다이옥신
가. 종류 및 물리화학적 성질
(1) 종류
다이옥신(Dioxin)이란 폴리클로리네이티드 다이벤조-파라-다이옥신(polychlorinated dibenzo-p- dioxin)을 말하며, 두개의 벤젠핵에 두개의 산소가 병렬로 연결되고 벤젠핵에 결합되어 있는 수소의 일부 또는 전부가 염소로 치환된 것(1염소화∼8염소화)으로, 염소의 치환수와 치환 위치에 따라서 75개의 동족체(homologue)가 존재하며, 이들 동족체를 총칭하여 PCDDs로 표시한다. 2,3,7,8 위치에 염소원자가 치환된 2,3,7,8-T4CDD(2,3,7,8-Tetrachloro-dibenzodioxin)가 가장 독성이 크다.
다이옥신과 유사한 성질을 가진 것으로 폴리클로리네이티드
다이벤조퓨란(polychlorinated dibenzofuran)이 있는데, 총칭하여 PCDFs로 표시하며 다이옥신과 같이 염소의 치환수와 치환
위치에 따라서 퓨란에는 135개의 동족체가 존재한다. 일반적으로 다이옥신과 퓨란을 합하여 다이옥신류라 하며, 다이옥신류에는 이론적으로 표
1.9.1에서 보는바와 같이 210개의 이성체(isomer)가 존재한다. 또한 그 구조는 그림 1.9.1과 같다.
표 1.9.1. PCDDs와 PCDFs의 동족체 및 이성체수
|
PCDDs |
PCDFs | |||||||
|
Cl |
동족체 |
분자식 |
분자량 |
이성체 |
동족체 |
분자식 |
분자량 |
이성체 |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 |
MCDD DCDD TrCDD TeCDD PeCDD HxCDD HpCDD OCDD |
C12H7ClO2 C12H6Cl2O2 C12H5Cl3O2 C12H4Cl4O2 C12H3Cl5O2 C12H2Cl6O2 C12HCl7O2 C12Cl8O2 |
218 252 286 320 354 388 422 456 |
2 10 14 22 14 10 2 1 |
MCDF DCDF TrCDF TeCDF PeCDF HxCDF HpCDF OCDF |
C12H7ClO C12H6Cl2O C12H5Cl3O C12H4Cl4O C12H3Cl5O C12H2Cl6O C12HCl7O C12Cl8O |
202 236 270 304 338 372 406 440 |
4 16 28 38 28 16 4 1 |
|
MCDD∼OCDD 합계 |
75 |
MCDF∼OCDF 합계 |
135 | |||||
(2) 물리화학적 성질
다이옥신을 구성하고 있는 210개의 이성질체는 치환된 염소의 수와 치환 위치에 따라
물리·화학적 성질이 다르다. 다이옥신은 수평 및 수직의 양축에 대하여 대칭적이고 반응성이 큰 작용기가 없기 때문에 화학적으로 매우 안정한
화합물이다. 분자량은 300∼500의 범위로 상온에서는 무색의 결정성 고체이고 염소수가 증가함에 따라 물에 용해되기 어렵기 때문에
옥탄올물분배계수는 증가한다. 또한 표 1.9.2에서 보는바와 같이 다이옥신은 증기압은 매우 낮으며, 유기용매에는 용해되지만 용해성은 그다지 크지
않으며, 열화학적으로도 안정하며, 미생물에 의한 분해도 거의 받지 않는다. 그러나, 310nm 부근의 자외선을 흡수하여 광화학분해를 겪게 되어
대기중에서 분해된다.
표 1.9.2. 다이옥신의 물리화학적 성질
|
|
2,3,7,8-T4CDD |
O8CDD |
|
분 자 량 |
322 |
456 |
|
융 점(℃) |
305 |
130 |
|
분 해 온 도(℃) |
> 700 |
> 700 |
|
용해도(ppm) o Dichlorobenzene o Chlorobenzene o Xylene o Benzene o Chloroform o n-Octanol o Methanol o Acetone o Water |
1400 720 - 570 370 48 10 110 0.072ppb |
1830 1730 3580 - 560 - - 380 - |
|
증발속도(水) cm/day |
1.7 x 102 |
- |
|
화학적 안정성 o 일반 酸 o 산화제 o 알칼리 o 光 |
안 정 강산화제에 의해 분해 안 정 분 해 |
안 정 안 정 조건에 따라 분해 분 해 |
나. 독성
다이옥신은 청산가리(KCN)에 비해 10,000배나 급성독성이 강하기 때문에 지금까지 인간이 만들어 낸 물질중에서 가장 독성이 강한 물질로 알려져 있다. 표 1.9.3에서 보는 바와 같이 모르모트와 마우스에 대한 경구독성은 이성체의 종류에 따라 달라진다. 다이옥신류의 동족체중에서도 독성이 강한 것은 17종이며, 이 화합물들은 2,3,7,8의 위치에 염소가 치환된 것으로 2,3,7,8-치환이성체 (2,3,7,8- substituted isomers)라고 불리워 진다. 이들 중 가장 독성이 강한 것이 2,3,7,8-T4CDD이다.
동족체의 혼합물에 대해 하나의 농도로 표시하기 위하여 독성등가환산농도를 사용한다. 각 동
족체의 농도에 환산계수를 곱하여 2,3,7,8-T4CDD의 농도로 환산되는데, 이때 사용되는 환산계수를 TCDD독성등가환산계수(TCDD toxic equivalant factor,
TEF)라 한다. 이 계수들은 독성평가 연구결과에 따라 계속 개정되고 있으며, 각 나라별로 약간의 차이가 있는데 현재 가장 많이 이용되고 있는
것은 나토(NATO)국가들의 공동연구에 의한 International-TEF(I-TEQ)이다(표 1.9.4 참조). 이와 같이 환산한 농도를
TCDD독성등가환산농도(TCDD equivalant, TEQ)라 한다. 현재 가장 폭넓게 사용되고 있는 International TEF의 특징은
2,3,7,8의 위치에 염소가 치환되지 않은 모든 다이옥신에 대한 독성을 인정하지 않는 것과 팔염화다이옥신의 독성은 2,3,7,8-TCDD의
1,000분의 1을 인정하고 있는 점이다.
TEQ = Σ ( TEF x 2,3,7,8-치환이성체의 농도 )
1일 섭취허용량(Tolerable Daily Intake, TDI)이란 사람이 이 용량을
한평생(70년) 섭취하는경우 악영향이 나타나지 않는 량을 말하는 것으로, WHO 자료에 의한 1일 최대 허용섭취량은 1∼4pg/㎏이며
도시정상인의 몸무게 ㎏당 1일 섭취량은 2∼4pg으로 발표한 바 있다(표 1.9.5). 인체에 대한 독성으로는 간독성, 피부독성, 태아독성 및
최기형성(崔奇形性), 발암성 등을 들 수 있다.
표 1.9.3. 다이옥신 이성체의 경구 LD50∼LD30 추정치
|
염소치환 위치 |
모르모토 (㎍/㎏) |
마우스 (㎍/㎏) |
|
2,8 2,3,7 2,3,7,8 1,2,3,7,8 1,2,4,7,8 1,2,3,4,7,8 1,2,3,6,7,8 1,2,3,7,8,9 1,2,3,4,6,7,8 1-NO2-3,7,8 1-NH2-3,7,8 1-NO2-2,3,7,8 1-NH2-2,3,7,8 |
> 300,000 29,444 2 3.1 1,125 72.5 70∼100 60∼100 > 600 > 30,000 > 30,000 47.5 194.2 |
- > 3,000 283.7 337.5 > 5,000 825 1,250 > 1,440 - - - > 2,000 > 4,800 |
표 1.9.4. 다이옥신류의 독성등가환산계수(TEF)의 예
|
PCDDs |
치환위치 |
Eadon '82 |
U.S.EPA '85 |
Nordic |
International |
|
TeCDDs |
2,3,7,8- |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
others(21) |
0 |
0.01 |
0 |
0 | |
|
PeCDDs |
1,2,3,7,8- |
1 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
|
others(13) |
0 |
0.005 |
0 |
0 | |
|
HxCDDs |
1,2,3,4,7,8- 1,2,3,6,7,8- 1,2,3,7,8,9- |
0.03 |
0.04 |
0.1 |
0.1 |
|
others(7) |
0 |
0.0004 |
0 |
0 | |
|
HpCDDs |
1,2,3,4,6,7,8- |
0 |
0.001 |
0.01 |
0.01 |
|
other(1) |
0 |
0.00001 |
0 |
0 | |
|
OCDD(1) |
|
0 |
0 |
0.001 |
0.001 |
|
TeCDFs |
2,3,7,8- |
0.33 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
|
others(37) |
0 |
0.001 |
0 |
0 | |
|
PeCDFs |
1,2,3,7,8- 2,3,4,7,8- |
0.33 |
0.1 |
0.01 0.5 |
0.05 0.5 |
|
others(26) |
0 |
0.001 |
0 |
0 | |
|
HxCDFs |
1,2,3,4,7,8- 1,2,3,6,7,8- 1,2,3,7,8,9- 2,3,4,6,7,8- |
0.01 |
0.01 |
0.1 |
0.1 |
|
others(12) |
0 |
0.0001 |
0 |
0 | |
|
HpCDFs |
1,2,3,4,6,7,8- 1,2,3,4,7,8,9- |
0 |
0.001 |
0.01 |
0.01 |
|
others(2) |
0 |
0.00001 |
0 |
0 | |
|
OCDF(1) |
|
0 |
0 |
0.001 |
0.001 |
표 1.9.5. 각국의 허용섭취량 (단위 : pg-TEQ/㎏/day)
|
국 명 |
허용섭취량 |
국 명 |
허용섭취량 | |
|
스 웨 덴 |
5 |
캐 나 다 |
10 | |
|
덴 마 크 |
1 |
미 국 |
EPA |
0.01* |
|
네델란드 |
4 |
FDA |
13 | |
|
벨 기 에 |
5 |
일 본 |
4 | |
|
독 일 |
10 |
WHO |
1∼4 | |
* Goal(최종 기대치)
|
천연물질 |
반수치사량 |
합성물질 | |||||||
|
보툴린독소 |
|
|
|
|
g/㎏ |
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
10-9 |
|
|
| |
|
파상풍균 |
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
10-8 |
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
10-7 |
|
|
| |
|
페일리톡신 |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
|
10-6 |
|
|
다이옥신 (2,3,7,8) | |
|
시겔라 |
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
| ||||||
|
테트로도톡신 |
|
|
|
|
|
10-5 |
|
|
퓨란 (2,3,7,8) |
|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
10-4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
10-3 |
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
파라티온 | ||
|
|
|
|
|
|
10-2 |
|
| ||
|
니코틴 |
|
|
|
|
|
|
청산가리 | ||
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
|
10-1 |
|
|
트리부틸주석/메틸수은 | |
|
카페인 |
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
아스피린 | |
|
|
1 |
|
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
그림 1.9.2. 주요 천연물질 및 합성물질의 반수치사량(LD50)
다. 오염사례
독일의 화학자가 다이옥신을 합성한 것은 1872년이다. 1957년 미국 동부 및 중서부에서 사료에 혼입된 지방에 의해 병아리가 대량 사멸한 사건이 발생했는데, 그 원인물질의 구조가 최종결정된 것은 10년 후인 1967년이었다. 원인물질로는 펜타클로로페놀(PCP) 및 2,4,5-T외에 다이옥신류가 함유되어 있었다. 1962년에서 1971년에 걸쳐 베트남 전쟁에서 미군이 정글의 초토화를 목적으로 고엽작전을 전개하여 제초제 2,4,5-T 와 2,4-D가 1:1로 혼합된 제초제(Agent Orange)를 대량 공중살포하였는데, 이 약에 불순물로 함유되어 있던 다이옥신류로 인해 간암, 유산 및 기형아 등이 출산되었다고 알려져 있다. 1968년 일본에서는 쌀겨기름에 의한 중독사건(가네미유중 사건)이 발생하였다. 이는 열매체로 사용된 PCB가 열교환기로 들어가 핀홀(pin hole)로부터 새어나와 쌀겨기름에 혼입된 것이 원인으로 밝혀졌는데, 후에 PCB가 과열되어 PCDFs 등도 생성·혼입되어 피해가 커진 것으로 판명되었다. 그후 1979년에는 대만에서 이와 유사한 유중사건(제2의 유중사건)이 발생하여 "Yusyo"라는 말이 구미에서도 그대로 통용되게 되었다.
1970년대에서 80년대에 걸쳐 세계 각지의 화학공장에서 사고가 발생하거나 폐기물 매립처분에
따른 다이옥신류에 의한 오염사고가 발생했다. 유명한 사건으로 표 1.9.6에서 보는 바와 같이 이태리 세베소(Seveso) 오염사건,
러브커넬(Love Canal) 오염사건, 테임즈비치(Thames Beach) 오염사고 등이 있다. 1977년에는 Olie 등이 도시쓰레기
소각로의 플라이애쉬(fly ash) 중에 다이옥신류가 포함되어 있다고 발표한 이후, 캐나다, 미국, 유럽 등에서 활발한 조사가 진행되어
도시쓰레기 소각로 이외에도 각종 연소시설로부터 다이옥신류가 배출되고 있다는 것이 확인된 바 있다. 한편 일본에서도 1983년 立川교수가
도시쓰레기 소각로 플라이애쉬에 2,3,7,8-TCDD 등 다이옥신류가 함유되어 있다고 발표한 이후, 일본 후생성은 전문가회의 및 긴급실태조사,
"폐기물처리에 있어서 다이옥신 등의 발생메카니즘 등에 관한 연구"를 5년에 걸쳐 진행하였고, 1990년 12월에는 "다이옥신류 발생방지 등에
관한 가이드라인"을 제정 발표했다.
표 1.9.6. 관련 사례
1872 : 독일에서 다이옥신이 처음 합성됨
1949 : 미국, 몬산토사 농약(2,4,5-T) 공장사고
1953 : 서독, BASF사 농약(2,4,5-T) 공장사고
1957 : 미국 동부 및 중서부에서 사료에 혼입된 미지의 지방에 의해서 수백만
마리의 병아리가 폐사한 사건이 발생
1962∼1971 : 베트남 전쟁에서 고엽을 목적으로 2,4,5-T 및 2,4-D가 살포된 후,
이 제초제로 기형성 발견
1967 : 1957년의 병아리 대량 페사사건의 원인물질 구조가 밝혀짐
1968 : 가네미창고에서 제조한 쌀겨기름중에 혼입된 PCB에 의해 중독사건이 발생 (가네미유중 사건)
1971 : 제초제로 사용된 펜타클로로페놀(PCP)에서 다이옥신이 검출됨
1973 : 베트남에서 사용된 고엽제에 의해 간암, 유산, 기형이 보고됨
1976 : 이태리, 미라노근교의 쎄베소에 있는 농약공장에서 폭발사고가 발생하여 광범위한 거주지구에 다이옥신류 12㎏이 비산. 사고직후 병아리, 토끼, 고양이 등이 폐사하고 기형아의 출생이 높아짐.
1977 : 네델란드 도시쓰레기소각로 비산재중에서 다이옥신이 검출
1978 : 미국, 뉴욕주 Love Canal에 다이옥신류를 함유한 산업폐기물의 매립에 의한 오염실태가 밝혀져, 239가구가 소개됨
1978 : 스웨덴은 목재방부제로 사용되는 PCP의 사용을 금지
1979 : 대만에서 제2차 유중사건이 발생
1983 : 미국 미주리주 테임즈비치의 다이옥신류로 오염된 구역 전체를 정부가 매입하여,
주민 및 기업을 이전시키기로 결정
1983 : 일본 도시쓰레기소각로 비산재 중에서 다이옥신류가 검출
1987 : 일본 대기, 어류, 토양 중의 다이옥신 분석결과 공표
1987 : EPA가 종이제품 중에 미량의 다이옥신이 포함되어 있는 것을 인정(표백제로 사용된 염소가 원인, 제지공장 하류의 어류에서 다이옥신 검출)
1990 : 일본, 후생성이 도시쓰레기소각로에 대한 다이옥신류 억제가이드라인을 제정 고시
1991 : 일본에서 8000년전의 퇴적물에서 다이옥신이 검출
1999 : 벨기에산 돼지고기의 다이옥신 오염 사고
라. 오염원
다이옥신류의 발생원으로는 표 1.9.7에서 보는바와 같이 PCBs, 클로로페놀, 페녹시(phenoxy)계 제초제의 불순물질, 도시쓰레기 소각, 자동차 배출가스, 금속(Fe, Mg, Ni, Al)제조, 펄프표백, 부식물질(humic), 하·폐수슬러지, 염소사용 등을 들 수 있는데, 이것을 정리하면 1) 화학물질에서 유래되는 것, 2) 연소과정에서 생성되는 것, 3) 제조공정에서 생성되는 것으로 대별할 수 있다. 일본의 경우 제초제에 불순물질로 함유되어 있던 다이옥신에 의한 오염형태가 PCP를 CNP(Chloronitrofen)제로 대체함에 따라 연도별 토양중의 PCDD 조성도 변한 것으로 보고되었다. 연소과정에서 발생하는 다이옥신류를 분석해보면 비교적 많은 이성체로 구성되어 있는 특유의 "소각패턴 (incineration pattern)"을 나타내며, 펄프 폐액 및 제품 중 다이옥신류의 동족체 분포와 이성체 패턴의 특징은 퓨란으로는 TCDF가 높은 수준으로 존재하는데 그 중에서도 2,3,7,8-TCDF, 1,2,7,8-TCDF, 1,2,8,9-TCDF가 많으며, 다이옥신으로는 2,3,7,8-TCDD가 많은 "펄프표백패턴(pulp bleaching pattern)"을 나타낸다. 연소과정에서 발생하는 것 중 대표적인 것으로 도시쓰레기소각로를 들 수 있다.
제지공정에서 다이옥신류의 생성은 목재조각을 원료로 펄프를 제조하는 경우 증해(蒸解)와 표백의
두 공정이 필요한데, 증해에 의해서 목재조각중의 대부분의 리그닌과 헤미셀루로오즈(hemi-cellulose)가 제거되는데, 리그닌을 어느 정도
이상으로 제거하면 셀루로오즈의 붕괴가 현저하게 된다. 따라서 이 이하의 탈리그닌은 표백공정에서 이루어진다. 이 표백공정에서 염소가 사용되기
때문에 리그닌의 염소화, 산화분해 등이 일어나 유기염소화합물이 생성되는데 이 유기염소화합물에 다이옥신류가 함유되어 있다. 표백공정에서
다이옥신류의 생성은 리그닌에 대해서 일정량 이상의 염소를 반응시키는 과염소투여(over chlorination)에 의해서 이루어진다는 것이
연구자들의 일치된 견해이다. 리그닌량 염소투여량(chlorine ratio)이 0.15∼0.20 이상이 되면 과염소 투여가 되어 다이옥신류의
생성량이 급증하는 것으로 나타났다.
표 1.9.7. 다이옥신 주요 발생원
|
발생원분류 |
대상시설 |
주요 세부내용 | ||
|
1차 발생원 |
인위적인 발생 |
화합물 제조 |
염화페놀 관련물질의 제조 공정(제초, 곰팡이 방지, 살충제의 용도) | |
|
폐기물 소각 |
도시폐기물, 산업폐기물, 의료폐기물, 슬러지의 소각에 따른 연돌배출물, 비산재 및 잔재의 매립지 | |||
|
펄프, 종이제조 |
염소화합물에 의한 표백처리 공정 | |||
|
자동차 |
휘발류 첨가제(사에틸납), 포착제(1-염화-1-브로모 에탄) 사용 | |||
|
기 타 |
담배연기, 에너지 소비가 많은 산업시설등 | |||
|
|
자연적인 발생 |
화산, 화재, 번개 및 산불 등 | ||
|
2차 발생원 |
식품섭취, 음용수 섭취, 공기흡입, 피부접촉, 토양, 하수오니, 퇴비 및 퇴적물 등 | |||
마. 배출량
환경중 다이옥신은 주로 금속 정련과 관계된 산업체, 도시쓰레기 소각로 등에서 가스상태로
배출되며, 배출수 상태로는 산업유해폐기물소각로, 종이 펄프산업등에서 배출된다. 유럽국가에서의 다이옥신 추정배출량은 표 1.9.8과 같다.
표 1.9.8. 유럽각국에서의 다이옥신 추정배출량 (단위 : g-TEQ/year)
|
스웨덴 |
철, 동, 비철, 금속제련관계 종이, 펄프산업 종이, 펄프산업 석탄화력발전소 의료계 폐기물 소각로 산업계 유해폐기물 소각로 마그네슘 정련 |
배출가스 배출가스 폐수 배출가스 배출가스 배출가스 폐수 |
50∼150 4∼6 15∼30 ∼1 ∼10 2∼6 300∼500 |
|
노르웨이 |
종이, 펄프산업 니켈 정련 도시쓰레기 소각로 종이, 펄프산업 의료계 폐기물 소각로 |
폐수 폐수 배출가스 배출가스 배출가스 |
4 0.2 20 0.1∼0.2 10 |
|
덴마크 |
도시쓰레기 소각로 의료계 폐기물 소각로 |
배출가스 배출가스 |
34 14 |
|
서독 |
도시쓰레기 소각로 화석연료 자동차 산업계 유해폐기물 소각로 철, 동, 비철, 금속정련관계 제초제 펜타클로로 제조 |
배출가스 배출가스 배출가스 배출가스 배출가스 |
40∼400 1∼15 8∼145 4∼40 4∼40 1 1330 |
|
스위스 |
도시쓰레기 소각로 자동차 산업계 유해폐기물 소각로 철, 동, 비철, 금속정련관계 종이, 펄프산업 종이, 펄프산업 의료계 폐기물 소각로 |
배출가스 배출가스 배출가스 배출가스 배출가스 폐수 배출가스 |
260∼320 4.5∼13.5 2∼6 7∼21 0.1 0.7∼1.5 10 |
다이옥신은 음식물 섭취나 피부, 혹은 호흡 등 다양한 경로를 통하여 인체로 흡수된다.
EPA의 1994년 현재까지 보고된 바에 의하면 98%이상이 식품과 함께 섭취되고 대기 중 다이옥신이 호흡을 통해 흡수되는 비율은 극히 적다.
표 1.9.9. 2,3,7,8-TCDD와 유사종에 대한 인체노출 (단위 : pg-TEQ/일)
|
경 로 |
네덜란드 |
영 국 |
서 독 |
|
흡인된 공기 섭취된 공기 피부를 통한 토양 섭취된 토양 공기와 토양 야채 야채유 곡류 야채류 돼지고기 소고기 닭고기 달걀 육류와 달걀 젖소와 유유 치즈와 버터 유제품류 염수어 담수어 어유(魚油) 어류 |
2 1 0.15 0.10 3.2(3%) 1.8∼7.0 14 18.5(16%) 4.4 13 4.8 22(19%) 17 26 43(36%) 14 10 7.2 31.2(26%) |
- 15 19 5.3 39.3(31%) 5.6 4.6 42.2(34%) 23 12 35(28%) 7.7(6%) |
- 3.7 0.3 4.0(4.3%) 4.2 27.7(29.6%) 28.5(30.5%) 33.3(35.6%) |
|
음식물 합계 |
118 |
125 |
93.5 |
바. 주요 선진국의 다이옥신 규제사례 및
배출기준
(1) 미국
o 1957년 농약 2,4,5-T 불순물중 다이옥신 확인
o 1985년 다이옥신의 위해성 평가
o 미국의 경우 다이옥신이 인체에 미치는 건강영향평가에 초점
o 미국 아카데미는 1일 허용섭취량을 2,3,7,8-TCDD 100 pg/㎏으로 함
o 년간 다이옥신의 배출량은 약 30 lb(약 13.5 ㎏) TDQ로 보고
o 1일 평균 다이옥신의 노출량은 0.3∼1.0 pg/㎏
o 1994년 이후 다이옥신의 발암가능성을 인식하고, 제어방법 및 기준검토
o 1995년 다이옥신의 배출기준 제시
(2) 일본
o 1983년에 에미히대 立川교수가 도시소각로의 다이옥신 발생 보고
o 1984년 5월 "폐기물처리에 관계되는 다이옥신등 전문가회의"에서 미국 EPA 과학자문위원회의 2,3,7,8-TCDD 1000 pg/㎏/일(1980년 설정)을 기준으로, 미국아카데미의 허용섭취량 100 pg/㎏/일과 Nesbit가 1982년에 실시한 1000 pg/㎏/일 등의 자료를 인용, 다이옥신의 허용섭취량을 100 pg/㎏/일로 설정
o 1985년 다이옥신에 대한 전문가회의가 조직 및 연구
o 1990년 12월 "다이옥신류의 생성과 억제에 관한 가이드라인"을 제정, 신설 소각로의 다이옥신배출량을 0.5 ng-TEQ/Nm3 이하로 규정
o 1997년 쓰레기 소각로의 신가이드라인 등 공표(신설로 0.1 ng-TEQ/N㎥)
(3) 독일
o 1990년 약 400 g-TEQ/년의 다이옥신 배출보고
o 독일의 모든 폐기물소각로는 다이옥신 배출허용치를 0.1 ng TEQ/m3 이하로 유지할 수 있는 방지시설 갖추도록 법으로 규정
o 2,3,7,8-TCDD 1∼2 pg/㎏/일 이하
o 배출억제를 위한 소각장 배출허용기준, 배출권장기준, 소각로 운전관리 기준을 엄격히 정하여 실시
o 다이옥신의 생성기전 및 배출량 조사, 유해성평가, 저감대책 등을 위한 관련 연구와 저감 기술 보급을 위한 신기술 개발투자 및 연구가 활발히 추진
o 다이옥신 억제를 위한 방지장치는 고효율 먼지집진기(여과 및 전기집진기), 촉매장치(SCR, 선택적
촉매환원장치), 활성탄 흡착, 건식 및 반건식 세정탑 등이 있으며, 최근에 건설되는 쓰레기 소각로에는 집진시설+촉매시설+세정탑 등을 설치함으로써
다이옥신 배출을 거의 완벽한 수준으로 억제가 가능한 것으로 알려져 있음.
TCDD의 위해도를 평가하기는 매우 어려우나, 미국환경보호청(EPA)은 발암성, 최기형성 및
생식독성 등의 자료를 검토하여 TCDD의 최대무작용량(No-Observed-Adverse Effect Level, NOAEL)을
0.001㎍/㎏/일로 설정하였다. 한편, 미국의 식품의약품관리청(FDA)에서는 TCDD의 잔류농도가 50ppt 이상일 경우 그 식품을 섭취하지
말도록 권장하고 있으며, 질병방지센터에서는 주택지 토양의 TCDD 유의농도를 1ppb로 설정하였다. 표 1.9.10에 각국의 다이옥신
배출허용기준을 나타내었다.
표 1.9.10. 각국의 다이옥신 배출농도기준
(단위: ng-TEQ/N㎥)
|
구 분 |
미 국 |
스 웨 덴 |
독 일 |
일 본 |
|
배출기준 |
0.14∼0.21 |
신설 0.1 기존 0.1∼2 |
0.1 |
신설 0.1∼5.0 기존 1.0∼10.0 |
사. 측정·분석 기관
지정
(1) 개 요
환경부에서는 1일 50톤 이상인 생활폐기물 소각시설에 대하여 환경부장관이 지정·고시하는 자로
하여금 배출가스중의 다이옥신 농도를 매년 2회 이상 측정을 의무화하였으며, 국립환경연구원에서 다이옥신 측정분석기관 지정관련 업무를 수행하고
있다.
(2) 다이옥신 측정분석기관 자격 요건
다이옥신 측정분석기관은 기능별로 다이옥신 시료채취 업무를 수행하는 측정기관과 채취된 시료의 추출 등 전처리, 가스크로마토그라피/질량분석기에 의한 기기 분석업무를 수행하는 분석기관으로 구분하여 지정할 수 있다. 측정분석기관으로 지정 받고자 하는 자는 다음과 같은 기술능력 및 실험장비를 갖추어야 한다.
(가) 측정기관
1) 기술능력
가) 해당분야 기술사 또는 기사1급 이상 자격소지자로서 3년 이상 관련 업무종사 경험자 1명 이상
나) 교육법의 규정에 의한 대학에서 관련분야의 교육을 이수한 자로서 해당분야 1년 이상 업무종사 경험자 2명 이상
2) 기기 및 장비
대상소각시설로부터 대기오염공정시험방법에 의하여 다이옥신 함유 시료를 채취할 수 있는 장비 및
실험 기기를 갖추어야 하며, 다음 장비는 기본적으로 갖추어야 한다.
표 1.9.11. 시료채취장비 및 실험기기
|
번 호 |
장 비 명 |
단 위 |
수 량 |
|
1 |
Stack Sampler(등속흡인용) |
대 |
2 |
|
2 |
Flue gas analyzer(CO 및 O2 가능) |
대 |
2 |
|
3 |
다이옥신 시료채취장치 |
셋트 |
2 |
|
4 |
피토우관 |
셋트 |
2 |
3) 시설(사무실 등)
100평방미터 이상으로 사무실, 장비 보관실 등이 구분되어야 한다.
(나) 분석기관
1) 기술능력
가) 해당분야 박사 또는 기술사로서 분석업무종사 경력 5년 이상인 자 1명 이상
나) 교육법의 규정에 의한 대학에서 관련분야의 교육을 이수한 자로서 GC/MS 분석경력이 3년 이상인 자 2명 이상
2) 실험기기 및 장비
대기오염공정시험방법중 다이옥신 퓨란의 분석방법에 따라 측정 분석할 수 있는 장비 및 실험기기를
갖추어야 하며 다음 표에 열거된 장비는 기본적으로 갖추어야 한다.
표 1.9.12. 다이옥신류의 분석 장비
|
번 호 |
장 비 명 |
단 위 |
수 량 |
|
1 |
고분해능 기체크로마토그래피-질량분석기(분해능 6만 이상으로 다이옥신 정량용 프로그램을 갖춘것) |
대 |
1 |
|
2 |
가스크로마토그래피(Gas Chromatography, ECD) |
대 |
1 |
|
3 |
초음파추출장치 |
셋트 |
1 |
|
4 |
속슬렛추출장치 |
셋트 |
4 |
|
5 |
칼럼크로마토그래피 |
대 |
4 |
|
6 |
K-D농축기(또는 회전증발농축기) |
대(셋트) |
4(1) |
|
7 |
시료냉장보관실(4oC 이하) |
대 |
1 |
|
8 |
분석용시료 및 표준물질 냉동보관실(-45oC 이하) |
대 |
1 |
3) 시설(실험실, 사무실)
200 평방미터 이상으로 일반실험실, GC/MS실, 시료보관실, 전처리실, 사무실 등이 구분되 어야 한다.
(3) 신청서류
다이옥신 측정분석기관으로 지정받고자 하는 자는 다음과 같은 서류를 국립환경연구원장에게 제 출하여야 한다.
(가) 실험실, 실험장비 및 기술인력 등의 확보 내역서 또는 확보계획서
(나) 다이옥신 측정분석능력이 있음을 입증할수 있는 서류
(다) 다이옥신 측정분석 업무수행계획서(측정분석수수료, 측정분석 업무수행절차·방법, 시설 장비 유지관리 계획 등에
관한 사항 포함)
(4) 지정현황
국립환경연구원에서는 1998년부터 다이옥신 측정분석기관 지정업무를 수행하고 있으며 현재까지
지정현황을 다음과 같다.
표 1.9.13. 다이옥신 측정·분석 지정 기관
|
번 호 |
기 관 명 |
주소/전화번호 |
지정분야 |
지정일 |
|
1 |
환경관리공단 중앙검사소 |
경기도 성남시 분당구 하산운동 산 26-4/0342-702-2378 |
측정, 분석 |
98. 4. 16 |
|
2 |
산업기술시험원 |
서울 구로구 구로3동 222-13 02-860-1392 |
측정, 분석 |
98. 9. 18 |
|
3 |
포항산업과학연구원 |
경북 포항시 남구 효자동 산 32 0562-279-6544 |
측정, 분석 |
98. 12. 15 |
|
4 |
서울시보건환경 연구원 |
서울 서초구 양재동 202-3 02-570-3390 |
측정, 분석 |
98. 12. 15 |
참고문헌
1. Chen, P.H., et al., (1985), Environmental Heath Perspectives, Vol. 59.
2. Oilie, K., et al., (1977), Chemosphere, Vol. 6, pp 455∼459.
3. Rappe, C., et al., (1977), Chmosphere, Vol. 6.
4. US, EPA, (1990), Method 1613 : Tetra-through Octa-Chlorinated Dioxins and Furans by Isotope Dillution HRGC/HRMS.
5. 金三權, (1993), 쓰레기소각로에서의 Dioxin 분석에 대한 해외연수 귀국보고서, 국립환경연구원.
6. 金三權, (1996), 다이옥신 측정방법, 특정유해물질측정검사, 환경공무원교육원 교재, pp. 193∼ 241.
7. 森田昌海 外, (1992), ダイオキシン汚染問題解決ヘの展望, 工業技術會.
8. 平岡正勝, (1993), 廢棄物處理とダイオキシン對策, 環境公害新聞社.
9. 日本, (1992), (財) 廢棄物硏究財團, 廢棄物處理におけゐダイオキシン類測定分析マニユアル.
10. 平岡正勝, (1990), 廢棄物學會誌, Vol. 1, No. 1.
11. 永田勝也, (1992), 廢棄物學會誌, Vol. 3, No. 3.
작성자 : 미량물질분석과 환경연구관 신선경(이학박사)
환경연구관 장성기(이학박사)
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