유해물질관리 과제

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유해물질관리 과제에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 크롬(크로뮴) (III,VI)
(1) 크롬(III,VI)이란
(2) 주요용도 및 발생원
(3) 독성
(4) 환경에서의 거동(정수 처리 공정에서의 거동)

2. 비소 (III,V)
(1) 비소(III,V)란
(2) 주요용도 및 발생원
(3) 독성
(4) 환경에서의 거동(정수 처리 공정에서의 거동)

3. 셀레늄
(1) 셀레늄이란
(2) 주요용도 및 발생원
(3) 독성
(4) 환경에서의 거동

본문내용

체 장기나 다른 부위에 만성 노출되면 이것이 신경독성을 유발할 수 있으며, 특히 근육위축 축삭경화증의 위험성을 증가시키는 운동뉴런의 퇴행이 발생할 수 있다. 또한 셀레늄에 과량 노출되었을 때 나타난 결과로 메스꺼움, 구토, 간기능 이상이 보고되었다. 과도한 양의 셀레늄은 머리카락과 손톱 손실, 피부염, 내분비계 기능 부전 및 신경독성, 셀레니 중독(간, 피부, 손톱, 머리카락에 영향을 미침)을 유발할 지도 모른다. 과도한 양의 셀레늄을 섭취하는 것은 숨에서 마늘 냄새가 나거나 금속성 맛이 느껴지는 것과 관련이 있다.
셀레늄은 성장 호르몬 및 insulin-like growth factor-1 (IGF-1)을 감소시켜 성장
지연을 유발할 수 있다. 셀레늄 정맥주사 후 갑상선기능 저하증, 이차적 요오드 결핍증이 보고되었으며, 셀레늄 보조제가 정자의 운동성을 감소시킬 수도 있다.
(4) 환경에서의 거동
① 대기중 셀레늄 운반
수은과는 다르게, 휘발성 셀레늄의 체류 간은 매우 짧기 때문에 가스 형태로 장거리
에 걸쳐 운반되기는 쉽지 않다. 휘발성 유기성 셀레늄과 관련하여, DMSe 나 대기중 산화제인 수산화기, 오존(O3) 및 질소산화물(NOx) 간의 반응 상수를 측정하였다. 대기 중 DMSe의 체류시간은 6 시간 미만으로 매우 짧은 것으로 계산되었다. 이러한 실험결과는 DMSe가 DMS 보다 수산화기와 질산염(NO3)와 훨씬 더 우세하게 반응하는 것을 제시하는 것이다. 셀레늄 원소(685°C)와 SeO2 (340°C)의 높은 끊는 점 때문에 휘발성 셀레늄 원소와SeO2 는 일반적으로 대기중에서 빠르게 미립자 셀레늄으로 전환되고 농축될 수 있다. 셀레늄 원소의 증기압에 기초하여, 기체상에서 셀레늄의 농도는 헨리의 법칙을 이용하여 계산할 수 있다. 셀레늄의 균형 농도는 대략 1-5ng/m3 으로 계산되는데 이는 야외 실험결과에서 얻어진 자료와 일치한다.
대기중에서 휘발성 무기성 셀레늄의 짧은수명은 실험실 조건에서도 증명되었다. 휘발
성 무기성 셀레늄과 여러 가지 대기에 존재하는 산화 라디컬 간의 반응 상수가 제시되었다. 비록 반응조건이 실제의 대기 환경과 일치하지는 않지만, 휘발성 무기성 셀레늄의 거동은 확실히 제한적이다. 셀레늄 원소와 H2Se 의 대기 중 체류시간 역시 DMSe 와 유사한 것으로 보고되었다. 따라서, 대기중 셀레늄은 가스 형태로써 장거리로 운반될 수 없을것으로 추측할 수 있다. 반면, 가스 상태의 셀레늄은 일련의 물리 화학적 작용으로 미립자형태로 전환된 다음 장거리로 운반될 수 있다.
이러한 거리는 미립자 크기에 달려있다. 미립자의 크기가 작을수록 쉽게 운반될 수 있는 반면, 큰 입자의 에어로졸은 대기중에서 짧은 수명을 나타낸다.
작은 미립자 에어로졸에서 셀레늄의 농축된 사례가 여러 차례 보고되었다.
미립자의 표면적은 미립자 크기와 반비례하고 미립자 에어로졸의 수는 반지름이 감소함에 따라 증가하기 때문에, 셀레늄은 작은 미립자에 풍부하게 존재할 것으로 예측될 수 있다.
② 대기중 셀레늄 변환
산소존재하에서 유기 셀레나이드(메틸화된 셀레늄)은 다음의 반응식[1]에서 보여주듯이 기체상으로 들어가게 된다. 여기에서 하나 또는 그 이상의 메틸기가 제거된다
CH3SeSeCH3 + 5O2 → CH3SeH + CH2O [1]
유기 다이셀레나이드에서의 셀레늄간의 결합은 산화제에 의하여 다음 과정[2]에서 같
이 절단된다.
CH3SeSeCH3 + OH → CH3SeH or RSe [2]
DMSe는 다음[3]의 경로를 통하게 된다.
CH3SeCH3 + 2H2O2 → CH3SeO2 + 2H2O [3]
또한, DMSe 와 수산화기, 질소산화물 라디컬간의 반응이 다음과 같은 경로[4,
5, 6]를 통해 진행된다고 제안되었다.
OH + CH3SeCH3 → H2O + CH3SeCH2 [4]
NO + CH2SeCH3 {=[CH3Se(ONO2)CH3]} → HNO3 + CH3SeCH2 [5]
CH3SeCH2 + O2 → Product [6]
CH3SeCH2 + O2 반응에 따른 생성물은 아직 밝혀지지 않았지만, CH3SeCH2 은 다음과 같은 대사 경로[7, 8]가 제시되었다.
CH3SeCH2 + NO3 → CH3SeCH2O(DMSeO) + NO2 [7]
또는,
2CH3SeCH2 + O2→2CH3SeCH2O(DMSeO) [8]
생성된 DMSeO 는 일련의 산화과정을 통한 메틸기 제거를 통해 무기성 족(셀레늄,
SeO2 또는 H2Se)으로 전환되는 것으로 추측된다. 무기성 셀레늄족과 관련한 대기 변환 과정 역시 모호하다. 석탄 연소로 인하여 대기중으로 배출되는 셀레늄은 주로 셀레늄 원소로 알려져 있다. 반응과정을 다음[9, 10]과 같다.
SeO2 + 2SO2 = Se° + 2H2SO4 [9]
H2SeO3+2SO2 + H2O = Se° + 2H2SO4 [10]
대부분 대기중으로 배출되는 셀레늄은 위와 같은 화학작용을 통해 주로 원자 상태인
것으로 추측된다.
에어로졸이 비에 의해 세정되어짐에 따라, SeO2 는 즉시 H2SeO3 을 형성하도록 용해될 것이다[11].
SeO2 + H2O = H2SeO3 [11]
대기 중 황산이 존재할 때, 다음과 같이
셀레늄 원소에 영향을 미치는 산화환원 반응
[12]이 가능하다.
Se0 + 2SO42 +4H+ = 2SO2(aq) + H2SeO3 + H2O [12]
③ 대기중 셀레늄 침적
다른 금속과 마찬가지로, 셀레늄은 침적과정을 통해 지구 표면에 다시 도달한다.
일반적으로 대기 중 셀레늄의 제거는 지역적 공간적 규모로 일어나는 것으로 알려져 있다.
북위 30 도 및 90 도 사이 지역에서 대기 셀레늄의 배출과 침적에 관한 전지구적 균형 측정치가 보고되었다. 대기 중 셀레늄의 전체 배출량은 대략 8400 ~ 17,600 톤인 반면, 전체 침적량은 대략 8800 ～ 25,000 톤으로 계산되었다.
이 침적량에서 습성 침적량은 7500 ~ 20,000 톤 을 차지하고 있으며, 건성 침적량은 1400 ~ 5000 톤을 차지하는 것으로 계산되었다. 이는 습성 침적량이 전체 침적의 80%를 차지하기 때문에 건성 침적량보다 훨씬 중요한 것을 제시하는 결과이다.

키워드

유해물질관리,   크롬,   크로뮴,   비소,   셀레늄