염화 비닐 수지의 안전성Part2

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염화 비닐 수지의 안전성Part2

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Date - 2001-02-08 00:00:00

염화 비닐 수지의 안전성Part2

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Part1에서는 염화비닐수지의 특징과 용도, 첨가되고 있는 성분에 대해서 설명했습니다. Part2에서는 염화비닐수지의 생산·소비·폐기의 각 라이프 stage에서의 환경과 건강 측면에서의 안전성에 초점을 맞추었습니다. 첨가제로서는 염화비닐수지에 사용되는 안정제, 연질 염화비닐수지에 사용되는 프탈산 에스텔계의 가소제를 중심으로 했습니다. 표 1>에 그 개요를 나타냅니다.

표 1> 염화비닐수지의 환경과 건강측면에서의 안전성([1][2][3])

라이프 stage	환경과 건강측면에서의 안전성
생산	원료인 염화비닐은 사람의 간장, 뇌, 폐, 림프액계, 조혈 기관계에 대해 유해성을 나타내는 충분한 증거가 있다*1. 안정제로 사용되고 있는 시게카네속류에는 납, 유기 주석, 카드뮴 등의 유해한 물질이 있다. 프탈산 에스텔은 환경호르몬 물질로서, 생식계에 영향이 의심되고 있다. 제조 현장 노동자의 역학조사에서 정소와의 관련성이 의심되고 있다.
소비	구미에서는 많은 나라가 3세이하의 어린이용 완구를 대상으로 연질염화비닐수지의 사용을 규제하고 있다. 염화비닐수지에서는 휘발성유기화합물이 방출된다. 소각이 어려움
폐기	연소하면 유해 화학물질을 발생한다. 매립 처리를 한 경우, 유해화학물질이 침출수로 배출되고, 혹은 분해되어 토양오염을 유발할 우려가 있다. 플라스틱 중에서는 material 리사이클이 되고 있다*2.

*1　 염화 비닐의 유해성은 세계보건기구(WHO) 국제연구기관(IARC)의 발이성품류로 최상위의 그룹 1.

*2　 material 리사이클: 사용 종료 염화비닐수지를 가공하고, 다시 염화비닐수지로 이용한다.

생산 stage

염화비닐수지에 사용되고 있는 원재료에는 사람에 대해 유해성을 나타내는 화학물질이 사용되고 있다. 현재 사람에게 폭로되지 않도록 방호책을 하고 있으면, 노동자의 건강에 영향을 주지 않습니다. 지금까지 노동자에 대한 건강 영향의 가능성이 나타난 예로서, 다음 연구 보고가 있습니다.

스웨덴의 나브로의료센터 노동환경의학부의 Ohlson CG들은 148명의 정소와 314명의 정상인을 대상으로 노동력과 화학물질에로의 폭로력을 앙케이트 조사했습니다[4][5]. 그 결과, 염화비닐수지의 제조 현장에서 활동하는 사람들은 정소의 하나의 타입인 정표피종의 리스크가 6배인 것으로 나타났습니다. 이 결과는 polystyrene등 다른 플라스틱의 제조현장에서는 관찰되지 않았습니다. 염화비닐수지의 제조 현장에서는 내분비계의 종양 세포의 성장을 촉진한다는 의혹이 제기되고 있는 프탈산에스텔 종류가 사용되고 있으므로, 이들 화학물질과의 관련성이 의심되고 있습니다. 그렇지만 이 작용은 아직 확증을 얻지 못했습니다. 또, 이 조사 결과는 자기 신고제의 앙케이트와, 조사수가 적은 문제가 있습니다. 그 때문에, 인과 관계에 대해서 한층 검증할 필요가 있습니다.

소비 stage

구미에서는 많은 나라가 3세 이하의 어린이용 완구를 대상으로 연질염화비닐수지의 사용을 규제하고 있습니다[6]. 이 규제가 행해지고 있는 최대의 이유는, 연질염화비닐수지제의 어린이용 완구에 포함되는 프탈산 에스텔 종류가 경구(맛보거나 빨거나), 경기(공기중 방산물의 흡입), 경피(피부와의 접촉)을 통해 프탈산에스텔을 섭취할 가능성이 있기 때문입니다. 특히 경구 섭취가 가장 염려되고 있습니다.  프탈산에스텔 종류는 생식계의 영향등의 의혹이 있기 때문에 감수성이 높고 발육이 현저한 3세이하의 어린이들에 대해서 사전 예방하고 있는 것입니다.

일본에서는, 2000년 2월 9일 사단법인 일본완구협회(580개사 가맹)가 염화비닐수지제 완구에 관련하여 표2>와 같은 내용을 발표했습니다[7]. 또 동시에 원칙으로서 3세 미만을 대상으로 한 (안전완구)제품을 대상으로 표면에 나타나 있는 부분에 사용하는 합성 수지 및 합성 섬유의 소재명을 표시한다고 발표하고 있습니다[7]. 표시하는 소재 종류와 지정 용어를 표 3>에 나타냅니다. 이 표시는 2000년 4월부터 적용되지만, 강제력은 없습니다. 그러나, 대부분의 메이커가 기준을 따를 것으로 보입니다. 이같은 움직임은 완구 메이커가 자주적으로 소재명을 표시하는 것이며, 연질염화비닐수지의 사용 규제가 아닙니다. 그러나 우리들은 표시되는 소재를 선택할 수 있게 됩니다.

표 2> 일본 완구협회에 의한 염화비닐수지제 완구의 방침([7])

No.	개   요
1	현재, 3세 미만 대상으로 입에 의한 폭로 방지를 목적으로 한 (안전완구)제품에서는 염화피닐수지를 사용한 것은 없고, 일본 완구 협회 가맹 메이커의 자주적인 대응이 향후 계속될 것임을 선포한다.
2	상기 이외의 완구 소재로서 염화피닐수지를 사용하는 것은 계속되지만, 그 안전성에 관한 과학적 지견의 수집에 노력한다. 특히 EU (유럽 연합)에서의 규제 원인이 되고 있는 프탈산에스텔 종류의 안전성에 관해서는 관련 산업계와 협력, 계속 연구 및 검토를 한다.
3	3세 미만을 대상으로 한 제품에 플라스틱 소재명을 표시하는 가이드 라인을 작성하고, 가맹 메이커의 계발을 진행시킨다.

표 3> 일본 완구 협회에 의한 표시 소재의 종류와 지정 용어([7])

	No	소재명과 지정 용어	No	소재명과 지정 용어
합성 수지	1	polyethylene (PE)	13	polyacetal (POM)
	2	폴리프로필렌 (PP)	14	폴리아미드 (PA)
	3	염화 비닐 수지 (PVC)	15	polyurethane (PU)
	4	페놀 수지 (PF)	16	포화 폴리에스텔 수지
	5	유레아수지 (UF)	17	폴리 염화 비닐리덴 (PVDC)
	6	멜라민 수지 (MF)	18	포리부타디엔 (PB)
	7	불포화 폴리에스텔 수지 (UP)	19	EVA 수지 (EVA)
	8	polystyrene또는 합성수지 수지 (PS)	20	포리메치르펜텔
	9	AS 수지 (AS)	21	메타크릴 스틸렌
	10	ABS 수지 (ABS)	22	합성 고무
	11	메타크릴 수지 (PMMA)	23	PET 수지 (PET)
	12	폴리카보네이트 (PC)
합성 섬유	1	레이욘 (RAYON)	7	폴리에스텔(POLYEER)
	2	아세테이트 (ACETATE)	8	아크릴
	3	나일론 (NYLON)	9	polyethylene
	4	비닐론	10	폴리프로필렌
	5	비닐리덴	11	polyurethane
	6	폴리염화비닐	12	포리크라르

* 염화비닐수지에 대해서는 프탈산에스텔 종류를 가소별로 사용하고 있는 경우는 「염화비닐수지」, 또는 「PVC」로 표시하고, 기타 가소제를 사용하고 있는 경우는 「염화비닐수지」에 더해, 「비프탈산계 가소제 사용」을 표시한다.

프탈산 에스텔 종류의 생식계 영향은 아직 충분한 확증을 얻지 못했습니다. 미국 국가독성계획(NTP)은 프탈산에스텔 종류의 생식계 영향에 관련하여 재조사를 하고 잇습니다. 2000년 7월 12-13일에 미국 국가독성계획의 처리평가센터(CERHR)에 의한 프탈산에스텔 종류의 독성에 관한 최종 회의가 개최되고, 그 연구 결과 미국 환경과학잡지「Environmental Health Perspectives」 에 게재될 예정입니다[8]. 이 결과의 내용에 의해 각 업계에 대한 영향이 미치게  될 것으로 생각됩니다.

염화비닐수지로부터는 휘발성유기화합물이 방출될 가능성이 있습니다. 예를 들면 마루용 염화비닐 쉬트를 측정한 실험에 의하면 에틸벤젠, 크실렌은 초기에 현저하게 검출되었습니다만, 그 후 비교적 조속하게 감소하고 있습니다. 그러나, 페놀, 1-메틸-2-피로리존, 지크로르벤젠, 브틸히드록시 톨루엔(BHT) 등은 초기 농도가 낮지만, 장기에 걸쳐 계속 방출되고 있습니다[9]. 이들 화학물질은 실내 공기 오염원이 될 가능성이 있습니다.

염화비닐수지는 염소를 포함하고 있기 때문에 자기 소화성이 있어, 타기 어려운 성질을 가지고 있습니다. 타면 유해한 염화수소 가스를 발생합니다. 그 때문에 불완전 연소를 일으키고, 다량의 연기가 발생합니다 또, 연질염화비닐수지는 자기 소화성이 저하하기 때문에 더한층 난연제를 첨가합니다.

폐기 stage

염화비닐수지를 연소하면, 표 4>에 나타내는 연소물을 생성합니다[10]. 표 4>로부터 분명한 것은 유해성이 높은 염화수소와 일산화탄소가 많이 발생한다는 것입니다.

표 4> 염화비닐수지의 연소 생성물([10])

생성물	생성량mg/kg	생성물	생성량mg/kg
염화수소	583.3	에틸렌	0.58
부탄	0.28	시클로펜탄	0.05
초산- 이소펜텐	0.02	에탄	2.2
이산화탄소	729.0	1-헥센	0.05
1-펜텐	0.06	프로필렌	0.47
일산화탄소	442.0	헥산	0.12
펜탄	0.16	프로판	0.84
메탄	4.6	메틸시클로	0.04
시클로펜텐	0.05	염화 비닐	0.60
벤젠	36.0	1-브텐	0.18
톨루엔	1.3

염화비닐수지에는 염소가 포함되어 있습니다. 쓰레기의 소각 시설로부터의 배출이 전체 약 8% 비율을 차지하고 있다고 합니다. 다이옥신류의 기본적인 생성 기구는 염소, 탄소, 산소, 촉매 (동과 테츠)가 고온하에서 몇 초 이상 공존하는 것입니다. 특히 300도 부근에서 가장 생성율이 높습니다. 염화비닐수지는 쓰레기 소각에 있어서 염소의 공급원이 됩니다. 그러나 850도 이상의 고온에서 소각하면 다이옥신류는 거의 생성되지 않으므로 염화비닐수지의 소각에는 고온에서의 온도 콘트롤이 필요합니다.

염화비닐수지를 매립 처리했을 때에 침출수내 화학물질 조사가 유럽의 연구 그룹에 의해 보고 되어 있습니다[2]. 연구자들은 라이시미터(침루계)를 사용하고, 염화비닐수지를 매설한 매립지에서 침출수를 채취하고, 그 성분을 분석했습니다. 그 결과, 염화비닐수지로부터 침출된 프탈산에스텔이 검출되었습니다. 프탈산에스텔은 라이시미터로부터 채취한 기체의 농축물로부터도 검출되었습니다.

염화비닐수지에 포함되어 있는 안정제가 매립지에서 어떠한 거동을 나타낼 지에 대해서는 거의 보고가 없습니다. 연질염화비닐수지에 포함되어 있던 카드뮴/ 아연, 유기 주석 화합물이 1년반 후에 감소하고 있는 것이 확인되어 있습니다[2].

유기 주석 화합물은 환경호르몬 작용을 가진 것으로 알려져 있고, 바다에서 숨쉬는 포유류와 조개 등이 오염되고 있는 것이 나타나 잇습니다. 유기 주석 화합물의 하나인 TBT는 인포섹스라는 생식계 이상이 일본 전국에서 관찰되고 있습니다.

최근 연구 보고에 의하면, 사람, 고양이, 너구리, 까마귀 등에서도 검출되고 있고, 긴밀한 오염원이 있는 것이 아닐까 하고 의심되고 있습니다[11]. 염화비닐수지와의 관련성은 확증이 없습니다. 염화비닐수지의 폐기 경로조사, 특히 매립지의 침출수와 폐기물 최종 처분장소의 침출수 조사를 하고, 인과 관계를 분명하게 하는 것이 필요합니다.

염화비닐수지를 리사이클 관점으로 보면 어떤지 일본에서는 년간 약 200만톤의 염화비닐수지가 사용되고, 년간 배출량은 약100만톤 남짓 되고, 그 중 약 30%이 리사이클되고 있습니다. 농업용 비닐하우스(농비), 전선 피복재, 파이프 등을 중심으로 material 리사이클이 행해지고 있습니다[1]. 그러나 다른 소재의 리사이클율과 회수율은 표 5>에 나타내고 있습니다[12][13][14].

표 5> 소재별 재이용 비율 ([12][13][14])

소재	재이용의 내용	집계 년도	비율 (% )
알루미늄 캔	리사이클율	1998년도	74.4
스틸 캔			82.5
유리병	카렛 이용율*1		73.9
고지	이용율		55.4
	회수율		55.5
건설 폐기물 (토목) *2	리사이클율		86.0
건설 폐기물 (건축) *2			79.4
발포스티렌			31.2
PET병	회수율		16.9
염화비닐수지	리사이클율	-	약30
플라스틱 전체	리사이클율	1997년도	약12

      * 1　 1 회 한계의 이용을 전제로 만들어지는 원웨이병은 깨뜨려져 재이용된다.

      * 2　 콘크리트, 아스팔트, 목재, 진흙등 

염화비닐수지의 안전성에서 현재 가장 걱정되고 있는 것이 프탈산에스텔 종류에 의한 환경오염입니다. 프탈산에스텔 종류는 사람의 생식계의 건강 영향에 관계되어 충분한 확증이 얻어져 있습니다. 시급히 명확하게 할 필요가 있다고 생각됩니다. 또 폐기 stage에서는 연소에 따른 유해성 높은 화학물질을 배출합니다 또, 연소하지 않고 매립한 경우, 역시 프탈산에스텔 종류에 의한 환경오염이 걱정됩니다.

염화비닐수지의 리사이클율은 플라스틱 중에서는 높다고 말할 수 있고, 아직껏 많은 염화비닐수지가 폐기되고 있습니다. 폐기된 염화비닐수지를 소각과 매립처분하는 것에 의해 어떠한 환경오염이 생길지 파악할 수 있습니다. 표 5>로부터 분명한 것은 염화비닐수지를 시작으로 하는 플라스틱은 한층 리사이클율을 향상시키도록 기술개발을 하지 않으면 안 된다고 말할 수 있습니다. 재료 설계의 단계에서 리사이클이 가능하도록 제품 개발을 하는 것이 요망됩니다.  

현재 구미와 일본에서는 염화비닐수지의 생산량이 매년 증가되고 있습니다. 이 상황은 염화비닐수지의 안전성이 충분히 확보되고 있기 때문이라고 말할 수 있는 것인지, 그렇지 않으면 안전성에 관한 연구가 충분히 행해지지 않는 채 단순히 대량생산 및 대량 소비의 사회 구조가 쌓아올려진 결과라고 말할 수 있는 의인지, 적어도 전자가 아닌 것은 분명하지 않을까요.

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 <참고 문헌>

[1] 염화비닐 공업· 환경 협회 통계 자료 http://www.vec.gr.jp/

[2] ARGUS in aociation with University Rostock-Prof. Spillmann, Carl Bro a|s and Sigma Plan S.A., European Commiion DGXI.E.3, The behaviour of PVC in landfill Final Report, February 2000 http://europa.eu.int/comm/environment/waste/report7.htm

[3] IARC의 발이 성품류, 국립 의약품 식품 위생 연구소 화학물질 정보부 http://www.nihs.go.jp/hse/chemical/iarc/iarc.html

[4] European Plastics News, 25 (4), 12 (1998) 

[5] Carl-Göran Ohlson, Lennart Hardell, Chemosphere, Vol. 40(9-11), pp1277-82, 2000 May-Jun
“ Testicular cancer and occupational exposures with a focus on xenoestrogens in polyvinyl chloride plastics”

[6] CSN #116, 구미에 있어서의 프탈산에스텔사용 삭감이 움직이기, December 30, 1999 http://www.kcn.ne.jp/~azuma/news/Dec1999/991230.htm

[7] 「염화 비닐 완구의 안전성에 대해서 」 , 일본 완구 협회, February 2. 2000 http://www.toynes.or.jp/index.html

[8] NTP-CERHR Announces the Final Meeting of the Phthalate Expert Panel, April 4, 2000 http://cerhr.niehs.nih.gov/news/pr4_4_00.html

[9] 스즈키　 나이, 공기 청정과 콘터미네이션 콘트롤 연구 대회 예고집, 16th, pp65-68, 1998 

[10] 폴리머-의 난연화-그 화학과 실제 기술- , 대성사, 1992 

[11] 아사히 신문 (석간) , May 12, 2000 

[12] 발포스티롤재자원화협회 http://www.jepsra.gr.jp/

[13] 「평성 10 년도　 건설 부산물 중간 실태 조사 (간이 센서스) 결과에 대해서 」 건설성, November 27, 1999 http://www.moc.go.jp/region/recycle/rm.htm

[14] 「쓰레기의 이야기」 , 후생성　 수도 환경부계획과, April 4, 2000 http://www.mhw.go.jp/houdou/1204/h0404-2_14.html