이 글의 목적은 위험물안전관리법에서 규정하는 제3류 위험물의 법적 정의와 종류, 지정수량, 저장·취급 기준을 실무 관점에서 체계적으로 정리하여 사업장·연구소에서 바로 활용할 수 있도록 하는 데 있다.
1. 제3류 위험물의 법적 정의
위험물안전관리법에서 제3류 위험물은 “자연발화성물질 및 금수성물질”로 구분한다.
법령에서는 이들을 다음과 같이 정의한다.
- 고체 또는 액체일 것
- 공기 중에 노출되었을 때 스스로 발화할 위험성이 있거나
- 물과 접촉했을 때 발화하거나 가연성 가스를 발생시킬 위험성이 있을 것
즉, 제3류 위험물은 단순히 “잘 타는 물질”이 아니라, 공기나 물과의 접촉 자체가 점화원 역할을 하여 화재나 폭발로 이어질 수 있는 물질이라고 이해해야 한다.
1-1. 위험물 유별 체계에서 제3류의 위치
위험물안전관리법은 위험물을 1류부터 6류까지 유별로 나누어 관리한다.
- 제1류 위험물: 산화성고체
- 제2류 위험물: 가연성고체
- 제3류 위험물: 자연발화성물질 및 금수성물질
- 제4류 위험물: 인화성액체
- 제5류 위험물: 자기반응성물질
- 제6류 위험물: 산화성액체
이 중 제3류는 공기·수분과의 화학반응 자체가 위험의 핵심이므로, 다른 유별보다 보관·소화 방식에서 차별화된 관리가 필요하다.
1-2. 자연발화성물질의 의미
자연발화성물질은 공기 중, 특히 산소 및 수분과의 반응만으로도 스스로 발열이 진행되어 어느 시점에서 발화에 도달하는 물질을 말한다.
- 대표 예: 황린(백린), 일부 유기금속화합물 등
- 포장·용기가 손상되어 공기와 접촉이 증가하면 별도의 점화원이 없어도 발화할 수 있다.
- 분말·박편 등 표면적이 큰 상태일수록 발화 위험이 높아진다.
주의 : 자연발화성물질은 “잠시 열었다 다시 닫았다” 수준의 노출만으로도 축적된 열이 외부로 빠져나가지 못하면 결국 발화로 이어질 수 있으므로, 개봉 횟수와 개봉 시간을 관리해야 한다.
1-3. 금수성물질의 의미
금수성물질은 물 또는 수분과 접촉했을 때 격렬한 발열을 동반하는 반응을 일으켜 발화하거나, 가연성 가스를 대량 발생시키는 물질이다.
- 대표 예: 나트륨, 칼륨 등의 알칼리금속, 칼슘카바이드(CaC₂) 등
- 물과 반응해 수소(H₂)·아세틸렌(C₂H₂) 등 가연성 가스를 발생시키며, 반응열이 점화원이 된다.
- 수분이 함유된 자재·장갑·걸레와의 접촉만으로도 반응이 시작될 수 있다.
주의 : 금수성물질 주변에서는 “물 사용 금지” 표지를 명확히 하고, 세척·청소 시에도 물걸레 대신 건식 청소 방법을 사용해야 한다.
1-4. 자연발화성과 금수성이 겸비된 물질
일부 제3류 위험물은 자연발화성과 금수성 특성을 동시에 갖고 있다.
- 알킬알루미늄, 알킬리튬 등 유기금속화합물은 공기와 만나거나 물과 반응할 때 모두 격렬한 반응을 보인다.
- 이러한 물질은 누출 시 공기 차단과 수분 차단을 동시에 고려한 대응이 필요하다.
따라서 제3류 위험물의 관리 전략은 “공기 노출 최소화”와 “수분 접촉 방지”를 동시에 실현하는 방향으로 설계해야 한다.
2. 제3류 위험물의 종류와 지정수량
위험물안전관리법 시행규칙에서는 제3류 위험물의 품명과 지정수량을 구체적으로 열거한다.
| 번호 | 품명 | 주요 성질 | 지정수량(kg) | 대표 사용 예 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 칼륨 | 강한 금수성, 자연발화성 | 10 | 실험·연구용 환원제, 특수합금 제조 |
| 2 | 나트륨 | 강한 금수성, 자연발화성 | 10 | 열전달 매체, 환원제, 연구용 시약 |
| 3 | 알킬알루미늄 | 자연발화성 + 금수성 | 10 | 촉매 제조, 반도체 공정 전구체 |
| 4 | 알킬리튬 | 자연발화성 + 금수성 | 10 | 유기합성, 초강염기 시약 |
| 5 | 황린 | 강한 자연발화성 | 20 | 특수 화학제품, 군수 관련 재료 |
| 6 | 알칼리금속(칼륨·나트륨 제외) 및 알칼리토금속 | 주로 금수성 | 50 | 금속나트륨·칼륨 외 리튬, 칼슘 등 합금·환원제 |
| 7 | 유기금속화합물(알킬알루미늄·알킬리튬 제외) | 자연발화성 또는 금수성 | 50 | 촉매, 중합개시제, 특수 화학합성 |
| 8 | 금속의 수소화물 | 금수성, 가연성 가스 발생 | 300 | 수소저장재료, 환원제 |
| 9 | 금속의 인화물 | 자연발화성 또는 금수성 | 300 | 특수 합금, 화학중간체 |
| 10 | 칼슘 또는 알루미늄의 탄화물 | 금수성, 가연성 가스 발생 | 300 | 아세틸렌 발생, 특수 합금 |
| 11 | 그 밖에 행정안전부령이 정하는 것 | 자연발화성 또는 금수성 | 개별 고시 | 염소화규소화합물 등 별도 지정 물질 |
2-1. “지정수량” 개념과 제3류의 특징
지정수량은 해당 위험물을 일정 장소에서 저장·취급할 때, 그 양이 이 기준을 초과하면 위험물 시설로서 인허가·설비 기준 등이 적용되는 기준값을 의미한다.
- 제3류는 10kg, 20kg, 50kg, 300kg 등 비교적 작은 값으로 설정되어 있다.
- 이는 자연발화·금수 반응이 극히 격렬하므로, 적은 양이라도 화재·폭발 시 피해가 크기 때문이다.
주의 : “연구용으로 조금만 쓴다”는 인식 때문에 제3류 위험물이 장기간 누적되어 지정수량을 초과하는 사례가 많다. 보유량 합산 관리가 필수이다.
2-2. 혼합물·제제의 지정수량 판단
법령에서는 제3류 위험물 개별 품명에 해당하는 물질을 하나 이상 함유한 혼합물·제제도 제3류 위험물로 본다.
- 예: 알킬리튬 용액, 유기금속 시약이 용매(헥산, 톨루엔 등)에 용해된 제품
- 위험성은 주성분인 제3류 위험물에서 기인하므로, 순수 물질과 동일한 기준으로 보유량을 환산하는 것이 실무적으로 안전하다.
3. 제3류 위험물의 화학적 반응과 위험성 이해
3-1. 알칼리금속과 물의 반응
나트륨, 칼륨과 같은 알칼리금속은 물과 접촉하면 다음과 같이 격렬한 반응을 일으킨다.
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + 열- 수소(H₂)가 발생하고, 동시에 많은 열이 발생한다.
- 발생한 수소는 공기 중에서 쉽게 점화되어 폭발에 가까운 연소를 일으킨다.
3-2. 칼슘카바이드와 물의 반응
칼슘카바이드(CaC₂)는 대표적인 금수성물질로, 물과 반응하여 아세틸렌을 발생시킨다.
CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂ + 열- 발생하는 아세틸렌(C₂H₂)은 폭발성이 강한 가연성 가스이다.
- 밀폐된 공간에서 누출될 경우, 점화원 유무에 따라 폭발 사고로 이어질 위험이 크다.
3-3. 황린의 자연발화
황린은 상대적으로 낮은 온도에서도 공기 중 산소와 반응하여 스스로 발열하고, 일정 시간이 지나면 발화에 도달한다.
- 빛과 열에 민감하므로 어둡고 저온의 조건에서 수중 보관을 하는 경우가 많다.
- 보관수 교체 시에도 공기 노출 시간과 노출 면적을 최소화해야 한다.
3-4. 유기금속화합물의 복합 위험성
알킬알루미늄, 알킬리튬 등 유기금속화합물은 공기와 접촉해도, 물과 접촉해도 격렬한 반응을 일으킨다.
- 보통 불활성 용매(헥산, 톨루엔 등)에 녹인 용액 형태로 공급된다.
- 그러나 용매가 있다고 해서 위험성이 줄어드는 것이 아니라, 누출 시 연료(용매)와 점화원이 동시에 존재하는 형태가 되어 오히려 복합 위험이 된다.
주의 : 유기금속 시약은 “액체라서 4류 아닌가”라고 오인하는 경우가 많다. 용매의 특성만 보지 말고, 주성분이 제3류 위험물인지 여부를 우선 확인해야 한다.
4. 제3류 위험물의 저장·취급 실무 포인트
4-1. 저장·보관 기본 원칙
- 공기와 수분을 동시에 차단할 수 있는 밀폐용기 사용
- 직사광선, 고온, 화기와 떨어진 장소에 보관
- 산화제, 산, 산화성액체 등과의 접촉 방지
- 누출 시 바닥에 물이 고이지 않는 구조 유지
| 관리 항목 | 권장 기준 | 비고 |
|---|---|---|
| 창고 온도 | 직사광선 차단, 과도한 온도 상승 방지 | 냉방까지는 필수 아님, 단 열원 인접 금지 |
| 조도 | 황린 등은 어두운 환경 유지 | 불투명 용기·차광 보관 병행 |
| 습도 | 가능한 저습 환경 유지 | 결로·누수 여부 정기 점검 |
| 용기 상태 | 부식·변형·누액 여부 정기 점검 | 이상 시 즉시 교체 및 격리 |
4-2. 포장·용기 관리
- 제조사가 공급한 원포장을 최대한 유지한다.
- 재포장 시에는 공기·수분 차단이 가능한 금속용기 또는 특수 용기를 사용한다.
- 질소·아르곤 등 불활성 가스로 치환한 후 밀봉하는 것이 이상적이다.
- 소분 작업은 국소배기장치 하에서 수행하고, 교육된 인원만 수행하도록 한다.
4-3. 소화 방법과 부적절한 소화약제
- 금속분말·알칼리금속 화재: 금속화재용 분말소화기, 마른모래, 팽창질석 등으로 질식 소화한다.
- 황린 등 일부: 물과의 접촉이 오히려 발연·악취를 증가시킬 수 있으므로, 제품 특성에 맞는 소화 전략을 확인해야 한다.
- 주변 일반 가연물(목재, 종이 등) 화재는 물이나 포 소화약제를 병행할 수 있다.
주의 : 제3류 위험물 자체에 물을 직접 분사하는 것은 대부분의 경우 부적절하다. 소화전·호스를 사용할 때는 대상이 “주변 화재”인지 “제3류 위험물 자체”인지 명확히 구분해야 한다.
4-4. 누출·반응 사고 시 초기 대응
- 즉시 주변 인원을 대피시키고, 불필요한 점화원(전기스위치, 용접 등)을 제거한다.
- 가능하면 원인 물질에 적합한 건식 소화약제로 덮어 공기·수분을 차단한다.
- 누출이 진행 중인 용기는 원거리에서 조작 가능한 도구를 사용해 뒤집거나 덮어 반응을 억제한다.
- 환기는 폭발 하한계 이하 농도를 유지하는 범위 내에서 신중하게 실시한다.
5. 제3류 위험물과 인허가·시설기준 연계
5-1. 지정수량 합계와 허가 여부
위험물안전관리법에서는 같은 장소에서 여러 품목을 함께 취급하는 경우, 각 품목의 “보유량 ÷ 지정수량”을 합산하여 1 이상이면 지정수량을 초과한 것으로 본다.
예를 들어, 다음과 같이 보유한 연구소를 가정한다.
- 나트륨: 4kg (지정수량 10kg)
- 칼륨: 3kg (지정수량 10kg)
- 알킬알루미늄 용액(유효 성분 기준): 5kg (지정수량 10kg)
이 경우 합계는 다음과 같다.
4/10 + 3/10 + 5/10 = 1.2 > 1따라서 제3류 위험물 지정수량을 초과하는 것으로 보며, 위험물 시설로서의 인허가·설비 기준 검토가 필요하다.
5-2. 제3류 위험물과 건축·소방 설비 요구사항
- 지정수량 이상 취급 시 옥내저장소·옥외저장소·옥외탱크저장소 등 시설유형을 선정해야 한다.
- 방화구획, 내화구조, 피난 통로 등 건축 기준과 연동된다.
- 소화설비(소화기, 옥내·옥외소화전, 스프링클러 등) 종류와 설치 기준에 영향을 준다.
- 주변에 제4류 인화성액체 등 다른 위험물이 함께 있는 경우, 유별 간 이격거리·방화설비도 추가 검토해야 한다.
5-3. 제3류 위험물과 타 법령(화학물질관리법 등) 관계
- 동일 물질이 위험물안전관리법의 제3류 위험물이면서, 화학물질관리법상 유해화학물질·사고대비물질로 지정되는 경우가 많다.
- 이 경우 두 법령의 허가·신고·시설 기준을 모두 만족해야 한다.
- 특히 유기금속 시약, 알칼리금속 수소화물 등은 독성·환경유해성까지 겸비한 경우가 많으므로, 단순 화재 위험 외에 누출·노출 시 인체·환경 피해도 고려해야 한다.
주의 : “위험물 시설 허가는 받았으니 끝났다”는 인식은 위험하다. 제3류 위험물은 소방, 화학물질, 산업안전보건, 환경 관련 규제가 중첩되는 경우가 많으므로, 최소한 소방·화관법·산안법 세 가지 관점에서 동시에 검토해야 한다.
6. 제3류 위험물 관리 체크리스트 예시
실무자는 다음과 같은 항목을 정기적으로 점검하면 제3류 위험물의 법적 정의와 실제 관리 수준 간의 간극을 줄이는 데 도움이 된다.
| 점검 항목 | 점검 내용 | 점검 주기 |
|---|---|---|
| 보유 물질 파악 | 제품 SDS와 라벨을 기준으로 제3류 해당 여부 확인 | 반기 1회 이상 |
| 지정수량 계산 | 품목별 보유량 ÷ 지정수량 합산값 산정 | 분기 1회 이상, 신규 도입 시 즉시 |
| 보관 방식 | 공기·수분 차단, 온도·조도 조건 적합 여부 점검 | 월 1회 이상 |
| 용기 상태 | 부식·변형·누액·팽창 여부 육안 점검 | 월 1회 이상 |
| 소화 설비 | 금속화재용 분말소화기 비치 및 유효기간 확인 | 반기 1회 이상 |
| 작업자 교육 | 자연발화·금수 특성, 물 사용 금지, 누출 시 대응요령 교육 | 연 1회 이상, 신규 배치 시 |
FAQ
Q1. 제3류 위험물 정의를 한 문장으로 정리하면 어떻게 되는가?
제3류 위험물은 고체 또는 액체 중에서 공기와 접촉하면 스스로 발화하거나, 물과 접촉했을 때 발화 또는 가연성 가스 발생 위험이 있는 자연발화성·금수성 물질을 말한다.
Q2. 액체 상태의 유기금속 시약도 제3류 위험물에 해당하는가?
알킬알루미늄·알킬리튬 등 유기금속 시약은 일반적으로 용매에 녹아 있는 액체 형태이지만, 법령상 품명이 “알킬알루미늄”, “알킬리튬”, “유기금속화합물”로 지정되어 있으므로 제3류 위험물에 해당한다. 용매의 인화성(제4류)보다 주성분의 자연발화성·금수성이 우선 고려되어야 한다.
Q3. 연구실에서 5kg 정도의 나트륨만 사용하는데, 허가 대상인가?
나트륨의 지정수량은 10kg이므로, 동일 장소에서 보유하는 총량이 10kg 미만이면 그 자체로는 제3류 지정수량 미만이다. 다만 칼륨, 알킬알루미늄 등 다른 제3류 위험물과 함께 보유하는 경우에는 “각 보유량 ÷ 지정수량”의 합을 계산해야 하며, 이 합이 1 이상이 되면 지정수량을 초과하는 것으로 본다.
Q4. 제3류 위험물 화재에 물을 절대 사용하면 안 되는가?
제3류 위험물 자체(나트륨, 칼륨, 금속수소화물 등)에 물을 직접 분사하는 것은 대부분 부적절하며, 오히려 반응을 격화시킬 수 있다. 그러나 주변 일반 가연물 화재에는 상황에 따라 물 또는 포 소화약제를 사용할 수 있다. 실제 대응에서는 “무엇이 타고 있는지”를 우선 파악한 후, 그 물질에 맞는 소화약제를 선택해야 한다.
Q5. 제3류 위험물 관리는 소방 기준만 지키면 충분한가?
그렇지 않다. 제3류 위험물은 소방관계 법령뿐 아니라 화학물질관리법, 산업안전보건법, 환경 관련 법령의 적용을 동시에 받는 경우가 많다. 따라서 허가·신고, 누출 대비, 근로자 보호, 폐기물 처리까지 통합적으로 관리하는 것이 바람직하다.