용접작업 유해인자

왜 배우는가: 용접작업은 조선, 건설, 플랜트, 기계 제작 등 여러 산업에서 가장 흔한 공정이므로 노출되는 근로자가 많다. 용접흄과 유해가스는 눈에 잘 띄지 않아 노출 관리가 누락되기 쉬우며, 이 주제는 여러 회차에 걸쳐 출제되었다.

출제 이력: 제131회 3교시 3번, 제110회 3교시 4번, 제108회 1교시 7번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

용접작업 유해인자는 용접 중 발생하는 용접흄과 유해가스 등 공기 중 화학적 인자를 말한다.

핵심 키워드는 용접흄, 입자상 물질, 가스상 물질, 오존, 질소산화물, 일산화탄소, 6가크롬이다. 이 가운데 용접흄과 가스상 물질을 나누어 측정하고 관리하는 것이 실무의 기본이다.

2. 개념 풀이

용접작업 유해인자란 둘 이상의 물체나 재료를 열 또는 압력으로 접합하는 과정에서 발생하여 근로자의 호흡기 등에 건강장해를 일으킬 수 있는 화학적 인자이다. 정의의 핵심은 발생원이 접합 공정 자체이고, 유해성이 입자와 가스의 두 형태로 동시에 나타난다는 점이다.

원리는 다음과 같다. 아크나 가스 불꽃이 금속을 국부적으로 녹이면 금속 성분이 고온에서 증발하고, 이 증기가 공기 중에서 산화되어 미세한 고체 입자로 응결된다. 이 입자의 집합이 용접흄이며, 고시가 정한 입자상 물질에 해당한다. 용접흄 입자는 매우 작아서 호흡기 깊은 곳까지 도달할 수 있다는 점이 노출 평가에서 중요하다.

한편 아크의 고온과 자외선은 주변 공기의 산소와 질소를 반응시켜 오존과 질소산화물을 만든다. 보호가스나 피복제가 분해되는 과정에서는 일산화탄소가 생긴다. 이들 기체 성분은 가스상 물질에 속하므로 입자와는 다른 채취 방법과 분석 방법을 적용해야 한다.

스테인리스강처럼 크롬과 니켈을 포함한 재료를 용접하면 이 금속들의 산화물이 흄에 함께 들어간다. 그 가운데 6가크롬은 발암성 물질로 분류되므로 흄의 조성을 확인하는 것이 중요하다.

농도 표시 단위는 피피엠(ppm) 또는 세제곱미터당 밀리그램(㎎/㎥)이다. 다만 석면은 세제곱센티미터당 섬유개수(개/㎤)로 표시한다(고시 제20조).

용어를 정리하면 다음과 같다. 입자상 물질은 화학적인자가 공기 중으로 분진, 흄, 미스트 등의 형태로 발생하는 물질이다(고시 제2조 제13호). 가스상 물질은 화학적인자가 공기 중으로 가스나 증기의 형태로 발생하는 물질이다(고시 제2조 제14호). 용접흄은 입자상 물질의 대표 예이고, 오존·질소산화물·일산화탄소는 가스상 물질의 예이다. 두 개념을 구분해야 측정 대상과 방법을 올바르게 정할 수 있다.

3. 등장 배경과 필요성

용접은 조선, 건설, 플랜트, 자동차, 기계 제작 등 거의 모든 금속 가공 산업에서 쓰이는 기본 공정이다. 그만큼 용접 작업자 수가 많고, 같은 공정이 여러 사업장에서 반복되므로 작은 노출이 누적되는 구조가 된다. 산업위생 관점에서 용접은 공정이 흔한 만큼 관리가 누락되기 쉬운 작업으로 다뤄진다.

용접 재료와 방법이 다양해지면서 유해인자의 종류도 늘었다. 스테인리스강은 철과 탄소에 최소 10.5%의 크롬을 더한 합금이며, 이 크롬이 부식 저항성을 부여하는 동시에 용접 시 크롬 산화물을 흄으로 발생시키는 원인이 된다. 재료 성분이 달라지면 흄의 조성과 가스상 물질의 종류도 달라지므로, 작업 공정마다 발생 가능한 유해인자를 먼저 파악해야 한다.

국내에서는 용접흄이 작업환경측정 대상 유해인자로 관리된다. 작업환경측정은 사업장의 노출 수준을 확인하고 노출기준 초과 여부를 판단하기 위한 제도이다. 고시는 용접흄을 여과채취방법으로 측정하도록 하고, 용접보안면을 착용한 경우 용접보안면 내부에서 채취하도록 규정한다. 분석은 중량분석과 함께 원자흡광광도계 또는 유도결합플라스마를 이용한 방법으로 한다.

개인 시료채취는 근로자의 호흡위치, 즉 호흡기를 중심으로 반경 30㎝인 반구에서 채취하는 방법이다(고시 제2조 제6호). 이 위치 기준이 있어야 근로자가 실제로 들이마시는 농도를 평가할 수 있다. 따라서 용접 공정에서는 작업자의 자세와 헬멧 위치까지 고려하여 시료를 채취해야 한다.

이 주제를 정확히 이해해야 하는 이유는 근로자의 직업성 질환을 예방하기 위해서이다. 용접흄과 유해가스는 노출을 체감하기 어렵고, 폐렴, 천식, 금속흄열, 암 등 여러 질환과 관련이 보고되어 있다. 산업위생전문가는 공정 이해를 바탕으로 유해인자를 특정하고, 측정과 보호구, 환기 대책을 하나로 연결해야 한다.