중금속이란?
비중이 4.0 이상인 금속원소
중금속
이란 일반적으로 비중이 4.0 이상인 금속원소들을 지칭합니다. 구리, 아연, 니켈
등 일부 중금속은 생명체의 필수원소로 사용되고 있으나, 대부분의 중금속들은 허용기준 이상으로 체내에 흡수되면 인체의 위해성
을 나타내며 환경오염물질
로 관리가 필요한 성분들입니다. 대기
중 유해성
대기감시물질로 지정된 중금속에는 납(Pb)
, 카드뮴(Cd)
, 수은(Hg)
, 크롬(Cr)
, 구리(Cu), 니켈(Ni), 비소(As)
, 베릴륨(Be)
등이 있습니다.
- 대기 중의 중금속물질은 다양한 배출원으로부터 생성 및 배출됩니다. 대부분의 중금속 성분은 분진에 결합된 상태로 대기 중에 체류하게 되는데, 대기 중 중금속 농도분포는 인위적인 배출원의 영향을 역으로 추정할 수 있는 자료로 사용되어 대기환경개선을 위한 중요한 자료로 사용 됩니다.
- 환경부에서는 도시지역 및 주요 산업단지에서의 중금속에 의한 오염실태를 파악하기 위하여 대기 중금속 측정망을 설치하여, 7개 도시와 22개 시·군에서 납, 카드뮴, 크롬, 구리,
망간
, 철, 니켈, 비소, 베릴륨 등 9개 항목을 월 5회 정기적으로 측정하고 있습니다.
주요발생 및 배출원
- 중금속은 먼지, 화산폭발, 삼림화재 등 자연적 발생원과 발전소, 산업체에서의 연소, 비철금속 제련소에서 원광의 제련이나 철 주조,
폐기물
소각 등 인위적 발생원 등 여러 경로를 통해서 방출됩니다.
질환 및 영향정보
- 대부분 분진형태로 대기 중에 배출된 중금속은 대기, 수질, 토양, 생물 등 다양한 경로를 통하여 인체로 흡수됩니다. 환경에 배출된 중금속은 쉽게 분해되지 않고
생물농축
현상을 일으켜, 생물체내의 농도가 주위 환경농도보다 높게 됩니다.
- 인체는 모든 중금속을 포함한 외부 이물질에 대한 방어기구를 지니고 있어 인체에 중금속이 미량으로 존재하면 문제가 없으나, 허용 기준치 이상이거나 장기간
노출
될 경우 체외로 배출되지 않고 지방세포나 단백질 세포와 결합하여 지속적으로 축적되어 피해를 줍니다.
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생물농축 현상
분진형태로 대기 중에 배출된 중금속이 인체에 흡수되면 쉽게 분해되지 않고 생물체내의 농도가 주위 환경농도보다 높게 됩니다.
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체내에 축적
인체에 중금속이 허용 기준치 이상이거나 장기간 노출될 경우 체외로 배출되지 않고 지방세포나 단백질 세포와 결합하여 지속적으로 축적되어 피해를 줍니다
주요 중금속물질
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납(Pb, Lead, CAS 번호 : 7439-92-1)
정의
납은 푸른빛을 띠는 흰색 또는 은회색의 금속으로 공기와 접하면 색이 변하는 성질이 있습니다. 납은 독성물질로 국내에서 납 및 이를 0.06% 이상 함유한 혼합물을
제한물질(고유번호 : 06-5-8)로 지정하여 13세 이하 어린이 목재장난감의 페인트, 금속 장신구 용도로의 제조, 수입, 판매, 보관, 저장, 운반, 사용 등을 제한하고 있습니다.
주요 발생 및 배출원
금속공정(철 제련공장, 비철 제련공장, 배터리 제조업체 등)이 주요 배출원이며, 화석발전소에서 석탄을 연소할 때 배출됩니다. 납은 주변 환경에서 흔히 볼 수 있는 중금속 중 하나로 자동차 배터리, 페인트, 가솔린 첨가제, 다양한 금속제품 등에 사용됩니다.
질환 및 영향정보
납은 호흡이나 음식물 섭취 등을 통하여 인체에 흡수 및 유입되며, 일부만이 인체에 축적되나 잔류 납은 주로 뼈 속, 나머지는 혈루, 골수, 세포조직 속으로 유입됩니다. 납 화합물은 저농도에 장기간 노출될 경우 골격, 치아 등에 축적되거나 고농도에서 단기가 노출될 때 간, 폐, 중추신경, 혈액 중에 축적되어 지능저하, 행동장애, 심장질환, 사망 등을 유발하는 독성물질입니다.
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카드뮴(Cd, Cadmium, CAS 번호 : 7440-43-9)
정의
은백색의 광택이 많이나는 금속으로 니켈-카드뮴 전지, 색소, 형광물질 등에 이용됩니다. 대부분 안정한 고체이지만 일부 산화카드뮴은 작은 입자로서 공기 중에 존재합니다. 카드뮴 및 이를 0.1% 이상 함유한 혼합물은 제한물질(고유번호 : 06-5-9)로 지정하여 금속 장신구 용도로 제조, 수입, 판매, 보관 및 저장, 운반, 사용을 금지하고 있습니다.
주요 발생 및 배출원
석탄, 석유 등 화석연료 연소 또는 쓰레기 소각시 공기 중에 방출됩니다. 도시나 생활환경 중에 존재하는 카드뮴의 대부분은 자동차나 비행기의
배기가스를 통해 배출되며, 타이어에 포함된 카드뮴은 공기 중이나 토양 또는 물로 배출됩니다.
질환 및 영향정보
공기 중 카드뮴은 호흡기를 통해 체내로 흡수되며, 음식을 통해서도 흡수됩니다. 많은 양의 카드뮴을 섭취하게 되면 위에 심각한 손상을 주게되어 구토와 설사를 일으키며, 호흡을 통해 흡입하게 되면 폐에 심각한 손상을 줍니다. 공기와 식품을 통해 카드뮴에 노출될 경우,
칼슘대사에 장애를 일으켜 뼈를 연골화시키며 통증을 수반합니다. 주요 피해로는 이따이이따이병 등이 있습니다.
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수은(Hg, Mercury, CAS 번호 : 7439-97-6)
정의
상온에서 액체이며, 휘발성 금속으로 온도계, 수은전지, 치과재료 등에 다용됩니다. 수은은 크게 무기수은과 유기수은으로 나뉘는데, 무기수은이
미생물의 생물학적 작용에 의해 유기수은이나 매우 독성이 강한 메틸수은으로 전환되기도 합니다.
수은 또는 그 화학물과 수은화합물을 1% 이상 함유한 혼합물(황화제이수은, 요오드화 제일수은, 오레인산 수은, 아미노 염화 제이수은, 뇌산 제이수은 및 그 중 하나를 함유한 혼합물은 제외)은 유독물질(고유번호 : 97-1-140)로 지정하여 관리하고 있습니다.
주요 발생 및 배출원
수은은 온도계, 혈압계, 치아 충진용 아말감, 형광등, 의약품 등 일상 제품에 많이 사용되며, 산업적으로는 전기 스위치, 석탄에서 PVC 등을 생산할 때 촉매 등으로 사용됩니다. 대기 중 수은은 화산 활동 등의 자연 현상에 의해서도 배출되나,
석탄 화력 발전 등 인위적 활동에 의해서도 다량 배출됩니다.
질환 및 영향정보
수은 및 화합물은 종류에 따라 영향이 다릅니다. 수은 증기는 호흡을 통해 흡수되어 중추신경계에 영향을 주어 중독 증상을 유발하며, 무기수은 화합물은 위장관을 통해 흡수되어 위장관 손상과 신장 기능 손상을 일으킵니다. 메틸수은은 어패류 등을 통해 섭취되며 중추신경계에 독성을 일으킵니다. 수은에 따른 주요 증상으로는 미나마타병 등이 있습니다.
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크롬(Cr, Chromium, CAS 번호 : 7440-47-3)
정의
은빛이 나는 금속으로 3가 크롬, 6가 크롬, 금속 크롬 등이 있습니다. 3가 크롬은 자연상태에서 존재하며, 금속크롬과 6가 크롬은 공업제품 생산 과정에서 생산됩니다. 열과 부식에 강하여 철강제품과 합금에 많이 이용되고, 유리나 도자기 등의 유약성분으로 사용됩니다.
주요 발생 및 배출원
크롬 화합물은 크롬 도금, 색소 제조, 가죽가공 등에 이용되고 천연가스 및 석유, 석탄의 연소과정에서도 발생됩니다. 자연에서는 토양, 화산재, 화산가스 등에 서 배출됩니다.
질환 및 영향정보
크롬은 형태에 따라 영향이 다릅니다. 6가 크롬은
발암물질이며, 궤양, 코 연골화 등을 일으킵니다. 3가 크롬은 과다하게 섭취시 해롭지만 미량일 경우 인체에 필수 영양소로 작용합니다.
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비소(As, Arsenic, CAS 번호 : 7440-38-2)
정의
비소란 노란색 분말을 뜻하는 그리스어 arsenikon에서 유래되었으며, 독극물질로 알려진 물질입니다. 금속과 비금속의 성질을 모두 지니고 있어 ‘반 금속원소’라고 불리며, 공기 중의 습기를 빨아들이는 성질이 있고 냄새는 나지 않습니다. 독성 성질로 비소 또는 그 화합물과 비소화합물을 0.1% 이상 함유한 혼합물에 대하여 유독물질(고유번호 : 97-1-9119)로 지정하여 관리 중에 있습니다.
주요 발생 및 배출원
비소는 토양, 암석 및 공기 중에 널리 분포되어 있습니다. 공기 중으로 배출되는 비소의 1/3은 화산 활동 등 자연적 배출이며, 광물로부터 용해되거나 광천, 광산 폐수 등에 포함되어 배출됩니다. 이 밖에도 전력공급, 하수도 등에서 배출될 수 있으며, 자동차, 비행기 등의 배출가스를 통해서도 배출됩니다. 주요 사용처로는 전지, 합금이나 반도체의 원료로 사용되며, 불꽃의 착색제 및 도료용 안료로도 사용됩니다. 유리의
소포제나 탈색제, 가스 탈류제, 목재의 부패와 부식 방지를 위한 방부제의 원료 등에 사용됩니다.
질환 및 영향정보
비소는 호흡을 통해 인체에 흡수되며, 음식물 섭취를 통해서도 유입될 수 있습니다. 인체에 유입된 비소는 혈액을 통하여 이동하며, 이후 산화되거나 유기 비소화합물로 변화한 후 주로 소변으로 배설되나 일부는 배설되지 않고 뼈, 손톱, 피부 등에 남아있게 됩니다. 많은 양의 비소에 노출될 경우 현기증, 두통, 피부영향, 설사를 수반하는 위장장애, 신장 장애 및 말초신경 장애 등의 중독 증상이 나타날 수 있습니다.
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니켈(Ni, Nickel, CAS 번호 7440-02-0)
정의
단단하고 연성이 있는 은백색 광택의 금속으로 연성과 전성이 크며, 강한 자석성질을 갖고 있는 물질입니다. 화학반응성이 비교적 작고 공기 중에서 산화물 보호피막을 형성하며 산소, 물, 묽은 산이나 알칼리와의 반응성이 느려 내부식성 금속입니다.
주요 발생 및 배출원
대기 중 니켈은 니켈을 포함한 화석연료의 연소와 시멘트 제조,
석면
채광, 전기도금 사업장, 용접 등을 수행하는 동안 배출될 수 있으며, 토양이나 화산 등 자연적 배출원에 의해 대기 중으로 배출됩니다. 다양한 산업과정과 공급원에서 배출되는 니켈은 폐수 등으로 유입될 수 있습니다.
질환 및 영향정보
니켈은 호흡, 피부노출, 용수의 섭취 등 다양한 경로를 통해 인체 내로 유입될 수 있습니다. 니켈은 피부노출 시
알레르기 증상을 일으킬 수 있으며, 장시간 호흡 시 만성기관지염과 폐 기능 저하를 일으킬 수 있습니다. 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC, International Agency for Research on Cancer)에서는 금속니켈의 경우 인간발암우려가 있는 물질인 Group 2B로 분류하고 있습니다.
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베릴륨(Be, Beryllium, CAS 번호 7440-41-7)
정의
가볍고 단단한 은백색의 금색으로 경금속 중 녹는점이 가장 높은 물질입니다. 구리나 니켈의 고강도 합금을 만드는데 사용되며, 열 전도성, 전기전도성, 내마모성, 내부식성 등이 좋아 각종 재료로 사용되는 물질입니다. 베릴륨은 독성이 큰 중금속 하나이며 마그네슘의 작용을 방해하는 물질로 알려져 있으나 매우 높은 수준에 이르기 전까지는 위험하지 않은 물질입니다.
주요 발생 및 배출원
석탄을 연료로 사용하는 공장 주변에 주로 나타나며, 금속 작업, 구리제조 등 수행 시 발생됩니다.
질환 및 영향정보
베릴륨은 인체 노출 시 만성 알레르기성 폐질환을 나타낼 수 있으며, 직업성 폐질환인 베릴륨증 증상을 보일 수 있습니다.
출처
- 대기환경연보(국립환경과학원, 2017)
- 로마제국의 멸망원인 납중독
(환경부, 2010)
- 생활 속 화학물질 안전하게 사용하기(서울특별시, 2014)
- 중금속 오염(한국대기환경학회, 2011)
- 화학물질 바로알기(환경부, 2012)
- 화학물질정보시스템(국립환경과학원)바로가기
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