[97/5월호] 용접작업의유해성과 건강장애

용접사의 망간중독증을 계기로 살펴 본 용접작업의 유해성과 건강장해

[월간환경운동 1997년 5월호]

◈ 장재연 / 아주대학교 산업의학교실 교수

수년 전 조선소에서 용접작업자들의 진페증과 소음성 난청이 다수 확인 되면서
용접작업의 위험성에 대한 노동자 및 사회의 관심이 높아진 바 있다.
최근에는 한 용접작업자가 논란 끝에 망간중독 직업병을 인정받으면서
다시 한번 용접작업의 유해성이 관심을 모으고 있다.

용접작업을 하던 한 노동자가 망간중독증에 의해 파킨슨씨병에 걸리자 노동계를
비롯하여 노동부나 산업보건계에서도 망간중독에 대한 대책마련으로 부산한 모습
을 보이고 있다.
아마도 이 분위기로 보아 올해에는 용접작업자들에게 대한 망간문제가 특수건강검
진, 환경측정, 그 밖의 여러 측면에서 제기될 것으로 보이며 이미 노동부도 각 작
업환경측정기관과 건강검진기관에 이와 관련한 공문들을 발송한 것으로 알려졌다.
지금까지 일반적으로 용접작업을 대상으로 주로 분진과 소음에 대해서만 건강검진
을 실시하여 왔고 환경측정에서도 중금속 일부가 추가되어 실시되는 것이 대부분
이었기 때문에 이런 현상은 새로운 유해인자에 대한 주의를 환기하는 차원에서는
바람직한 것으로 생각할 수 있다.

용접작업에 대한 종합진단 필요
그러나 한 가지 짚고 넘어가야 할 것은 용접자를 대상으로 망간에 관해 일제히 조
사를 실시한다고 용접작업자들의 건강문제가 해결될 것인가 하는 것이다.
용접작업이 다양한 유해요인을 갖고 있는 것은 이미 잘 알려져 있고 이런 내용은
교과서나 산업안전공단 등에서 나오는 기본적인 자료지에서도 쉽게 찾아 볼 수 있
는 것이다. 조금만 조사를 해 보면 용접작업이 어떠한 유해인자들을 갖고 있는지
를 아는 것이 어려운 일이 아님에도 불구하고 현실적으로는 작업환경측정이나 건
강검진 등에서 적용이 되고 있지 않으며 연구도 별로 없는 실정이다. 이와 같이
산업보건의 경험과 수준이 낮은 현실이, 어디서 한마디가 나오면 그 한마디의 진
실성과 과학성에 대한 검증이 제대로 이루어지지 않은 경우에도 모든 언론이나 학
계와 노동계가 거기에 휩쓸려 버리게 되는, 근본적인 이유로 생각된다.
따라서 이번 망간중독 사건을 용접작업의 전반적인 문제점을 살펴 볼 수 있는 계
기로 만드는 성숙한 모습을 보여야 한다. 물론 여러가지 문제를 동시에 조사하는
것은 어려움이 있고 모든 것이 한 번에 끝날 수는 없기 때문에, 용접작업의 문제
점이 이번에 처음 제기된 것이고 망간중독이 용접작업자에게서 가장 흔하면서도
중요한 건강유해인자라면 망간을 집중적으로 조사하는 것이 가장 효율적인 방법이
될 것이다.
그러나 과거에 이미 진폐증과 소음성 난청에 대해서는 한 번 문제가 제기되었으나
그 때 종합적으로 다루어지지 못하면서 이번에 다시 망간 문제가 제기된 것이다.
필자가 몇몇 사업장의 용접작업자를 대상으로 환경조사를 해 본 경험으로도 망간
이 허용기준을 가장 빈번하게 넘는 유해인자 중의 하나이기 때문에 지금까지 이에
대한 관심이 낮았던 것을 감안하면 좀 더 관심을 기울여야 할 유해물질인 것은 분
명한 것으로 판단된다.
그러나 지금까지 외국의 사례를 보면 용접작업자의 건강장해에 관한 수많은 연구
가 이루어졌고 그 결과를 보면 망간중독으로 인한 건강장해 문제는 다른 유해인자
로 인한 건강문제에 비해 상대적으로 훨씬 적은 것을 알 수 있다. 따라서 이번에
용접작업자에 대한 망간 문제만을 문제로 제기하면 지금까지 우리가 너무나 여러
차례 경험한 것처럼 망간중독이 아니니까 아무 문제가 없다는 식으로 결말이 지어
질 가능성이 높고, 앞으로 또 다른 유해인자에 의한 문제가 제기되는 악순환이 계
속될 것이다.
그러므로 이번에 용접작업의 유해성에 관한 관심이 높아진 기회에 용접작업의 전
체적인 유해인자와 그로 인한 건강장해에 관하여 종합적으로 접근하는 것이 올바
른 자세로 생각된다.

용접작업은 어떤 건강장해를
불러오는가
용접작업은 용접방법과 용접대상 재료(모재), 사용하는 용접봉 등에 따라 발생하는
유해인자의 종류 및 그 양에 다소 차이가 있으나 용접흄, 가스류, 자외선, 소음 등
이 대표적인 유해인자로 알려져 있다.
용접흄은 용접대상 물질의 구성성분, 용접봉의 성분, 코팅, 또는 프럭스(flux)의성
분들로 구성되어 있다. 가장 흔한 모재가 주로 철강재이어서 용접흄의 가장 주요
한 성분은 산화철이며 기타 용접봉과 모재의 종류에 따라 망간, 아연, 알루미늄,
크롬, 니켈, 구리, 티타늄, 규소, 베릴늄 등이 검출된다. 가스류로는 고열에 의해 이
산화질소가 형성되며, 자외선에 의해 오존이 형성되고, 이산화탄소가 차폐가스로
사용되는 경우에는 일산화탄소 등이 발생된다. 트리클로로에틸렌을 비롯한 염소계
탄화수소류가 잔존해 있는 상태에서 용접을 하는 경우, 자외선에 의해 분해되면서
염소가스, 염산, 포스겐이 발생하기도 한다. 그밖에 용접에 의해 발생되는 물리적
인 인자로는 강한 자외선과 소음 등이 있고 과거에는 석면, 유리규산 등이 문제가
되기도 하였다.
용접작업자에게서 가장 흔한 급성질환으로는 가스용접으로 인한 폐부종, UV로 인
한 심한 광자극성 각막염(photoceratitis), 구리나 아연이 도금된 금속을 용접할 때
의 금속흄열(metal fume fiber) 등이며 만성적으로는 소기도질환(small airway
disease), 만성기관지염, 흉부X선상의 비정상상태 등과 같은 폐질환을 일으키며, 그
밖에 정자감소 등을 일으키는 것으로 알려져 있다.
용접흄의 산화철에 의해 진폐증을 유발하며 중금속 성분에 의해 각 중금속이 일으
키는 건강장해가 일어날 수도 있다. 또한 용접흄은 1990년에 IARC(International
Agency for Resaerch on Cancer)에 의해 인체에 발암가능성이 있는 물질로 규정
되었다.

종류별 용접에 따른
유해물질 발생특성
용접의 종류는 매우 다양하여 일반 작업장에서 사용되는 종류는 세분하면 약 80여
종이 것으로 알려져 있다. 우리나라의 작업장에서는 사용하는 차폐가스의 종류에
의해 명칭을 사용하기도 하며 때로는 작업방식이 수동, 자동여부에 의해 명칭을
사용하는 등 일정한 원칙이 없이 각종 용어들이 혼재되어 사용되고 있다. 심지어
동일한 책 내에서도 같은 용접을 이 용어, 저 용어를 바꾸어 가며 쓰고 있는 실정
이다.
용접작업에 의한 유해물질 폭로도는 모재, 용접봉, 작업자세, 작업공간의 밀폐도,
작업장 내의 기류 등에 의해 영향을 받는다. 또한 기본적으로 용접방식에 의해서
발생하는 유해인자가 많이 차이가 나기 때문에, 용접작업자들을 대상으로 환경조
사를 하거나 건강검진을 할 경우에는 최소한 작업자의 용접 종류를 파악하고 이에
따른 유해물질의 발생양태를 이해하는 것이 필요하다. 따라서 아래에서는 작업장
에서 대표적으로 사용되고 있는 용접 종류와 그 용접에 따른 특징적인 유해물질의
발생양태를 정리하여 보았다.
▲ 차폐금속 아크용접(Shielded
metal arc welding : SMA)
가장 보편적인 용접방법으로 피복아크용접, 금속아크용접이라고도 불리는 용접형
태이다. 모재와 용접봉 사이에 전기아크를 발생시켜 용접봉이 용융되면서 용접봉
을 코팅하고 있는 성분이 분해되어 이산화탄소와 같은 차폐가스를 발생시켜 용접
부위를 감싸주어 금속의 산화를 방지하는 형태로 용접하는 방식을 말한다.
금속흄이 다량 발생하며 주요성분은 산화철인데 프럭스에 따라 망간, 플루오르화
합물, 이산화규소 등이 중요 구성성분이다. 과거에는 석면이 첨가된 용접봉이 많이
사용되었다. 일산화탄소, 이산화질소, 오존 등의 가스는 일반적으로는 미량 발생하
는 것으로 알려져 있으나 극히 환기가 안되는 곳에서는 매우 높은 농도로 확인되
기도 하다. 강한 자외선을 발생시켜 광자극성 각막염을 일으킨다.
▲ 가스 텅스텐 아크용접
(Gas tungsten arc welding)
기존의 차폐금속용접은 알루미늄이나 마그네슘 등의 용접에는 부적합하여 1930년
대에 개발된 용접형태이다. 텅스텐 불활성가스 용접(tungsten inert gas welding),
약자로 TIG용접으로도 불리는 용접이다. 비소모성 텅스텐 전극을 사용하고 헬륨이
나 알곤을 공급하여 전극주변을 비활성상태로 유지시키는 데서 유래된 이름이다.
일반적으로 텅스텐 전극과 별도로 충진제(filler)를 용접부위에 손으로 넣어 주며
용접을 한다. 이 용접방식은 용접흄은 차폐금속 아크방식보다 낮게 발생하나 오존
과 이산화질소는 더 많은 양이 발생되며 자외선도 더 강하게 발생된다. 특히 알루
미늄을 모재로 할 때 일반 철강보다 오존 발생량이 크게 높아진다.
▲ 가스금속 아크용접
(gas metal arc welding)
가스텅스텐 가스용접은 텅스텐 전극이 미소모성인데 반하여 이 용접방법은 소모성
전극이 와이어 형태로 사용된다는 것이 차이점이다. 일반 철강뿐 아니라 알루미늄,
구리, 마그네슘, 니켈, 티타늄 등 다양한 모재에 사용이 가능한 용접방법이다. 프럭
스는 전극의 가운데 들어가 있고 이산화탄소, 알곤, 헬륨, 질소 등 또는 이들이 혼
합가스가 차폐가스로 사용된다. 알곤, 헬륨 등 불활성 가스가 차폐가스로 사용되는
경우에는 금속 불활성가스 용접(metal inert gas welding), 약자로 MIG용접이라고
불려지기도 한다.
이산화탄소가 차폐가스로 사용되는 경우는 이와 비교해서 금속활성가스 용접
(metal active gas welding), 약자로 MAG용접이라고 하며 작업장에서 흔히들
CO2 용접이라고 말하는 형태의 용접도 이 분류에 속하는 용접방식으로 이산화탄
소만을 차폐가스로 사용하는데서 유래된 용어로 생각된다.
작업장에서 이들의 원리가 혼동되고 용어들도 혼란을 가져오고 있으며 책에서도
이들이 혼동되는 경우가 많은데 기본적으로 원리는 동일한 용접들이며 단지 사용
하는 차폐가스의 종류들이 다른 경우 그것을 구분하여 호칭하면서 발생된 일로 생
각된다. 이산화탄소는 헬륨이나 알곤에 비해 가격이 매우 저렴하기 때문에 CO2용
접이 가장 일반적인 용접으로 사용되고 있다.
이 용접방법도 용접흄이 많이 발생하며 모재에 따라 철, 망간. 니켈, 크롬의 산화
물이 주요성분이 된다. 특이한 것은 오존과 이산화질소가 다른 용접보다 가장 많
이 발생한다. 이산화탄소가 차폐가스로 사용될 때는, 일산화탄소도 다량 생성되며
니켈합금을 용접할 경우 발암성 물질인 니켈 카보닐(nikel carbonyl)이 형성될 가
능성이 많은 것으로 알려져 있다. 또한 스테인레스강을 용접할 경우에도 발암성
물질인 6가크롬이 발생된다.
▲ 서브머지드 아크용접
(Submerged arc welding)
아크용접 부위가 입자상의 프럭스로 덮여지면서 용접이 이루어진다는 의미에서 ‘
잠기다’라는 뜻의 이런 용어가 사용되는 용접형태이다. 이 방법은 용접 아크 부
위가 프럭스에 의해 가려져 있는 관계로 용접흄도 별로 발생하지 않으며 다른 대
부분의 유해인자도 적게 발생한다. 특징적인 것으로는 프럭스에서 발생하는 불산
과 입자상 플루오르화합물이며 그 밖에 프럭스가 사용된 후 열에 의해 굳어진 상
태에서 발생하는 분진들이다. 이 분진의 주요성분은 티타늄, 칼슘, 바륨, 칼륨, 알
루미늄, 나트륨, 염소 등이다.
▲ 프라스마 용접
프라스마 작업장에서 용접뿐 아니라 절단에도 동일한 작동원리로 널리 사용되고
있는 용접형태로서 용접흄을 비롯한 용접의 일반적인 유해인자들이 매우 높은 수
준으로 발생하는 용접이다. 작업장에서는 대부분 자동공정으로 사용되기 때문에
장비자체에 용접흄 가스를 배출시키는 시설이 같이 갖추어져 있는 경우가 많다.
자외선이 다른 용접에 비하여 매우 강하기 때문에 특별한 보호구가 필요하며 오존
과 이산화질소도 쉽게 고농도가 되고 소음도 110~120dB의 높은 수준을 보이는 용
접이다.

* 관리자님에 의해서 게시물 이동되었습니다 (2006-02-13 00:20)
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