불화규산 및 불화나트륨 성분분석결과에 대하여

  안혜원

안혜원 - 수원대학교 환경공학과 교수

  국내의 비료 생산 공장에서 얻어진 부산물인 불화규산 (H₂SiF₆)은 현재 우리나라의 일부 정수장에서 시행되고 있는 수돗물 불소화에 사용되고 있다.  이미〈불소화반대소식〉등에 여러 차례 소개된 바와 같이 수돗물 불소화 사업에 사용되고 있는 불소 화합물, 특히 불화규산의 사용으로 인하여 불화된 수돗물을 마시는 주민의 중금속 노출량이 증가하며 이로 인하여 독성이 발현된다는 외국의 연구 결과가 발표된 바 있다.  이러한 중금속 노출량의 증가는 먼저 불화 규산 자체가 중금속으로 오염되어 있거나 또는 불화 규산의 첨가로 pH가 저하된 물이 수도관으로부터 증금속 용출을 증가시키기 때문일 것으로 지적되어 왔다.

  이러한 연구 결과에도 불구하고 현재 우리나라에서 사용되고 있는 불화규산이 독성이 큰 금속으로 오염되어 있는지의 여부와 오염 정도가 밝혀진 바 없으며, 단지 불화 규산의 불순물은 납, 수은, 구리, 비스무스의 4 종류 중금속 함량이 0.020% 이하여야 한다고만 규제하고 있다.  따라서, 본 고에서는 실제 국내에서 생산된 불화규산 중의 금속 농도를 유도결합플라즈마-질량분석기로 분석한 후 이를 불화나트륨의 중금속 오염도와 비교하였으며, 불순물 규제치를 만족시키는 불소 화합물은 과연 인체에 절대적으로 안전한가에 대하여 간략하게 살펴 보고자 한다.

  아래의 표1은 25% 불화규산과 100% 불화나트륨에 오염되어 있는 독성 금속인 비소 (Arsenic), 베릴륨 (Beryllium), 카드뮴 (cadmium), 크롬 (chromium), 납 (lead), 니켈 (Nickel) 및 수은 (Mercury)의 농도를 나타낸 것이다.  표에서 알 수 있듯이 불화규산의 독성 금속 오염도는 비소 》크롬〉니켈 》 납 〉카드뮴 〉 베릴륨 》수은의 순으로 수은을 제외한 나머지 금속의 오염도는 불화규산이 불화나트륨보다 훨씬 높았다.  이 밖에도 정수장에서 사용되는 25% 불화규산에는 독성이 큰 금속은 아니지만 알루미늄과 마그네슘이 각각 63ppm과 57ppm의 높은 농도로 함유되어 있었다.  특히 수돗물 불소화 사업시 불소의 최종 농도가 2ppm이 되도록 불화규산을 첨가할 때 수돗물 중의 독성 금속 중에서도 특히 비소의 최종 농도는 0.2ppb로 비소의 독성이 우려되는 규제치 50 ppb보다는 낮은 농도로 희석되었다.  (참고로 Casarett and Doull's Toxicology 라는 책에서는 비소의 발암성에 대하여 Smith등의 연구 논문을 인용하고 있는데 50㎍이상의 비소가 함유되어 있는 물을 하루에 1ℓ씩 평생 마시는 사람이 간, 폐, 신장암 등으로 사망할 확률은  1000명당 13명으로 매우 높은 것으로 추정된다고 한다.)  그러나, 불화규산에서 특히 문제가 될 수 있거나 고농도로 함유되어 있는 알루미늄, 비소, 크롬 및 니켈은 현재의 불화규산의 불순물 규제 대상에서 제외되어 있으며 규제가 되고 있는 납, 수은의 규제치는 0.02%로서 고농도의 독성 금속 오염을 허용하고 있다.  따라서, 현재의 불화규산의 불순물 규제로는 불화규산의 금속 오염을 적절하게 통제할 수 없는 실정이다.
 

  위해성 평가 (Risk assessment)란 현재 규제치를 설정하는 가장 과학적인 접근 방법으로, 몇 가지 단계로 수행되고 있다.  먼저 화학물질이 가지고 있는 잠재적인 독성이 커서 규제 대상이 되어야 할 화학물질을 선별하는 위험성 확인 과정, 우리가 이 화학물질에 노출되는 총 노출량평가 과정, 주로 동물실험에 의한 화학물질 용량에 따른 독성을 평가하는 용량-반응 평가 및 이러한 과정을 종합하여 규제 목표치를 설정하게 된다.  원칙적으로 수중의 발암물질에 대한 규제 목표치는 0이지만 항상 현실적으로 제거가 가능한 것이 아니므로 이러한 규제 목표치로부터 현재의 기술 수준이나 경제적인 여건을 고려하여 법적인 구속력을 갖는 화학물질의 최대 오염 허용 수준을 설정한다.  그러나 이러한 위해성 평가 과정은 고용량에서 행해진 독성실험 결과를 저용량에서 나타나게 될 독성으로 외삽하여 추정해야 한다는 것과 동물실험에서 행한 결과를 사람에게 적용해야 한다는 실험 종간의 차이에서 오는 불확실성의 문제점을 가지고 있다.  따라서, 수질 기준에 벗어나지 않는 범위의 중금속 노출은 절대적으로 안전하다고 무조건 믿기보다는 독성 금속의 노출량을 줄여나가야 함은 자명한 사실이다.
 

  위와 같은 사실을 종합해 보면, 외국에서 보고된 바와 같이 우리나라에서 사용하고 있는 불화규산의 금속 오염도는 불화나트륨에 비하여 높았으며, 수돗물 불소화사업에 사용된 불화규산으로 인하여 주민들의 독성 금속 노출량이 증가되는 것은 확실한 사실이다.

  참고자료
  우리나라 수돗물불소화 현황