화학물질은 천연물질과 합성화학물질로 구분할 수 있다. 오늘날은 천연물질보다 인공적인 합성화학물질이 보다 많고, 주종을 이루고 있다.
현재 지구상에 존재하는 화학물질의 수는 CAS(Chermical Abstract Service)에 등록된 것이 약 1억 6천 5백종이 소개되고 있으나, 상업적으로 실제 유통되고 있는 것은 세계적으로 약 10만종이며 매년 1,000여종이 새롭게 탄생, 상업화되어 소개되고 있다.
우리나라에서도 약 1만종 이상이 사용되고 있으며, 독성이 강한 물질을 특별히 유해위험물질로 지정하여 관리하고 있는데, 유해위험물질의 경우 그 사용량이 매년 수십 %씩 증가하고 있다.
유해위험물질의 분류는 산업안전보건법, 위험물안전관리법, 화학물질관리법 등 관계법령에 따라 약간의 차이는 있으나 대체로 폭발성물질, 발화성물질, 산화성물질, 인화성물질 및 가연성가스, 부식성물질, 독성물질 등으로 분류하고 있다.
| 종류 | 특성 | 예 | 일반적 성질 | 위험특성 | 안전대책 |
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| 폭발성 물질 | 가열, 마찰, 충격 또는 다른 화학물질과의 접촉으로 인하여 산소나 산화제 공급 없이 폭발 | 질산에스테르류, 니트로화합물, 니트로소화합물, 아조화합물, 디아조화합물, 하이드라진 및 그 유도체, 유기과산화물 등 | 이들 물질은 대부분 자기반응성 물질(self-reactive substances)이다. 자기반응성 물질이란 외부로부터 공기 중의 산소 공급 없이도 가열, 충격 등에 의해 발열분해를 일으켜 급속한 가스의 발생이나 연소 폭발을 일으키는 물질이다. 비교적 저온에서 열분해가 발생하기 때문에 위험성이 높은 물질이다. |
①잠재적 위험성이 큰 자기반응성 물질은 사전에 충분한 시험평가를 실시하고 그 성질에 따른 엄격한 안전관리가 이루어져야 한다. ②화염, 불꽃 등의 점화원의 접근을 엄금하고, 가열, 충격, 타격, 마찰 등을 피한다. ③직사광선을 차단하고, 습도에 주의하며 통풍이 양호한 곳에 저장한다. ④강산화제, 강산류, 기타물질이 혼입되지 않도록 한다. ⑤가급적 소분하여 저장하고 용기의 파손 및 위험물의 누출을 방지한다. |
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| 발화성 물질 | 스스로 발화하거나 발화가 용이한 것. 또는 물과 접촉하여 발화하고 가연성 가스를 발생시키는 물질 |
ㆍ가연성 고체 : 황화인, 적린, 유황, 철분, 금속분, 마그네슘, 인화성 고체 등 ㆍ자연발화성 및 금수성물질 : 칼륨, 나트륨, 알킬 알루미늄, 알킬리듐, 황린, 알칼리금속 등 |
①대표적인 성질은 자연발화성 및 물과 반응하여 가연성 가스를 발생하는 위험성을 가지고있다. ②칼륨, 나트륨, 알칼리금속류, 알칼리토금속류, 금속수소화합물류, 금속인화합물류.그리고 칼슘 또는 알루미늄 탄화물은 무기화합물이며 알킬알루미늄, 알킬리튬 등은 유기화합물이다. ③칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄과 알킬리튬은 물보다 가볍고 나머지 물질은 물보다 무겁다. ④모두 물에 대하여 위험한 반응을 초래하는 물질이다. |
①모든 물질은 물과 반응하여 모두 가연성 가스를 발생시킨다. ②일부 물질은 공기 중에 누출되면 자연발화를 일으킨다. ③일부 물질은 물과의 접촉에 의해 발화한다. ④일부 물질은 물과 반응할 때 점화원이 될 수 있는 열을 발생한다. |
①저장용기는 완전히 밀폐하여 공기와의 접촉을 방지하고 물, 수분, 물의 변형된 형태(눈, 얼음, 우박 등)의 침투 및 이의 접촉을 엄금하여야 한다. ②산화성 물질과 강산류와의 혼합을 방지한다. ③용기는 금속제의 견고한 것을 이용하고, 저장용기의 파손을 방지하며, 용기의 가열을 방지한다. ④K. Na 및 알칼리금속은 석유, 등유 등의 산소가 함유되지 않은 석유류에 저장한다. ⑤알킬알루미늄과 알킬리튬을 취급하는 설비는 불활성기체를 봉입할 수 있는 장치를 설치해야 한다. |
| 산화성 물질 | 산화력이 강하고 가열, 충격 및 다른 화학물질과의 접촉으로 인하여 격렬히 분해 반응하는 물질 | 염소산 및 염류, 과염소산 및 그 염류, 과산화수소 및 무기과산화물, 아염소산 및 그 염류, 불소산염류 초산 및 그 염류, 요오드산염류, 과망간산염류, 중크롬산 및 그 염류 등 |
①대부분 산화성 액체(oxidizing liquid)이다. 모두 무기화합물이며 물보다 무겁고 물에 녹기 쉽다. ②과산화수소를 제외하고 강산성 물질이며 수용액도 강산 성질을 나타낸다. ③모두 산소를 함유하고 있으며 다른 물질을 산화시킨다. ④자신들은 모두 불연성 물질이다. ⑤과산화수소를 제외하고 분해하여 유독성 가스를 발생하며 부식성이 강하여 피부에 침투한다. 증기 또한 유독하여 피부 접촉시 점막을 강하게 부식시킨다. 소화용수도 산성으로 변하므로 소화작업시에는 방호의 및 공기호흡기 등의 보호구를 착용한다. |
①자신은 불연성 물질이지만 강력한 산화제로 가열하면 산소를 발생한다. 따라서 다른 가연성 물질을 착화, 연소시키는 지연성이 크다. ②가열되거나 다른 산화성물질 혼합시 산화성이 현저하게 증가한다. ③과산화수소를 제외하고 물과 접촉하여 심하게 발열한다. 또한 염기와 작용하여 염과 물을 만드는데 이때 발열한다. ④H2O2를 제외하고 모두 강산에 속하는데 이들의 상대적인 산의 세기는 질산(HNO3) < 황산 (H2SO4) < 과염소산(HCIO4)이다. |
①화기 및 분해를 촉진하는 물품 엄금, 직사광선 차단, 가열을 피하고 강환원제, 유기물질, 가연성 위험물과의 접촉을 피한다. ②염기 및 물과의 접촉을 피한다. ③용기는 내산성의 것을 사용하고 용기의 파손방지, 전도방지, 용기변형 방지에 주의한다. ④강산화성 고체와의 혼합, 접촉을 방지한다. ⑤유별을 달리하는 위험물과는 동일한 위험물저장소 내에서 저장하여서는 안된다. |
| 인화성 물질 | 대기압에서 인화점이 65°C 이하인 가연성 액체 |
ㆍ인화점 -35°C이하 : 에틸에테르, 가솔린, 아세트알데히드, 산화프로필렌 등 ㆍ인화점 -30 ~ 0°C : 헥산, 산화에틸렌, 아세톤, 메틸에틸케톤 등 ㆍ인화점 0 ~ 30°C : 메틸알코올, 에틸알코올, 자일렌, 아세트산 등 ㆍ30 ~ 65°C : 등유, 경유, 에탄, 프로판, 부탄, 기타(15°C, 1기압에서 기체상태인 가연성가스) |
①인화성 물질은 어느 것이라도 인화점을 가진 액체이고, 화기 등에 의한 위험성이 높다. ②인화 위험성은 인화점이 낮은 위험물이 대개 높고, 인화점이 높은 위험물이 낮다. ③액체의 비중은 1보다 작은 것이 많다. ④액체에서 증발한 비중은 1보다 크다. 그러므로 가연성 증기는 낮은 장소에 체류하고 멀리 흘러간다. ⑤물에 녹지 않는 것도 많다. ⑥일반적으로 전기부도체로 정전기의 축전이 쉽고, 정전기의 방전에 따라서 인화할 수 있다. ⑦액체이므로 유동성이 높고, 화재가 났을 경우에 확산하는 위험이 있다. |
①인화위험이 높다. ②증기는 공기보다 무겁다. ③연소범위의 하한이 낮다. ④액비중은 물보다 가볍고 물에 녹지 않는 것이 많다. ⑤비교적 낮은 발화점을 가진다. ⑥폭발의 위험성이 상존한다. |
①불꽃, 스파크, 고온체 등과의 접근 또는 과열을 피해야 한다. ②용기는 완전 밀폐해서 차가운 장소에 저장할 필요가 있다. ③취급함에 있어서 증기의 발생이 있는 경우에는 가연성 증기가 낮은 곳에 체류함으로 충분한 통풍, 환기를 행할 필요가 있다. |
| 가연성 물질 | 폭발하한계가 10%이하 또는 상하한의 차이가 20% 이상인 가스 | 수소, 아세틸렌, 에틸렌, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 기타(15°C, 1기압에서 기체상태인 가연성 가스) |
①가연성 가스는 상온, 상압에서 기체상태인 가연성 가스(수소, LNG, 아세틸렌, 메탄,프로판 등) 및 가연성 액화가스(LPG, 액화암모니아, 액화수소 등) 등이 있다. ②가연성 가스 중에는 공기의 공급 없이 분해폭발을 일으키는 것이 있는데 이러한 물질로서는 아세틸렌, 에틸렌, 산화에틸렌 등이 있다. ③가연성 가스는 고압상태이기 때문에 발생하는 재해의 형태는 가스용기의 파열, 고압가스 분출, 그에 따른 혼합가스의 폭발, 분출가스의 인화에 의한 가스화재 등이 있다. |
①가연성 가스는 공기 또는 산소와 혼합하여 어느 농도 범위에 있을 때 착화하면 가스폭발을 일으킨다. ②최근 화학기술의 발달에 따라 가연성 가스가 고압상태에 제조, 저장되고, 사용되고 있지만 이와 같은 고압가스의 경우 위험성은 다시 커지게 된다. ③가연성 가스이며 고압이기 때문에 발생하는 재해현상으로서는, 예를들면 가스 용기의 파열, 고압가스의 분출, 그 외에 이들에 의한 폭발성 혼합가스의 폭발, 분출가스의 인화에 의한 가스화재 등을 들 수 있다. |
①불꽃, 스파크, 고온체 등과의 접근 또는 과열을 피해야 한다. ②연구실 내 가연성 가스의 누출을 감지할 수 있는 가스누설감지기를 설치해야 한다. ③가연성 증기가 체류하는 장소에서는 스파크를 발생하는 기계기구 등을 사용하지 않는다. ④위험물질의 유동, 그 외에 의한 정전기가 발생하는 경우에는 접지 등을 이용하여 정전기를 제거하도록 노력한다. ⑤유독한 증기를 발생하는 경우 주의하여야 한다. |
| 부식성 물질 | 금속 등을 쉽게 부식시키거나, 인체와 접촉하면 심한 상해를 입히는 물질 |
ㆍ부식성 산류 : 농도 20%이상인 염산, 질산, 황산 등, 농도 60%이상인 인산, 아세트산, 불산 등 ㆍ부식성 염기류 : 농도 40% 이상인 수산화나트륨, 수산화칼륨 등 |
①부식이란 금속이나 기타 재료가 주위 환경과 반응하여 본래의 기능을 발휘하지 못하고 그 성질이 악화되는 현상을 말한다. ②이러한 부식은 모든 연구실에서 크건 작건 간에 공통적인 문제점이 되고 있다. 예를 들어 부식된 설비의 교체를 위한 연구개발활동의 위해 작업이 중단되거나, 부식 생성물에 의한 제품의 오염, 부식부위를 통한 원료 및 제품의 유실 등으로 부식은 해당 연구실의 경제적 손실을 초래하기도 한다. ③또한 심할 경우에는 화재, 폭발, 유독성 물질의 누출, 구조물의 붕괴원인이 될 수 있다. |
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| 독성 물질 | 다음 조건의 동물실험 독성치를 나타내는 물질 |
ㆍLD50(경구, 쥐) : 200 mg/kg 이하 ㆍLD50(경피, 쥐 또는 토끼) : 400 mg/kg이하 ㆍLC50(쥐, 4시간 흡입) : 2,000 ppm이하 |
①질식 －산소 결핍 또는 단순 질식 : 공기 중에 이산화탄소, 메탄, 질소 등이 증가하면, 체내에 있는 산소가 부족하여 질식을 일으킨다. －폐색성 질식 : 염소, 암모니아, 이산화황 등을 고농도로 흡입하면 기관의 점막을 강하게 자극하여, 분비물이 생성되어 기관이 막혀 질식한다. －화학성 질식 : 일산화탄소(CO)의 경우, 적혈구의 헤모글로빈과 강하게 결합하여, 헤모글로빈과 산소의 결합을 저해하고 조직에 산소 공급을 못하게 하여 질식하게 된다. 또한, 시안화수소(HCN), 황화수소(H2S)등은 조직세포의 효소에 작용하여, 세포가 혈액으로부터 산소를 받는 것을 방해하기 때문에 조직이 질식한다. ②눈 장해 －눈의 국소 장해는 산·염기류에 의한 것이 많은데 발적, 유류, 결막염등을 들 수 있다. 또한, 화학물질에 의한 전신 중독의 한 증상으로서의 눈 장해는 이황화탄소에 의한 시야가 좁아지거나, 시력장해, 시신경염, 망막의 미세 동맥의 변화 등이 있고, 일산화탄소에 의한 만성 축성시속영, 유기수은에 의한 중심성 시야 협색증, 염화메틸, 브롬화메틸 등에 의한 시신경염 등이 알려져 있다. ③이비인후(귀, 코, 목)장해 －크롬산, 생석회, 인 등 부식성이 강한 화학물질에 대한 장기노출은 코 점막이 뚫리거나 비중격천공을 일으켜 비출혈 건조성 비염 증상을 띤다. ④구강장해 －자극성의 가스, 흉, 분진(산, 염기)에 의해, 구강 점막 및 치아가 해를 입는다. 산류에 의한 치아산식증, 납에 의한 잇몸의 암청자색의 점상작, 카드뮴에 의한 치경부의 황색 띠, 수은,세련, 불소 등에 의한 전신성 중독의 한 증상으로 구강장해 등이 알려져 있다. ⑤호흡기 등의 장해 －암모니아, 이산화황, 포름알데히드, 초산메틸, 세렌화수소, 스틸렌 등은 상부기도를 자극하고,염소, 포스겐, 산화질소, 무수황산, 오존, 브롬, 불소, 황산디메틸 등은 폐조직을 자극한다. 또한 니켈 염류, 베릴리움, 바나듐, 카드늄, 산화철, 비소 등의 금속화합물은 폐렴을 일으킨다. 이외에, 광물성 분진 및 면진 등에 의해 진폐증을, 또한 석면, 크롬산 등은 폐암의 원인이 된다. ⑥혈액계 장해 －납은 조혈 장기에 침입하여 빈혈을 일으킨다. 벤젠은 조혈 장기에 침입하여 적혈구를 감소시키고, 빈혈 및 백혈병의 원인이 된다. 또한 방향족의 니트로 및 아미노 화학물도 빈혈을 일으킨다. ⑦정신·신경계 장해 －유기용제에는 마취작용이 있고, 이산화탄소는 급성 중독으로 마취작용을 나타내고, 아급성 중독으로는 두통, 불면 등의 정신 증상을 나타내어 다발성 신경염, 축성 시신경염이 일어난다. 또한 트리클로로에틸렌, 헥산 등의 유기용제에 고농도로 노출될 경우 말초 신경염, 말초 신경마비가 일어난다. 그 외에, 정신 · 신경계 증상을 나타내는 화학물질로서는 일산화탄소, 사염화탄소, 유기수은, 유기납, 니켈카보닐, 비소, 망간, 주석화합물 등이 있다. ⑧간장해 －알코올, 할로겐화 탄화수소류, 유기금속화합물, 염료 중간체 등 많은 화학물질에 의한 중독으로서 간 장해를 나타낸다. 또한 염화비닐에 의한 간혈관 육종의 발생도 알려지고 있다. ⑨기타 －니트로글리콜에 의한 순환기 계통 장해(급격한 협심증상 발작), 카드뮴, 납, 주석, 수은 등의 금속에 의한 소화기 장해(복통, 설사, 변비), 니트로글리콜, 사염화탄소, 아연 등의 만성 중독 증상으로서의 당뇨, 사염화탄소, 기타의 지방족 할로겐화 탄화수소 등에 의한 중독 증상인 경우에 볼 수 있는 혈뇨, 카드뮴에 의한 신장 장해, 황린에 의한 턱뼈의 장해, 염화비닐에 의한 손끝 뼈의 용해증, 폴리아민류에 의한 피부 장해 등이 알려져 있다. |
①연구실 내 독성물질의 저장 및 취급량을 최소화해야 한다. ②독성물질을 취급 저장하는 설비의 연결부분은 누출되지 아니하도록 밀착시키고 매월 1회 이상 연결부분의 이상 유무를 점검해야 한다. ③독성물질을 폐기 · 처리하여야 하는 경우에는 냉각 · 분리 · 흡수 · 흡착 · 소각 등의 처리공정을 통하여 당해 독성물질이 외부로 방출되지 아니하도록 해야 한다. ④독성물질의 취급설비의 이상운전으로 인하여 당해 독성물질이 외부로 반출될 때에는 저장 · 포집 또는 처리설비를 설치하여 완전하게 회수할 수 있도록 해야 한다. ⑤독성물질을 취급하는 설비의 작동이 중지된 때에는 연구활동종사자가 쉽게 알 수 있도록 필요한 경보설비를 연구활동종사자로부터 가까운 장소에 설치해야 한다. ⑥독성물질이 외부로 누출된 때에는 감지 · 경보할 수 있는 설비를 갖추어야 한다. |
1. 화학물질의 운반
화학물질을 손으로 운반할 때 넘어지거나 깨지는 위험을 막기 위해서는 운반용기에 넣고 운반한다. 바퀴가 달린 수레로 운반할 때는 고르지 못한 평면에서 튀거나 갑자기 멈추지 않는 고른 회전을 할 수 있는 바퀴를 가진 것이어야 한다. 적은 양의 가연성 액체를 안전하게 운반하기 위한 규칙은 다음과 같다.
(1) 증기를 발산하지 않는 내압성 보관용기로 운반한다.
(2) 저장소에 보관 중에는 창으로 환기가 잘 되도록 한다.
(3) 점화원을 제거토록 한다.
2. 화학물질의 저장
(1) 모든 화학물질은 특별한 저장 공간이 있어야 한다.
(2) 모든 화학물질은 약품이름, 소유자, 구입날짜, 위험성, 응급절차를 나타내는 라벨을 부착하여야 한다.
(3) 일반적으로 위험한 물질은 직사광선을 피하고 냉소에 저장하며, 이종물질을 혼입하지 않도록 함과 동시에 화기, 열원으로부터 격리해야 한다.
(4) 다량의 위험한 물질은 법령에 의하여 소정의 저장고에 종류별로 저장하고, 또한 독물, 극물을 보관하는 약품 선반에는 시건 장치를 사용해야 한다.
(5) 특히 위험한 약품의 분실, 도난 시에는 사고가 일어날 우려가 있으므로 담당 책임자에게 보고하여야 한다.
3. 화학물질의 취급 사용
(1) 사용한 물질의 성상, 특히 화재, 폭발 중독의 위험성을 파악한 후에 위험한 물질을 취급해야 된다.
(2) 위험한 물질을 사용할 때는 가능한 한 소량을 사용하고, 또한 미지의 물질에 대해서는 예비시험을 할 필요가 있다.
(3) 위험한 물질을 사용하기 전에 사고 예방수단을 미리 생각하여, 만전의 대비를 해야 한다. 화재 폭발의 위험이 있을 때는 방호면, 내열보호복, 소화기 등을 중독의 염려가 있을 때는 장갑, 방독면 등을 구비 또는 착용하여야 한다.
(4) 유독한 약품 및 이것을 함유하고 있는 폐기물의 처리는 수질오염, 대기오염을 일으키지 않도록 배려해야 한다.
4. 화학물질의 성상별 안전조치
(1) 독성
연구활동종사자는 자신이 사용하거나 근처 다른 사람이 사용하는 약품의 독성에 대하여 알고 있어야 한다. 독극물은 피부, 호흡, 소화 등을 통해 체내에 흡수된다. 독성물질을 취급할 때는 이러한 방법으로 체내에 들어가는 것을 막는 조치를 해야 한다. 대부분의 물질들이 치명적 호흡장애의 위험성을 가지고 있으므로 밀폐된 지역에서 많은 양을 사용해서는 안된다. 이런 물질은 항상 후드 내에서만 사용한다. 암모니아, 염소, 불소, 염산, 황산, 이산화황 등이 좋은 예이다. 이런 것들은 어떠한 반응의 부산물로 생기기도 한다. 이러한 부산물이 생기지 않도록 처리하는 것도 연구개발활동 계획에 포함되어야 한다.
(2) 산과 염기
산, 염기는 다양하게 사용되므로 대부분의 연구실에서 사용된다. 산과 염기에 관련된 중요한 위험은 약품이 넘어져서 발생할 수 있는 화상, 해로운 증기의 흡입, 강산이 급격히 희석되면서 생겨나는 열에 의해 야기되는 화재, 폭발 등이 있다.
①항상 산을 물에 가하면서 희석한다.
②가능하면 희석된 산, 염기를 쓰도록 한다.
③강산과 강염기는 공기 중 수분과 반응하여 치명적 증기를 생성시키므로 사용하지 않을 때는 뚜껑을 닫아 놓는다.
④산이나 염기가 눈이나 피부에 묻었을 때 즉각 적어도 15분 정도 물로 씻어내고 도움을 요청하도록 한다.
⑤특히 불화수소(HF)는 가스 및 용액이 극한 독성을 나타내며 화상과 같은 즉각적인 증상이 없이 피부에 흡수되므로 취급에 주의를 요한다.
⑥과염소산은 강산의 특성을 띠며 유기화물, 무기화물 모두와 폭발성 물질을 생성하며,가열, 화기와 접촉, 충격, 마찰 또는 저절로 폭발하므로 특히 주의해야 한다.
(3) 유기용제
많은 유기용제들이 해로운 증기를 가지고 있고 쉽게 인체에 침투 가능하기 때문에 건강에 위험을 야기한다. 대부분의 용제는 매우 휘발성이 크며 증기는 가연성이다. 용제를 사용하기에 앞서 화학물질의 위험성 데이터 북을 참조하여 용제와 관련한 위험, 안전조치, 응급절차 등을 알고 있어야 한다.
①아세톤
독성과 가연성증기를 가진다. 적절한 환기시설에서 보호장갑, 보안경 등 보호구를 착용한다. 가연성 액체 저장실에 저장한다.
②메탄올
현기증, 신경조직 약화의 원인이 되는 해로운 증기를 가지고 있다. 심하게 노출되면 혼수상태에 이르고 결국 사망에 이른다. 약간의 노출에도 결막, 두통, 위장장애, 시력장애의 원인이 된다. 메탄올은 환기시설을 작동시킨 상태에서 후드에서 사용하고 네오프렌 장갑을 착용한다.
③벤젠
발암물질로서 적은 양을 오랜 기간에 걸쳐 흡입할 때 만성 중독이 일어날 수 있다. 피부를 통해 침투되기도 한다. 증기는 가연성이므로 가연성액체와 같이 저장한다.
④에테르
고열, 충격, 마찰에도 공기 중 산소와 결합하여 불안전한 과산화물을 형성하여 매우 격렬하게 폭발할 수 있다. 과산화물을 생성하는 에테르는 완전히 공기를 차단하여 황갈색 유리병에 저장, 암실이나 금속용기에 보관하는 것이 좋다.
(4) 산화제
강산화제는 매우 적은 양으로도 (0.25g) 심한 폭발을 일으킬 수 있으므로 방호복, 가죽장갑, 안면보호대 같은 보호구를 착용하고 다뤄야 한다. 좀 더 많은 산화제를 사용하고자 한다면 폭발방지용 방벽 등이 포함된 특별계획을 수립해야 한다.
출처 : [국가연구안전정보시스템 > 자료실 > 발간자료 > (표준교재)화학 안전] 에서 발췌하였습니다.