2.1. 연구 범위

본 연구에서는 그룹 1 발암물질인 트리클로로에틸렌을 연구 대상 물질로 선정하였다. 환경부에서 2014년에 실시한 화학물질 배출량･이동량 조사 결과에서, 그룹 1 발암물질의 총 배출량은 1,064 ton이었으며, 그 중 트리클로로에틸렌의 배출량은 713 ton으로 그룹 1 발암물질 전체 배출량의 67.0%를 차지하였다. 그룹 1 발암물질의 2014년도 배출량을 Table 1에 나타내었다.

Table 1.

Emission of carcinogens in group 1 in 2014.

본 연구에서는 그룹 1 발암물질 중에서 배출량이 가장 많은 트리클로로에틸렌의 물질흐름을 분석하고 이를 활용하여 발암물질의 효율적인 관리 계획 수립을 위한 기초자료를 제공하여 발암물질의 배출량 저감에 기여하는 것을 목적으로 하였다.

물질흐름분석의 경계설정은 연구대상의 지역 및 시간에 대한 범위를 결정하는 단계이다. 물질흐름분석 수행 시 경계설정은 연구의 결과와 매우 높은 연관성을 갖고 있기 때문에 연구목적에 부합한 결과를 도출하기 위해서는 명확한 경계설정이 고려되어야 한다. 경계 설정 시에는 연구 목적에 따라 시간과 공간을 각각 고려하여 설정하여야 한다. 시간적 경계는 연구대상물질의 흐름이 이루어지는 기간으로 연구 목적 에 따라 다양하게 설정할 수 있다. 일반적으로 수행되는 물질흐름분석은 정적 물질흐름분석으로 1년 또는 특정 기간 동안 공간적 경계 내에서 대상물질의 흐름을 분석한다. 공간적 경계는 연구대상물질이 투입(Input), 배출(Ouput), 축적(Stock)되는 공간으로 국가, 지역 및 산업 공정 등 시간적 경계와 마찬가지로 연구목적에 따라 다양하게 설정할 수 있다[5]. 또한, 대상시스템에 의한 분류의 경우 Macro 수준, Meso 수준, Micro 수준으로 분류할 수 있고, 물질흐름의 추적방식에 따라 제품 수준에서 개별물질 수준으로 구분될 수 있다[6].

본 연구의 범위는 공간적 범위와 시간적 범위로 구분하였다. 공간적 범위는 트리클로로에틸렌을 사용, 제조, 배출하는 국내 사업장을 대상으로 하였다. 시간적 범위는 수집한 데이터를 같은 범위에서 분석할 수 있는 가장 최근 연도인 2014년을 기준으로 선정하였다.

2.2. 데이터 수집

본 연구에서는 시스템 경계로 설정한 2014년을 기준으로 국내 트리클로로에틸렌 취급 사업장의 수입량･수출량, 배출량, 사용량 등의 데이터를 수집하여 물질흐름분석을 수행하였다.

화학물질에 관련된 정보는 기업의 민감한 부분으로 자료 수집이 어렵고 신뢰성이 낮아질 수 있다. 따라서 산업안전보건공단의 작업환경 실태조사[7], 경부의 화학물질 배출량･이동량 조사[8] 및 화학물질 통계조사, 관세청의 수출입무역통계[9] 등의 국가 데이터를 중심으로 수집하였다.

수입량･수출량은 관세청의 수출입무역통계 데이터를 수집했으며, 물질이 국내의 경제영역으로 반입되거나 반출되어 물적 자원을 증가 또는 감소시키는 양으로 단순히 국가를 통과하는 물품이나 일시적으로 반입 또는 반출되는 물품은 포함되지 않았다.

제조량 및 사용량은 산업안전보건공단의 작업환경 실태조사 데이터를 수집했으며, 제조량은 사업장에서 판매를 목적으로 제조하고 있는 물질의 양, 사용량은 업장에서 주요 공정(제조, 실험, 공무, 오폐수, 청소 등) 중에 사용되는 양이다. 산업안전보건공단은 산업안전보건법 제105조에 따라 5년마다 전국의 사업장을 대상으로 화학물질 취급현황 등을 조사하여 공개하고 있다.

배출량은 환경부의 화학물질 배출량･이동량 조사 데이터를 수집했으며, 사업장에서 제조, 사용하는 화학물질이 환경(대기, 수역, 토양) 중으로 배출되는 양이다. 환경부는 화학물질관리법 제11조에 따라 일정량 이상 취급되는 대상 화학물질의 매체별 배출량을 조사하여 공개하고 있다.

3.1. 트리클로로에틸렌의 물질흐름도 작성 및 분석

정량화된 데이터를 바탕으로 2014년 트리클로로에틸렌의 산업별 물질흐름도를 작성하여 Fig. 1~3에 나타내었다.

Fig. 1.

Material flow diagram of trichloroethylene by industry (1).

Fig. 2.

Material flow diagram of trichloroethylene by industry (2).

Fig. 3.

Material flow diagram of trichloroethylene emission by industry.

3.1.1. 산업별 물질흐름분석

트리클로로에틸렌은 10,031 ton이 제조되었으며, 17,109 ton이 수입되었고, 401 ton이 수출되었으며, 11,156 ton이 사용되었다. 사용량은 제조량과 수입량 합의 41.1%였으며, 따라서 많은 양이 재고로 남아 있는 것으로 파악된다.

첫 번째 주요 흐름은 기타 기계 및 장비 제조업으로 137개 사업장이 전체 사용량의 45.6%인 5,082 ton을 사용하였고, 기타 기계 및 장비 제조업 중에서도 산업용 냉장 및 냉동 장비 제조업에서 3개 사업장이 전체 사용량의 40.5%인 4,518 ton을 사용하였다.

두 번째 주요 흐름은 금속 기계 및 가구를 제외한 금속 가공제품 제조업으로 300개 사업장에서 전체 사용량의 29.4%인 3,277 ton을 사용하였고, 금속 기계 및 가구를 제외한 금속 가공제품 제조업 중에서도 도금업에서 79개 사업장이 전체 사용량의 17.1%인 1,906 ton, 구조용 금속판제품 및 금속공작물 제조업에서 12개 사업장이 전체 사용량의 5.5%인 618 ton을 사용하였다.

트리클로로에틸렌은 10개 업종의 41개 사업장에서 713 ton이 배출되었다. 고무제품 및 플라스틱제품 제조업 중 그 외 기타 플라스틱 제품 제조업에서 1개 사업장이 전체 배출량의 41.3%인 294 ton, 1차 금속 제조업 중 강관 제조업에서 1개 사업장이 전체 배출량의 18.3%인 130 ton, 전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향 및 통신장비 제조업 중 전자축전기 제조업에서 1개 사업장이 전체 배출량의 6.2%인 44 ton을 배출하였다.

기업 규모별 배출량을 분석한 결과 7개 대기업에서 전체 배출량의 3.9%인 28 ton, 14개 중견기업에서 전체 배출량의 61.6%인 439 ton, 20개 중소기업에서 전체 배출량의 34.5%인 246 ton을 배출하였다. 일반적으로 규모가 큰 대기업에서 더 많은 양의 화학물질을 사용하지만, 트리클로로에틸렌은 대부분 중견기업 및 중소기업에서 배출하는 것으로 조사되었다. 대기업에서는 화학물질의 관리가 잘 이루어지고 있지만 중견기업 및 중소기업에서는 화학물질 관리에 대한 인식 및 시설 투자 부족 등으로 화학물질의 관리가 미흡한 것으로 판단된다.

트리클로로에틸렌의 업종별 주요 흐름을 Table 2에 나타내었다.

Table 2.

Handling and emission amount of trichloroethylene by industry.

3.1.2. 지역별 물질흐름분석

트리클로로에틸렌은 15개 지역에서 1,105개 사업장이 11,156 ton을 사용하였다.

첫 번째 주요 흐름은 경기도로 511개 사업장이 전체 사용량의 52.4%인 5,841 ton, 두 번째 주요 흐름은 서울특별시에서 89개 사업장이 전체 사용량의 17.4%인 세 번째 주요 흐름은 1,943 ton, 인천광역시에서 197개 사업장이 전체 사용량의 10.0%인 1,118 ton을 사용하였다.

트리클로로에틸렌은 10개 지역의 41개 사업장에서 713 ton이 배출되었다. 광주광역시에서 1개 사업장이 전체 배출량의 41.2%인 294 ton, 경기도 동두천시에서 1개 사업장이 전체 배출량의 18.3%인 130 ton, 경상남도 양산시에서 4개 사업장이 전체 배출량의 6.9%인 50 ton을 배출하였다.

트리클로로에틸렌의 지역별 주요 흐름을 Table 3에 나타내었다.

Table 3.

Handling and emission amount of trichloroethylene by region.

3.2. 발암물질 배출량 저감 방안

물질흐름분석 결과 사용량은 사업장 개수와 비례하지 않았고, 사용량과 배출량도 비례하지 않았다. 트리클로로에틸렌의 사용량은 11,156 ton으로 다른 그룹 1 발암물질인 벤젠의 사용량 2,581,102 ton보다 230배 이상 적었지만, 벤젠의 배출량은 153 ton으로 트리클로로에틸렌의 배출량 713 ton보다 4배 이상 적게 배출되었다.

특히, 트리클로로에틸렌은 전자부품, 광학기기, 반도체 기관의 세정, 금속 세척 및 degreasing, 의류의 드라이클리닝 등에 사용되는 대표적인 염소계 휘발성 유기화합물로 많은 사용량과 산재된 사용처로 인해 지하수로의 유입 가능성이 다른 휘발성 유기화합물에 비해 높다 [10]. 이와 같은 특징이 있지만, 환경부의 화학물질 배출량･이동량 조사에서는 우수 등으로 인한 수계 및 토양으로의 영향은 고려되지 않았다. 따라서 배출된 후 환경에 미치는 영향이 크다고 우려되는 화학물질은 업종별･지역별 배출 총량제 도입 및 배출저감계획서 의무 이행 등으로 배출량 규제의 강화가 필요하다.

현재 우리나라에서는 2017년 11월에 개정된 화학물질관리법에 따라 발암물질 배출을 저감하기 위한 화학물질 배출저감계획서 제도가 2019년 11월부터 시행된다. 본 연구의 대상물질인 트리클로로에틸렌도 그룹 1 발암물질로 배출저감계획서 작성 대상 물질로 선정되었다. 이처럼 트리클로로에틸렌의 사용을 줄이기 위해 각종 규제가 강화되고 있다. 또한, 트리클로로에틸렌의 대체물질인 IPA는 가격이 크게 차이가 나지 않지만 기업들이 트리클로로에틸렌의 위험성 및 대체물질을 인식하지 못하고 있는 것으로 파악된다. 이에 따라 정부 차원에서 트리클로로에틸렌과 같은 유해화학물질의 사용량을 줄이기 위하여 적극적으로 화학물질의 위험성과 함께 대체물질을 기업들에게 홍보할 필요가 있다.

화학물질 배출저감계획서 제도의 시행에 이어 각 지방자치자체를 중심으로 발암물질 저감계획을 효율적으로 수립할 수 있도록 효과적인 저감계획 공유 및 중소기업을 위한 대기업의 기술 교육 등 기업 간 교류가 이루어질 수 있는 시스템을 구축하면 화학물질 배출을 저감하는데 도움이 될 수 있을 것이다.

또한 발암물질의 총량관리제를 도입하여 발암물질을 과다하게 배출하는 사업장에 배출허용 총량 및 배출허용 농도와 초과부담금을 설정하여 발암물질 배출을 정량적으로 규제하는 방법이 필요하다.

마지막으로 화학물질 배출저감계획서를 작성하고 저감계획을 성실하게 이행하여 화학물질 배출을 저감한 사업장 중 우수기업을 선정하여 화학물질 배출저감 사업장 인증 등 인센티브 제도를 도입하는 것에 대한 고려가 필요하다.

물질흐름분석은 이와 같이 산업별, 지역별 흐름을 파악하고 화학물질의 효율적인 관리방안을 마련할 수 있도록 기초자료로 활용하는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

3.3. 위험성 개선방안

트리클로에틸렌은 제조업 분야에서 세척액으로 널리 사용되어 왔으며 현재에도 많은 근로자들이 노출되고 있는 물질이 다. 국제암연구소(IARC; International Agency for Research on Cancer)에서는 2014년에 트리클로로에틸렌을 인체의 신장세포암에 대하여 역학적 증거가 충분한 물질로 분류한 바 있다. 트리클로로에틸렌은 지용성이 매우 높아 모든 경로(흡입, 경구, 경피)의 노출에서 신속한 흡수가 이루어지며, 대부분의 인체조직에 분포한다. 2006년 작업환경측정 결과 트리클로로에틸렌의 세척, 탈지, 도금 공정 노출수준이 중위수 2~3 ppm 정도로 타 공정에 비해 높았다[11].

트리클로로에틸렌의 물질흐름분석 결과 기타 기계 및 장비 제조업 및 금속 가공제품 제조업에서 사용량의 79.8%를 사용하는 것으로 나타났다. 따라서 트리클로로에틸렌을 사용하는 사업장은 부품 세척 시 화학물질 노출로 인한 근로자의 호흡기 장해, 중량물의 운반으로 인한 협착 등 장해 또는 근골격계 장해의 위험성이 크다. 이와 같은 위험성을 낮추기 위한 방법으로는 국소배기장치 설치, 개인보호구 관리, 중량물의 취급 계획 및 작업자 교육 등이 있다.

하지만 트리클로로에틸렌은 소규모 사업장에서 많이 사용되기 때문에 근로자들이 위험성을 인지하지 못할 가능성이 존재한다. 또한 트리클로로에틸렌을 취급하는 사업장은 환경부와 고용노동부에서 취급시설 검사, 장외영향평가서 심사, 작업환경측정 실시 등으로 관리하고 있지만 목적에 차이가 있다. 따라서 화학물질의 환경, 안전, 보건 등 모든 분야의 위험성을 쉽게 파악할 수 있도록 각 정부부처가 연계하여 화학물질의 정보를 공유하고 기업들의 사업장 관리에도 활용할 수 있는 위험성 데이터베이스 시스템의 구축이 필요하다.