이 글의 목적은 작업장에서 발생하는 결정형 실리카 분진의 규폐증 위험성을 이해하고, 국내 노출기준에 맞춘 방진 대책과 보호구 선택 기준을 체계적으로 정리하여 산업현장·건설현장·공장 등에서 바로 활용할 수 있도록 돕는 것이다.
1. 결정형 실리카와 호흡성 분진의 기본 개념
결정형 실리카는 이산화규소(SiO₂)가 규칙적인 결정 구조를 이루고 있는 물질을 말하며, 대표적으로 석영(quartz), 크리스트발라이트(cristobalite), 트리디마이트(tridymite) 등이 있다.
이 물질은 자연 상태에서 암석, 모래, 콘크리트, 벽돌, 타일, 시멘트, 인조대리석, 엔지니어드 스톤 등의 형태로 매우 널리 존재한다.
이러한 재료를 절단, 천공, 연마, 파쇄, 블라스팅하는 과정에서 미세한 분진이 발생하며, 그중 입경이 아주 작은 일부가 호흡기로 깊이 들어갈 수 있는 호흡성 결정형 실리카 분진이다.
호흡성 분진은 일반적으로 공기역학적 직경 4㎛ 이하 정도의 미세입자로 정의하며, 코와 상기도에서 걸러지지 않고 폐포까지 도달하여 장기간 체내에 축적된다.
결정형 실리카 분진은 눈으로 보이지 않거나 약한 안개처럼 보여 작업자가 체감하지 못하는 농도에서도 건강에 심각한 피해를 줄 수 있다.
2. 결정형 실리카 분진이 많이 발생하는 작업
결정형 실리카가 포함된 재료는 매우 다양하기 때문에, 분진 발생 가능성이 있는 공정을 파악하는 것이 위험 관리의 출발점이다.
2.1 대표 발생 공정과 작업 예시
| 업종·공정 | 주요 작업 | 분진 발생형태 | 특이 위험 요인 |
|---|---|---|---|
| 건설·토목 | 콘크리트 절단, 코어 드릴링, 바닥 그라인딩, 슬래브 천공 | 콘크리트 입자가 미세 분진으로 비산한다. | 밀폐·반밀폐 공간에서 공기 중 농도 급상승 가능성이 크다. |
| 석재 가공 | 대리석·화강암 절단, 연마, 조각, 엔지니어드 스톤 가공 | 석재 표면에서 고농도의 호흡성 분진이 발생한다. | 장시간 반복 작업으로 누적 노출 위험이 매우 크다. |
| 주물·주강 | 주형·주물사 탈사, 샌드블라스팅, 주물사 재생 | 규사 사형에서 실리카 분진이 지속적으로 발생한다. | 고온 공정과 함께 열 피로까지 동반된다. |
| 도자기·세라믹 | 원료 혼합, 분쇄, 분무 건조, 성형 공정 | 실리카 함유 원료 가루가 공정 전반에서 분산된다. | 건식 투입·혼합 시 순간적으로 매우 높은 농도가 나타난다. |
| 도로·터널 작업 | 절토·굴착, 터널 천공, 노면 절단 및 그라인딩 | 암반·콘크리트 파쇄 분진과 차량 이동에 따른 비산이 발생한다. | 밀폐된 터널 내부에서는 배기·환기 부족 시 급성 노출 위험이 크다. |
| 샌드블라스팅 | 표면 처리, 녹 제거, 도장 전 처리 | 분사재와 피처리면에서 고농도 실리카 분진이 발생한다. | 실리카 함량이 높은 분사재 사용 시 규폐증 위험이 매우 크다. |
2.2 작업환경 특성에 따른 위험도 차이
같은 작업이라도 실내·실외 여부, 환기상태, 작업시간, 작업자의 위치, 장비의 종류에 따라 노출 수준이 크게 달라진다.
예를 들어 동일한 콘크리트 절단 작업이라 하더라도, 개방된 실외에서 충분한 자연환기가 이루어지는 경우와 지하 주차장·터널 내부에서 국소배기 없이 작업하는 경우의 호흡성 분진 농도 차이는 수십 배 이상이 될 수 있다.
또한 작업자가 먼지 발생원 바로 옆에 상시 위치하는지, 약간 떨어진 곳에서 원격 조작하는지에 따라서도 개인 노출 농도가 크게 달라진다.
주의 : 공정 자체가 결정형 실리카 분진을 발생시키는지 여부뿐 아니라, 실제 작업환경 조건과 작업자의 위치, 작업시간을 종합적으로 평가하지 않으면 노출 위험을 과소평가하기 쉽다.
3. 결정형 실리카 분진과 규폐증의 건강 영향
결정형 실리카 분진의 가장 대표적인 건강 영향은 규폐증이다.
규폐증은 폐포에 축적된 실리카 입자가 만성 염증과 섬유화를 일으켜 폐 조직에 비가역적인 흉터를 만드는 직업성 폐질환이다.
한번 형성된 섬유화 흉터는 되돌릴 수 없으며, 질병 진행을 늦추는 것만 가능하다.
3.1 규폐증의 유형
- 만성 규폐증: 수십 년 동안 비교적 낮거나 중간 수준의 실리카 분진에 반복적으로 노출된 후 서서히 발생하는 형태이다.
- 가속 규폐증: 상대적으로 높은 농도에 5~10년 정도 노출된 후 비교적 빠르게 발생하는 형태이다.
- 급성 규폐증: 매우 높은 농도의 분진에 수개월~수년 내 노출될 때 발생하며, 수개월 내 호흡부전과 사망에 이를 수 있는 중증 형태이다.
만성 규폐증은 초기에는 증상이 거의 없거나 가벼운 기침, exertional 호흡곤란 정도로 시작되지만, 시간이 지날수록 폐 기능이 점차 악화되어 일상생활이 어려워질 정도의 호흡곤란이 나타날 수 있다.
3.2 규폐증의 합병증과 기타 건강 영향
호흡성 결정형 실리카 분진 노출은 규폐증 외에도 다양한 건강 문제와 관련이 있다.
- 폐결핵 및 비결핵성 마이코박테리아 감염 위험 증가
- 만성폐쇄성폐질환(COPD) 발생 및 악화
- 폐암 발생 위험 증가
- 류마티스 관절염 등 일부 자가면역질환과의 연관성
- 심혈관계 질환 위험 증가 가능성
세계 여러 기관에서는 호흡성 결정형 실리카를 사람에게 발암성이 있는 물질로 분류하고 있으며, 이 때문에 단순한 분진이 아니라 발암성 유해물질로 인식하고 관리하는 것이 필요하다.
주의 : 규폐증은 증상이 발생했을 때는 이미 상당 부분 폐 손상이 진행된 상태인 경우가 많기 때문에, “증상이 없어도 노출을 줄이는 것”이 가장 중요한 예방 원칙이다.
4. 호흡성 결정형 실리카 노출 기준과 작업환경측정
결정형 실리카 분진 관리는 정량적인 노출 평가를 기반으로 해야 한다.
국내에서는 호흡성 결정형 유리규산(결정형 실리카)에 대해 8시간 시간가중평균노출기준(TWA) 0.05 mg/m³ 수준의 기준을 적용하여 관리한다.
이는 국제적으로 널리 논의되는 수준과 유사하며, 이러한 기준은 “이 농도 이하면 안전하다”는 의미라기보다는 실무상 허용 가능한 최대 수준을 정한 것에 가깝다.
4.1 시간가중평균(TWA)의 의미
시간가중평균노출기준(TWA)은 1일 8시간 작업을 기준으로, 근로자가 그 시간 동안 노출되는 농도의 평균값이 기준을 넘지 않도록 관리해야 한다는 개념이다.
예를 들어 하루 중 2시간만 높은 농도에 노출되고 나머지 6시간은 낮은 농도에 노출되는 경우, 실제 TWA는 각 시간대 농도를 시간 기준으로 가중 평균하여 계산한다.
예시 개념 - 2시간: 0.10 mg/m³ - 6시간: 0.02 mg/m³ TWA = (0.10 × 2 + 0.02 × 6) / 8 = (0.20 + 0.12) / 8 = 0.32 / 8 = 0.04 mg/m³ → TWA 0.04 mg/m³로 기준 0.05 mg/m³ 이내이지만, 고농도(0.10 mg/m³)에 노출되는 2시간 구간에 대해서는 별도 저감 대책을 검토하는 것이 바람직하다.이와 같이 TWA가 기준 이하라 하더라도 작업 중 특정 시간대에 매우 높은 농도가 존재할 수 있기 때문에, 작업 공정별 농도 패턴을 이해하고 고농도 구간을 집중적으로 관리하는 것이 중요하다.
4.2 작업환경측정과 시료 채취
호흡성 결정형 실리카 노출 평가는 일반적으로 개인시료 채취 방식으로 수행한다.
- 작업자 호흡권에 샘플링 헤드를 부착하고 소형 펌프를 이용하여 일정 유량으로 공기를 흡입한다.
- 사이클론 헤드 등으로 호흡성 분진만을 분리한 뒤 필터에 포집한다.
- 필터에 포집된 분진량과 채취 공기량을 이용해 mg/m³ 단위 농도를 계산한다.
- 결정형 실리카 함량은 X선 회절(XRD) 또는 적외선 분광(IR) 분석 등으로 정량한다.
측정 시에는 작업 특성을 대표할 수 있도록 작업 공정, 작업 시간, 공정 변동 등을 고려하여 대표 작업자를 선정하는 것이 중요하다.
주의 : 측정 결과가 기준 미만이라고 해서 위험이 없다고 단정할 수 없으며, 특히 기준 근처의 결과가 반복될 경우에는 공학적 개선 및 보호구 강화를 적극적으로 검토해야 한다.
5. 공학적 방진 대책: 집진·환기·공정 개선
결정형 실리카 분진 관리는 “발생원을 줄이는 것”을 최우선으로 해야 한다.
개인보호구는 최후의 방어 수단으로서 매우 중요하지만, 그 전에 공정 개선과 국소배기·집진 장치 도입이 필수적이다.
5.1 발생원 억제: 습식 작업과 공정 변경
- 절단·그라인딩 작업 시 냉각수·분사수를 활용하여 습식으로 전환한다.
- 가능한 경우 건식 절단 공정을 습식 시스템으로 교체한다.
- 원료 투입·혼합 과정에서 벌크 파우더를 소량 분할 투입하거나 밀폐 이송 시스템을 활용한다.
- 샌드블라스팅에서 실리카 함량이 높은 규사 대신 저실리카 분사재나 대체재를 검토한다.
주의 : 단순히 물만 뿌리는 수준으로는 충분한 분진 저감이 이루어지지 않는 경우가 많으므로, 노즐 위치·분사량·커버 구조 등 설계 단계에서 정량적인 검토가 필요하다.
5.2 국소배기장치 및 집진 시스템
- 분진 발생원 바로 근처에 후드(Hood)를 설치하여 발생 직후 포집한다.
- 포집된 공기는 적정 풍속을 유지하며 덕트를 통해 이송하고, 고효율 집진장치를 거쳐 외부로 배출한다.
- 연마·절단 장비 내장형 집진 기능이 있는 장비를 우선 도입한다.
- 이동이 잦은 작업에는 이동식 국소배기·집진 장비를 활용한다.
국소배기장치는 설계만으로 끝나는 것이 아니라 실제 작업 위치에서의 포집 속도, 후드와 작업면의 거리, 덕트 누설 여부 등을 정기적으로 점검하여 설계 성능이 유지되도록 관리해야 한다.
5.3 작업장 환기와 구역 분리
- 밀폐·반밀폐 공간에서의 분진 작업은 기계환기 설비를 통해 전체 환기량을 충분히 확보한다.
- 고농도 분진 공정은 가능한 한 다른 작업과 물리적으로 구획된 별도 구역에서 수행한다.
- 분진이 적은 공정과 많은 공정의 공기 흐름이 교차되지 않도록 레이아웃을 설계한다.
5.4 청소 및 작업습관 개선
- 바닥과 설비에 쌓인 분진은 고성능 산업용 진공청소기(HEPA 필터 포함)를 사용하여 제거한다.
- 건식 빗자루질, 압축공기 블로잉 등 분진을 재비산시키는 청소 방법은 피한다.
- 작업복과 보호구에 묻은 분진을 현장에서 탈탈 털어내지 말고, 지정된 세탁·관리 절차를 적용한다.
주의 : 압축공기 블로잉은 순간적으로 작업환경 농도를 극단적으로 높이는 행위이므로, 결정형 실리카 분진이 있는 작업에서는 원칙적으로 금지하는 것이 바람직하다.
6. 방진 마스크 등 개인보호구 선택과 착용 요령
공학적 대책을 최대한 적용하더라도 실무에서는 일정 수준의 잔류 분진 노출이 발생한다.
따라서 적절한 방진 마스크를 포함한 개인보호구를 선택하고 올바르게 착용하는 것이 규폐증 예방에서 매우 중요한 마지막 방어선이다.
6.1 방진 마스크 선택 원칙
- 국가공인 인증을 받은 방진 마스크를 사용한다.
- 노출 농도, 작업 강도, 작업시간을 고려하여 여유 있는 보호계수의 마스크를 선택한다.
- 장시간 연속 착용이 필요한 공정은 분리형 필터를 사용하는 제품을 우선 고려한다.
- 분진과 가스가 동시에 존재하는 경우 방진·방독 겸용 보호구를 검토한다.
| 예상 노출 수준 | 권장 보호구 예시 | 비고 |
|---|---|---|
| 기준의 약 1배 이하, 단시간 작업 | 인증된 일회용 방진 마스크 또는 기본형 반면형 방진 마스크 | 작업시간이 짧더라도 반복 빈도가 높으면 상위 등급 검토가 필요하다. |
| 기준의 1~5배 수준 가능성 | 성능이 검증된 반면형 방진 마스크, 적절한 필터 교체 주기 설정 | 필터 포화 이전에 예방적 교체가 필요하다. |
| 기준의 수배 이상 또는 고농도 구간 존재 | 전면형 마스크 또는 양압식 공기호흡기 등 고보호계수 보호구 | 가능하다면 공정 자체를 개선하거나 격리 후 사용해야 한다. |
6.2 밀착성 확보와 착용 교육
- 방진 마스크는 얼굴과 마스크 사이의 틈이 최소화되도록 착용해야 한다.
- 콧등, 턱 라인, 볼 부분에 빈틈이 생기지 않도록 스트랩 길이를 조정한다.
- 수염, 수염 자국, 안경 다리 등이 밀착을 방해할 수 있으므로 작업 전 점검이 필요하다.
- 착용 후 흡기·호기 시 누출 여부를 직접 확인하는 사용자 밀착성 점검을 습관화한다.
주의 : 방진 마스크를 “착용만 했다”라고 해서 보호가 자동으로 이루어지는 것은 아니며, 밀착 불량 시 실질 보호계수는 이론값보다 크게 떨어질 수 있다.
6.3 필터 교체와 보관 관리
- 필터는 제조사 권장 교체주기뿐 아니라 실제 분진 부하를 고려하여 보수적으로 교체한다.
- 습기·오염이 많은 환경에서는 교체 주기를 단축한다.
- 사용 후 마스크는 깨끗한 곳에 보관하고, 고온·직사광선·유기용제 증기 노출을 피한다.
7. 관리·교육·건강진단 체계 구축
결정형 실리카 분진 관리는 일회성 조치가 아니라, 계획·실행·점검·개선 단계가 반복되는 체계적인 안전보건 관리의 일부로 운영되어야 한다.
7.1 관리 계획 수립
- 결정형 실리카를 포함한 원재료·제품 목록을 정리한다.
- 분진 발생 공정을 공정도 기반으로 파악하고, 고위험 공정을 구분한다.
- 측정 결과를 바탕으로 노출 수준별 관리 우선순위를 설정한다.
- 공학적 대책, 보호구, 작업절차, 교육계획 등을 포함하는 서면 관리계획을 수립한다.
7.2 근로자 교육과 작업 허가
- 결정형 실리카의 건강 영향과 규폐증의 비가역성을 이해시키는 교육을 정기적으로 실시한다.
- 방진 마스크의 선택, 착용, 보관, 필터 교체 방법에 대한 실습 중심 교육을 포함한다.
- 고농도 위험 작업에 대해서는 작업 허가제(작업 전 점검·확인 절차)를 도입한다.
7.3 건강진단과 장기 추적
- 결정형 실리카에 노출되는 근로자에 대해 정기적인 특수건강진단을 실시한다.
- 흉부 영상 검사와 폐기능 검사 결과를 장기 추적하여 변화를 확인한다.
- 이상 소견이 있는 경우 조기 단계에서 공정 전환·노출 저감 조치를 검토한다.
주의 : 규폐증은 퇴직 후 수년~수십 년이 지나서도 나타날 수 있으므로, 장기적인 건강 기록 관리와 정보 제공이 중요하다.
8. 현장에서 바로 적용할 수 있는 실무 체크리스트
다음 체크리스트는 건설·석재·주물·세라믹 등 다양한 업종에서 결정형 실리카 분진 관리 수준을 점검할 때 활용할 수 있는 예시이다.
| 점검 항목 | 내용 | 점검 기준 |
|---|---|---|
| 공정 파악 | 결정형 실리카 함유 공정 및 장비 목록이 정리되어 있는가 | 목록화 및 연 1회 이상 업데이트 여부를 확인한다. |
| 작업환경측정 | 호흡성 결정형 실리카에 대한 측정이 주기적으로 이루어지는가 | 대표 공정·대표 작업자 기준 측정 이력과 결과 관리 여부를 확인한다. |
| 공학적 대책 | 습식 작업, 국소배기, 집진 설비 등 발생원 억제 대책이 적용되어 있는가 | 설비 유무뿐 아니라 실제 가동률·성능 점검 기록을 확인한다. |
| 청소·하우스키핑 | 압축공기 블로잉 대신 진공청소·습식 청소를 사용하고 있는가 | 현장 순찰 시 실제 작업 관행을 직접 관찰하여 확인한다. |
| 보호구 지급·착용 | 적합한 등급의 방진 마스크가 지급·착용되고 있는가 | 실제 착용 상태와 필터 교체 주기 기록을 함께 확인한다. |
| 교육·훈련 | 결정형 실리카 위험성과 규폐증 예방에 대한 교육이 실시되는가 | 연 1회 이상 교육 이력과 교육자료 보관 여부를 확인한다. |
| 건강진단 | 노출 근로자에 대한 특수건강진단이 적정 주기로 시행되는가 | 결과에 따른 후속조치(공정 전환, 추가 정밀검사) 여부를 확인한다. |
주의 : 체크리스트에서 “형식상 존재 여부”만 확인하면 실제 위험이 반영되지 않을 수 있으므로, 현장 관찰과 근로자 인터뷰를 통해 실질적인 이행 수준을 함께 평가해야 한다.
FAQ
Q1. 결정형 실리카 분진과 일반 먼지는 무엇이 다른가?
결정형 실리카 분진은 단순한 흙먼지나 일반 유기분진과 달리, 폐포까지 도달한 후 화학적·물리적 자극을 통해 섬유화를 유발하는 특성이 있다.
또한 발암성이 인정된 물질로 분류되기 때문에, 같은 농도라 하더라도 건강위험 측면에서 훨씬 엄격한 관리가 요구된다.
Q2. 규폐증은 초기라면 회복이 가능한가?
규폐증은 기본적으로 비가역적 질환으로, 이미 형성된 섬유화 흉터를 완전히 되돌리는 치료법은 현재 없다.
다만 매우 초기 단계에서 노출을 줄이고 적절한 치료와 관리가 이루어지면, 진행 속도를 늦추고 증상을 완화하는 것은 가능하다.
Q3. KF94 마스크면 규폐증 예방에 충분한가?
KF94 등급의 비산먼지용 마스크는 일정 수준의 입자 여과 성능을 가지고 있지만, 작업환경에서의 결정형 실리카 분진 관리는 일반 생활용 마스크가 아니라 산업용 방진 마스크를 기준으로 설계하는 것이 바람직하다.
특히 고농도 작업에서는 인증된 산업용 방진 마스크와 적정 필터 교체, 밀착성 확보, 착용 교육이 함께 이루어져야 실제 예방 효과가 확보된다.
Q4. 건설현장 주변 주민도 규폐증 위험이 있는가?
일반적으로 작업장 외부로 확산되는 농도는 작업장 내부보다 낮지만, 장기간 반복적으로 고농도 분진이 외부로 비산될 경우 인근 주민 건강에도 영향을 줄 수 있다.
따라서 비산억제용 방진막, 살수, 장비의 집진 기능 사용 등을 통해 작업장 경계를 넘어서는 분진 확산을 최소화하는 것이 필요하다.
Q5. 측정 결과가 기준보다 낮으면 더 이상 조치가 필요 없는가?
측정 결과가 기준 이내라 하더라도, 규폐증과 폐암은 장기간 누적 노출에 따른 위험이므로 가능한 한 농도를 낮추는 방향으로 계속 개선하는 것이 바람직하다.
특히 기준 근접 결과가 반복될 경우에는 공정 개선, 국소배기 성능 향상, 보호구 상향 등을 통해 추가적인 안전 여유를 확보해야 한다.