6가크롬 “육가크롬” 유해성 및 허용노출 수준” 독성피해
6가 크롬(육가 크롬) 이해하기
크롬은 고체 상태의 금속으로 다양한 형태의 화합물로 존재하는데 주요 형태로는 금속 크롬, 3가 크롬, 6가 크롬이 있으며, 이 중 3가 크롬은 자연에서, 6가 크롬과 금속 크롬은 주로 산업 공정에서 발생합니다.
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보건학적으로 3가 크롬과 6가 크롬이 중요한데, 특히 6가 크롬은 사람에게 발암성 물질로 확인되었습니다. 6가 크롬은 수용성과 불용성으로 나뉘며, 다양한 물리화학적 특성을 갖습니다. 이러한 특성으로 인해 크롬 화합물은 다양한 용도로 사용되며, 노출될 경우 심각한 건강 영향을 미칠 수 있습니다.
그리고 자동차나 제품 설계 시 중요한 요소는 디자인과 성능뿐만 아니라 재질도 매우 중요합니다. 그 중에서도 6가크롬(Cr6+)에 대해 알아보겠습니다.
6가크롬이란 무엇인가?
크롬은 여러 산업에서 다양한 용도로 사용되며, 특히 스테인레스강, 도금업, 목재 보존제 등에서 중요한 역할을 합니다.
금속 크롬은 주로 강철 및 합금 제조에, 6가 크롬은 도금, 염료 및 안료 제조, 가죽 태닝제, 목재 보존제, 촉매 등으로 사용됩니다. 주요 6가 크롬 화합물로는 크롬산칼슘, 크롬산납, 크롬산아연 등이 있으며, 각 물질은 고유의 용도와 발생원을 갖고 있습니다.
6가 크롬은 주로 산업 공정에서 발생하며, 스테인레스강 용접, 크롬 도금 공정, 배터리 제조 등에서 높은 수준으로 노출될 수 있습니다.
건강에 미치는 영향으로는 발암성, 피부 독성, 호흡기 독성 등이 있으며, 특히 호흡기계에 치명적인 영향을 줄 수 있습니다. 노동부의 노출 기준에 따르면, 다양한 6가 크롬 화합물에 대해 엄격한 TWA(Time-Weighted Average) 기준이 적용됩니다
즉 6가크롬은 산화수가 +6인 크롬 화합물을 지칭하며 예를 들어, K2Cr2O7이나 Na2Cr2O7와 같은 화합물이 있으며
모든 크롬 화합물은 유독성이 있으며, 그 중에서도 6가크롬은 특히 유해합니다.
크롬 및 화합물에 대한 노출기준
| 물질명 | CAS 번호 | 화학식 | TWA (㎎/㎥) | STEL (㎎/㎥) | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|
| 삼부틸크롬산 | 1189-85-1 | ((CH3)3CO2)2Cr)2 | C0.1 | – | 피부 |
| 크롬광 가공품(크롬산) | 7440-47-3 | Cr | 0.05 | – | A1 |
| 크롬(금속) | 7440-47-3 | Cr | 0.05 | – | – |
| 크롬(6가)화합물(불용성) | 7440-47-3 | Cr | 0.05 | – | A1 |
| 크롬(6가)화합물(수용성) | 7440-47-3 | Cr | 0.05 | – | – |
| 크롬산납 | 7758-97-6 | PbCrO4 | 0.05 | – | A2 |
| 크롬산아연 | 13530-65-9 | ZnCrO4/ZnCr2O4/ZnCr2O7 | 0.01 | – | A1 |
| 크롬(2가)화합물 | 7440-47-3 | Cr | 0.5 | – | – |
| 크롬(3가)화합물 | 7440-47-3 | Cr | 0.5 | – | – |
크롬산칼슘: 부식방지제, 배터리의 극성제거장치, 경합금의 피복제, 전착도장용 안료
크롬산납: 안료로 주로 사용
크롬산아연: 안료나 금속의 전착페인트에 주로 사용
6가 크롬은 자극성이 강해 호흡기 점막에 심한 장애를 일으키고, 피부 접촉 시 부종 및 궤양 등의 피부염을 유발할 뿐만 아니라 6가 크롬은 발암물질로 간, 신장, 골수 등에 축적되며, 신장 및 대변을 통해 배출됩니다.
장기간 흡입 시 비중격천공, 만성카타르성 비염, 폐기종, 폐부종, 만성기관지암 등을 유발할 수 있으며, 다량 흡입 시 복통 등의 급성 증상을 초래할 수 있습니다.
6가크롬의 유해성
- 호흡기 손상: 점막 손상, 비중격 천공
- 피부 질환: 피부염, 부종, 궤양내
- 부 장기 손상: 간장, 신장, 골수에 축적
- 발암성: 폐암, 신장암, 기관지암
6가 크롬은 자극성이 강하며, 호흡기 점막에 큰 장애를 초래하고 피부에 접촉하면 부종, 궤양 등 피부염을 일으킬 수 있습니다.
또한 발암물질로 간장, 신장, 골수에 축적되어 신장 및 대변을 통해 배출됩니다. 장기간 흡입 시 비중격 천공, 인후점막 염증 등을 유발할 수 있으며, 다량 농축될 경우 복통, 경련 등을 일으켜 사망에 이를 수 있습니다.
6가 크롬의 발생원
6가 크롬은 주로 세 가지 형태로 나타납니다.
- 크롬 광석: 자연적으로 발생하며 신진 대사에 필요한 필수 영양소인 3가 크롬.
- 금속 크롬: 항공 우주 합금 등에서 발견되는 금속 크롬.
- 산업 공정: 웰딩, 열 용사 등에서 발생하는 6가 크롬.
직업안전보건국(OSHA) 허용 노출 수준
OSHA는 6가 크롬에 대한 두 가지 노출 수준을 정의했습니다.
- PEL(허용 노출 수준): 8시간 교대 시 5µg/m³.
- AL(조치 수준): 2.5µg/m³, 이 수준에서는 고용주가 특정 조치를 취해야 합니다.
직업안전보건국(OSHA)은 6가 크롬에 대한 허용 노출 수준(PEL)을 정의하고 있으며 8시간 교대 시 5µg/m3의 PEL과 2.5µg/m3의 조치 수준(AL)을 설정하여, 이를 초과할 경우 고용주는 특정 조치를 취해야 합니다.
6가 크롬의 발생 공정
6가 크롬을 발생시킬 수 있는 산업 공정은 다음과 같습니다.
- 코팅(스프레이 프라이머/페인트)
- 크롬 도금
- 웰딩(스테인리스 스틸 및 니켈 합금)
- 열 용사(플라즈마, 전기 아크 등)
- 크롬산염 코팅
- 열 용사 공정철-크롬 광석 제련
- 포틀랜드 시멘트 불순물
- 가죽 태닝
작업자 노출 경로
작업자는 다음 경로를 통해 6가 크롬에 노출될 수 있습니다.
- 흡입: 코와 입을 통해 흡입.
- 피부 접촉: 피부를 통해 흡수.
- 섭취: 오염된 음식, 담배, 화장품 섭취.
신체에 미치는 영향
6가 크롬은 호흡기, 중격 천공, 폐, 눈, 피부, 간 및 신장 등에 손상을 일으킬 수 있습니다. 노출된 작업자는 부비동 염증, 코피, 궤양, 피부 발진, 흉부 압박감, 천명, 숨가쁨 등의 증상을 경험할 수 있습니다.
노출 사례
사례 1: 도로 및 지하주차장 도색공에서 발생한 폐암
- 직종: 도로 차선 도색공
- 업무 관련성: 높음
- 개요: 이○○ 씨는 18년간 도로 및 지하주차장의 차선 도색 작업 중 크롬산 납에 노출되어 폐암으로 사망.
사례 2: 절단 및 용접 작업 근로자에서 발생한 천식
- 직종: 절단/용접 작업자
- 업무 관련성: 높음
- 개요: 나○○ 씨는 용접 및 절단 작업 중 니켈 및 크롬에 노출되어 천식 발작으로 사망.
고용주의 요구사항
6가 크롬이 발생할 수 있다고 판단되는 경우, 고용주는 다음과 같은 조치를 취해야 합니다.
- 공기 샘플링 수행
- 의학적 모니터링 및 결과 알림
- 엔지니어링 제어 수단 구현
- 호흡기 보호 프로그램 도입
- 작업 영역 경계 설정
- 직원 교육 프로그램 시행
6가 크롬은 규제되는 독성 물질로, 적절한 예방 조치를 통해 처리해야 합니다. 엔지니어링 제어 수단, 호흡기 보호, 관리 관행, 개인 보호 장비, 개인 위생 관행 등을 철저히 준수하는 것이 중요합니다.
크롬은 내열성, 내부식성, 전기 저항성 등이 강해 다양한 산업에서 사용되지만, 6가 크롬의 유독성으로 인해 안전한 취급과 관리가 필수적입니다. 경제적이고 효율적인 6가 크롬 제거 방법에 대한 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
