화학물질 사고 비상대응 이시우 2005/07/17 453

http://www.rescue.go.kr/korean/download/cbr_2003_10/cbr_4.hwp

화학물질 사고 비상대응

중앙119구조대 구 본 근

목 차

Ⅰ. 정의 및 분류 3
1. 정의 3
2. 관리 및 분류(국내․국외) 4
3. 분류에 따른 경고표시 10
Ⅱ. 유해화학 물질의 위험성 15
1. 일반적인 위험성 15
2. 위험성 요인 16
3. 재해발생 사례분석 17
4. 재해의 특징 및 유형 24
Ⅲ. 소방활동 25
1. 화학사고 조치 요령 25
2. 현장활동절차 32
3. 단계별 조치순서 32

Ⅰ. 정의 및 분류
1. 정의
가. 화학물질?

․ 유해화학물질관리법(1990. 8.1)에 의하면 “원소 및 화학반응에 의하여 생성되는 물질” 이라고 정의
․ 원소나 화합물에 인위적 반응을 일으켜 얻어진 물질
․ 자연상태에서 생긴 물질을 추출․정제한 것

나. 유해 화학 물질?
1) 정의 : 인간의 각종 활동에 지장을 초래하는 물질
․ 사람의 건강에 위해를 끼치는 건강 위험성 물질
․ 인간의 생활환경을 해치는 환경위험성 물질
․ 화재나 폭발로 인한 피해를 주는 화재 위험성 물질

2) 분류
․ 유독물 : 유해성 있는 화학물질 → 지정고시
․ 취급제한 유독물 :
〔
금지물질
〕
유해성이 높음 → 지정고시
제한물질

․ 관찰물질 : 유해성이 우려되는 화학물질 → 지정고시

다. 용어의 정리
1) 독성가스
아크릴로 니트릴, 아크릴 알데히드, 아황산 가스, 암모니아, 일산화탄소, 이황화탄소, 불소, 염소, 브롬화메탄, 염화메탄, 염화프렌, 산화에틸렌, 시안화수소, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트릴메틸아민, 벤젠, 포스겐 등으로써 허용농도가 100만분의200(200ppm)이하
2) 허용농도
보통의 건강한 사람이 1일8시간씩 장시간 작업시 건강에 이상이 없는 농도 따라서 이 값이 작을수록 독성이 강한 것을 나타냄.

라. 화학 물질 관리 체계도

화학물질

↓

심사평가

신규화학물질

기존화학물질

↓

↓

유해성심사

안정성시험

(국립환경
연구원)

↓

유해에 따른 분류

유독물

관찰물질

일반화학물질
(사용중 유해의 우려가 있는 경우 유해성심사

취급제한 유독물

제조, 수입 사용금지 물질

2. 관리 및 분류
가. 유해화학 물질분류
1) 물리적 위험성 물질
▶ 화재를 발생하기 쉬운 물질
▶ 화재의 확산 속도가 빠른 물질
▶ 화재나 폭발의 원인이 되는 물질
① 폭발성 물질
② 산화성 물질
③ 극인화성 물질
④ 고인화성 물질
⑤ 인화성 물질
⑥ 금수성 물질

2) 건강위험성 물질
▶ 인체의 정상적인 생명 활동을 방해하는 물질
▶ 인체에 위해를 가하는 물질 → 급성 또는 만성적인 건강장애 발생
① 고독성 물질
② 독성 물질
③ 유해 물질
④ 부식성 물질
⑤ 생식독성 물질
⑥ 자극성 물질
⑦ 발암성 물질
⑧ 변이원성 물질
⑨ 자극성 물질

3) 환경 위험성 물질-환경 유해 물질
▶ 생활환경(대기, 수질, 해양)에 위해를 가하는 물질

나. 단일 화학물질의 개발 및 유통현황
<1998년 말>
구 분
유통물질
종 류
연 간
증가량
비 고
개발
전세계
1,400만종
약50 만종
․매주 7～14 천종이
CAS에 등록
․유해화학물질 :2000여종
․유독물 : 542 종
상업적
유 통
전세계
10만종
2천 여종
국 내
35,661여종
200 여종

다. 유독물 유통 현황
<단위 : 천톤>
년도별
‘90
‘91
‘92
‘93
‘94
‘95
‘96
제 조
5,713
8,165
9,516
10,713
12,307
13,147
12,110
수 입
1,147
2,854
2,854
3,602
4,245
3,600
3,658
수 출
207
745
1,082
1,302
1,630
2,005
2,316

라. 화학물질관련 법령 현황
관리대상
물질수
소관부처
근거법률
위험물, 화약류
73 종
행정자치부
소방법/총포,도검, 화약류등 단속법
유 독 물
494 종
환경부
유해화학물질
관리법
건강장애물질
698 종
노동부
산업안전보건법
농약, 비료, 사료
341 종
농림부
농약관리법/비료관리법/사료관리법
의약품, 마약 등
463 종
보건복지부
약사법/마약법/향정신성 의약품관리법
식품 첨가물
461 종
보건복지부
식품위생법
고 압 가 스
49 종
산업자원부
고압가스안전관리법
방사성물질
동위원소
과학기술부
원자력법

※ 7개부처 13개법률, 1천여종

마. 국내 화학물질의 분류 현황
1) 특별법 : 화학물질의 용도에 의한 분류
▶ 약사법 : 의약품, 의약부외품, 화장품 등에 대한 품질, 유효성, 안정성을 규제
▶ 농약관리법 : 농약의 품질과 안전사용 확보
▶ 식품위생법 : 식품첨가물에 대한 식품으로 부터 기인되는 유해성을 규제
2) 일반법 : 화학물질의 특별한 성질인 물리적, 화학적성질에 따른 위험성 방지에 대한 규제
▶ 소방법 : 화재, 폭발의 위험성이 높은 물질
▶ 고압가스 안전관리법 : 고압가스에 의한 화재 등의 사고예방
▶ 산업안전보건법 : 유해물질에 의한 재해를 방지하고 작업의 안전과 건강을 보전
▶ 유해화학물질 관리법 : 사람의 건강 또는 환경에 위해를 미칠 독성 있는 화학물질

바. 유해화학 물질의 LIFE-CYCLE

↗
↘
폐기
발명
→
생산
→
유통
→
소비
재활용

사. 외국의 관리 및 분류방법
국제기구
UNEP, OECD, IPCS, IFCS, FAO, ICAO, WHO 등
국 가 별
미국등 서구에서는 UN 수송기준에 따른 자국의 기준을 마련
NGO
EcoNet, Green Peace, PANNA, WWF Canada

1) 국제연합(UN)위험물 수송기준
UN의 경제사회 이사회에서는 각국이 독자적으로 규제하고있는 수송되는 위험물의 국제적 통일을 도모하기 위하여 육해공에 공통하는 기본적인 규제 체계를 마련하여 권고하고 있다.
[ 분류 ]
class 1. 폭발성물질(5가지)
class 2. 가스류(압축, 액화, 용해가스 등)
class 3. 인화성액체(65.5℃이하)
class 4. 가연성고체(가연성, 자연발화성, 물과 접촉시 가연성 발생물질)
class 5. 산화성물질(산화성, 유기과산화물)
class 6. 독성물질 및 전염성물질
class 7. 방사성물질(0.002μCi/g이상)
class 8. 부식성물질
class 9. 기타 위험성이 있는 물질
2) 국제해사기구(IMO)분류
IMO는 용기에 넣거나 또는 포장된 위험물의 수송기준을 정하여 위험물 수송용 용기 및 포장의 세부기준을 규정하고 UN의 위험물 수송기준에 따라 국제 위험물 해상 운송규칙을 제정하였다.
※ IMO : International Maritime Organization
[ 분류 ]
class 1. 폭발성물질(5가지)
class 2. 가스류(인화성, 비인화성, 독성 고압가스)
class 3. 인화성액체
class 4. 가연성고체
class 5. 산화성물질
class 6. 독성물질 및 전염성물질
class 7. 방사성물질(0.002μci/g이상)
class 8. 부식성물질
class 9. 기타 위험성이 있는 물질
3) 구미의 소방법 및 민간 방재 단체의 분류
가) 안전기준 : 총제적인 품명별로 구분
예) 질산 암모늄에 관한 기준
산화물에 관한 기준
가연성 액체 위험물에 관한 기준 등
※ 위험물 전체를 류별 특성으로 분류하는 우리나라와 대별
나) 시설기준
․ 각각의 위험물의 위험정도에 따라 세부적으로 취급량, 취급면 규제
․ 인화성, 가연성 액체 위험물은 소방법에도 동일하게 적용
※ 위험물별 일률적인 지정수량에 의해 규제하는 우리나라와 대별
4) 일본의 위험물 분류 : 국제연합 경제사회 이사회의 권고기준 적합성 유지
① 류별 위험물의 정의와 위치를 명확히 하고 위험물 여부의 판정도 위험도를 판단하기 위한 시험방법을 도입
② 위험도를 감안한 지정수량의 재조정
③ 위험물 범위 개정에 따라 준위험물중 위험성이 높은 것은 위험물에 포함하고 그렇지 않은 일부 물질고 특수 가연물을 “지정가연물”로 규제
※ 소방법에서 규제하지 않는 유해물질은 화약류 취제법, 고압가스 취제법, 독물 및 극물 취제법, 방사선 장애 방지법 등을 규제
5) 유럽위험물 도로운송에 관한 협정(ADR)
① 유럽각국의 위험물 육상수송에 관한 협정서에서 위험물의 분류 및 포장기준 등 수송방법의 기술기준을 규정하고 있다.
② 협정국 : 오스트레일리아, 벨기에, 프랑스, 독일, 이탈리아, 유고슬라비아, 네덜란드, 노르웨이, 폴란드, 포르투칼, 스페인, 스웨덴, 영국
※ ADR : The European Concerning the International Carriage of Dangerous Goods by Rail
6) 위험물철도운송에 관한 협정(RID)
유럽간의 철도수송되는 물품운송에 관한 국제협정으로 ADR 가맹국 포함 32개국 이다.
[ 분류 ]
class 1a. 폭발성물질
1b. 폭발성이 충진된 제품
1c. 점화제, 花火 및 유사품
class 2. 가스류(성질에 따라 6종류)
class 3. 인화성액체
class 4.1 가연성고체류
4.2 자연발화성 물
4.3 물과접촉하여 가연성가스를 방출하는 물질
class 5.1 산화성물질
5.2 유기과산화물(6개의 Group으로 구분)
class 6. 독성물질(인화점, 발생가스에 따라 구분)
class 7. 방사성물질(0.002μci/g 이상)
class 8. 부식성물질(산류, 알칼리류 등 4종류)
※ RID : International Regulations concerning the Carriage of Dangerous Goods by Rail
7) 미국 위험물품 수송에 관한 규칙 49 CFR
미국내에 있어서 수송되는 위험물의 정의, 용기, 포장, 표시, 표찰, 적재방법 등에 대하여 규정하고 있으며, 도로, 철도, 선박 및 비행기에 의한 위험물의 수송규제 및 불특정위험물의 취급을 명확히 하고 있다.
※49 CFR : Code of Federal Regulations Title 49
[ 분류 ]
1. 화약류(A, B, C급 구분)
2. 고압가스( flammable gas와 non-flammable gas 구분)
3. 인화성 액체류 4. 가연성고체류
5. 산화성물질 6. 유기과산화물
7. 독가스(Poison A) 8. 독물(Poison B)
9. 자격(刺激)성 물질 10. 病毒을 일으키기 쉬운 물질
11. 방사성물질 12. 부식성물질
13. 기타 규정 물질
8) 영국 : 휘험물 육상수송규칙
영국내에서 육상수송되는 위험유해물질을 13개 점주로 구분하여 규제하고 화약류와 방사선 물질을 제외하였다.
[ 분류 ]
1. 가스류 2. 인화성 액체
3. 인화성 고체 4. 자연발화물질
5. 물과 반응하여 가연성 가스를 방출하는 물질
6. 산화성 물질 7. 유기과산화물
8. 독물 9. 유해물질
10. 부식성 물질 11. 기타 위험성 물질

3. 분류에 따른 경고표시
가. 산업안전보건법의 경고표시

바 탕 : 흰색, 포장․용기 바탕색(검정색 가까운 색 : 대비색상), 글씨
테두리 : 검정색
※ 유해물질의 분류기준에 해당시 모든 유해그림을 제시

※ OO : 발암성 물질 명칭
※ 규격 : 경고표지 규격과 동일
․폭발성 물질
․산화성 물질

․극인화성 물질
․고인화성․인화성․금수성물질

․발암성물질, 고독성물질

․독성․변이원성․생식독성물질

․유해성․자극성․과민성 물질
․부식성물질

․환경유해성 물질

나. 유해화학물질 관리법에 따른 표시
1) 유독물 보관, 저장, 진열의 장소

2) 유독물 운반 차량

3) 유독물의 용기, 포장에 표시할 사항
․ 특정 유독물 : 주위에 백대를 두른 흑지에 백색으로 품명과 “ 특정유독물”을 기재
․ 유독물 : 주위에 적대를 두른 백지에 적색으로 품명과 “유독물”을 기재

다. NFPA에 의한 위험물질 표시법
․ 건강 위험성 : 청색바탕(1～4로 표기)
․ 화재 위험성 : 적색(1～4로 표기)
․ 반응 위험성 : 황색(1～4로 표기)
․ 특 이 사 항 : 백색(W→ 금수성물질 ; Oxy→ 산화제, 산화성물질)

라. 기타 위험물질 표시법
미국 DOT 표시체계
영국의 표시체계

Ⅱ. 유해화학 물질의 위험성
1. 일반적인 위험성
가. 혼촉위험
어떤 종류의 두 물질을 혼합 또는 접촉하였을 때 혼합열을 발생하거나 화학반응으로 인한 발화 또는 폭발을 일으키는 물질을 혼촉위험성 물질이라 한다.
예) 액체산소+활성탄 상온

〓〓〓＞
폭발

염소산칼륨(나트륨)+적린 마찰,충격

〓〓〓〓〓＞
폭발

나. 물과 반응위험
물과 반응하여 위험을 초래하는 물질을 물과 반응 위험성 물질이라 한다.
예) 금속인화합물+물 → 수산화물+포스핀
AIP+3H30 → Al(OH)3+PH3
다. 폭발위험
폭발은 파괴 잠재력에 의해 인명 및 재산상의 치명적 손상을 주는 물질을 폭발위험성 물질이라 한다
예) 수소 + 공기 + 발화원 →폭발
라. 연소가스 위험
모든 유기 가연물은 열을 받으면 열분해하고 공기 중의 산소와 반응 연소하면서 여러 가지 생성물을 발생하는 물질을 연소가스 위험성 물질이라 한다
예)탄소(CO, CO2), 고무(HCN), PVC(HCl, COCl2), 스티로풀(C6 H6)
마. 독성위험
화학물질은 1차적 독성,축적독성, 무영향수준 그리고 돌연변이 유발성, 발암성등의 잠재력을 가지고 있는 물질을 독성 위험성 물질이라 한다

2. 위험성 요인
가. 재해발생 장소별
① 설비 장치의 결함(설계, 제작, 설치)
② 운전관리상의 문제점(안전조치 미흡, 운전 및 보수단계)
③ 운반, 이송 등 운반과정 사고(과속, 교통법규위반, 불법주차, 관련법규 위반 등)
나. 재해 영향별
① 폭발 재해 위험
=>예방(차광, 저온, 밀폐(밀봉), 용매(석유등), 구분저장)
② 인체유해위험
․흡입 : 공기중의 유독가스 흡입
․삼킴 : 오염된 음식물 섭취
․피부흡수 : 찰과상으로 손상피부
=>영향(자극, 알레르기, 산소결핍, 전신중독, 암, 태아에 영향, 차세대 영향, 진폐 등)
③ 환경유해 위험성 : 환경오염
다. 위험 초래 원인별
① 일반적 위험 : 유해물질의 취급․관리상 일반적 과실에 의해 발생
② 인위적인 위험 : 의도된 고의, 사고유발
예) 1995.3.20 일본 도쿄 지하철 옴교의 사린가스 살포사건 등
3. 재해발생 사례분석
가. 국내 유독물사고 발생현황
․ 건 수 : ‘95년～’97년말 총28건
․ 인명피해 : 사망자4명, 부상24명
․ 원인별 분석 :

나. 국내 사례
1) 　1986. 9. 23 암모니아 가스 유출사고
․개요 : 서울 구로구 가리봉동 빙과류 제조 시설의 1층 작업장에서 분출된 암모니아가스에 질식되어 발생한 사고
․인명피해 : 사망 2명, 중독 5명(호흡장애등)
2) 　1986. 12. 17 무수황산 저장탱크 폭발
․ 개요 : 전남여천석유하학단지내L㈜에서SO3저장탱크내부온도가상승하면서 탱크 허용압력을 초과 저측부 이음면 부근에서 기계적인 폭발 및 2차 폭발
․ 인명피해 : 사망 1명, 중경상 23명(인근주민)
3) 　1988. 8. 19 약품창고 유독가스 누출사고
․ 인천시 북구 소재 D공업㈜ 화공약품창고에서 화재발생, 창고안의 발포제 원자재 등 화공약품이 타면서 유독가스가 발생
4) 　1991. 4. 3 염화술폰산 유출사고
․ 개요 : 수원시 상공회의소 앞 도로상에서 염화 술폰산을운송중인 탱크로리 차량과 덤프트럭이 충돌하여 전복, 순도95%염화술폰산 12,000가 누출되어 하수구에 유입된 후 화학반응을 일으켜 황산과 염산가스가 발생
․ 인명피해 : 사망 2명, 부상 23명
․ 증상 : 무색또는 연노란색의 자극성, 증기는 피부나 눈을 강하게 자극, 흡입하면 폐에 염증 발생
※ 반응식 : SO2(OH)Cl + H2O → H2SO4 + HCl
5) 　1991. 9. 18 황산유출사고
․ 개요 : 경북 봉화군 소천면 국도상에서 황산을 운송 중이던 탱크로리 차량이 전복, 황산 27톤이 누출, 낙동강 상류 지천인 현동 천에 유입
․ 인명피해 : 운전자외 1명부상, 물고기폐사(3km하류)
․ 증상 : 피부 접촉시 화상을 유발, 실명, 폐염 등 유발
6) 　1992. 2. 23 해양 도시가스폭발사고
․ 장소 : 광주시 북구 용봉동 1080소재 (주)해양 도시가스
․ 피해 : 부상(소방관 19명,민간인2명) 재산 11억8천만원
․ 원인 : LPG이동탱크와 지상LPG 탱크가 충돌
7) 　1992. 9. 24 유독가스 유출사고
․ 개요 : 서울 성동구 정수제조실에서 황산 저장탱크에 황산을 주입시 취급부주의로 중아황산소다에 잘못주입하여 급격한 화학반응(발열)으로 수증기 및 유독가스 발생
․ 인명피해 : 작업인부 4명 포함, 72명이 유독가스에 질식 중태
※ 반응식 : Na2S2O5 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2↑ + 열
8) 　1993. 2. 25 암모니아 가스 유출사고
․ 개요 : 인천시 북구 작전동 해태음료㈜에서 직원들이출근, 가스누설 경보기가 작동되어 현장 확인결과 가스가 누출되는 것을 발견, 밸브를 차단하였으나 누설된 가스에 의해 중독된 사고로 추정
․ 인명피해 : 사망 1명, 중환자 1명, 일반환자 2명
9) 　1993. 3. 23 톨루엔 폭발
․ 개요 : OO산업에서 일반건조기에 톨루엔을 사용함으로서 폭발
․ 인명피해 : 사망 2명, 부상 1명
10)　한국가스공사 아현기지 폭발사고
․ 일시 : 1994, 12, 7 14:51경
․ 장소 : 서울 마포구 한국가스공사 아현공급기지
․ 피해 : 인명피해61명(사망12, 부상49), 재산피해 6억원

11)　1998. 9. 11 부천LPG충전소 폭발사고
․ 부천시 오정구 대성 에너지 LP가스충전소에서 LPG폭발로 인명피해56명(소방관 18명이화상), 건물6채, 차량50명 대가 완전 소실

다. 국외 사례
1) 1950 멕시코 포자리카에서의 포스겐 누출사고
․ 멕시코의 포자리카에서 포스겐 저장탱크 누출되어 사망 10명, 부상 7명
2)　1978 미국 볼티모아주 황산 누출사고
․ 인명피해 : 근로자 100명 부상
4) 1979 멕시코 멕시코시티 LPG 누출로 인한 화재
․ LPG누출로 인한 BLEVE현상으로 화재가 발생하여 사망 650명, 부상 2,500명
5)　월남전 피해
․ 일시 : 1965년 부터(약10년간)
․ 원인 : 에이젼트 오렌지(2,4,5-TD와2,4-D) 90%밀림, 8%농경지, 2%진지주변
․ 피해 : 우리나라후유증330, 후유증 1040

6) 인도 보팔시 MIC(농약원료) 누출사고
․ 일시 : 1984. 12. 2
․ 장소 : 인도 중부의 보팔시 Union Carbide India
․ 원인 : MIC저장탱크에서 MIC가 3일간 30톤이 누출
․ 피해액 : 사망 2,500명 , 중상 10만명 ,피난민 10만명 이상
․ 기타 : 10년후까지 사고 휴유증으로 7,000명 이상의 사망자 발생한 것으로 알려져 통계되고 있으며, 증상자중 대부분은 정상적인 회복 불가능, MIC는 작업자 허용농도가 0.2ppm이며, 화학무기로 사용되는 포스겐보다 10배이상의 독성을 갖고 있다.

※ MIC(Methylisocynanate, CH3NCO, 농약제조원료)

7) 1989. 10 폴리프로필렌 반응기 폭발
․ 개요 : 미국 휴스톤의 폴리프로필렌 반응기 폭발사고
․ 인명피해 : 사망 24명, 부상 132명
8) 1993. 4. 1 독극물 누출사고
․ 개요 : 트럭 3대 충돌사고로 클로로 피크린산 10톤 가량이 대량 누출된 사고
․ 장소 : 일본 아이찌현 오까자끼시 동명고속도로 상
․ 인명피해 : 사망 24명, 부상 132명
※ 분자식 : CCl3NO2, 허용농도 : 0.01ppm
9) 1994 메탄누출 화재
․ 개요 : 미국 오하우루 폴리프로필렌 반응기 폭발사고
․ 인명피해 : 사망 24명, 부상 132명
10) 1995 사린 가스 사고
․ 일시 : 1995. 3. 20. 08:09～10:01
․ 장소 : 도쿄 지하철 히비야, 마루노우치, 지요다 등 16개 역
․ 원인 : 16개의 지하철 역구내와 일본 중심에 있는 지하철 3개 노선 열차 5대에 신경독성가스가 설치되어 약 1,000명의 승객을 실은 지하철의 속에서 공포의 독성가스가 살포됨.
․ 피해상황 : 5,510명 (사망 12명, 중상 53명, 경상 5448명 )
․ 성상 및 유해성 [CH3(C3H7O)FPO]
- 무색, 무취의 맹독성, 시안화칼륨(청산가리)의 500배 독성
- 피부, 눈으로 흡수
- 증상 : 동공수축, 근육마비, 질식
- 치사량 :체중 1kg당 0.01mg흡입시
11) 1999 펜실베니아 폭발사고
․ 일시 : 1999. 2. 19
․ 장소 : 펜실바니아 알렌타운의 Concept Science ㈜
․ 인명피해 ; 4명사망
․ 재산피해 ; 40-50억
․ 원인 : 하이드록실아민(환원제,유기합성제,사진정착액)의폭발

4. 재해의 특징 및 유형
가. 재해의 특징
- 일단 재해가 발생하면 다수의 인명피해 발생
- 재해를 일으키는 유해화학물질의 다양성
- 재해 발생장소가 취급과정에 따라 제조 등의 공장, 운반․판매 등의 유통과정, 저장․보관과정 등의 불확실성
- 재해유발 형태가 누출, 폭발, 화재, 질식, 오염 등으로 복잡성, 연쇄성
- 인위적인 살상을 목적으로 유해화학물질의 살포 행위

나. 재해 유형
① 제 1 유형 :
┌ 주변물화학반응 → 폭발 → 화재 ──┐
├ 폭발 ────────────┤
유출├ 화재 ────────────┼→ 질식, 오염
├ 환경오염 ────────────┤
┖ 폭발 → 화재 → 오염 ───────┘
② 제 2 유형 : 화재 폭발 질식 (중독, 오염)
③ 제 3 유형 : 폭발 화재 질식 (중독, 오염)
④ 제 4 유형 : 유해물질살포 질식(중독, 오염)

Ⅲ. 화학사고시 소방활동요령
1. 화학사고 조치 요령
가. 물성별 처리방법
화학물질의 위험성은 물리화학적, 생물학적, 방사능적 위험으로 구분하며 사고시 위험물질에 따라 가장 적정한 방법으로 위험성을 처리

1) 물리적 처리방법
① 흡수-흡착(Absorption) : 흡착제는 모래, 흙, 톱밥, 목탄 등
② 덮어씌움(Covering) : 확산방지를 위해 불침투성 덮개 등으로 씌움
③ 희석(Dilution, 수용성물질에 적용) : 물과의 용해성을 고려, 농도를 묽게 하는 방법
④ 유출 확산 방지(둑,도랑 만듦) : 누설, 유출 물질 감소
⑤ 증기확산 : 통풍환기 및 수용성 물질의 분무주수에 의한 농도감소
⑥ 밀봉(Overpacking) : 누설용기보다 콘 용기 사용 밀봉
⑦ 틀어막기(Plug and Patch) : 틈을 봉, 팩 등으로 막음
⑧ 옮기기(Transfer)
⑨ 증기 발생 억제(Vapor Suppression) : 물리적인 막을 형성(수성막포)
⑩ 방출(Venting) : 가연성 가스 용기의 안전 장치(허용압력)

2) 화학적 처리방법
① 흡수-흡착(Absorption) : 특정한 작용제 활용(부피의 증가 없이 딱딱해짐)
② 태우기(Burning) : 화재시 진화함으로써 2차적인 위협이나 오염문제 등이 우려 될때
③ 분산 : 친유성, 친수성 등의 성질 이용물질 분산(계면활성제, 단백질 분해물)
④ 일제소각(Flaring) : 고압의 증기 액체, 액화 압력 가스 등으로 소각
⑤ 교질화(Gelation) : 물에 유출된 액체 위험물질 처리
⑥ 중화(Neutralization)
⑦ 중합(Polymerization) : 촉매를 활용하여 중합체 형성
⑧ 고형화(Solidification) : 액체물질일때 작용제 활용
⑨ 증기억제 : 증기발생을 막기 위해 고체 활성 물질 사용
⑩ 분출과 태우기(Venting and Burning) : 폭약을 활용

나. 유출상태별 처리방법
1) 유독성 가스 유출시
① 유출정지
◇ 밸브, 펌프의 차단
◇ 제반 장치의 작동 중지
② 유출부분 폐쇄, 밀폐
◇ 폐쇄된 부분일 때 처치가 쉽고 유효
◇ 유출상황에 따라 직접 밀폐 가능
③ 약제에 의한 중화, 희석
④ 소각
◇ 화재 발생시 연소하도록 방치
◇ 연소확대 위험에 대한 예방 조치 필요
⑤ 이송 및 농도저하
◇ 독성가스용기 이송(옮기기)
◇ 이송시 중독사고 조심
◇ 농도저하시 인체건강과 환경보전의 제독조치를 사전 검토
⑥ 개인 보호구의 사용

2) 유독성 액체, 고체 누출시
① 액체
◇ 소량 ⇒ 건조된 모래, 유처리제 등 활용(회수)대량의 물로 희석(세정)
◇ 대량 ⇒ 토사 등 활용 (누출 확대 방지 대책)
◇ 증기발생 ⇒ 분무주수(증기발생억제)
◇ 산, 알카리 등 ⇒ 알카리, 산 등 중화제(중화)

② 고체
◇ 방수 시트 등으로 덮어 비산 확대 방지
◇ 산성물질 ⇒ 회수 ⇒ 중화처리(소석회, 소다회 등) ⇒ 대량물로 희석
◇ 분말 등이 비산한 것 ⇒ 불연성 습기 없는 용기에 회수
◇ 화기엄기
◇ 황린 등 ⇒ 분무주수 ⇒ 용기에 회수
◇ 과염소산 염 등 강산화제 ⇒ 충격, 마찰주의 ⇒ 용기에 회수
◇ 금속칼륨, 나트륨 ⇒ 경유, 등유를 채운 용기에 회수
◇ 수은 ⇒ 확산 방지를 위해 흙둑을 쌓은다 흡수시킬 경우 다황화 칼슘으로 덮음
3) 유독물의 폐기처리
① 연소법
② 알칼리 염소법
③ 가수 분해법
④ 활성오니법
⑤ 매립법
⑥ 고화 격리법
⑦ 중화법
⑧ 산화법
⑨ 회수법
⑩ 환원법
⑪ 이온 교환법

다. 중요 처리제 종류
① 중화제
◇ 산중화제 : 가성소다(수산화나트륨), 소석회(수산화칼슘), 소다석회(탄산나트륨)
◇ 알카리중화제 : 묽은 황산, 황산수용액, 질산, 황산마그네, 하이포염소산염
② 흡착(수)제, 고화제 : 규조토, 활성탄, 톱밥, 건조사, 활석, 지올라이트(이온교환)
③ 희석제 : 유화제, 계면활성제, 물
※ 소방법 시행규칙 제 26조 「화학소방자동차의기준」에 의하면 제독차에는 가성소오다와 규조토 50kg이상을 비치토록 규정
라. 소방법상 유해화학물질 종류 및 제독제
(행정자치부고시 제1989-8호 89.8.23)
1) 제1류
- 염소염소산칼륨 : 물
- 염소산나트륨 : 물
- 무수크롬산 : 가성소다수용액, 물
- 과산화칼륨 : 건조사
- 과산화나트륨 : 건조사
2) 제2류
- 황화린 : 활성탄, 지오라이트, 활석분
3) 제3류
- 금속칼륨 : 건조사
- 금속나트륨 : 건조사
- 알칼알루미늄 : 가성소다수용액, 규조토, 활성탄
- 황린 : 활성탄, 지오라이트, 활석분
4) 제4류
- 이소프로필렌 : 물
- 에테르 : 물, 규조토, 활석분
- 이황화탄소 : 물, 규조토, 활석분
- 아세트알데히드 : 하이포염소산염, 규조토
- 산화에틸렌 : 물, 규조토, 활석분
- 산화프로필렌 : 규조토, 활성탄, 활석분, 황산수용액
- 벤젠 : 계면활성제, 규조토, 활석분
- 톨루엔, 크실렌 : 물
- 메틸메타클릴레이트 : 물
- 1, 2디클로에탄 : 활성탄, 규조토
- 핵산 : 유화제, 소석회
- 아크릴로니트릴 : 물
- 포르말린 : 가성소다수용액, 물
- 아크로레인 : 물
- 에틸렌디아민 : 물
- 디클로에틸에테르 : 물
- 에테르 : 물, 규조토, 활성탄
- 아릴알콜 : 물
- 아닐린 : 유화제, 모래, 톱밥
- 니트로벤젠 : 물, 모래, 톱밥
- 메탄올 : 물
- 초산메틸․에틸 : 가성소다수용액, 물
- 피리딘 : 탄산소다수용액, 소석회
- 클로로벤젠 : 탄산소다
- 시안화수소 : 물, 가성소다수용액
5) 제5류
- 디니트로톨루엔 : 물
- 니트로글리콜 : 물
- 니트로글리세린 : 물
- 피키린산(트리니트로페놀) : 물
- 메틸에틸케톤퍼옥사이드 : 가성소다수용액, 물
- 과산화벤조일(벤조일퍼옥사이드) : 가성소다수용액, 물
6) 제6류
- 과산화수소, 과염소산 : 물
- 발연황산, 질산 : 소석회
- 농질산, 무수황산 : 가성소다수용액
- 농황산 : 소다석회, 소석회

마. 인체 응급처치
1) 피해자가 발생하였을 때
◇ 신선한 공기 흡입장소 이동⇒외부오염 확인 및 제독 ⇒안정, 보온
◇ 의식불명, 호흡장해 ⇒ 인공호흡, 심장 마사지 등
◇ 신속한 의사의 처치
㈀ 흡입한 경우
▷ 입을 헹군다
▷ 해독제 등을 사용한다
㈁ 피부에 묻었을 때
▷ 오염부위를 씻는다(물, 비눗물,중화제 등)
▷ 씻은후 화상, 동상 등의 치료를 한다
㈂ 잘못하여 먹었을 경우
▷ 해독제를 사용한다(황산마그네슘, 황산마그네슘용액, 활성탄 용액 등)
▷ 토하게 한다(우유, 미지근한물 등)
▷ 설사약을 사용(염류, 설사약 등)
▷ 위세척을 실시한다
㈃ 눈에 들어 갔을 때
▷ 흐르는 물로 씻는다
▷ 중탄산나트륨, 붕산수 , 황산아드로핀 등 사용
※주의 사항
⑴ 강산, 강알카리성, 휘발성 탄산화수소 등을 먹었을 경우 토하게 하지말것
⑵ 강산, 강알카리성을 먹었을 경우 설사약을 주지말것
2) 해독제
◇ BAL(British Anti Lewisite) : 금, 은, 수은, 니켈, 코발트, 크롬, 비소, 안티몬, 비스무스 등의 중독에효과
◇ PAM(Pryridine-2-Aldexime Meteiodide) : 유기용제의 중독에 효과
◇ 아질산염 티오황산(나트륨)염 요법 : 시안화합물, 이소시안화합물 및 니트릴류의 중독에 효과
◇ CaNa2EDTA(에틸렌디아민사초산칼슘디나트륨) : 납, 철, 수은, 니켈, 아연, 카드늄,코발트, 베릴 륨, 망간 등 중독에 효과
※ 소생법
⑴ 인공호흡
⑵ 심장맛사지(심폐소생법)
2. 현장활동절차

화학방재활동의 일반원칙

유해화학물질등의 화재, 폭발, 누설, 유출 등에 관한 소방활동은 물질의 품명, 성질, 재해의 실태를 파악하고 유해 위험성을 판단하여, 주민의 대피, 대원의 안전확보, 인명구조를 최우선으로 한다.

<재해현장처리 활동모델>

3. 단계별 조치순서
가. 신고 접수시의 조치
1) 상황정보 수집 및 대응 실태 파악 출동지령
가) 현장 상황정보
① 사고물질의 품명, 수량
② 시설의 위치, 구조, 시설구분 (제조, 저장, 운반)등
③ 피해의 정도, 진행과정 (화재, 폭발, 누설, 유출)등
나) 대응실태 파악 출동지령
① 위험정도
② 소방활동에 적응하는 보호장구, 기자재, 처리제 등 적재
③ 재해규모에 따른 대응장비 및 소요인력 등
2) 신고자에게 초기 응급조치 요령 지시
가) 인명피해 확대 방지
① 인근 주민의 대피, 피난유도
② 풍상, 풍횡 방향으로의 대피장소 선정
③ 독성에 대한 신체방호, 응급조치 요령 등
나) 사고물질의 확산 방지
① 가연성물질의 유출 방지
② 인근 소방용 시설을 이용한 소화, 연소방지 등
3)관계기관의 출동요청
㈎ 가스누설의 경우 : 가스 및 전기사업 관계기관
㈏ 화학물질 누출의 경우 : 환경관계기관, 경찰관서 등
※ 화학사고대비 사전 응원출동기관 협조에 따라 출동요청

나. 출동시의 조치
1)전문요원의 출동
화학재해로 판단시 즉시 화학구조대 및 전문 특수구조요원 1차 출동
2) 장비, 대응기자재 적재
가) 신체방호용 장구
① 화학보호복, 방열복, 내한복 등
② 공기호흡기, 산소호흡기
③ 방독면(적응성이 있는 유기가스용 정화통), 방진마스크
④ 보호장갑, 장화, 보호안경, 우의, 앞치마
나) 측정 기자재
① 가스측정 및 검지기, 가스분석장치
② 온도계, 습도계, 풍향․풍속계
③ 폐하계 (pH) 등
다) 누출방지 장비등
① 누출방지빽, 누출방지 슬리브, 누설방지풀
② 나무정, 납봉, 동봉, 응급공구 세트 등
라) 처리장비 및 처리제
① 처리제 살포기, 산·알카리 중화제
② 유처리제, 흡착제, 고화제 등
마) 방호의약품
① 해독제(신경안정제, 아드로핀, PAM, EDTA, 메틸렌블루 용액)
② 배설재(티오황산 마그네슘, 피마자유)
③ 피부제독제(붕산수, 비누물)등
바) 특수 소방대상물 경방계획도, 지휘자료카드
사) 기타 소방활동에 필요한 장비·장구 등
다. 출동중의 조치
1) 특수소방 대상물의 경방계획도, 지휘자료 카드, 기타 소방 활동에 필요한 사전 자료검토
2) 재해대응 측정기자재, 신체방호용 장비·장구 등을 출동중 준비
3) 가스측정기기의 전원을 넣고 현장 워밍업 등의 준비로 도착후 신속하게 측정토록 준비
라. 도착시의 조치
1) 부서요령
가) 풍상 또는 풍횡으로 접근하고 측정기를 사용하여 유해 화학물질의 존재유무 확인
나) 옥내 누설, 유출의 경우는 예측하기 어려운 폭발에 의해 영향을 받을 위험이 적은 위치
다) 옥외 누설, 유출의 경우는 누출물질, 가스체류의 위험이 있는 하수구, 맨홀,복개천 등의 부분을 피한 안전한 위치
2) 선착대의 조치
가) 선착대는 다음사항을 확인하고, 지휘본부에 즉보함과 동시에 후착대에 주지시킨다.
① 재해발생 장소
② 부상자 및 요구조자 유무, 인원수
③ 재해상황(연소, 누설, 유출 및 확산상황 등)
④ 시설상황(시설형태, 작업내용, 재해발생 위치 등)
⑤ 유해화학물질의 품명, 수량
⑥ 2차 재해발생 위험
⑦ 유해화학물질 등의 확산, 유동방향
⑧ 응급조치 실시상황
⑨ 처리제의 상황(명칭, 필요량, 중화요령 등)
⑩ 경계지역 및 제한구역의 설정
⑪ 기타 소방활동상 필요한 사항
나) 재해실태에 따라 대원의 안전확보 및 필요한 조치
① 지휘본부 또는 현장지휘소의 설치
② 경계지역, 제한구역 설정 및 표시
③ 대원의 행동통제
④ 응원요청
⑤ 방수태세의 확립
⑥ 인화, 누출방지 조치
⑦ 기타 초기 처리에 필요한 조치
3) 후착대의 조치(지원반)
가) 경계지역내의 풍상, 풍횡 방향으로 부서
나) 선착대에 인원, 장비 등 소방활동에 필요한 사항을 지원
다) 경계지역내에 인원대피 및 통제, 환자의 수송
라) 경계지역내에 제독활동
마) 주민에 대한 홍보활동 및 정보수집 활동
바) 처리물질의 유출에 의한 2차적 피해 방지 조치

※ 도착시의 안전확보

격리지역 및 보호구역 설정

흡입 시 독성이 있는 위험물질의 누출에 의한 증기로부터 보호하는데 유용한 최소한의 안전거리에 관한 기준으로 사고의 규모와 낮과 밤에 따라 그 거리가 달라진다.
안전거리는 초기 대응자들이 지켜야할 안전거리로 누출이 일어난 후 30분 이내에 영향이 미칠 영역을 기준

완전격리구역

생명이 위험할 정도의 농도를 가진 풍하지역에서
O 사고초기에 사람들을 완전히 대피시키고,
O 구조대원과 같은 대응 요원들도 불가피 경우 대피

방호활동구역

심각한 건강상 장해를가져오는 풍하(downwind)지역으로 방호활동이 이루어지는 지역

<확산예측 프로그램의 실행결과 예시>

방호활동구역의 안전거리

안전거리는 다양한 위험에 대비한 최소한의 안전거리로 만약 폭발의 위험이 있다면, 유독성을 기준으로 한 안전거리보다 더 멀리 안전거리 확보하여야 한다. 여러 대의 탱크로리, 트럭, 카고, 대형 실린더에서 위험물이 누출되고 있다면 이 기준보다 안전거리를 더욱 늘려야 한다.
만약, 위험물이 폭발에 의한 버섯구름이 대형 빌딩사이 또는 협곡에서 일정 경로를 따라 이동할 위험이 있다면 그 경로의 안전거리는 더욱 넓혀야 한다.
기상변동이 심하거나 눈이 쌓인 주간에 일어나 누출사고와 지속해서 바람이 부는 석양 무렵에 일어난 누출사고는 더욱 보호구역을 넓혀야 한다.

마. 현장지휘자의조치
1) 활동지침 : 소방활동 방침은 주민 또는 대원의 안전 확보 우선, 재해 실태 파악 및 정보 수집에 중점
가) 유해화학물질의 품명, 위험성을 조기에 판단하여 상황에 대응한 활동 방침 결정
나) 경계지역 등을 신속히 설정하여 주민의 안전 확보,2차 재해 발생 방지
다) 인명검색, 구조 및 물질의 누설, 유출방지의 응급조치⇒누설, 유출범위의 확대 방지, 연소방지
라) 인명검색은 검색구역을 정해서 누설, 누출개소 부근을 중점으로 단시간내 구조수단 강구
2) 응원요청 등
가) 재해가 광범위하고 장시간의 소방활동
- 제독차, 소방헬기, 공기 충전용기, 기자재, 구급대 등의 소용인원
- 중화처리제, 신체보호장구, 가스측정기, 검지기, 기타 소방활동 장비 등
나) 관계기관 등의 활동분담과 지원 필요시
- 행정기관
․ 지방환경청, 시청, 구청, 동사무소, 보건소
․ 경찰청, 군부대
․ 도로, 하천, 하수도 등의 관련기관(부서) 등
- 공공기관
․ 한국전력공사, -산업안전관리공단
․ 가스안전공사, -유해화학물질협회 등
3) 경계지역 등의 활동 통제
가) 독성피해 위험 구역내의 활동 통제
- 독성물질 등의 인체 위험에 대응한 호흡보호구, 방호의 착용 등 신체 방호 조치를 한 자만 출입
- 소방활동은 최소한의 대원으로 행한다
- 활동지점마다 현장 관리
․ 진입대원의 신체조사, 호흡보호구, 방호의, 방호구등의 착용상황 및 퇴로 등의 사전 확인
․ 부대 또는 대원의 진입관리(대의명, 인적사항, 진입시간, 활동시간 등)
․ 소방활동의 감시, 예측 불가능 사태에 대응할 수있는 대원의 표시 및 활동부대와의 연락수단 확보 등
나) 폭발위험 및 화재위험구역내의 활동 통제
다) 시설관계자 등의 활용
- 시설관계자 등의 활용
- 소방대 보유 기자재로 조치 곤란⇒기자재 조달, 전문기술자의 파견 요청
라) 주민에 대한 홍보활동
- 경계지역 등을 설정한 경우 위험성 등, 규제내용에 관한 홍보 실시
- 광범위한 경우 구역을 지정하여 규제내용, 피난에 관한 홍보 실시⇒ 동사무소 등 행정 기관 방송시설 활용
- 주민 홍보 중점 내용
․ 경계지역 등의 설정 : 설정기관, 범위, 설정지역 및 구역내의 규제 내용
․ 피난명령 : 피난범위, 피난자의 범위, 피난장소, 방법, 피난시의 주민조치 내용
․ 출입의 금지, 제한 : 출입금지및 제한의 범위
․ 화기사용 금지 : 화기사용 금지범위, 전기· 가스차단
․ 위험성 : 인체에 대한 위험, 부상시의 조치내용, 위험의 정도 및 추의
바. 처리시의 조치
1) 인명구조 원칙
가) 초기 누설, 유출 부근을 최우선으로 하고
나) 독성가스 확산, 유동방향으로 인명검색 범위를 확대 하고 독성가스 및 폭발 위험구역 내 전부를 실시
2) 구조활동
가) 요구조자를 단시간에 구출할 수 있는 구조방법을 택한다.
나) 독성가스, 가연성 독성가스의 확산, 배출 및 중화 등의 재해조치와 병행 실시
다) 인화, 폭발 등의 위험이 있는 경우에는 주수등의 지원활동병행
라) 예측 불가능한 곳은 대원의 위치 및 활동상황 등을 파악하기 위해 연락체계 확보
마) 요구조자의 안전확보를 위하여 반드시 호흡보조기 또는 간이형 호흡보호기 휴대
바) 구조된 요구조자는 즉시 응급조치를 취하고 상태에 따라 즉시 가까운 병원에 이송
3) 초기조치
가) 누설, 유출방지 조치를 우선하여 실시
나) 초기조치는 재해방지시설을 이용한 대응력을 감안하여 효과적인 방법 선정
4) 처리요령
가) 화재시
① 소화활동은 시설 관계자 및 설비 등을 적극적으로 활용하여 유해화학물질 등의 위험성, 저장형태 및 재해발생 장소 등 화재상황에 적응한 방법 선정
② 주수시 유의사항
– 유해화학물질이물과 반응할 경우 반응성을 충분히 검토
– 2차 재해에 대비안전한 장소에 대원 부서
– 오염된 소화수가하수, 하천 등으로의 유출방지 조치
나) 누설, 누출
① 처리활동은 시설 관계자 및 설비 등을 적극적으로 활용
② 작업시 수시로 가스농도를 검지하여 통풍을 실시함은 물론 폭발 등의 제반 위험성을 파악 대원의 안전을 확보
③ 누설, 유출물의 확산을 방지하기 위해 처리제를 살포하거나 불연성 흡수제를 이용 제방을 설치
④ 작업시 반응이 있는 물품 등과는 접촉을 금한다.
사. 철수
1) 제한구역 경계지역 등을 해제하고 지휘본부를 철수한다
2) 제한구역, 경계지역 내에서 사용한 각종 기자재는 점검을 확실히 하고 제독구역을 설정 제독을 완전히 한후 철수시킨다.
3) 주민에 대하여 사고의 처치내용 등을 최종 홍보한다.
<현장활동 개요도>

※ 산소농도가 몸에 미치는 영향
산소농도(%)
증 상
16～12
◆ 맥박, 호흡 증가 ◆ 정신 집중에 노력이 필요
◆ 근육이 불완전하다 ◆ 두통, 귀울림
14～9
◆ 판단력이 둔해짐 ◆ 불안정한 정신상태
◆ 추한 상태유지 ◆ 건망증, 체온상승
10～6
◆ 의식불명, 중추신경 장해, 경련
10～6 지속 또는 이하
◆ 혼수상태 ◆ 호흡정지 ◆ 6～8분후 심장정지

※ 농도별 인체영향
- 일산화탄소 농도에 대한 인체의 반응
9ppm
ASHRAE에 따른 주거지역 내 단기 노출시의 최대 허용농도
35ppm
미국 연방규정에 따른 8시간 지속 노출시의 최대 허용농도
200ppm
2～3시간 후의 경미한 두통, 피로, 권태감, 현기증, 메스꺼움
400ppm
1～2시간 내 두통, 3시간 후 생명이 위험
EPA와AGA에 따른 연소 가스에서의 최대 허용 농도
800ppm
45분내 현기증, 메스꺼움, 경련, 2시간내 의식 잃음(2～3시간내 사망)
1,600ppm
20분내 두통, 현기증, 메스꺼움(30분내 사망)
3,200ppm
5～10분내 두통, 현기증, 메스꺼움(30분내 사망)
6,400ppm
1～2분내 두통, 현기증, 메스꺼움(10～15분내 사망
12,800ppm
1～3분내 사망

- 황화수소 농도에 대한 인체의 반응
농도
증 상
0.2ppm
냄새 감지
3～5ppm
악취 감지, 불쾌감
10ppm
심한 악취, 불쾌감 가중, 안전 한계
20～30ppm
취각 신경계 이상
100～200ppm
2～15분내 취각 신경계 마비, 취각 감지 능력 감소
8～48시간내 기관지염, 폐렴, 폐수종, 사망에 이름
170～300ppm
1시간내 중독 증상
600ppm
30분내 생명 위독
800～900ppm
어지러움, 호흡 정지, 사망
1,000ppm
호흡정지, 사망
5,000ppm
즉사

http://www.rescue.go.kr/korean/download/cbr_2003_10/cbr_3_3.hwp

화학물질별 방재요령
국립환경연구원 윤 이

목 차

제1장. 화학물질 일반 1
1. 정의 1
가. 법규상의 정의 1
나. 화학물질의 취급실태 1
2. 화학물질 위험성 1
가. 폭발위험성 1
나. 연소생성가스의 위험성 3
다. 물과의 반응 위험성 5
3. 국내 주요 사고다발물질 6
4. 사고대비물질의 선정 8
가. 선정기준 8
나. 사고대비물질의 선정기준에 따른 분류 10
다. 방제처리방법별 분류 11
라. 방제약품별 분류 12

제 2장. 유해물질의 방제요령 13
1. 유해물질의 방제원리 13
가. 물리적 처리방법 13
나. 화학적 처리방법 14
2. 독성가스의 중화처리 18
가. 건식 중화 처리 18
나. 습식 중화 처리 19
다. 연소식 중화처리 20

표 차례

<표 1> 연소가스의 종류 및 특성 4
<표 2> 사고유형별 사고건수(고정시설, 수송) 6
<표 3> 사고다발물질 순위(고정시설) 7
<표 4> 사고다발물질 순위(수송) 7
<표 5> 종합 사고다발물질 순위(고정시설, 수송) 8
<표 6> 사고대비물질목록 9
<표 7> 사고대비물질 선정 기준에 따른 분류 10
<표 8> 방제처리방법에 따른 사고대비물질 분류 11
<표 9> 방제약품별 사고대비물질 분류 12

그림 차례

<그림 1> 활성탄을 통한 오염물질 이동경로 13
<그림 2> 응집의 개념도 16
<그림 3> 건식 처리 방법 19
<그림 4> 흡수탑을 이용하는 습식 중화처리 방식 19
<그림 5> 연소식 처리방식 20

제1장. 화학물질 일반
1. 정의
가. 법규상의 정의
화학물질이란 나라마다 그 정의에 있어서 다소 차이가 있으나, 우리나라에서 화학물질의 관리에 근간이 되고 있는 유해화학물질관리법(2000. 1. 12 법률 제 6153호)에 의하면 『“화학물질”이라 함은 원소 또는 화합물에 인위적으로 반응을 일으켜 얻어진 물질과 자연상태에서 생긴 물질을 추출‧정제한 것을 말한다.』라고 정의하고 있다.

나. 화학물질의 취급실태
화학물질은 산업과 과학기술이 발전함에 따라 그 종류와 사용량이 증가하고 있는데, 현재 전 세계적으로 약 1,200만종이 존재하며 매년 2천여 종의 새로운 화학물질이 개발되어 상품화 되는 것으로 알려져 있다. 국내에는 현재 36,000여종의 화학물질이 유통되고 있으며, 매년 약 200여종의 새로운 화학물질이 증가하고 있다. 그 중 독성이 강한 물질을 특별히 유독물로 지정하여 관리하고 있는데, 유독물의 경우 그 사용량이 매년 수십 %의 증가를 보이고 있다.

2. 화학물질 위험성
가. 폭발위험성
(1) 폭발의 개념 : 폭발은 파괴 잠재력에 의해 인명 및 재산상의 치명적 손상을 주는 되는데, 일반적으로 화학변화를 수반하는 급격한 압력상승현상으로 폭연과 폭굉으로 구분된다.
① 폭연 : 가연성 혼합기체가 상대적으로 서서히 연소되는 것을 의미하며, 탄화수소, 공기혼합가스의 폭연 속도는 약 1m/sec이다.
② 폭굉 : 화염전파속도가 음속(340m/s) 이상인 것을 의미하여 탄화수 소‧공기혼합가스의 경우는 2,000～3,000m/s 정도에 달한다.
(2) 폭발의 형태 : 폭발에 의한 재해를 폭발하기 이전의 물리적 상태에 따라 분류하여 보면 다음과 같다.
① 가스폭발 : 메탄, 수소, 아세틸렌, 프로판 등의 가연성가스와 가솔린, 알코올 등의 인화성 액체 증기의 농도가 폭발범위 내에 있을 때 착화원에 의해서 연소를 시작하여 공기중의 산소와 산화반응에 발생한다.
② 미스트 폭발 : 가연성 액체가 무상상태로 공기중에 누출되어 부유 상태로 공기와의 혼합물이 되어 폭발성 혼합물을 형성하여 폭발이 일어나는 것이다. 미스트와 공기와의 혼합물에 발화원이 가해지면 액적이 증기화 하고 이것이 공기와 균일하게 혼합되어 가연성 혼합기를 형성하여 인화 폭발하게 된다.
③ 증기폭발 : 용융금속이나 슬러그(slug) 같은 고온의 물질이 물 속에 투입 되었을 때, 그 고온 물체가 가지고 있는 열이 단시간에 물에 전달되면 물은 과열상태로 되고 조건에 따라서는 순간적으로 비등하여 액상에서 기상으로 급격한 상변화에 의해서 폭발이 일어나게 된다.
④ 분진폭발 : 분진이란 가연성 고체를 세분화한 것으로 금속, 플라 스틱, 농산물, 석탄, 유황, 섬유물질 등의 가연성 고체가 미세한 분말상태로 공기중에서 부유상태로 폭발 하한계 이상의 상태로 유지되고 있을 때 착화원이 존재함으로서 가연성 혼합가스와 유사한 폭발을 하는 것이다.
⑤ 폭발성 화학물의 폭발 : 유기과산화물의 분해 폭발 등
⑥ 증기운 폭발, 고체 폭발 등
나. 연소생성가스의 위험성
모든 유기가연물은 열을 받으면 열분해하고 공기 중의 산소와 반응하여 연소하면서 여러 가지 생성물을 발생하는 물질을 연소가스 위험성물질이라 한다.
(1) 연소생성가스의 종류 : 화재시 화학물품에서 발생되는 유독가스는 인체에 치명적인 영향을 주는데, 연소물품에 따라 다소 차이가 있겠지만 대개 다음과 같은 유독가스가 발생한다.
① 일산화탄소 ② 이산화탄소
③ 이산화황 ④ 시안화수소
⑤ 아크릴로레인 ⑥ 아황산가스
⑦ 할로겐화수소 ⑧ 암모니아
⑨ 알데히드류(RCHO) ⑩ 포스겐
(2) 연소가스의 유해성
① 시각적 유해성 – 피난상의 장애 요인
② 생리적 유해성 – 독성 및 호흡 장애
③ 심리적 유해성 – 공포감(Panic)
(3) 연소가스의 특성
<표 1> 연소가스의 종류 및 특성
연소가스
특성
인체 위험성
일산화탄소(CO)
◦불완전 연소시 생성
◦혈액속의 산소운반물질인 헤모 글로빈과 결합하여 질식작용
1.3%, 수분내 치사
이산화탄소(CO2)
◦일반화재시 다량으로 발생
◦산소희석으로 인한 질식작용
2%, 호흡속도 50% 증가
황화수소(H2S)
◦고무 등 유황함유 물질의 불완전 연소시 생성
◦계란 썩은 냄새가 나며 치명적인 독성이 있음
0.2% 후각이 마비
아황산가스(SO2)
◦유황함유물질의 연소시 발생
◦자극성이 강하고 금속의 부식성이 큼
0.05%, 단시간 노출되어도 위험
암모니아(NH3)
◦질소함유물 연소시 발생
◦자극성이 큰 유독성가스 발생
치사량 0.25%, 30분간
시안화수소(HCN)
◦질소산화물의 불완전 연소시 발생
◦맹독성임

할로겐화수소(HCl 등)
◦염소함유 물질의 다량으로 발생
◦산소희석으로 질식작용
치사량 0.15%, 수분내
아크롤레인
(CH2CHCHO)
◦나무, 종이 등이 탈 때 발생
◦자극성, 맹독성
1ppm 견디기 힘듬
10ppm, 즉사
포스겐(COCl2)
◦염소 성분의 용제가 포함된 화재시 발생
◦맹독성임

다. 물과의 반응 위험성
물은 일반적으로 소화시에 가장 많이 사용되고 있으나 화학물질 중 일부는 물과 반응하여 직‧간접적으로 연소하거나 폭발 등을 초래하는 경우가 있다. 이 같은 위험성을 물과의 반응위험성이라고 한다.
(1) 위험요인

고온의 발열반응

발화

폭발
화학물질

가연성가스 발생
+ →

독성물질 생성
물

부식성이 강한 강산과 강 알칼리 생성

부유, 비산하거나 화재면적을 확대시킴

조연성 가스 발생

(2) 반응위험성 물질
① 알칼리금속류 : Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 등
② 알칼리토금속류 : Mg, Zr, Ti, Al, Zn 등
③ 유기금속화물
④ 수소화합물 : LiH, NaH, LiAlH4, NaBh4 등
⑤ 무기과산화물 : K2O2, Na2O2 등
⑥ 질화물 : 질화마그네슘 등
⑦ 금속탄소화물 : CaC2, BeC2, AlC3, Mg3C3 등
⑧ 금속인화합물 : Ca3P2, AlP 등

3. 국내 주요 사고다발물질
1988 년부터 2001 년까지의 국내 유해물질 사고유형에 따른 고정시설의 사고는 표 2에서와 같이 총 346건으로 누출 91건, 폭발 76건, 화재 45건, 기타(부식, 파열, 환경오염, 취급부주의 등) 134건으로 집계되었으며, 유조차나 탱크로리의 수송사고의 경우 총 123건으로 누출 79건, 화재 12건, 폭발 6건, 기타(탈선, 환경오염, 충돌 등) 26건으로 집계되었다. 따라서, 유해물질에 의한 고정시설과 운송시설 사고는 공통적으로 누출에 의한 사고가 많이 발생하였다.
<표 2> 사고유형별 사고건수(고정시설, 수송)
사고유형
고정시설
수송(유조차, 탱크로리 등)
화재
45건
12건
폭발
76건
6건
누출
91건
79건
기타
(부식, 파열, 환경오염, 취급부주의)
134건
26건
총계
346건
123건

위의 통계자료를 바탕으로 고정시설의 경우 표 3과 같이 암모니아, 염산, 가성소다, 수소, 황산, 톨루엔, 농약류, 염소 순으로 사고가 많이 발생하였으며, 표 4에서와 같이 수송사고의 경우 유류‧경유, 염산, 황산, 가성소다, 아스팔트유, 질산, 염소, 부탄‧LPG 순으로 사고가 발생하였다.

<표 3> 사고다발물질 순위(고정시설)
순위
유해물질명
건수
1
암모니아
16
2
염산
11
3
가성소다
9
4
수소
6
5
황산
5
5
톨루엔
5
7
농약류
4
8
염소
3
총계
총 8종
59

<표 4> 사고다발물질 순위(수송)
순위
유해물질명
건수
1
유류, 경유 등
48
2
염산
8
2
황산
8
4
가성소다
5
4
아스팔트유
5
6
질산
4
7
염소
3
8
부탄, LPG
2
총계
총 8종
83

따라서, 고정시설과 수송시설의 사고다발물질을 종합적으로 분석한 결과는 표 5와 같다. 종합적인 결과에서 보듯이 고정시설에서의 사고다발물질과 거의 비슷함을 알 수 있다. 이것은 미국의 사고다발물질 분석자료와 비교하면 물질종류에서 유사한 양상을 보이고 있다.
<표 5> 종합 사고다발물질 순위(고정시설, 수송)
순위
유해물질명
건수
1
염산
19
2
암모니아
18
2
가성소다
14
4
황산
13
4
염소, 수소
6
6
톨루엔
5
7
농약류
4
8
아세틸렌
3
총계
총 8종
82

4. 사고대비물질의 선정
가. 선정기준
사고대비물질은 국내 유통중인 유독물과 “CWC(화학무기금지협정)”에서 정한 화학무기용물질목록 중에서 ’98～’99년 환경부의 유통량 조사 자료를 바탕으로 하여 국내유통량과 호흡독성정도, 취급성, 광역성, 획득 용이성 등을 고려할 때 화학테러 등의 용도로 사용이 가능하고, 사고발생시 대규모의 피해가 우려되는 포스겐 등의 물질과 국내 유통량이 많으면서 사고빈도도 높은 황산 등을 사고대비물질로 선정하였으며 현재 38종을 관리중에 있으며 물질 목록은 아래 표 6과 같다.

<표 6> 사고대비물질목록
구분
물질명(영문)
물질명(한글)
CAS No.
1
2-chloroethanol
2-클로로에탄올
107-07-3
2
2-chloroethydiethyl ammonium chloride
염화2-클로로에틸디에틸암모늄
869-24-9
3
acrolein
아크롤레인
107-02-8
4
amiton
아미톤
3734-97-2
5
ammonia
암모니아
7664-41-7
6
ammonium bifluoride
이플루오르화 암모늄
1341-49-7
7
arsenic trichloride
삼염화비소
7784-34-1
8
bromine
브롬
7726-95-6
9
chlorine
염소가스
7782-50-5
10
chloropicrin
클로로피크린
76-06-02
11
cyanogens chloride
염화시안
506-77-4
12
ethylene oxide
산화에틸렌
75-21-8
13
hydrogen cyanide
시안화수소
74-90-8
14
hydrogen fluoride
플루오르화 수소
7664-39-3
15
hydrogen selenide
셀렌화 수소
7783-07-05
16
mechlorethamine
메클로르에타민
51-75-2
17
methyl bromide
브롬화 메틸
74-83-9
18
Methyl Isocyanate
메틸이소시아네이트
624-83-9
19
mustard gas
머스타드
505-60-2
20
paraqaut
파라콰트
4685-14-7
21
phosgene
포스겐
75-44-5
22
phosphine
포스핀
7803-51-2
23
phosphorus oxychloride
옥시염화 인
10025-87-3
24
phosphorus pentachloride
오염화 인
10026-13-8
25
phosphorus pentasulfide
오황화 인
1314-80-3
26
phosphorus trichloride
삼염화 인
7719-12-02
27
potassium cyanide
시안화 칼륨
151-50-8
28
potassium fluoride
플루오르화 칼륨
7789-23-3
29
sarine
사린가스
107-44-8
30
sodium cyanide
시안화 나트륨
143-33-9
31
sodium fluoride
플루오르화 나트륨
7681-49-4
32
sulfur monochloride
염화 황
10025-67-9

<표 6> 사고대비물질목록
구분
물질명(영문)
물질명(한글)
CAS No.
33
thionyl chloride
염화티오닐
7719-09-07
34
sulfuric acid
황산
7664-93-9
35
hydrochloric acid
염화수소
7647-01-0
36
methyl chloride
염화메틸렌
74-87-3
37
toluene
톨루엔
108-88-3
38
methyl ethyl ketone
메틸에틸케톤
78-93-3

나. 사고대비물질의 선정기준에 따른 분류
과거에 화학무기로 사용되었거나 화학무기 대상물질(CWC 규제물질)인 군화학작용제 12종, 유독물질중 호흡독성 및 휘발성이 강한 물질인 셀렌화수소를 포함한 8종, 급성독성이 강한 물질인 시안화칼륨을 포함한 5종, 자극성, 접촉부식성 및 악취유발물질인 염소, 암모니아 등을 포함한 물질 8종, 국내사고다발물질인 황산 등을 포함한 5종이며 아래의 표 7과 같다.

<표 7> 사고대비물질 선정 기준에 따른 분류
물질분류
사고대비물질목록
과거에 화학무기로 사용되거나
화학무기 대상물질(12종)
포스겐, 염화티오닐, 머스타드가스, 시안화수소,
옥시염화인, 삼염화인, 삼염화비소, 염화시안,
클로로피크린, 사린, 아미톤, 메클로로에타민
유독물질중 호흡독성 및
휘발성이 강한 물질(8종)
셀렌화수소, 2-클로로에탄올, 포스핀, 산화에틸렌,
브롬화메틸, 메틸이소시아네이트, 아크롤레인, 오염화인
급성독성이 강한 물질(5종)
시안화칼륨, 파라콰트, 플루오르화칼륨,
시안화나트륨, 염화 2-클로로에틸디에틸암모늄
자극성 및 접촉부식성,
악취유발물질(8종)
염소, 암모니아, 브롬, 플루오르화수소, 염화황,
이플루오르화암모늄, 플루오르화나트륨, 오황화인
국내사고다발물질(5종)
황산, 염산, 염화메틸, 톨루엔, 메틸에틸케톤

다. 방제처리방법별 분류
유해물질의 방제처리방법에는 크게 물리적 처리방법과 화학적 처리방법으로 나눌 수 있다. 물리적 처리방법에는 흙, 모래 등의 비가연성 물질이나 활성탄을 통한 흡수 및 흡착, 물에 의한 희석 등이 있으며 사고대비물질중 군화학작용제의 경우 클로로피크린을 포함한 2종, 유해화학물질은 6종이었다. 화학적 처리방법은 흡수 및 흡착, 산‧알칼리제의 중화, 가수분해, 응집제를 통한 응집 및 고형화, 산화‧환원, 분산 등이 있으며 사고대비물질중 군화학작용제는 10종, 유해화학물질은 20종이며 이를 표 8에 나타내었다.

<표 8> 방제처리방법에 따른 사고대비물질 분류
물리적 처리
화학적 처리
군화학작용제(2종)
유해화학물질(6종)
군화학작용제(10종)
유해화학물질(20종)
클로로피크린
메클로르에타민
산화에틸렌
파라콰트
염화2-클로로에틸
디에틸암모늄
플루오르화칼륨
오황화인
M.E.K
포스겐
염화티오닐
시안화수소
머스타드 가스
삼염화비소
염화시안
옥시염화인
삼염화인
사린
아미톤
셀렌화수소
포스핀
암모니아
브롬화메틸
브롬
아크롤레인
오염화인
염화황
2-클로로에탄올
플루오르화수소
시안화칼륨
이플루오르화암모늄
플루오르화나트륨
시안화나트륨
염소
메틸이소시아네이트
황산
염산
톨루엔
염화메틸

라. 방제약품별 분류
방제약품의 종류에는 크게 비가연성물질, 산‧알칼리 물질, 환원성물질, 소각 및 금속산화물질, 물 등이 있다. 대표적으로 비가연성물질로는 모래, 흙, Bentonite(벤토나이트), Vermiculite(질석) 등이 있으며, 산‧알칼리 방제약품으로는 염산(6M), 황산, 가성소다(NaOH), 석회석(CaCO3), 소다회(Na2CO3), 소석회(Ca(OH2))등이 있다. 그리고 환원성물질로는 티오황산나트륨(Na2S2O3), 중아황산나트륨(NaHSO3), 차아염소산나트륨(Sodium hypochlorite) 등이 있으며, 금속산화물은 이염화철(FeCl2) 등이 있다. 아래 표 9는 방제약품별 사고대비물질의 종류를 분류한 것이다.

<표 9> 방제약품별 사고대비물질 분류
방제약품
사고대비물질목록
비가연성물질
(6종)
M.E.K, 플루오르화칼륨, 파라콰트, 메클로르에타민,
클로로피크린, 톨루엔
알칼리성물질
(23종)
아미톤, 오황화인, 오염화인, 2-클로로에탄올, 염화시안,
플루오르화나트륨, 삼염화비소, 아크롤레인, 옥시염화인,
시안화칼륨, 삼염화인, 브롬, 시안화나트륨, 브롬화메틸,
이플루오르화암모늄, 플루오르화수소, 염화티오닐, 염화황,
황산, 염산, 시안화수소, 포스겐, 염소
환원성물질
(2종)
사린, 머스타드 가스
소각, 금속산화물(2종)
포스핀, 셀렌화수소
물(4종)
암모니아, 산화에틸렌, 염화메틸, 메틸이소시아네이트

제 2장. 유해물질의 방제요령

1. 유해물질의 방제원리

가. 물리적 처리방법
물리적 처리방법중 가장 대표적인 방법은 모래나 활성탄 등을 이용한 흡착이며, 흡착에 대한 정의 및 원리 설명은 다음과 같다.
(1) 흡착이란, 용액중의 분자가 물리적 혹은 화학적 결합력에 의해서 고체표면에 붙는 현상으로서 이 때 달라붙는 분자를 피흡착제 (absorbate), 분자가 달라붙을 수 있도록 표면에 제공하는 물질을 흡착제 (adsorbent)라고 한다.
(2) 흡착원리 – 흡착과정은 다음의 3단계를 거쳐서 일어난다고 생각할 수 있다.
① 흡착제 주위의 막을 통하여 피흡착제의 분자가 흡착제로 확산하여 이동하는 단계
② 만약 흡착제가 공극(空隙)을 가졌다면 공극내부로 피흡착제가 확산하는단계
③ 흡착제 활성표면에 피흡착제의 분자가 흡착되면서 피흡착제와 흡착제 사이에 흡착결합이 이루어지는 단계

<그림 1> 활성탄을 통한 오염물질 이동경로
(3) 흡착대상
① 화학적이나 생물학적으로 분해가 어려운 화학물질
② 악취유발물질
③ 강이나 하천의 생태계에 중대한 영향을 미치는 독성물질
(4) 등온흡착식
① Feundrich 공식 : X/M = KC1/N
② Langmuir 공식 : X/M = abC/1+bC
X : 흡착된 용질량 M : 흡척제의 중량, X/M : 흡착제의 단위중량당 흡착량, C : 흡착이 평형상태에 도달되었을때에 용액내에 남아 있는 피흡착제의 농도, K, n, a, b : 실험상수
※ 활성탄 액상흡착에는 보통 Frendrich 식이 사용된다.

나. 화학적 처리방법
화학적 처리방법으로 중화, 응집 및 교질화, 산화‧환원, 분산 등이 있으며, 여기서는 중화, 응집, 산화‧환원에 대한 개념과 원리, 물질종류, 물질처리 방법 등에 대하여 설명하도록 하겠다.
(1) 중화(Neutralization)
산과 염기가 반응하여 염과 물을 생성케하는 반응을 말하나 pH7로 한다는 의미보다는 광의적으로 pH조정의 의미를 띤다.
① 산성중화제
산성중화제란, 산의 성질을 가지는 황산(H2SO4), 염산(HCl), 염소(Cl2) 등의 유해물질을 처리하는 방제약품을 말하며, 알칼리성질을 띤다. 산성중화제에는 크게, 알칼리금속염(가성소다, 소다회 등), 알칼리토금속염 (소석회, 생석회 등), 탄산염(석회석, dolomite 등)이 있으며, 그에 따른 종류와 특성은 다음과 같다.
구분
중화제
특성
알칼리금속염
가성소다(NaOH)
소다회(Na2CO3)
◦용해도가 크므로 용액주입이 용이하고 반응력이 크다
◦반응이 빠르고 pH조정이 정확하다
◦반응생성물이 가용성인 것이 많다
알칼리
토금속염
소석회(Ca(OH)2)
생석회(CaO)
◦용해도가 낮아서 미분말 또는 slurry 상태로 주입한다
◦용접효과가 다소 있으나 반응생성물은 불용성이 많아서 slurry량이 많이 발생
탄산염
석회석(CaCO3)
dolomite(CaMg(CO3)2)
◦반응시간이 길다

② 알칼리성 중화제
알칼리성 중화제란 가성소다 등과 같은 알칼리 성질을 가지는 유해물질을 중화하는데 사용하는 산 성질의 방제약품을 말하며, 여기에는 황산, 염산 등이 있다. 그에 따른 특성은 다음과 같다.
중화제
특성
황산
◦부식성이 강하다
◦주입시 안전에 유의해야 함
염산
◦황산에 비해 휘발성이 높고 부식성도 강하다.

③ 금속이온의 중화처리
일반적으로 산성인 금속이온이 함유되어 있을 경우 알칼리 중화제를 가하면 금속의 수산화물이 형성되어 침전이 일어난다. 참고로 ion의 용해도와 pH와의 관계를 표 10에 나타내었다.
<표 10> 침전을 생성할 할 때의 pH 계열
H+
10E-4
10E-5
10E-6
10E-7
10E-8
10E-9
10E-10
10E-11
금속
이온
Fe3+
Al3+
Zn3+
Cu2+
Cr3+
Fe2+
Pb2+
Ni2+
Cd2+
Co2+
Hg2+
Mn2+

Mg2+

④ pH 조절시 유의사항
완충작용(buffer action), 온도의 영향 등

(2) 응집(Coagulation)
① 원리
용액중에 현탁되어 있는 미립자들은 양 또는 음이온으로 대전하고, 각 입자의 주변에 전기이중층을 형성하여 그 전기이중층 사이의 상호작용에 의해 반발되고 졸(sol)속에 안정되어 있다. 이것을 콜로이드(colloid) 상태라 하며, 이때는 Zeta potential(전기적 반발력), Van der Waals (반데르발스 인력), 중력에 의해서 전기역학적으로 평형되어 있다. 응집은 이러한 입자의 Zeta전위를 화학약품을 첨가하여 전기적 중화에 의한 반발력을 감소시키고 입자를 충돌시켜 입자끼리 크게 뭉치게하여 침전시키는 방법

<그림 2> 응집의 개념도

위의 그림에서와 같이 음이온으로 대전되고 있는 colloid액 중에 cation계 응집제를 가하면 전기적으로 중화가 일어나 응집이 완결된다.
예 : 소석회(Ca(OH)2)를 통한 황산(H2SO4)의 중화‧응집
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4↓ + 2H2O + Heat
황산 중화시 소석회를 통한 알칼리도 반응에 의한 CaSO4(황산칼슘)의 응결작용으로 응집이 일어난다.
② 응집의 형태
◦ 금속수화물에 의한 응집
◦ 전해질에 의한 colloid입자의 응집
◦ 계면활성제에 의한 응집
◦ 고분자 물질에 의한 응집
③ 응집제의 종류
◦ 무기응집제 – 황산알루미늄(Al2(SO4)3‧18H2O, 황산제1철(FeSO4‧7H2O), 황산제2철(Fe2(SO4)3, 염화제2철(FeCl3‧6H2O), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 산화칼슘(CaO)
◦ 유기응집제
‧ 고분자 응집제 : Polyacrylamine, Polyethylene amine
‧ 양이온 계면활성제 : Dodecylamine, Octadecyl amine의 초산염
‧ 음이온 계면활성제 : Sodium lauric acid, Dodecyl benzene sulfonate
(3) 산화-환원(Oxidation-reduction)
① 개념 : 산화란 각 원소가 가지고 있는 산화수(oxidation number)가 증가 하는 것을 말하고 환원이란 산화수가 감소, 즉 음 원자가의 증가를 말한다.
② 산화제 및 환원제
◦ 산화제 : 염소(Cl2)가스, 염소화합물(NaClO, CaOCl2 등), 오존(O3), 공기 중 산소 등
◦ 환원제 : 황산제1철(FeSO4), 아황산염(Na2SO3, NaHSO3), 아황산가스(SO2) 등
③ 산화처리
시안계를 제거하는 산화제로는 NaOCl(차아염소산나트륨), HOCl, KMnO4(과망간산칼륨), K2Cr2O7(중크롬산칼륨) 등을 주입하여 pH=10～11로 30분에서 60분간 반응 후 pH를 7.5～9.0으로 낮추어 최종적으로 CO2, N2로 처리한다.
◦ 1단계(pH 10～11) : NaCN + NaOCl → NaCNO + NaCl
◦ 2단계(pH 7.5～9.0) : NaCNO + 3NaOCl → 2CO2 + N2 + NaOH + 3NaCl
※ 시안계 물질의 오존처리반응
◦ 산성에서 : CN- + O3 → OCN- + O2
OCN- + 2H+ + 2H2O → CO2 + NH4+
◦ 염기성에서 : NH+ + OCN- → NH2CONH2
NH2CONH2 + O3 → N2 + CO2 + 2H2O(pH 11～12)
④ 환원처리
※ 6가 크롬(Cr6+)의 환원처리
– Cr6+의 처리는 다음의 화학반응식에 의한 환원→중화→침전 등의 과정을 거친다.
4H2CrO4 + 6NaHSO3 + 3H2SO4 → 2Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 10H2O –(1)
Cr2(SO4)3 + 6NaOH → 2Cr(OH)3↓ + 3Na2SO4 ————–(2)

(1)식은 환원반응으로 pH3이하에서 신속히 반응하며, (2)식은 환원된 황산크롬을 pH 8～8.5에서 수산화크롬으로 침전분리한다.

2. 독성가스의 중화처리

독성가스 중화 처리방법으로는 건식, 습식 및 연소식으로 분류할 수 있으며, 중화의 원리는 대상가스의 특성에 따라 중화, 산화, 촉매 산화, 흡취, 흡착 및 연소 등의 원리를 이용하여 독성가스를 제독한다.

가. 건식 중화 처리
가스의 특성이 물에 대한 용해도가 낮고 화학적으로 중화하기 힘든 물질에 대하여 활성탄, 금속산화물, 규조토 또는 활성탄 등의 담체에 알칼리 산화제를 첨가한 물질 등을 이용하여 독성 가스를 중화, 산화, 촉매 처리하는 방법을 말한다.
건식처리에 의해 제거 가능한 유독가스로는 셀렌화수소, 포스핀 등이 있으며 그에 따른 흡착제는 다음과 같다.

화학물질명
성질
방제약품(흡착제)
방제처리방법
셀렌화수소
(H2Se)
수용성, 불쾌한 냄새, 화재, 폭발성
금속산화물, 염화제이철, 알칼리 수용액
건식 흡착스크러버
포스핀
(PH3)
공기중에 연소, 폭발성, 인체 및 구리에 부식성
염화제이철,
과망간산칼륨
건식 흡착스크러버

<그림 3> 건식 처리 방법

나. 습식 중화 처리
독성가스의 가수 분해성과 산성을 가지는 독성가스에 대하여 물 또는 알칼리 수용액에 의한 흡수 또는 화학 반응성을 이용하여 처리하는 방법을 말한다.
중화의 원리는 물, 혹은 알칼리, 산을 이용한 흡수법, 또는 산화제를 이용한 산화 흡수법 등이 있다. 흡수액은 중화하고자하는 가스의 성질에 따라 달라진다. 가수 분해성, 산성가스에 대하여는 물 또는 수산화나트륨(가성소다), 수산화칼슘 등의 알칼리 수용액을 사용하는 경우가 많으며, 알진, 포스핀의 환원성 가스에 대하여는 과망간산칼륨, 차아염소산나트륨 등이 사용된다.

<그림 4> 흡수탑을 이용하는 습식 중화처리 방식
습식 중화처리방법에 의한 유해가스의 종류 및 성질, 방제약품은 다음과 같다.
화학물질명
성질
방제약품
방제처리방법
염화메틸(CH3Cl)
무색, 가연성가스, 연소시 유독가스(HCl, COCl2) 생성
다량의 물
살수장치,
흡수식 스크러버
브롬화메틸(CH3Br)
상온, 상압에서 안정, 부식성, 폭발범위 적음
가성소다
가성소다 스크러버
염소(Cl2)
강산성 기체, 공기보다 무거움. 물 혼합 부식가스 생성
가성소다
가성소다 스크러버
암모니아(NH3)
물 용해도 높음, 폭발위험성, 구리, 아연 등에 부식성
다량의 물, 묽은 염산
살수장치
머스타드가스
(C4H8Cl2S)
기름상 액체, 피부에 수포형성
차아염소산칼슘(염산)
흡수식 스크러버
플루오르화수소(HF)
자극성 냄새, 부식성
가성소다
가성소다 스크러버
포스겐(COCl2)
무색, 자극성 냄새, 부식성
가성소다, 소석회
흡수식 스크러버

다. 연소식 중화처리
자연 발화성 또는 가연성 독성가스를 연소시켜 산화물로 변화‧처리하는 방법을 말한다.
실란 등과 같은 자연 발화성 가스에 대하여 연소법이 사용되며, 중화방법으로는 자연 발화를 이용한 자연 연소법, 연소 버너에 의한 강제 연소법, 히터가열에 의한 가열 연소법이 있다.

<그림 5> 연소식 처리방식
연소식 중화처리방법에 의한 유해가스의 종류 및 성질, 방제약품은 다음과 같다.
화학물질명
성질
방제약품
방제처리방법
산화에틸렌(C2H4O)
분해 폭발성이 매우 큼 부식성 적음
물, 연소
연소식 스크러버
시안화수소(HCN)
공기중에 연소, 폭발성, 인체 및 구리에 부식성
가성소다(세정식)
세정방식, 연소방식