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[환경공학 작업환경관리]호흡성유해물질의 작업환경관리(VOCs, 분진, 나노물질)

VOCsⅠ. VOCs의 정의대기환경 중 유기화합물은 여러 가지 측면에서 분류하고 있으며, 각 물질의 대기 중 존재상태, 휘발성(Volatility)정도에 따라 휘발성(Volatile)과 반휘발성(Semivolatile), 비휘발성(Nonvolatile)의 3가지의 크게 분류할 수 있다. 휘발성은 증기압과 끓는점으로 분류할 수 있으며, 휘발성은 증기압이 10-2kPa이상, 반휘발성은 10-2～10-8kPa, 비휘발성은 10-8kPa이하로 분류되고, 끓는점은 100℃를 기준으로 그 이상이면 휘발성, 이하는 반휘발성, 비휘발성으로 분류한다. 일반적으로 휘발성유기화합물질(VOC; Volatile Organic Compounds)은 0.02psi 이상의 증기압을 가지거나 끓는점이 100℃ 미만인 유기화합물로 정의할 수 있다.증기압의 높아 대기중으로 쉽게 증발되어 질소산화물(NOx)과 공존시 태양광의 작용에 의하여 광화학반응을 일으켜 오존 및 PAN(Peroxyacetyl-Nitrate)등 이차 오염물질을 생성시킴으로서 광화학스모그현상을 일으키는 물질을 휘발성 유기 화합물질(VOC; Volatile Organic Compounds)이라고 한다.VOC란 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 비균질 탄화수소 및 지방족과 비균질이 혼합되어 있는 탄화수소 중 레이드 증기압이 10.3 KPa이상인 물질이며 단, LPG, 메탄, 에탄 등 광화학 반응성이 낮은 물질은 제외이라고 대기환경보전법에 정의되어 있다. 종류는 일반 탄화수소와 비균질 탄화수소로 나뉘며, 일반 탄화수소에는 Paraffin계와 Olefin계의 지방족 탄화수소와 Benzene 계열로 Benzene, Toluene 등의 방향족 탄화수소가 있으며, 비균질 탄화수소는 알데히드, 케톤류 등이 있다.Ⅱ. 발생원에 따른 VOC물질의 종류공장의 종류발생원VOC 물질의 종류도장및 잉크제조 공장자동차, 전자제품 도장 및 건조기금속, 유리, 옵셋인쇄 건조기에나멜, 니스 건조기벤젠, 톨루엔, 크실렌, 납사, 알코올, 에스테르, 유기용매용로 도료의 저VOC화는 도장시설의 대폭적인 변경이 동반되는 경우가 많고 제품의 품질과 제조비용에도 큰 영향을 미치기 때문에 도료만을 평가해서는 해결되지 않는 경우가 많다. 도료업체에서는 환경도료를 개발하기 위해 주력하고 있는데 성능 면에서도 종래의 유성도료와 거의 차이가 없다. 이러한 경향을 보이고 있는 가운데 도료를 사용하는 측에서도 환경부하가 적은 도료로 전환시키는 것을 적극 고려해 볼 필요가 있다.인쇄잉크의 경우도 수성 그라비아잉크, 수성 플렉소잉크, VOC 5% 미만의 UV 경화형 잉크 등 저VOC 잉크가 개발되고 있다. 종래에 그라비아 인쇄의 경우는 용제의 휘발량이 많아 문제가 되었으나 라미네이트용, 스틸렌필름용, 쇼핑봉투용 등의 수성 그라비아잉크도 개발되고 있다. 낱장인쇄기와 옵셋인쇄기용 잉크에도 VOC성분을 포함시키지 않고 대두유 등의 식물유를 100% 사용하는 잉크가 개발되고 있다.접착제도 역시 수용성 접착제, 핫멜트형 접착제, 반응형 접착제 등 저VOC형 제품이 개발되고 있으며, 여러 가지 접착테이프와 합판제조 등에 저VOC 접착제가 사용되고 있다. 저VOC 접착제는 제조라인에서의 VOC 방출뿐만 아니라 건축재 등의 제품에서 VOC 발생을 줄일 수 있으므로 새집증후군을 예방하기 위해서도 사용빈도가 증가하는 경향을 보이고 있다.2. 시설에서의 공정개선(1) 보관 및 저장 시의 관리용기 갈라짐 등에 의한 파손을 방지하기 위해 일상적인 점검을 철저히 실시함과 동시에, 용제에 의해 팽윤되는 플라스틱제 용기도 있을 수 있으므로 튼튼한 재질을 선택해야 할 것이다. 또 뚜껑이 열리거나 뚜껑 닫는 것을 잊어버리는 경우가 없도록 주의해야 할 것이다. 도료와 용제를 조금씩 나누어 작업장에 방치하는 경우에는 용기 안의 공간부분이 몇 % 정도 남아 있도록 채워 밀폐하도록 주의를 기울여야 한다. 또 보관 장소도 직사광선을 피해 온도가 높아지지 않는 장소를 선택해야 한다.(2) 세정용 용제의 취급세정용 용제는 일시적으로 다량 사용하기 보다는 소량씩 몇 회에 걸쳐 세정하면에 대한 분진부착이 특히 신경 쓰이므로 자동차 전체가 들어갈 수 있도록 전면을 둘러싼 챔버형태의 부스가 사용되는 경우가 많다. 깨끗한 공기가 방의 위쪽으로 보내져 바닥면에서 배기되는 공기흐름을 보이고 있다. 배기가스는 건식필터법으로 처리되는 경우가 많다.도장부스 설치는 스프레이 도장작업에 반드시 필요한데 최소한의 배기가스 대책이라고 할 수 있다. 부스의 배기가스는 통상적인 간이처리가 이루어지는 경우도 많아 몇 십에서 몇 백 ppm의 VOC 성분이 미처리상태로 배출되는 경우가 많다. 배기가스량이 많은 타입의 경우는 나중에 설명하는 고도의 배기가스 처리를 실시하는 것이 바람직하다.2) 열처리 건조로도장공장에서 또 다른 VOC 발생원은 열처리(소성) 건조로이다. 도장 후, 도막을 금속표면에 고착시키기 위해서는 약 120~160℃에서 5~20분간 가열처리하게 되는데 이 공정에서 용제가 휘산됨과 동시에 안료 등이 열분해되어 알데히드류가 발생한다.따라서 도장 배기가스보다 불쾌한 배기가스이다. 작업환경을 악화시키지 않도록 하기 위해서도 건조로에서의 가스누출을 방지해야 한다. 이에 대한 대책으로는 산형 터널로와 에어커튼식 터널로를 설치하여 터널로에서의 배기가스 누출을 방지하고 터널로 내의 가스를 적절하게 처리할 필요가 있다.그림 2는 산형터널로의 개략도를 나타낸 것이다.(그림 2) 산형터널로의 개략도3) 배기세팅도장 후, 열처리까지의 방치시간(10~20분간) 중에 도료의 용제 대부분은 휘발된다. 도막이 형성되는 기간이므로 더스트 등이 부착되지 않도록 주의해야 할 것이다. 도장부스 배기가스와 비교해 농도가 낮은 경우가 많으므로 활성탄흡착에 의해 처리가 가능한 경우도 있다. 농도가 100ppm 이상인 경우에는 건조로 배기가스와 함께 처리된다. 목공제품이나 플라스틱 제품과 같이 자연건조에 가까운 경우도 건조실 배기를 처리하는 것이 바람직하다.(2) 인쇄공장1) 잉크팬 등의 휘산방지그라비아 인쇄에서는 저비점 용제가 사용되는데 잉크팬 개구부가 크기 때문에 500ppm 정도의 고농도yanate)를 넣고 70~80℃에서 5시간 반응시킨 뒤 DMF, MEK등 유기용제를 사용하여 70~80℃에서 1시간 동안 희석시킨 다음 드럼 포장을 한다.○ 기관지 천식 발생 물질인 TDI는 전공정에서 발생됨.3.발생 원인○ 폴리우레탄수지 포장 공정에 설치된 후드의 크기가 오염 물질 발생원의 면적보다 작고 거리가 멀어 제어 속도가 미흡하여 TDI가 작업장내에 확산됨.○ 화학 물질에 대한 유해성 등을 근로자가 인식하지 못하여 취급 및 관리 상태가 부적절했음.○ 보호구 착용등 개인 위생관리 대책이 미흡하였음.●사례 : TCE에 의한 급성중독유해인자 : 유기용제날짜 : 1999년 04월1. 발생 개요.'93년 9월 5일(일요일) 경남에 소재한 ○○사업장의 전자관 공장 초음파 세척기의 트리클로로에틸렌(TCE) 재생용 증류 탱크 내부에서 작업 중인 근로자가 폐TCE와 Sludge(찌꺼기)를 청소하는 작업 도중에 TCE에 의한 급성 중독으로 쓰러져 있는 것을 동료 작업자가 발견하여 급히 병원으로 후송하는 도중 사망 하였음.2. 작업 공정○ 세척 작업 공정┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐│ 초음파 세척 │ → │ 저 장 │ → │ 청 소 │ →└────────┘ └────────┘ └────────┘·shadow mask 세척 ·증류를 위한 세척제 ·매주일요일(08:30￣17:30)·매주 월￣토요일 사용 저장 초음파 세척기 및 증류·토요일 세척 작업 종 탱크 청소료후 일요일 증류시간 사용┌────────┐ ┌────────┐│ 증 류 │ → │ 초음파세척 │└────────┘ └────────┘·저장조의 TCE를 증류탱크에 이송하여 증류·일요일 야간 작업자가증류후 세척기내 TCE주입○ 작업현황피재자는 전자관공장의 프레스 작업자로서 일요일에 출근하여 주작업자인 동료 1명과 함께 초음파 및 증류탱크를 청소하던 중이었으며 이때 증류탱크 내부에는 지난 주 일요일 야간 증류작업 종료 후 남은 폐 TCE와 Sludge가 25ℓ가량 남아 있었음.사고 당일 오│ →└────┘ └────┘ └────┘ └────┘┌────┐ ┌────┐ ┌────┐ ┌────┐│연 마│ → │중 도│ → │연 마※│ → │상 도│ →└────┘ └────┘ └────┘ └────┘┌────┐ ┌────┐│건 조│ → │제 품│└────┘ └────┘○ 목재 원자재의 폭과 두께를 일정한 크기로 절단한 제재목을 가구 사양에 맞게 자른 후 루타기등으로 규격에 맞게 가공한 다음 자재를 매끄럽게 하기 위하여 연마 작업을 한 후 연마된 반제품을 1차 도장(중도)한 다음 이물질제거와 함께 연마 작업을 한 후 최종 2차 도장(상도)을 하여 건조 후에 검사하여 완성 시킴.○ 1,2차 도장작업시 사용한 우레탄, 경화제에서 TDI가 발생되며, 직업병 발생 부서는 1차 도장 후 연마 작업을 하는 공정임.3.발생 원인○'93년도 작업환경 측정 결과 도장 작업에서는 TDI의 농도가 허용 기준인 0.005ppm 이하였으나 도장 후 연마 작업 공정에서는 TDI를 측정한 자료가 없으며, 도장공정 국소배기장치의 제어 속도는 비교적 양호한 것으로 나타났음.그러나 작업환경 측정 결과 허용 기준 미만이더라도 화학 물질에 대한 관리 미흡, 보호구착용등 개인 위생관리가 미흡하거나 근로자 개인의 건강 상태, 유기용제(특히 TDI)에 대한 감수성에 따라 건강 장해가 유발될 가능성이 있음.미세먼지(분진)Ⅰ. 미세먼지의 정의먼지란 대기중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질의 하나로 일명 분진이라 한다. 보통 0.1∼500㎛의 입경범위를 가지며, 입자의 크기에 따라 무거워서 침강하기 쉬운 것을 강하분진이라 하고, 입자가 미세하고 가벼워서 좀처럼 침강하기 어려워 장기간 대기 중에 떠다니는 것을 부유분진이라 한다.먼지는 주로 고체상 물질이지만, 액체상 물질로 이루어 질수도 있으며 그 안에 납, 구리, 크롬, 아연, 카드뮴 등과 같은 중금속물질이 들어 있기도 하고, 황산염, 질산염등과 같은 산성 유해물질이 함유되어 있기도 하다. 이러한 조성은 먼지가 어느 발생원으로부터 나왔는가에 된다.

공학/기술| 2005.06.02| 20페이지| 1,500원| 조회(995)

VOC, 미세먼지, 분진, 나노물질

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[독성학]화학물질의 독성작용

1. 농약농약은 균, 선충, 진드기, 곤충, rat 그 밖의 동?식물 및 바이러스 등에 의한 농작물 피해를 줄이는 목적으로 사용한다. 용도에 따라 살충제, 살균제, 살서제 등으로 분류할 수 있다. 또한 농작물의 생리기능 증진과 억제를 목적으로 사용하는 성장촉진제와 발아억제제도 농약에 포함된다.(1) 유기인계 살충제(Organophosphorus insecticides)유기인계 살충제는 acetylcholinesterase(이하 AChE)를 저해하여 살충효과를 나타내고, 또한 중독을 일으키게 된다. 신경조직에 존재하는 AChE는 에 나타나있듯이 2종류의 활성부위를 갖고 있고, 기질인 acetylcholine과 동일하게 유기인산 ester도 가수분해한다. 유기인계 살충제의 유기인산 부분은 가수분해된 후에도 AChE의 분해된 ester 부위와 강하게 결합하여, 그 결과 AChE 활성을 저해하고, acetylcholine이 화학전도를 끝마친 후에도 분해도지 않고 신경조직에 영향을 미치며 장기에 축적되어 과잉자극증상을 일으키게 된다.유기인제제에 의한 AChE 저해유기인계 살충제에 의한 AChE의 저해는 가역적이지만, parathion과 같이 강독성의 유기인제제가 AChE를 저해한 후부터 재활성화 할 때까지 2~3주간이 요구되고, fenitrothion과 malathion과 같은 저독성 유기인제의 경우에는 효소활성의 회복이 빠르다. 이것은 ester 분해부위에 결합하는 유기인산 부분이 효소로부터 쉽게 이탈하기 때문이다.Parathion, fenitrothion, malathion, thiophosphate형(P=S형)의 유기인제 자체는 AChE의 저해효과는 약하고, 생체내에서 간소포체의 약물대사효소에 의해 NAC-PH와 분자상에서 효소에 의해서 oxon형(P=O형) 위치에 산화적 탈황화 반응이 일어나서 살충작용을 나타낸다.유기인제제에 의한 중독은 AChE가 저해되어 내인성 acetylcholine이 축적되는 것에 기인한다. Acetylcholine은 부교감신경 절후섬유,억제하여, 신경독으로서 작용하는데, 이러한 작용이 기전의 일부가 될 가능성이 있다. DDT는 또한 carbon dehydrogenase를 저해하여 산-염기의 평형유지를 어렵게 하고, 조류의 나각형성이상을 일으키는 것으로 알려졌다. DDT 및 그 대사산물인 DDD, DDE는 간 비대, 간소포체에서 약물대사효소의 유도효과가 두드러진다.Drin제인 aldrin과 heptachlor는 생체내에서 에폭시화(epoxiation)되어 에폭시화합물로서 안정하게 생체내에서 축적된다. 독성은 모화합물과 동일하거나 오히려 강하다고 생각된다.급성 중독증상으로서는 두통, 현기증, 전신권태감, 토기, 구토가 나타난다. 대량 섭취시에는 전신경련과 의식소실이 나타나는 것이 특징이다. 발한, 유연, 기관지 분비의 항진, 체온상승, 빈맥, 호흡곤란 등을 일으켜 호흡마비에 의해 사망한다. 아급성 또는 만성 중독증상으로는 투통, 현기증, 전신권태감, 평형실조, 몸이 떨리는 증상이 오고, drin제의 경우는 두통 등의 초기 증상 후에 간질과 유사한 경련을 일으키며 쓰러진다.■ DDT가. 발생원1939년에 초기 사용하여 1970년까지 널리 사용하고, 1960년대 미국에서 대량 사용하였는데, 2차 세계대전시 말라리아, 장티푸스, 곤충매체 질병(insect-transmitted disease)의 의약품으로 사용하였다. 우리나라에서는 1979년 생산 및 사용 금지되었다.나. 독성작용기전DDT가 CNS에 작용하는 기전은 신경 세포막에서의 이온의 이동을 방해하기 때문이다. 이는 적어도 네 가지 기전으로 나타나며, 이들 네 가지는 동시에 작용할 수 있다. DDT는 Na+이온 채널이 닫히는 것을 늦추며, K+ gate들이 완전히 열리는 것도 방해한다. 또한 ATPase에 작용하여, Na+, K+, Ca2+의 흐름을 저해한다. DDT는 Ca2+의 전달을 저해하는데, 이는 calmodulin의 hydrophobic site에 결합하기 때문인 것으로 보고된다. DDT는 뇌 중의 serotonin의 결핍을 유도함으로서■ 폐놀계(Phenol)Pentacholrophenol(PCP), 2,4-dinitro-6-sec-butylphenol(DNBP)등이 있다.가. 발생원PCP는 국내에서 살균제, 방부제로 사용해오다가 1991년 폐지되었다.나. 독성작용기전PCP는 포유동물 세포에 세포독성이 있다고 알려져 있다. 모든 chlorophenols, 특히 PCP,는 산화적 인산화의 uncoupler이다. 그러나 uncoupling action의 기전은 확실치 않다. PCP는 미토콘드리아 단백질에 결합하여 미토콘드리아 ATPase 활성을 방해하는데, 미토콘드리아에 oxidative phosphorylation의 uncoupling과 mitochondrial ATPase의 억제를 동시에 나타낸다. 따라서 ATP를 생성과 ATP가 ADP로 전환되며 에너지를 방출하는 반응을 모두 억제한다. 전자이동은 high-energy bonds(oxidative, glycolytic phosphorylation)에 의존적이지만, PCP에 의해 억제되지 않는다. 효소 단백질에 결합한다고 보고되며, 이것은 다른 세포내 효소를 억제한다. Uncoupling of oxidative phosphorylation 동안 세포내산소요구량이 증가하기 때문에, PCP에 중독된 사람들은 호흡속도가 처음에 증가하게 된다.■ Paraquat가. 발생원Dimethylpyridium 염으로 그라모손, 파라제트 등의 제품명으로 시판되고 있다. 강력한 제초효과를 가지며, 과수원, 야채밭 등에서 잡초를 없앨 목적으로 사용하는 제초제로 광범위하게 사용된다.나. 독성작용기전생체내에 섭취되면 paraquat이온이 NADPH에 의해 환원되어, paraquat free radical을 생성하며 산소를 superoxide anion으로 만든다. 이것에 의해 조직내에서 과산화물, 특히 과산화지질의 형성이 높아져서 조직장해를 유발시킨다.paraquat를 삼킨 후 수시간 내에 구강점막의 마란, 궤양, 천공, 부신장해를 일으켜 쇼크상태가 된다. 이어서, dihydroxy- vitamin D 농도가 감소된다.■ 수은가. 발생원가정용 수은 온도계 (영하 39。C 이하에서 주의), 수은등 (전력 절약, 밝은 빛을 냄), 금, 은, 주석, 구리 등의 금속을 녹일 때 사용된다.나. 독성작용기전수은의 대사 전환 형태는 1) 금속 수은의 2가 수은으로의 산화, 2) 2가 수은이 금속 수은이 되는 환원, 3) 무기 수은의 메틸화, 4) 메틸수은의 2가 무기 수은으로의 전환등이 있다.금속 수은 증기의 2가 수은으로의 산화는, 수은 원소가 뇌-혈관장벽 및 태반 장벽이나 다른 조직을 통과하는 것을 막아줄 정도로 빠르지 못하므로, 흡수된 수은 중 97%가 뇌에 비산화형으로 도달한다. 비산화형은 지용성이 크고 확산이 잘 되므로 뇌-혈관 및 태반 장벽을 잘 통과한 후 이온형이 되므로 반대로는 이동하지 못하게 된다. 금속 수은 증기에 노출되었을 때 나타나는 신경독성은 뇌조직으로 들어간 후 산화반응에 의해 생성되는 2가 수은 이온에 의해서다. 이 이온이 sulfhydryl기(-SH)와 결합함으로써 효소 작용에 장애를 일으키는 것이 주요 기전으로 생각되고 있다.메틸수은의 무기수은으로의 전환은 메틸수은 배설의 주요 경로이다. 탈메틸화 반응에 의해 무기수은 이온이 생성되는데 이 반응 속도는 매우 느리므로 결과적으로는 체내 2가 수은의 농도를 높이게 된다.수은 이온은 여러 효소(in vitro와 in vivo)활성을 억제함이 확인된다.수은 이온은 세포막을 매우 제한적으로 통과하지만 원소형태의 수은은 지용성이 커 세포막 투과를 잘한다. 개구리 신경-근육 세포 실험에서 원소 수은은 Na+/Ca++ 채널을 통과해 비가역적인 탈분극을 일으켜 신경전달 물질을 분비시킨다.수은 이온은 in vitro에서 DNA와 RNA와도 반응하여 3차 구조를 변화시킨다. 수은 농도 2 x 10-5 mol/L에서는 세포 내 단백질 합성 억제, 유사 농도에서 시냅스 전 세포에서 아세틸콜린, 랫드 뇌에서 도파민 분비 촉진이 보고된다. 또 수은은 가수분해성 지질과 작용하여, 신 수 있다. 유기용매에 공통되는 독성작용으로 증기체 노출에 따른 마취작용, 국소적인 작용으로서 눈, 코, 인두 등에 대한 점막자극작용, 또 액상의 용매가 피부에 접촉할 경우에 피부지방이 용해되어 상실됨으로 피부의 염증, 각질화, 균열, 혹은 이차적 감염증을 일으키는 작용 등이 있다.(2-1) 할로겐화 탄화수소(Halogenated hydrocarbons)지방족 할로겐화 탄화수소는 일반적으로 불연성으로 생물에서는 중추신경계에 작용하는 것이 많다.■ Chloroform가. 발생원소독제, 살균제, 방부제, 살충제, 지한제로 30~50배 희석하여 약 1 % formaline 수용액으로 사용하고, 실내 소독용과 생물박제용 등에 사용한다.나. 독성작용기전클로로포름의 독성은 대사 속도에 크게 영향 받는다. 어떤 factor들은 클로로포름 대사속도를 증가시키거나 감소시킴으로써 독성을 증가시킬 수 있다. 또한 동물 종과 strain, 성별에 따라서도 독성의 강도가 변화될 수 있고, cytochrome P450 isozyme들에 의해 클로로포름 대사 양상이 바뀌는 것도 중요하다. 세포 내 glutathione 농도와 일정 농도를 잘 유지하는 지가 클로로포름 bioactivation의 감수성(susceptability)을 결정한다.Brown(1974a)은 Sprague-Dawley 랫드에 클로로포름을 2.45, 4.9g/m3(500, 1000ppm)에 2시간 흡입 노출시켰다. 원래 [14C]-chloroform 대사체가 마이크로좀 단백들과 공유결합을 할 수 있는데, glutathione이 이를 방지해주므로 처음에는 간이 보호되지만 간세포내 글루타치온 농도가 급격히 저하되어 중심소엽괴사(centrilobular necrosis)가 발생하였다. In vivo에서는 금식이나 탄수화물을 제한하면 클로로포름의 대사가 증가되므로 간, 신독성이 더 증가된다. 그러나 단백질 제한은 결과에 아무런 영향을 미치지 않는다. 에탄올 같은 알코올과 ketone을 같이 복용시키면 cytochrome P4.

공학/기술| 2005.11.07| 20페이지| 1,500원| 조회(2,180)

화학물질, 독성물질, 독성작용기전, 환경독성물질

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[작업환경관리] MSDS(물질안전보건자료) 제도 평가A좋아요

《 물질안전보건자료(MSDS) 》1. 물질안전보건자료의 정의, 목적(1) 정의- 화학물질을 제조·수입·취급하는 사업주가 해당물질에 대한유해성 평가 결과를 근거로 작성한 자료(2) 목적- 화학물질을 안전하게 취급하기 위하여 근로자나 실수요자에게 필요한 정보를 제공함으로써 화학물질에 의한 산업재해나 직업병 등을 예방- 화학물질을 판매하거나 양도시 MSDS를 사용자에게 전달- CSDS(Chemical Safety Data Sheets), ICSC(International Chemical Safety Cards), SDS(Safety Data Sheets) 등의 용어도 사용2. MSDS 제도의 도입배경(1) 화학물질에 의한 사고 사례① 유기용제 직업병 발생 ('95. 8)- 솔벤트 5200 (주성분 2-Bromopropane)- 노출 근로자 20여명 악성 빈혈, 생리중단 등② HOBT 폭발사고 ('94. 7)- 의약품 원료 HOBT 스팀 건조중 폭발- 7명 사망, 50명 부상③ 염화슬폰산 탱크롤리 전복사고 ('91. 4)- 하수구에서 황산과 염산가스 발생- 2명 사망, 23명 부상④ 인도보팔 MIC 누출사고 ('84. 12)- 농약 원료 MIC 누출 (금세기 최대의 참사)- 2,500여명 사망, 10만 명 이상 중독(2) 정부부처별 화학물질 관리 현황환경유해물질 (환경부)유해화학물질관리법, 폐기물관리법 등의약품, 의약부외품, 화장품, 마약, 식품 (보건복지부)약사법, 마약법, 식품위생법, 향정신성 의약품 관리법농약, 사료, 비료(농림부)농약관리법, 사료관리법, 비료관리법폭발·화재 위험물질(내무부)소방법, 총포·도검·화약류 등 단속법고압가스(통상산업부) : 고압가스안전관리법산업용 화학물질(노동부) : 산업안전보건법☞ 총 1,000여종 화학물질 관리(3) 필 요 성① 근로자의 알 권리 충족② 유해물질로 인한 근로자의 위해 예방과 사고시 신속 대처③ 화학물질 사용량의 폭발적 증가와 유해성 자료의 부실④ 국가 차원의 종합적·체계적 화학물질관리의 필요성 대두⑤ 화학물질관리의 의한 의약품, 의약부외품 및 화장품3. 마약법에 의한 마약4. 농약관리법에 의한 농약5. 사료관리법에 의한 사료6. 비료관리법에 의한 비료7. 식품위생법에 의한 식품 및 식품첨가물8. 향정신성의약품관리법에 의한 향정신성의약품9. 총포·도검·화약류 등 단속법에 의한 화약류10. 제1호내지 제9호의 물질로서 사업장에서 사용하지 아니하는 일반소비자용 제제11. 기타 노동부장관이 독성·폭발성 등으로 인한 위해의 정도가 적다고 인정하여 고시하는 제제(3) 산업안전보건법 시행규칙(‘95. 11. 23, 노동부령 제103호)■ 제92조의 2 (물질안전보건자료의 기재사항)법 제41조 제1항 제4호에서 “기타 노동부령이 정하는 사항” 이라 함은 다음 각호의 사항을 말한다.1. 물리·화학적특성2. 독성에 관한 정보3. 폭발·화재시의 대처방법4. 응급조치요령5. 기타 노동부장관이 정하는 사항■ 제92조의 3 (물질안전보건자료의 작성요령)① 사업주는 법 제41조 제1항의 규정에 의한 물질안전보건자료를 작성하는 경우에는 그 물질안전보건자료의 신뢰성이 확보될 수 있도록 인용된 자료의 출처를 함께 기재하여야 한다.② 물질안전보건자료의 세부작성방법·용어 등 필요한 사항은 노동부장관이 정한다.■ 제92조의 4 (경고표지의 부착)① 법 제41조 제2항의 규정에 의한 경고표지는 화학물질 또는 화학물질을 함유한 제제 단위로 작성하여 이를 담은 용기 또는 포장에 부착하여야 한다.② 제1항의 규정에 의한 경고표지에는 당해 화학물질 또는 화학물질을 함유한 제제의 명칭, 취급상의 주요 유의사항, 경고 내용을 나타내는 그림 등을 포함하여야 한다.③ 제1항 및 제2항의 규정에 의한 경고표지의 규격, 경고내용을 나타내는 그림의 종류 기타 필요한 사항은 노동부장관이 정한다.■ 제92조의 5 (근로자에 대한 교육 등)① 사업주는 법 제41조 제2항의 규정에 의하여 화학물질 또는 화학물질을 함유한 제제를 취급하는 근로자에 대하여 물질안전보건자료의 내용 및 기타 필요한 사항에 관한 교육을 실시하여야한다.② 사업주0% 치사농도최저 치사농도50% 독성량최저 독성량50% 독성농도최저 독성농도급성 독성 : 1~14일아 급 성 : 15일~1년만성 독성 : 1년~일생변이원성 : 유전자 이상(염색체 이상)생식독성 : 생식의 이상과 민 성 : 알레르기 유발(10) NFPA(National Fire Protection Association) 지수NFPA 지수지수건강 위험화재 위험(인화점)반 응 성4치명적임22.8℃ 이하폭발 가능3매우 유해22.8℃∼37.8℃충격이나 열에 폭발 가능2유해37.8℃∼93.3℃화학물질과 격렬 반응1약간 유해93.3℃ 이상열에 불안정0유해하지 않음잘 타지 않음안정화재로 인해 발생하는 인명이나 재산상의 손실을 막기 위한 안전지수로서 건강위험, 화재위험, 반응성에 대해 각각 0~4로 나누어져 있음(11) 미국산업안전보건청(OSHA)화재 등급OSHA의 화재 등급은 인화점과 끓는점을 기준으로 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ으로 구분화고 있으며 물질들의 인화점과 끓는 점이 기준온도 이상인지, 이하인지에 따라 A, B, C로 구분하고 있음미국 산업안전보건청(OSHA)화재 등급구 분IIIIII인화점끓는점인화점끓는점인화점끓는점기준온도22.8℃37.8℃37.8℃60℃60℃93.3℃A이하이하이하이하이하이하B이하이상이하이상이하이상C이상이하이상이하이상이하예) 인화점이 15℃ 끊는점이 40℃인 물질의 OSHA 화재 등급 → IB6. MSDS 적용 대상물질(1) 물리적 위험물질① 폭발성 물질 ② 산화성 물질 ③ 극인화성 물질 ④ 고인화성 물질 ⑤ 인화성 물질 ⑥ 금수성 물질(2) 건강장해 물질① 고독성 물질 ② 독성 물질 ③ 유해물질 ④ 부식성 물질 ⑤ 자극성 물질 ⑥ 과민성 물질 ⑦ 발암성 물질 ⑧ 변이원성 물질 ⑨ 생식독성 물질(3) 환경 유해물질① 환경 유해물질7. MSDS 작성 대상물질- 대 상 : 화학물질이나 화학물질을 함유한 제제(1) 순수화학물질(Pure Chemicals)(2) 단일 화학물질(Single Chemicals) : 물리·화학적으로 별다른 영향을 미치지 않는 다른 물질의 혼질이므로 일반적으로 인허가를 받아 의료용, 산업용, 연구용으로 특별관리되는 방사성 동위원소들이다. 물론 방사성의 세기가 규제대상이 될만큼 높은 것이어야 한다. 또한 원자핵분열 생성물도 일반적인 유해화학물질로서 관리될 수 있는 성질의 물질은 아니다. 그러나 Co-60처럼 과기처장관의 지정기준 이하의 단순한 방사성을 띠는 일반적 방사성물질들은 MSDS 제외대상이 아닌 것이다. 약간이나마 방사성을 띠는 화학물질들은 수없이 많다. 이들 일반적 방사성동위원소들은 MSDS 작성제외 물질이 아님을 명심해야 한다.(2) 약사법에 의한 의약품, 의약부외품 및 화장품약사법에 의하여 의약품으로 지정된 것은 현재 73종이다. 앞으로 의약품으로 지정되는 화학물질도 MSDS 작성제외 대상이다. 의약품과 함께 쓰는 가제나 소독약품 등도 마찬가지이다. 또한 화장품도 제외대상이다. 그러나 의약품을 만드는 원료물질이나 의약부외품의 원료물질 및 화장품의 원료물질, 이들 원료 물질들의 부원료로 이용되는 화학물질은 MSDS 작성의 제외대상 물질이 아니다.원료물질이나 의약부외품의 원료물질 및 화장품의 원료물질들 또는 이들 원료 물질들의 부원료로 이용되는 화학물질도 MSDS 작성의 제외대상 물질이 아니다.(3) 마약법에 의한 마약마약법에는 헤로인, 코카인, 코독심, 코데인, 아세틸메사돌 등 106종의 마약은 MSDS 작성 제외 대상이나. 황산, 톨루엔, 아세톤 등의 마약원료물질 22종은 대량 거래시에만 제외하고 미량 사용시는 MSDS 작성제외 물질에 해당되지 않는다.(4) 농약관리법에 의한 농약농약으로 현재 등록되어 있는 물질수는 248종에 대해서는 MSDS를 작성하지 않아도 된다. 대신에 농약관리법에 의한 농약사용방법과 주의사항 등을 농약병과 상자에 표기하도록 하고 있다. 그러나 농약의 원료물질이나 부원료물질에 대하여서는 각기 MSDS를 작성 제공하여야 한다.(5) 사료관리법에 의한 사료사료에는 배합사료 등등이 있지만 유해화학물질은 아니다. 그러므로 사료에 대한 MSDS를 작성하거나 제공하거나 받거전보건상의 취급주의사항(3) 환경에 미치는 영향(4) 물리화학적 특성(5) 독성학적 정보(6) 폭발화재시의 대처방법(7) 응급조치요령(8) 기타 노동부장관이 정하는 사항이러한 사항들에 대한 자료는 기재되어야 한다. 그렇지만 기재순서 마저 여기에 맞추라는 주문이나 지시는 아니다. 최소한 위의 7가지 사항들에 대한 자료를 요구하고 있는 것이다. 신종화학물질이 아닌 기존화학물질이나 신규화학물질에 대하여서는 위의 자료들이 대부분 존재한다. 다만 그러한 자료를 찾아내기 어려운 면이 있다고는 할 수 있다.화학제품을 수입하고자 한다면 OECD 제국이나 유럽을 제외하면 사실상 수입선이 없다고 보아야 한다. 따라서 EU가 채택하여 사용하고 있으며 미국과 / 캐나다가 채택하고 있는 MSDS의 순서는 다음과 같다.< 물질안전보건자료(MSDS)의 주요항목 >(1) 화학제품과 회사에 관한 정보 (Chemical Product and Company Identification)(2) 구성성분의 명칭 및 함유량 (Composition,Information on Ingredients)(3) 유해위험성(Hazards Identification)(4) 응급조치요령(First Aid Measures)(5) 폭발·화재시 대처방법 (Fire-fighting Measures)(6) 누출사고시 대처방법 (Accidental Release Measures)(7) 취급 및 저장방법(Handling and Storage)(8) 노출방지 및 개인보호구 (Exposure Controls and Personal Protection)(9) 물리·화학적 특성 (Physical and Chemical Properties)(10) 안정성 및 반응성(Stability and Reactivity)(11) 독성에 관한 정보(Toxicological Information)(12) 환경에 미치는 영향(Ecological Information)(13) 폐기시 주의사항(Disposal Considerations)(14) 운송에 필요능성

공학/기술| 2005.04.28| 18페이지| 1,000원| 조회(5,440)

MSDS, 물질안전보건자료, MSDS제도

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[국제법] 국가승계의 이론과 남북통일과정에서 나타나는 국가승계의 문제점

국가승계의 이론과 남북통일과정에서 나타나는 국가승계의 문제점Ⅰ. 서론1978년 8월 23일 채택된 “조약에 대한 국가승계에 관한 비엔나협약” 제 2조 1항(b)와 1983년 4월 8일 채택된 “국가재산?국가문선 및 국가부채에 대한 국가승계에 관한 비엔나협약” 제 2조 1항(a)에서는 국가승계를 “영토의 국제관계에 대한 책임에 있어 한 국가가 다른 국가를 대체하는 것”으로 정의하고 있다. 즉, 한 국가의 영토(의 일부 또는 전부)가 타국으로 이전될 때, 당해 영토를 상실하는 국가, 즉, 전임국가가 당해 영토와 관련하여 가지고 있던 권리와 의무들-예컨대, 조약?국유재산?국가문서?국가부채?국민의 국적?개인의 권리?국제기구의 회원국 지위?국제위법행위에 대한 국가책임 등등-이 어느 범위 내에서 당해 영토를 새로 획득하는 국가, 즉 승계국에게로 이전되는가의 문제가 이른바 국가승계의 이름 하에 다루어지고 있다. 요컨대, 국가승계란 영토주권의 변경이 어떤 법적 결과를 초래하게 되는가를 다루는 국제법의 한 분야이다.)국가 승계는 반드시 전임국가의 소멸을 전제로 하지 아니한다. 오히려 영토주권의 변경, 다시 말해서 국가승계가 발생할 수 있는 상황에는 여러 가지가 있다. 1978년의 비엔나 협약에서는 이것을 영토 일부의 이전, 신생독립국, 국가통합(혹은 합병) 그리고 국가분리 등 네 가지로 나누어 놓고 있다. 여기서 국가분리는 국가독립과 분열(혹은 해체) 양자 모두를 포괄한 개념인데 이것은 문제가 없지 않다. 그러므로 1983년의 비엔나협약에서는 분리독립과 분열을 각기 별개의 상황으로 구분하여, 영토 일부의 이전, 신생독립국, 국가통합, 분리독립 그리고 분열 등 모두 다섯 가지 상황을 설정하고 있다. 국가승계의 발생상황을 구분하는 것이 중요한 까닭은 상황에 따라 다소 다른 규칙이 적용되기 때문이다.)그러나 이들 두 협약은 정작 우리가 관심을 갖고 있는 분단국의 통일을 염두에 둔 규정을 두고 있지 않다. 그 이유는 분단국의 통일문제가 국제법의 규율대상에 비추어 그들의 내부관계이지 생독립국의 조약승계‘방식’을 다자조약과 양자조약의 두 경우로 나누어 규정하고 있다. 첫째, 신생독립국은 조약승계의 취지를 문제된 조약의 기탁소에 '통고‘함으로써 전임국가가 체결해 놓은 식민지관련 ’多者‘조약을 승계할 수 있다. 둘째, 전임국가가 타국가와 체결해 놓은 식민지관련 ’兩者‘조약을 신생독립국이 승계하기 위해서는, 신생독립국과 그 타국 사이에 합의가 있어야 한다. 그러나 이 합의는 명시적 합의임을 요하지 아니하며, 따라서 행동으로부터 추론될 수 있다.3) 국가들의 통합둘 또는 그 이상의 국가가 통합하여 하나의 신국가를 형성하는 경우, 즉 합병의 경우에는 다음의 규칙이 적용된다.먼저, 승계시에 발효 중이던 전임국가들의 ‘일체의’ 조약은 신국가에게로 승계되어 효력을 지속한다.다음, 위 규정에 따라 승계가 인정되는 경우라 할지라도, 조약이 신국가의 영토 전체에 대해 효력을 지속하는지, 아니면 기존에 적용되었던 영토 부분에 대해서만 그러한지의 문제가 파생되는데, 비엔나협약은 후자의 입장을 채택하고 있다. 비엔나협약은 다자조약과 양자조약으로 나누어 다음과 같이 규정하고 있다.다자조약의 경우에는, 신국가가 당해 조약이 그 영토 전체에 대하여 적용될 것임을 기탁소에 통고하지 않는 한, 통합 전에 적용되었던 영토부분에 대해서만 효력을 지속한다.양자조약의 경우에는 신국가와 타방당사국이 달리 합의하지 않는 한, 통합 전에 적용되었던 영토부분에 대해서만 효력을 지속한다.4) 국가의 분리 : 분리독립과 분열한 국가의 영토의 한 부분 또는 부분들이 분리하여 하나 이상의 국가를 구성하는 경우, 전임국가가 계속해서 존재하는가의 여부와는 관계없이 다음의 규칙이 적용된다. 승계시에 전임국가의 영토 ‘전체’에 대하여 발효 중이던 조약은 신국가(들)에게 효력을 지속한다. 그리고 ‘신국가로 된 영토부분’에 대해서만 발효 중이던 전임국가의 조약은 오로지 당해 신국가에 대해서만 효력을 지속한다.그런데 1978년 비엔나협약에서 분리독립과 분열을 구분하지 않고 국가분리로 포괄하여 국가분리의 경우 근거를 어디에 두었든간에 승계국이 선행국의 채무를 부담하는 것으로 보고, 국가의 관행도 최근 수십년간 일부 예외를 제외하고는 이를 확인해 왔다. 그러나 선행국이 제 3국을 위해 또는 승계국에 대한 적대적 목적으로 부담한 채무는 승계되지 않는다.다만 그 방식에는 차이가 있어서, 연방의 창설에 있어서는 승계국이 재정수입상의 혼란을 방지하기 위하여 선행국의 채무 중에서 새 영역에 관련된 것은 그 영역에서 들어오는 재정수입에서 변제해 나가겠다는 태도를 보여왔다. 승계국이 새 영역분의 채무를 직접부담한 경우에도 그 형식을 어디까지나 지급보호였다.이와 같이 학설과 국제관행이 대립하고 있으나 국가재산 등의 승계에 관한 비엔나협약은 국가승계가 원칙적으로 승계국의 권리?의무에 영향을 주지 않는다고 선언하고 구체적으로 세분하여 규정하고 있다.3. 국 적개인의 국적은 영토주권의 변경과 더불어 자동적으로 변경되는 것이 일반원칙으로 생각되고 있다. 즉, 영토주권의 변경이 있으면 집단적 귀화가 발생한다는 것이다. 그러나 국적부여는 원칙적으로 국내관할권에 속하는 일이기 때문에 이 문제 역시 그리 간단치만은 않다. 대체로, 새로이 영토를 취득한 국가는 그곳에서 태어났거나, 그곳에 거주하고 있거나, 또는 전임국가의 국민인 부모로부터 해외에서 출생한 사람들의 신국적취득 ‘여부’와 관련하여 세부적인 입법조치를 마련할 것이다. 마찬가지로, 영토의 일부를 떼내어 준 할양국도 당해 지역 내에서 거주하고 있는 자국의 옛 시민들이 원래의 국적을 자동적으로 상실하도록, 아니면 그것을 그대로 보유하도록 규정할 수 있을 것이다. 할양국이 완전히 소멸하는 경우라면 물론 이같은 일은 불가능하다. 이렇게 되면 결국 이중국적 또는 무국적이 야기될 수 있다. 특히, 국가승계가 있는 것인지의 여부가 논쟁의 대상이 되고, 또 국가승계가 발생했다고 보더라도 어떤 유형의 승계가 발생한 것인지가 불분명한 경우, 특수 계층의 개인들은 관련 국가의 일방적인 신국적법 제정 혹은 구국적법 회복선언으로 큰 혼란에 빠질 수도 잇다. 찬가지로 전임국가의 UN회원국지위에 관계없이 별도로 UN가입절차를 밟아야 할 것이다.Ⅲ. 남북통일에 따른 국가승계문제1.남북 국가승계 법리 적용 가능성 문제한국 혹은 북한은 대한제국과는 별개의 국가인가(따라서 국가승계 문제가 야기되는가), 아니면 대한제국의 연장인가(즉, 단순한 정권변경인가)? 제3자적?국제적 시각에서 한반도 상황을 고려한다면, 한국과 북한은 다음의 두 측면에서 ‘국가’승계의 측면도 아울러 갖고 있는 것으로 보인다. 첫째, 남?북한은 식민지상태로부터 독리하였다는 점에서는 ‘신생독립국’으로서의 성격을 가지며, 그 범위 내에서는 전임국가인 ‘일본과의 관계에 있어’ 국가승계 문제가 발생한다. 둘째, 대한제국은 남한과 북한으로 분열되었다고도 볼 수 있으며, 이 경우 전임국가인 ‘대한제국과의 관계에 있어’ 국가승계 문제가 발생한다. 그러나 1986년 한국정부는 과거 대한제국에 의해 체결된 일부 조약의 한국에 대한 구속력을 ‘확인’함으로써 한국이 대한제국의 계속임을 분명히 하였다. 따라서 이같은 시각에 따르면, 한국은 대한제국과의 관계에 있어 단순한 ‘정부’승계에 해당하며, ‘국가’승계는 아니라는 결론에 이르게 된다. 그러나 국가의 ‘계속성’(및 ‘동일성’)과 국가‘승계’는 실제로는 그 구분이 용이하지 않다는 점도 지적되고 있다.)또 1992년 2월 19일 발효된 남북기본합의서에 의하면 쌍방사이의 관계가 나라와 나라 사이의 관계가 아닌 통일을 지향하는 과정에서 잠정적으로 형성되는 특수관계라는 것을 인정하고 평화통일을 성취하기 위한 공동의 노력을 경주할 것이라고 규정하고 있다. 그렇다면 동 합의서에서의 특수관계란 무엇을 의미하는가? 물론 그 개념에 대하여 동합의서가 아무런 언급을 하고 있지 않다. 그러나 남북 양측의 입장에서 볼 때 특수관계란 ‘중앙적 법률상의 정부’인 대한민국과 ‘지방적 사실상의 정부’인 조선민주주의인민공화국의 관계로 해석함이 타탕할 것이다.반대로 국제사회의 입장에서보면 남한과 북한은 1991년 9월 17일 UN회원국으로서의 자격을 갖게 대하여 강박으로 체결된 무효에 의한 조약의 체결을 근거로 청국과 일본간에 체결된 조약으로서 이는 "무효"인 것이며, 만일 그것이 무효가 아니라 할지라도 그것은 제3자인 한국에 대해서 "효력이 미치지 아니하는 것"이므로 간도의 영유권은 동협약의 체결에도 불구하고 한국에 귀속되어 있음에 변동이 없는 것이다.북중국경조약은 한중 수교 이전의 사실상의 정부인 중국과 비합법적 정부인 북한간에 체결된 조약이므로 이는 대한민국의 입장에서 볼 때 "무효"이다. 국제법상 조약의 체결은 원칙적으로 국내법의 위반을 이유로 조약의 무효를 주장할 수 없으나 그것이 명백하고 중대한 국내법 위반인 경우에 한해서 예외적으로 무효를 주장할 수 있다고 보는 것이 통설이고 관행이다. 따라서 비합법적 정부인 북한이 중국과 체결한 국경조약은 그것이 명백하고 중대한 국내법의 위반에 의한 조약의 체결인 것으로 이는 "무효"인 것이다.남한과 북한간의 국가승인 이전에 국가통합을 하는데에는 남한의 법률상 정부와 북한의 사실상 정부를 기초로 하여 이를 합병에 의해 새로운 다른 하나의 공통된 법률상의 정부로 하는 국가통합의 경우와 남한의 법률상 정부가 북한의 사실상의 정부를 흡수하는 병합에 의한 국가통합으로 전한반도 영역을 사실상·법률상 통치지역으로 하는 경우이다. 새롭게 존재하게 되는 통합한국의 법적 지위는 대한제국의 국가성이 계속 존속되어 정부의 변경으로 인한 남한의 정부 또는 국가와 북한의 정부 또는 국가가 계속된 '국가의 계속'인 것이다.따라서 간도 영유권의 귀속문제를 논할 수 있는 법적 당사자 문제에 있어서는 대한제국과 상해임시정부 그리고 그 이후 대한민국정부 및 통합한국간에는 법적으로 동일성과 계속성이 인정되어야 한다. 따라서 국제법상 '국가상속'에서 말하는 '조약의 승계' 문제는 발생하지 않는다. 그러므로 기체결한 간도지역에 대한 제조약은 조약은 그 동안 당연히 통합한국에 대하여 계속 유효한 것이며, 대한제국과 상해임시정부 및 대한민국, 통일한국간에는 이미 국가의 동일성과 계속성이 존재하는 것이다.

법학| 2004.10.07| 11페이지| 2,000원| 조회(893)

비엔나협약, 남북통일, 비엔나조약, 국가승계

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이온교환(ion exchange){이온교환(ion exchange)어느 물질을 염류의 수용액과 접촉시켜 두었을 때, 그 물질 속의 이온은 용액속으로 나오고 용액 속의 이온이 그 물질 속으로 들어가는 현상 즉, 용액 중의 다양한 이온들과 불용성 수지 (이온교환 수지) 사이에서 같은 하전(positive or negative)을 가진 이온들의 가역적 교환 이온교환체(ion exchanger) : 이온교환현상을 나타내는 물질{이온교환작용의 원리이온 IA가 결합한 물질 R-IA가 이온 IB를 함유한 용액과 접했을 때 다음과 같이 IB가 R-IA 중에 들어가 용액중에 IA가 나온다. 이와 같은 작용을 이온교환작용이라고 하고, R-IA와 같은 물질을 이온 교환체라고 부른다.R-IA + IB R-IB + IA이온교환작용이 발생하는지 아닌지는 그 이온교환체의 이온 종류에 대한 선택성의 강도에 따라 좌우된다. 이온교환체의 이온 교환(흡착)의 강도는 이온의 종류에 따라 다르다. 이온 교환체가 어느 특정의 이온 종류를 보다 강하게(동일 농도의 경우에는 보다 많이) 고정시키는 경향을 선택성이라고 한다. 선택성의 강도는 다음 식의 선택계수 K로 나타낼 수 있다.K={{ [IA]S[IB]R } over { [IA]R[IB]S }= {{ [IB]R/[IA]R } over { [IB]S/[IA]S }[IA]R : 이온 교환체 중의 A 이온 농도[IB]R : 이온 교환체 중의 B 이온 농도[IA]S : 용액 중의 A 이온 농도[IB]S : 용액 중의 B 이온 농도K의 값은 이온교환체 중에 B가 차지하고 있는 비율과 용액중의 B의 비율에 관한 비이고, 이것이 1보다 크면 용액 중의 B의 비율 이상으로 교환체 중에 B가 존재하는 것이 된다. 즉 이 교환체는 A보다 B에 대한 선택성이 높다는 것이다.수중의 암모늄이온을 이온교환으로 제거하는 경우, 암모늄 이온에 대한 선택성이 높은 이온교환체가 필요한게 된다. 일반적인 양이온 교환수지의 선택성은 다음과 같은 순위로 되어 있다.Al3+ > Ca2+ 수 있다. 특정 이온이나 이온단을 선호하는 작용기와 결합되어 있는 킬레이트 수지가 이에 포함된다.그중 이온교환수지는 대표적인 이온교환체로 이온 교환능을 띠는 이온으로 이루어진 불용성이고 다공질적인 합성수지를 말한다. 페놀수지와 대체로 같은 구조를 가지고 있으며, 페놀술폰산과 포르말린에서 얻어지는 것을 양이온교환수지(cation exchange resin), 방향족 아연과 포르말린의 중합체에서 얻어지는 것을 음이온교환수지(anion exchange resin)라고 한다.{이온교환수지의 종류강산성 양이온 수지 약산성 양이온 수지강염기성 음이온 수지 약염기성 음이온 수지이온교환수지의 관능기(작용기,functional group)에 따른 분류이온교환능력이 있는 물질은 산화적 결합이 약해 보다 큰 농도의 액주에 두면 액중의 양이온은 양이온, 교환체에 의한 음이온은 음이온교환체에 의해 치환되는 성질이 있다. 여기서 양이온만을 교환하는 것을 양이온교환체(Cation exchanger) 음이온만을 교환하는 것을 음이온 교환체라고 한다.{양이온교환수지(cation ion exchanger)망상구조의 기초 고분자 모체에 교환기로서 술폰산기(-SO3H)와 카르복실기(-COOH) 등을 결합시킨 것을 양이온 교환수지라고 하며 Ca2+, Na+, H+ 등과 같은 양이온을 교환한다. 이 수지를 물에 침투시키면 교환기인 부분은 무기산과 같이 전리한다.이온교환수지의 기초 고분자 모체 부분을 R로 표시하면 양이온교환수지는 R-SO3H, 또는 R-COOH로 표시할 수 있으며 수중에서는 다음과 같이 전리한다.R-SO3H R-SO3 + H+R-COOH R-COO- + H+R-SO3H 형의 수지는 전리하기 쉽고 염산, 황산 등의 무기산에 상당하는 강산성이므로 강산성 양이온 교환수지라고 한다.이에 반하여 R-COOH 형의 수지는 유기산과 같이 전리하기 어렵고, 약산의 성질이 있으므로 약산성 양이온 교환수지라고 한다.강산성 양이온교환수지는 강산성이므로 알칼리 쪽에서는 물론 산성용액 중에서도 전리하여 입체적으로 가교된 3차원 구조를 가진 고분자체이기 때문에 이온교환수지는 상당히 높은 밀도를 가지고 있고, 가교 정도에 따라 다르다. 그 때문에 이온교환수지의 내부와 외부의 압력이 상당히 다르며, 이온교환평형은 일상적인 전해액 간의 평형과는 전혀 다르다. 이와 같이 이온교환평형의 이론적인 취급이 복잡하기 때문에 아직 완전한 교환 반응의 이론은 확립되지 않은 것이 현실이다.{친화성 및 선택성이온교환수지는 교환기와 교환이온으로 되어 있다. 교환기와 교환이온의 상호작용력은 정전기적 인력에 의해서 조절되기 때문에 교환기가 같아도 이온의 종류에 따라 그 정전기적 인력이 다르다. 이온의 흡착은 교환 반응에 관여하는 2개의 이온의 이온반경과 전하에 의존한다. 이온이 묽은 수용액에서 같은 전하를 갖는 이온이라도 이온반경이 작을수록, 이온의 수화 에너지가 작을수록 잘 교환 흡착된다. 묽은 수용액에서 교환 범위는 교환이온의 원자가의 증가와 함께 더욱 증가하고cf. ( Na+< Ca2+< Al3+< Th4+ )또, 원자가가 같은 저농도 수용액에서의 교환순위는 교환이온의 원자번호가 증가함에 따라 더욱더 증가한다.cf. ( Li < Na < K < Rb < Cs ; Mg < Ca < Sr < Ba )한편 고농도 이온, 비수용액계(nonaqueous media), 고온에서의 교환 순위는 위에 기술한 것처럼 저농도 수용액계에서 보여주는 것과 같이 일반적인 순서를 나타내지만 어떤 경우에는 순서가 바뀌는 경우도 있다. 그러나 다른 원자가의 이온교환 순위는 원자번호가 증가하여도 거의 같다. 이와 같이 이온교환반응은 계의 여건에 따라서 영향을 받는다. 소량의 가교제로 만들어진 이온교환수지는 교환 흡착성이 극히 크지만, 가교제가 다량 사용된 것은 교환 흡착성은 극히 작다. 즉, 큰 이온은 교환수지의 망상 조직 내로 들어가지 못할 것이고, 이것은 일종의 분자채(molucular sieve)의 작용을 의미하는 것이다. 바꾸어 말하면 선택성을 표시하는 것이 된다.{이온교환과정이온교환수지의 이온교환속도는다. 즉 함수량에 의해 이온교환수지 내의 망상이 확대되기 때문에 이온교환수지의 함수율이 높게 되면, 보다 큰 이온이 교환 반응을 용이하게 할 것이고, 게다가 이온교환수지상 내부로의 이온 확산속도에도 영향을 미치게 된다. 함수율은 가교도의 감소와 이온교환기의 수가 증가함에 따라서 커지게 된다.{열적 성질술폰산기를 교환기로한 강산성 양이온교환수지는 수용액 또는 비수용액 중 100 200 의 고온에서 산촉매로 이용하는 것이 이미 알려져 있지만, 일반적으로 현재 범용 강산성 양이온 교환수지의 사용 상한 온도는 겔(gel)형이 120 , MR형이 150 이다. 반면에 대부분의 음이온교환수지는 50 60 에서 사용하는 것으로 알려져 있다. 또 Styrene-DVB 공중합체를 이온교환수지 모체로 한 것도 200 이상의 고온에 사용되면 일부 고분자 자체가 연화해서 분해가 일어나는 것으로 알려져 있다.또한 강산성 양이온교환수지에 있어서 술폰산기를 가진 benzene에 할로겐, 니트로기, 에스테르기, 카르복실산기와 같은 전자흡인기를 도입하면 열안정성은 증가하지만, 메틸기, 메톡시기와 같은 전자공여기를 도입하면 열안정성은 저하된다.이온교환수지의 합성이온교환수지의 합성은 이온교환수지의 물리적, 화학적 구조에 따라 다음과 같이 두 가지로 나눌 수 있다.{단량체와 가교성 단량체를 공중합한 후, 원하는 관능기를 도입하여 합성하는 방법이 방법은 이온교환수지의 지지체(trunk polymer)를 합성하고 희망하는 관능기를 화학적인 반응에 의해 도입하여 여러 종류의 이온교환수지를 합성하는 방법으로써, 기초고분자의 모체 생산공정과 관능기 도입공정이 분리되어 있으므로 기초 고분자모체의 구조에 있어 각종의 중합을 통해서 물리적 구조에 따른 다양성을 갖을 수 있다. 또, 기초 고분자 모체에 열처리, 표면 처리에 의한 2차 가공도 가능하다. 이 방법의 대표적인 예는 방사선 조사 또는 E-beam 조사를 통해 trunk polymer에 radical을 형성시켜 단량체와 공중합체를 형성시킨 후 관능화하는라 불리어 진다.최근 클로로메틸화 반응에 있어서 과량 CMME중 염화아연과 같은 할로메틸화 촉매와 사염화실리콘, 사염화티탄, 옥시염화인, 오산화인, 염화티오닐, 황산과 같은 화합물이 공종하는 계에서는 저 농도의 촉매, 온화한 반응 조건하에서 클로로메틸화 수율 및 반응속도에 있어서 양호한 결과가 얻어진다.더욱이 이 방법으로서는 제2차 가교도 관찰되고 있지 않다. 또한 클로로메틸화 반응에 있어서 전자의 경우 부산물인 메탄올이 할로메틸화 촉매와 착물을 형성하여 촉매의 활성도를 저하시키지만, 후자와 같은 화합물 반응계에서는 할로메틸화 촉매의 활성도를 보호하면서 클로로메틸화 반응을 진행할 수 있다. 클로로메틸화 반응에 있어서 촉매의 종류와 반응온도, 용매에 따라 반응속도와 가교반응이 다르다.{아민화 반응아민화 반응은 클로로메틸화된 공중합체를 아민으로 처리한 반응으로 아민의 종류에 따라 각종의 관능기를 가진 음이온교환수지가 제조된다.예를 들면 제 4급 아민 처리는 강염기성 음이온교환수지의 제조법으로서 알려져 있다. 또한 제 1급 및 제 2급 아민의 경우 반응과정 중에 클로로메틸기가 반응하여 생성한 아민기가 계속해서 인접위치의 클로로메틸기와 반응하여 제2차 가교를 형성하는 것도 가능하다.Jones는 유기용매를 함유하지 않은 수용액계에서 클로로메틸화된 폴리스티렌의 아민화의 경우, 위에 표시한 에테르 가교가 생겨 불용화가 일어난다고 보고하고 있다. 한편, 이田등은 물을 함유하지 않은 유기용제계에서 제1급 및 제2급 아민을 제외한 제3급 아민과 클로로화된 폴리스티렌과의 반응에서 위와 같이 가교반응이 관찰되어진다고 제안하고 있다.알킬기의 길이가 다른 제3급 아민을 사용하여 아민화 반응을 했을 때 트리메틸아민>트리에틸아민>트리부틸아민의 순으로 알킬기의 길이가 크게 됨에 따라 그의 반응속도는 늦어진다.이는 알킬아민의 알킬기에 의한 입체 장애의 영향을 받게 되는 것으로 생각하고 있으며, 또한 디에탄올아민, 2-아민부탄올, 1-디메틸아미노-3-프로판올, 1-디메틸아미노-2-프로판올과 같

공학/기술| 2004.04.17| 13페이지| 1,500원| 조회(974)

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