에 함유되어 제품의 기능성에 도 움을 주고 있지만 동시에 인체 위해성 측면에서 우려되고 있는 물질이다. 내분비 계의 정상적인 기능을 방해하는 화학물질로 정상적인 호르몬과 화학구조가 유사 하여 체내로 들어와 호르몬의 합성, 작용, 분비, 운반 등의 과정을 방해하가나 교 란시키기 때문이다(한국산업안전공단, 2002; OSPAR Commission, 2005; 식품 의약품안전청, 2006). (3) 제품의 유해성 평가 텔레비전, 세탁기, 냉장고, 개인용컴퓨터를 생산 및 폐기하는 과정에서 DEHP가 환경으로 배출되거나 제품을 사용하는 과정에서 실내환경에 배출되어 간접적으로 노출되는 양을 산정하였다. 또한, 제품 사용 시에 제품표면과 직접적인 피부접촉으로 노출될 수 있는 양을 산정하여 직・간접적인 영향을 구하고 인체에 미치는 위해도를 산정하였다(ISO, 1997). 제품전과정 경로분석 노출분석 생산단계 → 외부환경 ↗ → ↘ 호흡 대 기 섭취 수 계 토 양 피부접촉 사용단계 → 실내환경 ↗ → ↘ 호흡 섭취 피부접촉 폐기단계 → 외부환경 ↗ → ↘ 호흡 대 기 섭취 수 계 토 양 피부접촉 그림 4. 제품 전과정에 걸친 유해물질 배출경로 (4) 평가 기법의 적용성 분석 본 연구에서 제안한 전기전자제품 유해평가 기법으로 수행한 사례평가의 결과 를 분석하였다. 그리고 결과값을 도출하는데 발생한 한계점과 불확실하고 불완전 한 요소를 파악하여 이를 개선할 수 있는 발전방안을 모색하고 신뢰도 높은 제품
가. 생산단계 (1) 생산량 아래 표 15는 환경성보장제에 해당하는 제품 중 본 연구의 대상제품인 텔레비 전, 냉장고, 세탁기, 개인용컴퓨터의 생산량을 2003년부터 2008년까지 정리한 내 용이다(통계청, 2008; 한국전자산업환경협회, 2009a). 구 분 텔레비전 냉장고 세탁기 개인용 컴퓨터 LCD PDP CRT 합계 일반 김치 합계 2003 - - 6,299 6,299 2,112 1,630 3,742 4,977 2,349 2004 - - 4,921 4,921 2,229 1,510 3,739 5,226 5,572 2005 853 694 3,952 5,499 2,739 1,498 4,237 5,665 3,562 2006 1,304 589 3,143 5,036 2,929 1,333 4,262 5,279 3,321 2007 1,794 871 2,200 4,865 2,565 1,183 3,748 5,381 4,244 2008 2,285 1,124 1,298 4,707 2,641 1,112 3,753 5,461 -표 15. 대상제품의 국내 생산량 (단위: 천대/년)
LCD: Liquid Crystal Display PDP: Plasma Display Panel CRT: Cathode Ray Tube
(2) 제품 구성물질 함유비율 전기전자제품은 다양한 물질과 소재로 구성되어 있기 때문에 제품 제조 시점에 다량의 화학물질이 투입되고 생산 공정상에서 화학물질이 발생한다. 대상제품별 완제품의 물질구성비를 보면 주로 플라스틱, 스틸, 유리와 유가금속으로 이루어져 있다(한국폐기물학회, 2007). 구 분 텔레비전 냉장고 세탁기 개인용컴퓨터 합성수지 5.3 12.1 10.1 2.7 고 철 5.0 26.8 34.2 13.8 Al, Cu 0.3 10.7 6.7 0.4 유 리 14.6 - - 4.1 기 타 5.9 17.4 12.1 5.9 표 16. 대상제품의 구성물질 함유비율 (단위: kg/대) 자료출처: 한국폐기물학회, 2007 (3) 유해물질 배출량 화학물질배출량 정보공개시스템은 산업계에서 한 해 동안 제조하거나 사용한 화학물질의 양을 조사하고, 각 공정에서 환경 중으로 배출되는 화학물질의 양을 산정하여 대기, 수계, 토양 배출량을 구분한다. 또한 사업장 밖으로 이동된 폐수 또는 폐기물에 함유된 화학물질의 이동양을 추적하여 환경부에 보고하도록 되어 있다. 아래 표 17은 2008년도에 업종을 '[26] 전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향 및 통신장비 제조업' 으로 검색하여 배출된 58종 화학물질의 총량이다. 필요시에 따 라 물질별로 배출량을 검색할 수 있다(환경부, 2008b).
해당 연도 대기 배출량 수계 배출량 토양 배출량 배출량 자가 매립량 이동량 2003 3,389,497 802 0 3,390,299 0 30,529,237 2004 3,992,416 4,507 0 3,996,923 80 48,699,611 2005 3,876,049 5,277 1 3,881,327 932 54,699,611 2006 3,629,355 15,764 4 3,645,125 932 58,419,034 2007 2,727,719 11,424 0 2,739,143 423 75,866,189 2008 2,149,856 6,458 0 2,156,314 3,670 81,105,938 표 17. 대상산업의 생산단계에서 발생하는 유해물질 배출량 (단위: kg/년) 자료출처: 환경부, 2008b 나. 사용단계 (1) 내수량 전기전자제품의 구매는 3가지 이유로 발생한다. 첫째는 제품을 가지고 있지 않 은 가정에서 가전을 최초로 구매하는 행위이고, 둘째는 사용 중인 가전제품에 장 애가 발생하거나 고장 등의 원인으로 더 이상 사용하지 못하게 되었을 때 구제품 을 폐기하고 새로운 제품을 구매하는 행위이다. 마지막으로 제품을 사용하고는 있 지만 새로운 기능이나 새로운 모델이 출시되어 새롭게 가전을 구매하기도 한다. 텔레비전, 냉장고, 세탁기, 개인용컴퓨터는 거의 대부분 모든 가정에 1대 이상 보 유하고 있는 전통적인 가전제품으로 한 세대의 생활에 필수적인 제품이다. 냉장고 와 텔레비전은 각 가정에 90% 이상 보급되었으며, 세탁기는 94% 이상, 개인용컴 퓨터는 71.2%가 수급되고 있다(한국전자산업환경협회, 2006; 통계청 2008).
구 분 텔레비전 냉장고 세탁기 PC LCD PDP CRT 합계 일반 김치 합계 2003 - - 6,299 6,299 2,112 1,630 3,742 4,977 2,349 2004 - - 4,921 4,921 2,229 1,510 3,739 5,226 5,572 2005 853 694 3,952 5,499 2,739 1,498 4,237 5,665 3,562 2006 1,304 589 3,143 5,036 2,929 1,333 4,262 5,279 3,321 2007 1,794 871 2,200 4,865 2,565 1,183 3,748 5,381 4,244 2008 2,285 1,124 1,298 4,707 2,641 1,112 3,753 5,461 -표 18. 대상제품의 내수량 (단위: 천대/년) (2) 교체주기 제품을 10년 이상 장기간 사용하고 있는 품목으로는 냉장고(42.5%, 평균수 명:7.69년), 세탁기(38.7%, 평균수명:7.65년), 텔레비전(27.1%, 평균수명:7.33 년)가 있으며, 개인용컴퓨터는 교체주기가 5년 이내에 집중되고 있는 것으로 나타 났다(한국전자산업환경협회, 2009b). 사용기간 텔레비전 냉장고 세탁기 개인용컴퓨터 본체 모니터 1년 2.8 1.2 3.6 7.5 8.6 2년 2.5 2.7 1.6 15.2 9.5 3년 5.2 5.1 3.3 23.3 24.6 4년 4.6 4.5 3.8 17.1 16.8 5년 10.5 10.6 12.1 22.6 26.3 6년 9.7 6.1 3.6 5.9 5.8 7년 8.8 9.3 11.7 3.1 2.3 8년 11 12.1 11.5 1.3 1.6 9년 17.8 5.9 10.1 2.1 2.4 10년 이상 27.1 42.5 38.7 1.9 2.1 평균수명(년) 7.33 7.69 7.65 3.94 4.06 표 19. 대상제품의 교체주기 (단위: %)
다. 폐기단계 가정에서 배출된 폐전기전자제품은 판매점, 지자체, 민간수집상에서 회수하여 생산자 리사이클링센터 등 재활용업체, 중고시장, 수출, 재자원화업체(고물상) 등 의 다양한 유통경로를 통해 처리되며, 일반적으로 최종 처리지점은 재활용업체이 다. 전기전자제품은 다양한 재질의 부품들로 구성되어 있기 때문에 생산단계에서 다양한 자원이 대량으로 사용되는 만큼, 폐기단계에서의 자원의 손실도 비례하고 있으며, 중금속을 비롯한 환경과 인체에 매우 유해한 물질들도 사용되고 폐기된 다. 특히, 회수된 폐제품의 유가금속은 재활용율이 높지만 그외 잔재물은 소각 및 매립되며, 특히 제품 내 함유된 유해물질은 폐기단계에서 소각을 통해 전량이 대 기로 배출된다(Darby, L. & Obara, L., 2005; Anderson, 2005; 한국전자산업 환경협회, 2009b). (1) 텔레비전 텔레비전은 크게 수지로 구성된 외관 케이스와 CRT 브라운관, 인쇄회로 기판 으로 구분되고, CRT 브라운관은 다시 전면유리(panel)와 후면유리(funnel)로 구 분되며, 해당성분이 다르기 때문에 별도로 분리해서 처리해야 한다. 전면유리는 표면에 도포된 도표성분을 건식, 세척 등의 방법으로 제거하여 유리로서 재사용이 가능하며, 후면유리는 브라운관의 원료로서 재사용이 가능하나 납 등의 유해중금 속 성분이 포함되어 그 재사용 또한 CRT 브라운관의 후면유리로서만 재사용이 가능하다. 그 외 폐기물은 주로 소각시키거나 매립한다.
(2) 냉장고 냉장고는 대표적인 가정용 전자제품으로 부피가 크고 무거운 것이 특징이며, 처 리단계에 있어서도 별도의 처리과정이 필요하다. 과거부터 냉장고는 냉장, 냉동 기능을 위하여 냉매를 사용하며, propane gas는 현재 오존층 파괴의 주범으로 지 목되어 환경적으로 논란이 되고 있고 재활용 시 별도로 분리수거하여 처리하는 특별한 재활용방법이 필요하다. 최근 냉장고에 사용되는 냉매는 오존층에 대한 영 향이 적은 cyclo-penthan을 주로 사용한다. (3) 세탁기 세탁기는 대부분 철, 수지 등 유가자원으로서의 재이용이 가능하며, 구조도 단 순하여 해체, 처리도 용이하고 재활용처리를 위한 특별설비 또한 필요하지 않아서 재활용 가치가 높은 품목이다. (4) 개인용컴퓨터 개인용컴퓨터는 다른 가전제품과 달리 각각 독립적인 기능을 수행하는 여러 가 지의 부품들로 구성된 복합제품으로 재활용보다는 재사용이 용이한 제품이다. 컴 퓨터의 구성부품들은 금속, 수지 등의 재질이며, 특히 메인보드, CPU칩, 메모리 등 많은 부품에는 금, 은 등 귀금속도 상당량 포함되어 있어 재활용 시 자원으로 서 가치가 상당히 높다. 재활용이 가능한 유가금속을 선별한 후 나머지 잔매물은 소각하거나 매립하여 처리한다.
가. 국외 유해평가 방법 선진국가에서는 제품의 종류와 사용패턴이 다양해짐에 따라 대표적인 노출데이 터의 산정의 어려움을 인식하고 수학적 모델을 사용하여 노출량을 산정하고 최종 위해도를 평가. 유럽의 대표적인 프로그램으로 ‘EUSES’, ‘HERA' 등이 있으 며, 미국 EPA에서도 건강 위해성평가를 수행하여 제품의 위해성을 평가하도록 규 정을 마련하였다. (1) EUSES
EUSES（European Union System for the Evaluation of Substance）는 화 학물질에 의해 인간이나 환경에 내포된 위해성을 신속하고 효과적으로 평가하기 위하여 개발된 프로그램으로 EU TGD(Technical Guidance Documents)의 원칙 을 반영한다. 정부기관과 연구소, 산업계에서 수행하는 신규 및 기존 화학물질이 인체나 환경에 대한 위해성을 정량적으로 평가하고자 고안된 것으로 초기 및 중 간단계의 평가에 적합한 방법이다. 인체에 대한 위해성평가는 소비자, 작업자, 환 경을 통해 간접적으로 노출되는 인구집단을 대상으로 한다. 평가절차는 TGD 원 칙에 따라 위험성확인, 노출평가, 용량-반응평가, 위해도 결정에 따라 진행된다 (TSA Group Delft, 2008; 생태위해성평가 전문인력 교육, 2010).
Chemicals Data↴
Exposure Hazard Dose-Response
Emission rates Toxicity data single species
↓
↓
Environmental distribution Extrapolation↓
↓
Exposure levels,intakes No-effect levels
↳
Risk↵
MOS, PEC/PNEC 그림 5. EUSES 위해성평가 흐름도 (가) 위험성 확인 우선 제품에 사용되는 화학물질이 무엇인지, 그 양은 얼마나 되는지 확인하고 해당 물질의 물리적, 화학적 특성을 고려한다. 이 때 산업 범주와 물질의 사용 범 주, 총 생산량, 용해도, 증기압, 끓는점을 입력해야 한다. (나) 노출평가 오염물질의 환경으로의 배출은 생산단계, 운반 및 저장단계, 성형단계, 사용단 계, 폐기물 처리단계로 나누어진다. 생산 및 성형 단계는 화학물질의 배합 및 혼 합과정을 통해 조합하거나 제품으로 만들어지는 단계가 포함되며, 이때 발생하는 배출량을 추정하며, 운반 및 저장 시의 방출에 관한 특정 지침사항은 없다. 개인 적 사용은 소비자의 제품 사용을 의미하며, 산업적 사용은 제품에 중간물질이나병합되어 사용되는 경우로 전자의 경우에는 사용하는 물질이동현상, 침출, 증발, 혹은 풍화작용이나 마모와 같은 과정에 의하여 환경에 방출되는 양을 계산해야 한다. 사용 수명이 끝난 물질이나 제품은 폐기물 혹은 폐수로 들어가며, 폐기물 처리 시에는 소각이나 매립을 고려한다. 이때, 의도적 혹은 비의도적으로 화학물 질이 환경에 방출될 수 있기 때문에 그 양을 산정하여 최종적으로 표 20에 기술 된 식을 이용하여 인체로의 노출량은 산정한다. (다) 용량-반응평가 용량-반응평가는 사람이 유해물질의 특정 용량에 노출되었을 경우, 과연 유해 한 영향을 발생할 확률이 얼마인지를 결정하는 단계로 동물실험 자료를 이용하여 수행한다. 대상물질의 단일 생물체에 대한 독성치를 시작으로 민감종에 대한 독성 치를 예측하고 독성이 전혀 없는 용량까지 추정하는 NOAEL(No observed adverse effect level)방법을 활용한다.
(라) 위해도 결정
위해도 결정과정은 MOE(Margin Of Exposure) 또는 MOS(Margin of Safety)를 적용한다. 실제 노출량과 NOAEL 값을 비교하여 1보다 크거나 동일한 경우에는 위해 가능성이 있는 것으로 판단하여 추가적인 시험을 통해 위해성을 재평가하거나 위해 저감 대책을 수립하며, 1보다 작은 경우에는 인체 및 환경에 위해를 줄 가능성이 낮은 것으로 평가한다.
호흡 경로를 통한 노출량 산정 산정식 × × × × × 계 수 F: 제품 내 물질의 중량비 C: 물질의 농도(kg/m3) IH: 일일호흡률(m3/day) T: 접촉기간(day) BW: 몸무게(kg) n: 일일노출회수(day-1) Q: 제품배출량(kg) Fc: 제품 내 물질의 중량비 V: 공간의 크기(m3) 피부접촉 경로를 통한 노출량 산정 산정식 × × × × × × × 계 수 C: 확산 전의 제품 내 물질 농도(kg/m3) Th: 제품의 두께(m) AREA: 피부노출면적(m2) n: 일일노출회수(day-1) Fc: 단위시간당 물질이동분율(kg/kg/d) T: 접촉기간(d) BW: 몸무게(kg) Q: 제품사용량(kg) Fc: 제품 내 물질의 중량비 V: 제품부피(m3) D: 확산계수 섭취 경로를 통한 노출량 산정 산정식 × × × × × 계 수 F: 섭취된 분율 C: 제품 내 물질의 농도(mg/L) V: 제품부피(m3) n: 일일노출회수(day-1) BW: 한국 성인의 평균체중(kg) Q: 제품사용량(kg) Fc: 제품 내 물질의 중량비 V: 제품부피(m3) D: 확산계수 표 20. EUSES 경로별 인체 노출량 산정식
(2) EU HERA
HERA(Human & Environmental Risk Assessment)는 1999년에 AISE (International Association for Soaps, Detergents & Maintenance Products) 에서 가정용 세제성분에 대한 위해성을 평가하는데 사용된 기법으로 EU TGD(Technical Guidance Documents)의 기본적인 이론과 방법을 따른다. 가정 용 세제성분에 대한 제조 및 유통 과정 이후 제품의 사용단계부터 하수처리장, 하 천, 농경지, 바다 등 환경으로 폐기되는 시점까지를 경계로 하여 인체와 환경에 미치는 위해성을 평가하며, 소비자의 의도된 사용뿐만이 아니라 사고에 의한 노출 까지도 연구의 범위에 포함시키고 있다. 폐기되어 대기 및 수계, 토양으로 이동되 어 노출되는 양은 EUSES의 모델을 적용하고 있다(환경부, 2007a; 김경환, 2008).
화학물질 규명↴
노출평가 효과분석 소비자 노출 규명 물질 특성 및 독성 데이터 수집 사용패턴에 따른 노출평가 데이터 확인 사용패턴별 노출량 계산 데이터의 불확실성 검증 총 노출량(Dose) 계산 무영향농도(NOAEL) 결정↳
위해도 계산↲
↓
위해성평가 그림 6. EU HERA 인체 위해성평가 흐름도(가) 화학물질 규명 우선 제품에 사용되는 화학물질이 무엇인지 확인하고 연간 총 생산량 데이터를 수집하여 화학물질목록표를 작성한다. 또한 해당물질을 포함한 제품의 제조 형태 와 제품 형태에서의 물질 농도 범위를 확인한다. (나) 노출평가 제품시스템 경계를 원료채취, 소재 및 부품 제조, 제품 생산, 수송, 사용, 폐기 등으로 나누어 제품 전과정 단계에서 발생되는 유해 화학물질 배출량과 배출경로 를 파악해야 한다. 소비자가 제품을 사용하는 단계에서 제품 사용빈도 및 기간, 제품 내 함유물질 농도에 의해 결정된다. HERA는 소비자의 제품 사용에 대한 셍 세하 정량적, 정성적 데이터를 포함한 데이터베이스를 개발하였다. 특정한 사용 시나리오에서의 제품 내 농도, 제품과 소비자 간 접촉시간 및 제품 사용 빈도, 사 용이 있을 수 있는 패턴과 습관의 가능한 지역적인 차이도 고려한다. 또한 제조사 에 의해 제공된 제품사용설명서에 따른 가능한 사용 패턴까지 모두 평가한다. 앞 서 언급한 수집된 정보들은 관련된 노출경로에 따라 잠재적인 소비자 노출을 계 산하기 위해 사용된다. (다) 위해도 결정 화학제품의 전과정 동안에 발생한 화학물질이 인체의 건강에 미치는 영향을 정 량화하여 나타내는 영향범주로 그 위해도를 나타내는 지표로서 MOE, 또는 MOS 를 사용하였다. 이는 노출된 양과 NOAE의 비로 산출되며 유해화학물질에 노출되 었을 때 인체에 미치는 영향의 한계치로 표현한 결과이다.
호흡 경로를 통한 노출량 산정 산정식 × × × ×× 산정계수 F1: 제품 내 물질의 중량비 C: 제품 내 물질 농도(mg/cm3) Qinh: 사용자 호흡율(cm3/hr) n: 일일빈도(event/day) t: 노출 또는 접촉기간(hr) F7: 호흡할 수 있는 제품의 분율 F8: 흡수되는 분율 BW: 몸무게(kg) 피부접촉 경로를 통한 노출량 산정 산정식 × × × ××× 산정계수 F1: 제품 내 물질의 중량비 C: 제품 내 물질 농도(mg/cm3) Sder: 피부노출면적(cm2) n: 일일빈도(event/day) F2: 중간단계에서 피부로 노출되어 전환되는 물질의 분율 F3: 피부에 잔류하는 물질의 분율 F4: 피부를 통해 흡수되는 물질의 분율 BW: 몸무게(kg) 섭취 경로를 통한 노출량 산정 산정식 × × × 산정계수 F1: 제품 내 물질의 중량비 M: 제품의 섭취량(mg) V: 제품부피(m3) n: 일일빈도(event/day) F9: 흡수될 수 있는 물질의 분율 BW: 한국 성인의 평균체중(kg) 표 21. EU HERA 경로별 인체 노출량 산정식
