건축토목기계기술관련
석면(石綿, Asbestos)은 뭘까?
석면(石綿)의 한자어를 풀어보면 돌로된 솜, 즉 돌로 만들어진 섬유라는 뜻이다. 이는 석면이 가진 섬유상의 특성을 잘 나타내주는 표현이다.
석면은 자연에 존재하는 섬유상 규산광물의 총칭을 말한다. 화학구조가 수정 같은 구조를 가지는 섬유성 무기물질이며 석면 섬유 한가닥의 굵기는 대략 머리카락의 1/5000 정도다.
내구성, 내열성, 내약품성, 전기 절연성이 뛰어나고 값이 싸서 과거 건설자재, 전기제품, 가정용품등으로 널리 사용되어져왔다. 심지어 그 유해성이 밝혀지기 전까진 화장품의 재료로도 활용되었다.
하지만, 세계보건기구(WHO)산하 국제 암연구소(IARC) 지정 1군 발암물질로 지정 되었으며, 호흡을 통해 그 가루를 마시면 20년에서 40년의 잠복기를 거쳐 폐암이나 석면폐, 늑막이나 흉막에 암이 생기는 악성 중피종을 일으킬수 있다는 위험성이 알려지게 되었다.
그 위험성 때문에 국내에선 2009년 1월 1일이부터 석면안전관리법이 시행되었고, 석면이 0.1%이상 함유된 건축자재 등의제품 제조, 수입, 사용이 전면 금지되었다.
석면의 기원- 석면은 언제부터 사용하게 되었나?
석면은 고대 그리스시대에도 사용되었던 것으로 알려져 있다.
아테네 신전안에서 등불의 심지로 사용되었고, 로마 웨스터 신전의 '영원의불'의 심지로도 사용되었다.
또한, 석기시대에는 수단과 케냐에서도 석면을 사용했던 흔적이 남아있는것으로 보아 오랜 역사동안 사용되었음을 확인 할수 있다.
하지만, 본격적으로 석면이 우리 생활 근처에서 사용되온 시기는 산업혁명 이후로 보고 있다.
산업혁명 이후 석면의 방적법이 개량되어 석면포, 석면지가 대량 생산되었다. 1862년 런던 만국박람회에서는 캐나다산 석면원석이 전시되었고, 1877년 캐나다의 퀘벡 지방과 남아프리카에서 석면 대광맥이 발견 되었다.
러시아, 캐나다, 남아프리카 등에서 세계 석면 총생산량의 80% 이상을 생산하고 있으며, 우리나라는 주로 캐나다에서 석면을 수입해 사용해왔었다.
석면의 종류
석면은 크게 2가지 계열, 6가지 종류로 구분된다.
| 석면계열 | 종류 | 특성 |
| 사문석 (蛇紋石, Serpentine)계 |
백석면 (Chrysotile) |
가늘고 부드러운 솜모양, 휨 및 인장강도가 큼(CAS No. 12001-29-5) |
| 각섬석 (角閃石, Amphibole)계 |
갈석면 (Amosite) |
고내열성, 취성((脆性,부스러짐), 독성이 강함(CAS No. 12172-73-5) |
| 청석면 (Crocidolite) |
석면형태가 날카롭고, 가늘고 강해 체내보존성이 높아 석면중 가장 독성이 강함 (CAS No. 12001-28-4) |
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| 직섬석석면 (Anthophylite) |
취성, 거의 사용 안함(CAS No. 77536-67-5) | |
| 투각섬석면 (Tremolite) |
거의 사용 안함(CAS No. 77536-68-6) | |
| 녹섬석석면 (Actinolite) |
거의 사용 안함(CAS No. 77536-66-4) |
백석면 (Chrysolite): 사문암 광맥상에 존재하며, 전 세계 석면 생산량의 약 95%를 차지한다. 주로 캐나다의 퀘벡 지역과 러시아의 우랄 지역에서 생산된다. 주요 성분은 실리카(-SiO2-)와 마그네슘이며, 백색이며 곱슬곱슬한 모양의 섬유다발로 형성된다. 강도는 500kg/㎟로, 강철보다 우수하다. 가열 시 무색에서 밝은 갈색으로 변하며, 800℃에서 강도를 상실한다.
청석면 (Crocidolite): 각섬석계 광맥상에 존재하며, 실리카와 산화철이 주성분이다. 강한 독성을 가진 석면으로 알려져 있으며, 내산성이 강하여 내산성 패킹재료로 사용되었다. 종횡비는 10:1 이하이며, 1,200℃에서 분해된다.
트레몰라이트석면 (Tremolite Asbestos): 바늘 모양의 곧은 섬유로 무색이며, 실험실에서 화학약품 필터링에 사용된다. 종횡비는 10:1 이하
갈석면 (Amosite): 각섬석계 광맥상에 존재하며, 실리카와 산화철이 주성분이다. 보온재로 주로 사용되며, 강한 탄력을 가지고 있다. 종횡비는 전형적으로 10:1 이상이며, 1,000℃에서 분해된다.
안소필라이트석면 (Anthophylite Asbestos): 바늘 모양의 곧은 흰 섬유로, 무색에서 밝은 갈색을 띠고 있습니다. 종횡비는 10:1 이하.
악티노라이트석면 (Actinolite Asbestos): 바늘 모양의 곧은 섬유로 녹색이거나 약한 다색성을 띠고 있다. 종횡비는 10:1 이하이며, 주로 산업 현장에서 사용된다.
"불에 타지 않고, 마찰에 강하며, 전기가 안통하고, 섬유제품으로 가공도 가능하여 제품을 얇고 단단하게 만들수 있음"
결국 석면은 그 특성 때문에 다양한 용도에 적용하여 사용할수 있고, 매장량이 풍부해 값싼 재료로 활용할수 있었기에 사용되어 왔다.
백석면은 세계 석면 사용량의 90% 이상을 차지하였는데, 그 이유는 다른 자재에 비해 유연성과 강도가 높아 건축 재료로 활용하기 유용했기 때문이다.
석면의 유해성
1군 발암물질 석면 석면에 장기간 노출되면 15~40년의 잠복기를 거쳐 폐암(lung cancer), 악성중피종(mesothelioma), 석면폐(asbestosis) 등 치명적인 건강 문제가 발생한다. 석면관련 질환은 뚜렷한 치료법이 없는 경우가 대부분으로 석면 노출을 최대한 줄여 예방하는것이 최선이다.
석면 노출의 인체 영향
석면 노출에 따른 인체 영향과 관련된 정보는 대부분 작업장에서 석면에 노출된 근로자와 관련된 연구에서 나왔다. 석면 노출 사업장 근로자는 일반 시민이나 석면이 함유된 건축물에서 근무하는 근로자들보다 더 높은 농도의 환경에 노출되어 있다.
이러한 현상을 양-반응효과(dose-response effect)로 설명할 수 있으며, 엄밀하게 평가하면 석면이 함유된 건축물에서 근무하는 사람이 일반 시민보다 석면 관련 질병 발생율도 높다고 말할 수 있다.
석면은 표면의 높은 산화력 때문에 세포막과 접촉할 경우 막을 손상시킨다. 바늘모양의 석면은 폐 깊숙이 침투하여 폐에서 정화기능을 담당하는 대식세포를 파괴하고 염증과 흉터를 만들어 질병을 유발한다.
또한, 석면 섬유를 감쌌던 대식세포의 잔해인 석면소체(Asbestos body)는 몸밖으로 배출되지 못하고 폐뿐만 아니라 편도와 흉부 및 복부의 림프마디, 흉막, 복막, 간, 췌장, 비장(지라), 신장(콩팥), 부신, 소장 등에서도 검출된다.
몸속에 그대로 남은 석면소체는 수십년의 잠복기를 거쳐 악성중피종, 폐암, 석면폐증, 흉막반과 같은 질병으로 이어지게 된다.