수은

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수은

토양환경 2014. 1. 2. 17:26

독/약 ≫ 중금속 ≫ 수은 Hg, 납 Pb, 카드뮴 Cd, 비소 As

수은 (MERCURY, hydrargyrum : hydr-watery+ argyros-silver)

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수은은 상온에서 유일하게 액상을 유지하는 특성 때문에, 특별한 관심을 끌 수 있었다.
그리스인들은'hydro'(물)와 'argyros' (은)가 합성된 hydrargyros 란 단어로 수은을 지칭하였다.

Hg : 원자번호: 80 (MW: 200.59)
- 비중: 13.55 g/㎤(20℃)
- 끓는점 : 356.7 ℃
- 녹는점 : -38.87 ℃

모든 종류의 수은화합물은 각각의 독특한 독성을 지닌다.
따라서 각각의 형태마다 인간이나 동식물의 건강에 미치는 영향도 조금씩 다르게 나타난다.
수은의 특성 : 철이나 백금을 제외한 거의 대부분의금속과 쉽게 합금이나 아말감을 형성한다

무기수은화합물 : 제1 수은염, 제 2 수은염, 아말감 등
유기수은화합물 : 초산페닐수은 (농약), 머큐로크롬 (소독약), 메틸수은, 에틸수은 등이있다.

메틸 수은 반감기가 60~400일임이 밝혀졌으며, 반면 간 부위 무기 수은 반감기는 대략 90일
무기수은은 소변과 대변으로 배출되고, 담즙으로도 배출되어 간문맥 순환을 경과하기도 하며, 혈중 반감기는 약 4일 정도이고 소변에서의 반감기는 40~60일 정도로 알려져 있다

수은은 산업의 발전과 함께 의약품, 방부제, 농약 등에 사용되어 온 금속이다. 자연계에 존재하는 수은의 형태는 유기수은과 무기수은으로 구분할 수 있으며, 일반적으로 환경 중에 존재하는 형태는 무기수은이며 메틸수은과 같은 유기수은은 강한 독성을 나타낸다. 유기수은은 환경에서 잔류하는 동안 무기수은으로 바뀌기도 하고, 반대로 무기수은 이 흙과 물 속에서 미생물과 바이러스의 생화학적 작용에 의해 유기수은으로 변화되기도 한다. 어패류를 포함한 동물성 식품에는 무기수은 이 메틸화된 유기수은 형태로 존재한다.
액체 상태의 수은이 피부와 접촉하면 국소적으로 피부병을 유발하기도하고, 상온에서 천천히 증발하여 호흡기와 드물지만 소화기계로 흡수될 수도 있다. 인체로 유입된 수은은 80% 정도는 신장과 간에 축적되어 기능을 저하시키는 것으로 알려져 있다. 체내에 축적된 수은량이 30ppm 이상이 되면 중독현상을 일으키게되며, 만성 신경계질환으로 인한 운동장애, 언어장애, 난청, 심하면 사지가 마비되고 죽음에까지 이른다. 뿐만 아니라 산모의 경우에는 태아에도 신경계질환을 유발하게 된다.
현재 FAO/WHO 식품첨가물 전문가회의(JECFA)에서 수은에 대한 주간잠정섭취허용량(The provisional tolerable weekly intake ; PTWI)을 5㎍/kg bw/week으로 정하고 있다.
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수은은 크게 금속성 수은 성분과 유기수은 성분으로 구분할 수 있는데 유기수은의 경우 어류와 어패류에 많이 포함돼 있어 음식으로 노출될 가능성이 높다. 일반 사람들의 경우 수은이 인체에 위험한 화학물질이라고 널리 알려져 더 이상 수은을 사용하지 않는 것으로 알지만 실은 치과에서는 아말감으로 사용되고, 정밀한 온도계 그리고 전기 전도도가 매우 좋기 때문에 전자제품의 부품에 사용되고 있다. 따라서 항상 수은에 노출될 수 있는 환경에 있는 것이다. 수은은 흡수율이 매우 높은 편이다. 먼저 금속성 수은의 경우엔 인체에 거의 흡수되지 않는데 문제는 유기수은이다. 유기수은은 입으로 들어갔을 때 90~95% 흡수돼 먹는 음식의 양만큼 몸에 흡수되는 것이다. 수은의 독성은 금속성 수은의 경우 호흡기로 노출됐을 때 호흡기 계통의 염증을 수반하고, 만성적으로는 중추신경에 악영향을 미친다. 이온형 수은의 경우엔 부식성 때문에 위장관계 부식성 염증을 수반하거나 출혈이 일어나는 경우가 있다. 또한 신경계에 영향을 미쳐 미나마타병 등 다양한 신경질환이 발생할 수 있다. 수은이 신경계에 영향을 미친다는 사실은 조금 생소할 수도 있지만 많은 연구결과에 따르면 수은의 화학적 구조가 메치오닌의 화학적 구조와 유사해 메치오닌이 뇌로 들어가는 통로를 따라 들어가 뇌에 영향을 준다고 알려졌다. 유기수은의 경우 어린아이와 임산부에 큰 영향을 끼치는데 특히 임산부의 경우 유기수은에 노출 시 흡수가 잘되고 태반 통과가 쉬워 태아에게까지 악영향을 미칠 수 있다. 그래서 2004년 미국 FDA에서는 임산부와 가임기 여성에게 유기수은에 노출된 생선 덜 먹도록 권고한 바 있다. 먹이사슬에 의해 농축이 되기 때문에 가능하면 참치와 같은 크기가 큰 생선은 피하는 게 좋다.

참치, 고등어, 상어와 같은 지방이 많은 푸른 생선을 주의해야 한다. 특히 대형 생선인 참치에는 수은 함량이 비교적 높을 가능성이 있다. 이 외에도 폴리염화비페닐(PCB)과 같은 잔류성 유기오염물질(POPs)이면서 환경호르몬 물질(내분비계 장애물질)도 지방에 잘 녹으므로 먹이사슬을 통해 참치와 같은 대형 어류에 축적될 가능성이 있다. 이미 미국 등 선진국에서는 어린이와 임신부의 경우 참치 캔을 일주일에 일정량 이하로 먹을 것을 권고하고 있다. 미국 식품의약청과 환경보호청, 그리고 국제식품규격위원회(CODEX)는 메틸수은의 참치 중 허용기준치를 1ppm으로 설정하고 있으며 임산부와 가임 여성에게 일주일에 340g 이상의 참치통조림을 섭취하지 않도록 권고하고 있다. 수은은 상온에서 액체 상태로 존재하는 유일한 금속으로, 어패류의 먹이사슬을 통해 축적이 가속화된다. 수은이 몸에 다량 축적될 경우 뇌와 중추신경계, 신장 기능에 심각한 손상을 가하며, 특히 태아와 영아의 뇌와 신경 발달에 악영향을 준다.

우리 국민의 혈액 내 수은 농도는 3.8㎍/ℓ으로 나타나 미국의 0.82㎍/ℓ, 독일의 0.58㎍/ℓ보다 4배 내지 6배 많은 것으로 나타났다. 우리 국민의 혈액 내 카드뮴 농도 역시 미국과 독일의 2배를 초과하는 것으로 조사됐다. 특히 조사대상자의 4.9%인 114명은 독일 기준인 15㎍/ℓ를 초과해 지속적 관찰과 관리가 필요한 것으로 나타났다.
우리 국민의 혈중 수은 농도가 높은 것은 주로 식품, 특히 어패류 섭취 때문으로 분석된다. 그래서 식약청은 수은이 많이 축적될 수 있는 참치 섭취에 특히 임신부와 어린이들이 주의할 것을 당부했다.

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심해에는 햇빛이 없어 메틸수은 분해 못하기 때문

붉은 빛을 띠는 참치 회 한 점은 침을 꿀꺽 삼키게 만들기 충분하다. 그렇지만 한 쪽에서는 참치나 황새치처럼 심해어류들은 다른 어류에 비해 수은 함량이 많기 때문에 너무 즐겨 먹으면 안된다고 주장하고 있어 선뜻 젓가락이 가지 않기도 한다.
실제로 심해어류들은 다른 어류들보다 수은에 더 많이 중독돼있는데, 이는 심해에는 햇빛이 닿지 않아 메틸수은이 분해되지 못하기 때문이라는 연구결과가 나와 주목받고 있다.
미국 미시간대 조엘 블룸 교수, 하와이대 브라이언 포프 교수 공동연구팀은 깊은 바다에 사는 물고기일수록 수은이 많이 축적돼있으며, 이는 햇빛이 도달하지 않기 때문이라는 연구결과를 ‘네이처 지오사이언스’ 2013년 8월 25일자 온라인 판에 발표했다.
연구팀은 서로 다른 깊이에서 먹이를 섭취하는 바다물고기 9종을 선정해 질량분석계로 물고기 몸 안의 수은 동위원소 조성을 측정했다. 그 결과 더 깊은 바다에 사는 물고기일수록 메틸수은 농도가 높으며, 메틸수은의 대부분은 수심 50~400m인 바다 중간층에서 유래한 것으로 나타났다.
해양미생물은 대기로부터 유입된 수은을 동물 몸에 흡수될 수 있는 메틸수은 형태로 변형시키고, 메틸수은은 다시 광화학 반응에 의해 대부분 분해 된다. 실제로 사시사철 햇빛이 잘 드는 하와이 인근 북태평양 표층에서는 모노메틸수은이 80%까지 분해 된다는 사실도 이번에 확인됐다.
그러나 바다는 100m아래로만 내려가도 빛이 도달하지 않기 때문에, 여기부터 메틸수은의 양은 늘어나고 점차 가라앉아 바다 수심이 깊어질수록 해수 중 수은 농도가 높아진다. 이 때문에 이 같은 환경에서 살고 있는 물고기들은 수은에 많이 노출될 수 밖에 없다는 것이다.
일본 미나마타병 유발물질로 알려진 메틸수은은 독성이 강해 체내에 쌓일 경우 보행장애, 수족마비, 중추신경계 이상 등을 유발한다. 이에 미국 식품의약국(FDA)는 12세 이하 어린이와 임산부에게 상대적으로 수은축적농도가 높은 심해어인 황새치, 개복치, 다랑어 등을 일정량 이하만 먹도록 권고하고 있다.
식품의약품안전처 식품기준과 조천호 주무관은 “우리나라 국민들은 미국에서 섭취량을 제한하고 있는 황새치나 개복치 같은 수산물의 섭취량이 적기 때문에 걱정할 수준은 아니다”며 “취약집단 건강보호 차원에서 임산부나 12세 어린이들은 상어, 황새치, 냉동참치를 주1회 이하로 섭취하는 것이 좋다”고 말했다.
이윤선 기자 petiteyoon@donga.com

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임신중에는 위험한 수준

임신부가 생선을 자주 먹으면 태아가 수은에 노출돼 위험할 수도 있다는 조사결과가 나왔다. 2012.8.5일 통영미래산부인과와 경상대학교 해양식품공학과ㆍ해양산업연구소가 경남 통영지역 임신부 159명을 대상으로 2010년 10월부터 2011년 3월까지 생선소비와 제대혈의 수은 농도 관계를 조사한 결과에 따르면 조사대상의 10%가 넘는 17명의 제대혈 수은 함량이 세계보건기구(WHO) 허용기준(5.0ppb)을 초과했다.
이 내용은 최근 ㈔한국식품위생안전성학회 학회지에 '통영지역 임산부의 생선섭취가 제대혈의 수은 농도에 미치는 영향'이라는 제목으로 실렸다.
제대혈 수은 함량이 WHO 허용치의 3배에 달하는 14.8ppb가 검출된 경우도 있었다.
일주일에 3회 이상 생선을 섭취한 임신부의 제대혈 수은 함량 평균치는 생선을 먹지 않은 임신부의 2.6배에 달해 생선 섭취 횟수가 잦을수록 수은 농도 함량이 높아지는 것으로 분석됐다.
이번 조사에는 고등어ㆍ갈치ㆍ참치ㆍ광어 등 다양한 어종이 포함됐지만 어종별 수은 농도의 차이는 없었다.
그러나 요리 방식에서 뼈나 내장이 들어가는 국이나 찌개가 구이나 회보다 수은 검출량이 다소 높은 것으로 나타났다.
사람은 메틸수은 총 노출량의 99% 이상이 어류 섭취 때문인 것으로 알려져 있다.
메틸수은은 태반을 쉽게 통과하는데 임산부가 노출될 경우 모체에는 중독증상이 나타나지 않더라도 태아의 사산이나 기형아 출산의 위험이 있다고 논문은 경고했다.
선진국에서는 임산부와 임신을 계획하고 있는 여성에게 생선섭취 횟수와 섭취량을 제한하고 있다.
우리나라에서는 심해성 어류는 0.5mg/kg, 그 밖의 어류는 1.0mg/kg으로 기준을 정하고 있을 뿐 임산부에 대한 기준제정이 필요한 실정이라고 논문은 지적했다.
식품의약품안전청은 지난해 10월 참치, 황새치 등 심해성 어류에는 메틸수은 함유 가능성이 있기 때문에 임신부나 가임여성, 수유모, 유아 등은 주 1회, 100ｇ 이하로 섭취하라는 지침을 내놨다.
경상대학교 해양식품공학과 최종덕 교수는 "고등어 등 등푸른생선은 오메가-3 등 불포화지방산과 비타민, 무기질 등 건강에 좋은 성분이 많이 함유됐지만 임산부나 환자들이 섭취할 경우 주의가 필요하다"고 말했다 (연합뉴스)

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[의학] 수은 노출, 심장에 해롭지 않다
- 입력 2011.03.24

수은 노출이 심장병, 뇌졸중 등 심혈관질환 위험 증가와 연관이 없다는 연구결과가 나왔다.
미국 환경보호청과 식품의약국(FDA)은 중금속 미틸수은이 바다에 침착되면 많은 어패류의 몸에 흡수돼 어패류를 먹은 사람의 체내에 축적되기 때문에 특히 임신여성, 모유수유 여성, 어린 아이들은 어패류 섭취를 제한하도록 권고하고 있다.
미국 하버드 대학 보건대학원의 다리우시 모자파리안(Dariush Mozaffarian) 박사는 심장병이나 뇌졸중을 겪은 3천500명과 이러한 심혈관질환이 없는 3천500명으로부터 미리 채취해 둔 발톱 조각의 수은 함유량을 측정한 결과 수은 노출이 심혈관질환 위험과 전혀 연관이 없는 것으로 나타났다고 밝힌 것으로 AP통신 등이 23일 보도했다. 발톱은 자라는 속도가 느려 장기적인 수은 노출량을 정확히 나타내고 또 보관이 쉽기 때문에 발톱검사가 혈액검사보다 선호되고 있다.
발톱검사에서 수은 함유량 상위 20% 그룹은 하위 20% 그룹에 비해 심혈관질환 발생률이나 심혈관질환에 의한 사망률에 차이가 없었다.
오히려 수은 함유량 상위그룹은 하위그룹에 비해 심장병 발병률이 약간 낮게 나타났다. 이는 심장건강에 좋은 오메가-3지방산이 많은 생선 섭취의 효과로 보인다.
연령, 성별, 흡연 등 다른 심혈관질환 위험요인들을 고려했지만 이 결과에는 변함이 없었다고 모자파리안 박사는 밝혔다.
이 연구결과는 의학전문지 '뉴 잉글랜드 저널 오브 메디신(New England Journal of Medicine)' 최신호(3월24일자)에 실렸다. (연합뉴스)

MC: 세계 각국은 18세기와 19세기 산업혁명 이후 경제 발전이라는 구호 아래 열심히 앞만 보고 뛰었습니다. 그 결과, 물질의 풍요와 생활의 편리성은 어느 정도 이루어 놓았지만, 지구 환경은 지금 신음하고 죽어가고 있습니다. 환경문제는 어느 한 국가의 노력만으로 해결할 수 없기에 그 심각성은 큽니다. 장명화가 진행하는 주간 프로그램 '이제는 환경이다'는 세계 각국의 최신 환경 문제를 짚어보는 시간입니다. 오늘은 최근 유엔에서 채택된 국제수은협약을 들여다봅니다.

인체에 해를 끼치는 수은의 사용과 배출을 줄이는 것을 목적으로 하는 국제수은협약이 처음으로 채택됐습니다.

이번 협약은 법적 구속력이 있는 것으로, 140여 개국 대표들이 스위스의 국제회의에서 최근 일주일동안 가시 돋친 설전을 벌인 끝에 채택하기로 의견을 모았습니다. 아킴 스타이너 유엔환경계획 사무총장은 합의 직후 새 협약을 이렇게 평가했습니다.

(아킴 스타이너) 이번에 합의된 협약은 크게 두 가지의 목표를 달성하기 위한 국제사회의 집단적 의지를 표현한 놀라운 일입니다. 우선은 수은의 배출량을 통제하고, 둘째는 어디에서건 짧은 기간 안에 수은의 생산과 사용을 줄이는 것입니다.

이번 협약은 지난 2010년 1차 협상 이후 그동안 4차례 회의를 통해 각국의 입장을 조율하면서, 협약문 초안이 마련됐습니다. 각국은 2월 제27차 UNEP, 유엔환경계획 집행이사회 보고 후, 오는 10월 일본 미나마타에서 열리는 외교회의에서 협약에 서명합니다. 외교적 서명을 마친 후에는 ‘미나마타협약’으로 명명될 예정입니다.

미나마타는 일본 구마모토 현 최남단에 있는 시로, 미나마타병의 발생지입니다. 미나마타병은 수은중독으로 인해 발생하는 다양한 신경학적 증상과 징후를 특징으로 하는 증후군입니다. 지난 1956년 미나마타 시에서 수은이 포함된 조개와 어류를 먹은 주민들에게서 집단적으로 발생하면서 사회적으로 큰 문제가 됐었죠. 문제가 됐던 수은은 인근 화학 공장에서 바다에 방류한 것으로 밝혀졌고, 2001년까지 공식적으로 2,265명의 환자가 확인되었습니다.

장기간 노출 될 경우 중추신경계, 간, 신장에 치명적 손상을 입게 되며, 태아와 영유아가 수은에 더욱 민감한 것으로 알려져 있습니다. 특히 각국에서 수은 관리를 해왔지만 대기를 통한 장거리 이동성과 생물농축성이 커 개별국가의 노력만으로는 자국민 건강과 환경을 보호하는데 한계가 있어왔습니다. 유엔환경계획의 최신 보고서에 따르면, 육지에서 바다로 배출된 수은의 양이 100년 사이에 전 지구적으로 2배 증가한 것으로 나타났습니다. 특히 아프리카, 아시아, 남미의 경우, 소규모 금 채굴과 전력 생산을 위한 석탄 연소로 인해 수은 배출량이 많은 것으로 관측됐습니다. 아울러 아시아는 전 세계 수은 배출량의 절반 가까이 차지한다고 보고서는 덧붙였습니다.

아닌 게 아니라, 한국인의 혈액 속 수은 농도는 매우 높은 편입니다. 한국 환경부가 얼마 전 전국의 성인 남녀 6천 3백 명을 조사한 결과에 따르면, 한국인의 혈액 속 수은 농도는 미국보다 3배 이상, 독일보다는 무려 5배가 높았습니다. 한국 경희대학교 직업환경의학과의 임신예 교수의 말입니다.

(임신예) 수은 농도가 높은 생선은 섭취를 피하고, 화학물질을 쉽게 사용하는 것을 피해야겠습니다.

북한의 사정도 더 나빴으면 나빴지 좋지 않습니다. 지난해 11월 공개된 유엔환경계획의 보고서에 따르면, 평양의 공기가 서울보다 나빴습니다. 석탄 위주의 에너지 공급정책 때문입니다. 특히 북한의 석유화학도시인 함흥지역은 공장 매연에 의해 날씨를 분간할 수 없을 정도이며, 원산이나 청진지역에서는 수은연기와 이황화탄소 등의 유독가스가 배출되는 등 공업지대의 대기오염도 심각한 것으로 평가됐습니다.

한편, 이번 협약문은 수은 공급과 교역, 수은첨가제품, 대기·물·토양 배출, 저장과 폐기, 재정·기술지원 등에 관한 규정을 주요 내용으로 하고 있습니다. 수은첨가제품의 경우 제품군에 따라 단계적 금지, 사용 허용으로 구분됩니다. 또한 대기배출시설의 경우 엄격한 시설관리 이행결과와 관리현황을 당사국총회에 보고해야 합니다.

아울러 수은은 임시저장만이 가능하도록 하고, 궁극적으로는 친환경적인 처리를 통해 폐기해야 하며, 이행 촉진을 위해 지구환경금융을 기본으로 활용해 개도국, 최빈국 등에 특별 재정·기술지원 하도록 협약문에 규정했습니다.

한국의 경우, 수은첨가제품 제조업체, 대기배출시설 보유업체 등이 주로 영향을 받을 수 있으나 현행 한국법의 함량기준으로 관리를 받고 있고, 대기배출시설의 경우 한국법이 협약에서 제시된 기준보다 강해 한국 산업계에 미치는 영향은 크지 않을 것으로 예상됩니다.

한국 환경부 관계자는 “한국은 중국에서 대기와 바다를 통한 수은 이동과 어패류 다량 섭취로 인해 국민 노출수준이 다른 나라에 비해 높은 편”이라며 “협약제정이 국민 건강과 환경을 보호하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다”라고 말했습니다.

한국과 북한이 앞으로 수은오염으로 인한 환경오염과 건강피해를 야기하지 않도록 미나마타협약을 통해 수은오염대책 강화를 추진하기를 기대해봅니다.

수 은 (Hg)

가. 성 상

상온에서 액체상태로 존재하는 유일한 금속으로서, 광택이 있으며 은백색이다. 전기를 잘 통하고 유리를 적시지 않으며 연성이 좋다. 수은은 주로 Elemental(원소) mercury (Hg0), 무기수은 화합물 (HgCl2), 유기수은 화합물 (메틸수은) 등의 세 가지 형태로 존재하며 이러한 수은 전체의 화합물을 총수은이라고 한다. 무기수은 화합물은 금속수은, 제1수은염, 제2수은염 또는 아말감으로 나누어지고, 유기수은 화합물은 알릴 수은과 알킬 수은화합물로 나누어진다. 알릴 수은화합물로는 초산 페닐 수은 (농약)이나 머큐로크롬 (소독약) 등이 있고, 알킬 수은화합물로는 메틸 수은, 에틸 수은 및 메토시 에틸 수은염 (농약) 등이 있다. 모든 수은의 형태는 매우 독성이 있고, 각각의 형태마다 인간의 건강에 각기 다른 영향을 준다.

이온형태에 있어서 수은은 Hg(Ⅰ)과 Hg(Ⅱ)이라고 하는 두 종류의 산화 형태로 존재하는데 이 중에서 Hg(Ⅱ)가 더 안정적이다. 수은은 철을 제외한 거의 모든 금속과 합금이나 아말감을 형성하는 특성을 갖고 있다. 수은은 부식 저항이 뛰어난 금속을 만들기 위해 vanadium, iron, niobium, molybdenum, cesium, tantalum, tungsten과 아말감을 형성한다. 수은은 실온에서 안정적인데 공기, 암모니아, 이산화탄소, 질소산화물, 산소와는 반응하지 않으나 할로겐이나 황과는 즉시 결합한다. 수은은 대기 중의 H2S와 반응하기 때문에 밀폐된 용기에 보관해야 하며 염산에는 영향을 받지 않지만 진황산에는 영향을 받는다. 질산에 용해되어 Hg(Ⅰ)염이나 Hg(Ⅱ)염을 형성한다. 유기수은은 특히 독성이 강한데, 공해병의 원인물질이기도 한 알킬수은도 유기수은의 한 종류이다. 이에 비해 무기수은은 비교적 독성이 약한 편이고, 공장의 공정에서 직접 혹은 미생물에 의해 유기수은으로 변한다.

o 원자번호 : 80 o 원자량 : 200.59 g

o 비중 : 13.55 g/㎤ (20℃) o 비점 : 356.7

o 융점 : -38.87℃

o 증기압 : 1.3×10-3mmHg (20℃), 2×10-3mmHg (25℃)

나. 발생원 및 용도

(1) 발생원

㈎ 수은의 primary production은 주로 금광의 부산물로서 발생한다. 예전에는 Nevada에 있는 수은광석에서 채광되었으나 1990년에 폐광되었고 아직도 Nevada, California, Utah에 있는 금광석에서 부산물로 비교적 소량이 생산된다.

㈏ 수은의 secondary production (recycling)으로는 processing of scrapped mercury- containing products와 산업폐기물 등이 있다. recycled mercury의 주요 배출원은 치아 아말감, 산업 및 전기 제조시설로부터의 scrap mercury (형광 램프 포함), 연구 실험실과 electrolytic refining plants로부터의 폐기물과 슬러지, 수은 배터리 등이 있다.

㈐ EPA가 의회에 제출한 보고서에 의하면 대기로의 수은 배출원은 석탄 연소시설 (발전 소), 의료용 폐기물 소각시설(MWIs), 도시고형폐기물 소각시설 (MWCs), 염소-알칼리 공 장, 구리·납 제련소, 시멘트 제조시설 등이 있는데 이 중에서도 연소시설의 보일러가 전체 인위적인 배출원의 거의 25%를 차지하고, 그 중 90% 이상은 석탄 연소시설의 보일러가 차지하고 있다. 수은 배출량 자체로 보면 발전소가 가장 큰 배출원이긴 하지만, 발전소에서 사용하는 화석연료보다 폐기물속의 수은 함유 비율이 높기 때문에 소각장에서의 배출농도 가 높고, 또한 금속 생산 공정이나 염소 생산 공정에서 배출되는 수은 농도가 소각장보다 높긴 하지만 총배출량은 소각장보다 훨씬 적다.

(2) 용도

㈎ Elemental mercury

전 액체 범위 내에서 동일한 부피팽창을 하고 표면장력이 크기 때문에 기압계, 압력계, 온도계 및 기타 측정장치로 사용된다. 또한 전기 저항도가 낮기 때문에 금 속중에서 가장 좋은 전기 전도체중에 하나로서 배터리, 전기램프 등을 포함한 전기 분야에 서 폭넓게 사용되고 있으며, 산업 공정, 정제, 윤활유, 치아 아말감 등에도 사용된다.

㈏ 무기수은제

여러 종류의 화합물이 여러 용도에 사용되고 있으나, 농약으로는 살충제로서 승홍이 사용되고 있다. 승홍은 살충력이 강한 반면 작물에 대한 약해도 큰데 유제나 분제로 사용하며, 승홍, 승홍정, 브라스트, 브라민 등의 상품명으로 시판된다. 승홍은 감자, 담배, 야채 등의 병해충 구제에 사용되고, 물에 잘 용해되지 않으므로 소량의 열탕에 용해하여 사용해야한다. 수은은 농작물중에서 농축되어 그것을 취식한 인간의 체내에 다시 농축되므로 주의해야 한다.

㈐ 유기수은제

살균제로 벼 도열병의 특효약으로 많이 사용된다. 유기수은계 농약의 대표적인 것으로는 PMI와 PMA가 있는데 이 농약은 토양 잔류성이 강하여 반감기가 5∼15년 정도이다. 우리나라에서는 1970년 말에 제조·사용이 금지되었다.

다. 독성영향

(1) 수은

상온에서는 은백색의 액체상태로 존재하며 피부와 접촉하면 국소적으로 피부염을 유발한다. 호흡기 및 소화기 경로로 인체에 침입하면 80% 정도가 신장 및 간 등에 축적되어 소뇌의 기능을 마비시킨다. 수은은 우리 몸에 흡수되면 용해되지 않고 거의 그대로 장기나 신경계에 고도로 축적되는 성질을 지니고 있다. 이것이 계속 흡입 되서 몸 안에 축적되어 총 수은량이 30 ppm이상이 되면 수은 중독현상을 일으키게 된다. 미나마타시의 환자 중에는 200 ppm인 사람도 발견되었다고 한다. 수은의 축적에 의한 중독을 일으키게 되면, 만성 신경계의 질환으로 인해, 운동장애, 언어장애, 난청, 심하면 사지가 마비되어 죽음에까지 이른다. Elemental mercury의 주요 노출경로는 작업환경에서의 흡입을 통해서이다. Elemental mercury에 저농도로 노출되는 또 다른 경우는 입속의 치아 아말감으로부터 방출되는 경우이다.

(2) 무기수은 화합물

염화 제2수은 (승홍), 염화 제1수은 (감홍), 질산 제2수은, 질산 제1수은 등이 있다. 그 독성은 오래전부터 알려져 있으며, 급성 중독 또는 만성 중독을 일으킨다. 특히 중요시해야 할 것은 무기 수은이 자연계에 생물학적으로 유기수은화 된다는 사실이 실험적으로 확인된 점이다. 무기수은 화합물과 알킬 수은화합물에 의한 중독증상은 서로 유사하다. 소변과 함께 배출되기 쉽기 때문에 중증의 증상은 적으며, 만성적인 증상이 나타난다. 이에 반해 알킬 수은화합물은 신경계를 침범, 손발이 떨리고 언어장애, 시력 감퇴 등의 중독증상이 나타난다.

(3) 메틸수은

일반적으로는 염화메틸수은을 가리키며, 강한 신경독성을 나타내고 미나마타병의 원인물질로서도 유명하다. 알데히드 제조공정에서 촉매로 사용된 무기수은의 일부가 메틸수은으로 변화하고, 이것이 공장배수로 방출되어 어패류에 고농도로 축적되는데 이 어패류를 오랜 기간 잡아먹은 사람들에게 불가역성의 중추신경계장애, 이른바 미나마타병을 일으킨다. 메틸수은을 고농도로 섭취한 산모에게서 태어난 아기는 지능발달 지연, 보행 장애, 시력감퇴, 대뇌마비 등을 나타낸다. 메틸수은에의 노출은 주로 물고기를 섭취함으로써 발생한다. 예전에는 살균제를 처리한 곡물과 그러한 곡물을 섭취한 동물의 고기를 통해서 메틸수은이 노출되었다. 그러나 수은을 포함한 살균제는 현재 미국에서 금지되어 이러한 경로로 노출되는 경우는 무시할 정도이다.

(4) 급성영향

인간이 Elemental mercury에 고농도로 단기간 흡입 노출되면 환각, 정신착란, 자살 등과 같은 중추신경계 영향을 일으킨다. 가슴 통증, 호흡곤란, 기침, 폐기능 장애, 간질성 폐렴 등과 같은 소화기와 호흡기의 영향은 Elemental mercury에 흡입 노출되었을 때 발생하는 것으로 알려져 있다.

무기수은 화합물에 단기간으로 경구 노출되었을 경우의 증상에는 금속성 맛, 메스꺼움, 구토, 심한 복부 통증 등이 있다. 대부분의 무기수은 화합물에 대한 치명적인 단기간 섭취량은 성인의 경우 1∼4 g, 70 ㎏인 사람의 경우 14∼57 ㎎/㎏이다. 메틸수은에 고농도로 단기간 노출되면 귀먹음, 지각수준 장애, 사망 등과 같은 중추신경계 영향을 일으킨다. 메틸수은의 치명적인 최소 섭취량은 70 ㎏인 사람의 경우 20∼60 ㎎/㎏인 것으로 추정된다.

(5) 만성중독 (비발암성)

인간이 Elemental mercury와 메틸수은에 장기간 노출되면 중추신경계에 영향을 준다. 신경과민, 흥분, 부끄러움 증가, 떨림 등과 같은 영향들은 Elemental mercury에 의한 것이고, 감각이상, 시력감퇴, 불쾌감, 언어소통 장애, 시야감소 등은 메틸수은에 의한 것이다. 장기간 노출과 무기 수은은 신장에 영향을 미친다.

중추신경계는 Elemental mercury의 독성이 인간에게 미치는 주요한 목표 기관이다. 그러한 영향에는 신경과민, 흥분, 과도한 부끄러움, 불면증, 유연증, 치은염, 떨림 등이 있다. Elemental mercury에 장기간 노출되면 단백뇨 등 인간의 신장에 영향을 준다. Acrodynia는 Elemental mercury나 무기수은 화합물에 노출된 어린이들에게서 발견되는 희귀한 신드롬이다. 이것은 심한 다리 경련, 흥분, 감각이상, 손·발·코 등의 피부가 벗겨지는 등의 증상이 있다.

무기수은에 장기간 노출되는 경우의 주요 영향은 신장 장애이다. 메틸수은에 장기간 노출되는 경우의 주요 영향은 중추신경계의 피해이다. 초기 증상은 마비, 시력감퇴, 불쾌감 등이다. 상당량이 섭취된 경우에는 귀먹음, 언어장애, 시야감소 등이 발생한다.

(6) 생식과 발생에 미치는 영향

Elemental mercury가 인간의 생식과 발생에 미치는 영향에 관한 연구는 혼합된 결과를 보여준다. 하나는 수은 노출과 자연유산과는 관련이 없다고 보는 반면, 다른 하나는 자연유산의 비율이 증가한다고 본다. 다른 연구에서는 출생 시의 결함이 있는 빈도가 더 높다는 것을 보여준다. 무기수은이 인간의 생식과 발달에 미치는 영향에 대해서는 아무 정보가 없고, 동물 연구에서는 고환세포의 변경, 재흡수율의 증가, 비정상적인 발달 등의 영향이 보고되었다. 메틸수은의 경구노출은 발달에 상당한 영향을 주는 것으로 관찰되었다. 메틸수은을 고농도로 섭취한 산모에게서 태어난 아기는 지능발달 지연, 보행실조, 귀먹음, 시야감소, 시각장애, 대뇌마비 등 중추신경계 장애를 보인다. 저농도의 메틸수은에서도 발달 지연과 비정상적인 반사작용을 보이는 것으로 알려졌다.

(7) 발암성

Elemental mercury과 인간의 암과 관련된 몇 가지 연구가 수행되고 있으나 이러한 연구는 근거가 확실한 노출 데이터 등의 부족으로 결론을 내리지 못하고 있다. 무기수은 화합물이 인간의 발암성에 미치는 잠재적인 영향을 명확히 밝히려는 세 개의 연구가 있다. 염화수은 (HgCl(Ⅱ))의 쥐에 대한 장기적인 연구에서는 위상부의 발병율 및 갑상선 종양의 증가, 신장부의 종양 증가 등이 보고되었다. 메틸수은이 인간의 발암성에 미치는 영향에 대해서는 아무런 연구도 없고 쥐의 신장부 종양에 관한 동물 보고서만이 하나 있다. EPA는 무기수은과 메틸수은을 인간 발암성이 가능한 Group C로 분류하였고, elemental mercury는 인간 발암성으로 분류되지 않은 Group D로 분류하였다.

표 3.10.1 세계 여러 기구에서 제시하는 폭로 허용 기준

NIOSH IDLH (mercury vapor)	28 ㎎/㎥
NIOSH IDLH (organo (alkyl) mercury compounds)	10 ㎎/㎥
OSHA PEL (mercury vapor), ACGIH TLV (all forms except alkyl vapor)	0.1 ㎎/㎥
OSHA PEL, ACGIH TLV, NIOSH TLV (mercury vapor)	0.05 ㎎/㎥
OSHA, ACGIH(STEL) (alkyl compounds)	0.03 ㎎/㎥
ACGIH TLV, NIOSH TLV (alkyl compounds)	0.01 ㎎/㎥
Reference Dose (RfD) (for methyl mercury)	0.0003 ㎎/㎏/d
Reference Concentration (RfC) (for elemental mercury)	0.0003 ㎎/㎥

라. 자연계 분포

수은은 지구상의 거의 모든 곳에 존재하며, 주로 광물중에 가장 많이 함유되어 있고, 해수, 토양, 대기 중 및 생물체에도 고루 존재하고 있다. 전 지구적으로 볼 때 수은의 지하 매장량은 대략 20만 톤으로 알려져 있으며, 이들 중 과반수가 스페인 지역에 매장되어있다. 수은의 지구상에서의 존재분포를 보면 조암광물에 0.1∼7 ppm, 화성암에 대략 64∼80 ppb, 퇴적암에 30∼500 ppb, 토양 중에 약 150 ng/g, 해수 중에 평균 3 ng/l, 일본에서의 우수 중에는 평균 340 ng/l, 대기 중에는 지역 및 계절적 차이가 있으나 서울 도심지역의 '88년도 년평균치가 14.7 ng/㎥이다. 화석연료인 석탄 및 석유류에는 대략 0.7∼33 ppm(평균 3.3ppm)의 수은이 존재한다. 석탄류의 연소 시에는 전체 배출수은의 98%가 가스상으로 배출된다고 보고되고 있다.

마. 규제법규 및 각종 기준

(1) 한국 : 모든 배출시설 5 ㎎/S㎥

(2) 미국 : 도시폐기물 소각시설 (기존 및 신규시설) 80 ㎍/S㎥ (7%O2)

(3) 독일 : 폐기물 소각시설 0.05 ㎎/N㎥

페이스북 올리기 방명록 # 수정 2013-09-02 / 등록 2010-05-11 : 최낙언

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