大韓環境工學會誌 論文 - Original Paper 345~350. 2012

† Corresponding author E-mail: chpark@uos.ac.kr Tel: 02-2210-2176 Fax: 02-2244-2245

충북지역 폐석면광산 인근주민의 석면노출과 건강위해도 평가

Asbestos Exposure and Health Risk Assessment for the Residents Near the Abandoned Mining Area in Chungbuk, Korea

신진호․오석률․황순용․정숙녀․김지희․남은정

이진효․최희진․엄석원․채영주․박철휘*,†

Jin-Ho Shin․Seok-Ryul Oh․Soon-Yong Hwang․Sook-Nye Chung․Ji-Hui Kim․Eun-Jung NamJin-Hyo Lee․Hee-Jin Choi․Seok-Won Eom․Young-zoo Chae․Chul-Hwi Park*,†

서울특별시보건환경연구원․*서울시립대학교 환경공학부Seoul Metropolitan Research Institute of Public Health and Environment

*Department of Environmental Engineering, University of Seoul

(2012년 3월 9일 접수, 2012년 5월 29일 채택)

Abstract : To investigate the exposure and health risk assessment for the residents near the D-asbestos mine in Chungbuk, Korea. We analyzed asbestos in the 20 ambient air and 23 activity based samples near the mine. The airborne sample results are showed that 8 of 20 samples ranged between 0.0025 to 0.0029 f/cc (fiber per cubic centimeter) and the others were below the detection limit by phase contrast microscopy (PCM). In addition, asbestos fibers were under the detection limit or not being by transmission electron microscopy (TEM). Based on interview and survey targeting the local residents, we made the activity based sampling (ABS) sce-narios fit to the conditions of field. At the same time, we calculated the excess lifetime cancer risk (ELCR) of these ABS scenariosaccording to the ELCR average value and 95% upper confidence limit (UCL). At the case of weed whacking, soil digging and sweeping yard scenario, 95% UCL of ELCR exceeded the 1×10-4, acceptable risk range for exposure. Based on our study results, it is necessary safety measures such as risk communication, abatement or management of naturally occurring asbestos (NOA).Key Words : NOA (Naturally Occurring Asbestos), ABS (Activity Based Sampling), ELCR (Excess Lifetime Cancer Risk), Health Risk Assessment

요약 : 충북의 D-석면광산 인근지역에서 석면이 포함된 토양으로 부터 대기 중으로 비산되는 석면조사와 주민들의 일상생활이나 토양을 경작하는 농업활동 등의 석면노출이 가능한 주요활동에 대한 인체 위해도를 평가하여, 지역주민의 건강 위해성을 미연에 방지하는 대책을 수립하고자 본 연구를 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 대기 중 석면 모니터링을 위해 바람의 방향을 고려하여 지역주민의 거주지 근처에 시료채취지점을 선정하였다. 이를 위상차현미경으로 분석한 결과, 20개 지점 중에서 12개 지점은 검출한계 이하이고, 8개 지점도 0.0025~0.0029 f/cc 범위로 석면안전관리법의 공기질 관리기준 0.01 f/cc보다 매우 낮은 수준이었다. 또한 투과전자현미경으로 이 섬유상 물질을 분석한 결과도 석면이 아니거나 검출한계 이하로 나타났다. 일반 대기 중 석면의 악영향은 거의 없는 것으로 추정된다. 둘째, 현장조사와 지역주민의 설문조사를 토대로 활동근거시료채취 시나리오를 현지 실정에 맞게 설정하였으며, 그 중에서 예초기 작업과 흙파기, 마당쓸기 시나리오의 경우에 위해도의 95% 신뢰상한치가 석면에 대한 활동별 초과생애발암위해도의 허용치 1×10-4을 초과하는 것으로 나타났다. 토양 교란활동이 수반되는 농경활동에는 토양에 함유된 석면섬유상 물질이 많이 비산되는 것으로 판단되며, 지역주민의 세심한 주의가 요구된다. 따라서 이에 대한 결과를 바탕으로 환경성 노출원을 가능하다면 원천적으로 차단하여 석면노출을 최소화하고, 지역주민들에게 석면노출 가능성이 있는 환경에 대해 널리 알림으로써 토양을 교란하여 석면이 비산되는 행위를 제한하는 등의 석면으로

인한 건강피해를 줄이는 체계적인 관리대책이 강구되어야 할 것이다.주제어 : 자연발생석면, 활동근거 시료채취, 초과생애 발암위해도, 건강위해도 평가

1. 서 론

석면은 변성작용과 열수에 의해 변질작용을 받은 사문암, 마그마에서 유래된 염기성암이 열수 변질작용을 받았을 때

와 퇴적기원의 탄산염암이 열수 변질 및 접촉 변성작용을

받았을 때 형성된다.1)

자연계에 존재하는 석면의 종류로는 사문석군의 백석면

(Chrysotile)과 각섬석군의 청석면(Crocidolite)․갈석면(Amo-site)․양기석석면(Actinolite)․투각섬석석면(Tremolite)․직

섬석석면(Anthophylite)으로 구분된다.2)

이러한 석면은 다른 물질과 결합력이 우수하며, 내화성․방부성․단열성․불연성․방음 및 흡음효과가 다른 물질에

비해 뛰어나고, 가격이 저렴하여 슬레이트․천정재․벽면재 등 건축용 자재의 원료와 직경이 0.02~0.03 µm 정도로 가늘고 유연성․방적성이 좋아 석면방직제품은 실이나 테이프

또는 직포의 형태로 기관이나 배관의 보온단열재로 쓰였다. 또한, 내구성․절연성도 뛰어나 브레이크 라이닝․클러치 페이싱 등 자동차 부품에도 널리 사용되었다.3)

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Journal of KSEE Vol.34, No.5 May, 2012

Fig. 1. Air collection using activity-based sampling.

석면광산은 우리나라에서도 1930년대 중반부터 전국에 걸쳐 개발되기 시작하였으나, 실제 생산이 이루어진 것으로 알려진 석면광산은 21개로 이중 다수가 충남 홍성과 보령지역에 분포되어 있다.4) 최근에는 폐석면광산 인근지역에서 토양 내 석면이 자연환경이나 거주주민의 일상적 활동에 의

해 비산되어 석면피해 의심자로 추정되는 주민이 발생하는

등 인체에 대한 건강 위해 가능성이 제기되었다.5)

이처럼 석면섬유에 인체가 장기간 호흡기를 통하여 노출

되면 15~40년의 잠복기를 거쳐 석면폐증․폐암․악성중피종 등을 유발하고, 섭취시에는 장관계의 암과 인후두암․신장암․췌장암․임파선암 등을 유발하는 것6)으로 알려져 있

어, 1987년 WHO 산하 국제암연구소(International Agency for Research on Cancer)에서 석면을 1급 발암물질로 지정하였으며, 우리나라에서도 2008년 고용노동부 고시 제2008-26호로 석면을 발암물질로 지정하였다.

따라서 본 연구에서는 폐석면광산 인근지역의 대기 중 비

산석면 조사와 주민의 일상생활과 토양을 경작하는 농업활

동 등 석면노출이 가능한 주요활동에 대한 인체의 위해도를

평가하여, 지역주민의 건강 위해성을 미연에 방지하는 대책마련의 기초자료를 제공하고자 한다.

2. 대상지역 및 분석방법

2.1. 대상지역

우리나라의 석면광산은 2차 대전 중에 일제의 군수물자 조달의 필요성에 의해 최대 36개의 석면광산이 운영되었다는 기록이 있다. 그 중에서 충남지역이 17곳으로 가장 많았으며, 그 다음이 충북지역으로 9개의 광산 중에서도 제천지역에 7개가 집중되어 있었다.4)

이처럼 충북의 D-석면광산은 1940년대 가장 석면 채굴이 성행했던 시절에 개발된 광산으로 1960년대까지 운영하였으며, 그 후 2006년부터 최근까지 대규모 채석장이 운영 중이다.

또한, 이 채석장에서 채굴한 석면을 포함한 원석이 서울시

내 하천변을 비롯한 전국의 하천 제방에 그대로 조경석으로

사용된다는 지적과,5) 2009년 환경부에서 실시한 전국 폐석면광산 개황조사 결과에 따라 석면오염이 심하여 환경위해

가능성이 높다고 판단된 충북의 D-석면광산 주변지역을 본 조사의 대상으로 하였다.7)

2.2. 분석방법

2.2.1. 시료채취

대기시료 채취는 면광산 인근의 채석장에 노출된 암반에

서 비산될 우려가 있는 석면의 실태를 조사하기 위하여 채

석장 부근과 주변마을을 대상으로 주풍향을 고려하여 오염

이 의심되는 지점을 선정하였다.시료채취는 NIOSH (National Institute for Occupational Sa-

fety and Health) 7400과 AHERA (Asbestos Hazard Emergency Response Act of 1986) 방법에 따라 직경 25 mm, pore size 0.45 µm MCE (Mixed Cellulose Ester) 필터가 장착된 ca-ssette (225-324, SKC)에 시료채취펌프(SARA-4000, KEMIK)를 이용하여 약 5 L/min의 유량으로 4시간 이상 1,210 L를 포집하였다.

활동근거 시료채취는 그 지역에 거주하거나 생활하는 사람

의 활동에 의해 토양이 교란되어 대기 중으로 비산된 석면

이 인체에 미치는 영향을 파악하기 위하여 정해진 시나리오

에 의하여 어른의 호흡기 영역(약 1.5 m)과 어린이 호흡기 영역(약 1.0 m)에서 시료를 포집하는 방법8)이다.

시료채취는 미국 환경보호국(USEPA, United States Envi-ronmental Protection Agency)에서 제시한 Standard Operating Procedures (Activity-based air sampling for asbestos)9)에 따라 직경 25 mm, pore size 0.45 µm MCE와 5 µm MCE 백업 필터가 장착된 cassette (Z045BA, Zefon)를 이용하였으며, 개인 시료채취기의 유량은 약 5 L/min로 400 L 이상을 채취하였다(Libra Plus Personal Air Sampling Pump LP-20, USA).

본 연구에서는 시료채취 전 현장답사와 거주주민 인터뷰

및 설문조사를 토대로 이동수단, 농업활동, 생활활동에 따른

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대한환경공학회지 제34권 제5호 2012년 5월

Table 1. Site specific activity-based sampling scenario

Routes of exposure

Activity Site specific activity-based sampling

Transpor-tation

Bicycle

Considering the potential asbestos scattering area and main routes of bicycle, sampling point for bicycle ABS was selected. The bicyclist wearing appropriate PPE carried a personal pumps for adult exposure samples. Asbestos samples were collected from the breathing zones of the event participants. The bicycle rider varied his speed between 5 km/h and 10 km/h. Riding and sampling was conducted to meet 400 L of flow rate.

CarThe rider varied the vehicle speed between 10 and 30 km/h with windows open. The average speed was appro-ximately 30 km/h. The vehicle speeds were adjusted to meet track conditions. A personal air sampler was worn by the driver. Riding and sampling was conducted to meet 400 L of flow rate.

Agricultural activities

Weeding/Raking

The participant wore a personal air pump on adult breath zone. Selected sampling site was divided into several rec-tangular areas. And then the participant plucked out weeds the rice paddy or field with hoe or rake. The participant repeated the work until 600 L of flow rate for Weeding scenario and 300 L for Raking scenario.

Digging

The participant wore a personal air pump on adult breath zone and digged a hole to approximately 60 cm deep and 30 cm in diameter and placed the soil next to the hole. The participant then refill the hole with the soil that had been removed. Participant then rotated 90° in a clockwise direction and continued to dig and refill additional holes until the sampling period was complete. The participant repeated the work until 300 L.

Weed Whacking

The participant wore a personal air pump on adult breath zone. And then the participant mowed the grass with weed whacker at the selected area, until 300 L of flow rate.

Livingactivity

Sweeping the yard

The participant wore a personal air pump on adult breath zone. And then the participant swept the yard with a broom at the selected area until 600 L of flow rate.

* ABS method was based on soil environmental management guideline for asbestos occurred area such as asbestos mine, ministry of en-vironment.

활동근거시료채취 시나리오를 Table 1과 같이 구성하였다.10)

2.2.2. 분석방법

시료를 포집한 필터는 투명화 용액(35% dimethyl forma-mide, 15% glacial acetic acid와 50% 증류수)을 이용하여 투명화 시킨다. 저온 플라즈마 회화로(K1050X Plasma Etcher, EMITECH)를 이용하여 필터 표면의 약 10%를 에칭(etching) 처리하고 카본 코터(K950X Turbo Evaporator, EMITECH)를 이용하여 얇은 탄소막으로 코팅한 뒤, acetone 용액이 든 Jaffe washer로 필터를 녹인다. 자세한 방법은 ISO 10312(1995)에 따른다.11)

전처리한 시료는 에너지분산형 X선분광기(Energy Disper-sive X-ray Spectrometer, EDS)가 장착된 투과전자현미경(Tecnai G2, FEI company 120 keV)을 이용하여 ISO 10312법에 따라 분석하였다. 면적이 0.0089 mm2인 grid opening 40개를 약 5,800배에서 관찰하고, 섬유의 계수 가능성을 판단하기 위해서 18,500배에서 확인하였다. 일부 시료의 경우 100번째 석면이 관찰되는 grid까지만 분석 및 계수하였다. 길이는 5 µm보다 길고, 직경 0.2~3.0 µm이며, 길이 대 지름의 비(aspect ratio)가 3 : 1 이상인 PCME (PCM-equivalent) 석면섬유를 계수하였다. 석면섬유의 농도(f/cc)는 분석감도에 관찰된 석면섬유의 수를 곱하여 계산하였다.

3. 결과 및 고찰

해당 지역에서 생활하는 거주민에 대한 위해성 평가는 대

기 중의 석면의 농도와 이동수단이나 생활활동, 농업활동 등의 특정활동에 의한 노출에 의해 인간 수용체에게 심각한 위

해성을 주는지를 결정하기 위하여 사용되었다.미국 환경청(EPA)에서 제시한 석면으로 인한 위해성 평가

방법을 통해 특정 활동별 노출농도(EPC), 시간가중치(TWF) 및 흡입단위노출계수(IUR)를 산정하여 위해성 평가를 수행하였고, 일반적인 산정방법은 다음과 같다.12)

ELCR = [(EPCAmb × TWFAmb) + (EPCABS × TWFABS)] × IUR

ELCR : 관련지역에서 노출된 결과로 인한 발암의 위해도(Excess Lifetime Cancer Risk)

EPCAmb : 대기 중 석면의 농도 평균(Average concentration of PCME)

EPCABS : 특정 활동평가를 위한 공기 중 석면의 농도 평균(Exposure Point Concentration)

TWF : 시간가중치(Time Weight Factor)는 연중 최소지속 노출을 위해 계산되며, 아래 식에서 주어진다.

TWF =

Exposure time (hour/day)

×

Exposure frequency(days/year)

24 365

TWFAmb : 년간 일반 대기 중 최소 지속 노출 가중치TWFABS : 년간 활동근거 시료채취로 평가되는 최소 지속

노출 가중치

IUR : 흡입단위위해도(Inhalation Unit Risk), 비평생흡입단위노출계수 0.23 (f/cc)-1

3.1. 인체의 호흡을 통한 석면 노출정도 측정

3.1.1. 일반 대기 중 석면 모니터링본 연구의 대상지역인 충북의 제천관측소에서 측정한 기

상청 기후 통계분석자료에 의하면 바람은 연중 서풍이 탁

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Table 2. Analytical results of airborne samples for asbestos

Sampling site

PCM TEM

fibersConc. (f/cc)

asbestos (fibers)

Conc. (f/cc)

asbestos type

Apsil-maeul longitude 128:11:40.07 latitude 36:56:37.02 4 0.0016* 0

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대한환경공학회지 제34권 제5호 2012년 5월

Table 3. Activity based asbestos fiber concentration by scenario

ScenarioNo. of detected asbestos fiber Conc.

(f/cc)Crysotile Tremolite Actinolite Anthophyllite Crocidolite Amosite Total

Bicycle

․ ․ ․ ․ ․ ․ ․

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Fig. 2. Estimation of cancer risk for scenarios in area: mean and 95% upper confidence limit.

4. 결 론

충북 D-석면광산의 채석장을 중심으로 자연환경조건이나 지역주민의 생활활동 등으로 비산되는 석면을 정밀 조사하

여 지역주민의 건강 위해성을 방지하고자 본 연구를 수행하

였다.일반대기 중 위상차현미경 분석에서 섬유상 물질이 검출된

것은 8개 지점으로 0.0025~0.0029 f/cc의 낮은 수준이며, 석면안전관리법의 공기 중 관리기준 0.01 f/cc이하였다. 이를 투과전자현미경으로 분석한 결과도 검출한계 이하이거나 석

면이 아닌 것으로 판명되었다.그러나 활동근거시료채취 시나리오 중에서 예초기, 흙파기/

밭갈이 작업과 마당쓸기 시나리오에서 위해도의 95% 신뢰상한치가 석면에 대한 활동별 전생애초과발암위해도 1 × 10-4

를 초과하는 것으로 나타났다. 토양 교란활동이 수반되는 농경활동에는 토양에 함유된 섬유상 물질이 많이 비산되는 것

으로 판단되며, 지역주민의 세심한 주의가 요구된다.따라서 이에 대한 결과를 바탕으로 환경성 노출원은 가능

하다면 원천적으로 차단하여 석면노출을 최소화하고, 지역주민들에게 석면노출 가능성이 있는 환경에 대해 널리 알림으

로써 토양을 교란하여 석면이 비산되는 행위를 제한하거나, 발생 원인인 석면을 제거하는 정화방법을 강구하는 등의 석

면으로 인한 건강 피해를 줄이는 체계적인 관리대책 마련이

시급히 요구된다.

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