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화학사고 대응, 새로운 과립형 '중화제' 제품화 추진...산·염기 여부 몰라도 초동대응 가능
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화학사고 대응, 새로운 과립형 '중화제' 제품화 추진...산·염기 여부 몰라도 초동대응 가능
  • 유민정 기자
  • 승인 2020.07.17 09:48
  • 댓글 0
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사고지점 먼 거리에서 중화제 살포·화학반응 발생 열 100℃ 이상 낮춰...소방대원 안전 확보
화학연, JNK히터(주)에 유해오염물질 제거용 중화제 제조기술 이전 및 제품화 추진
(윗줄 맨 왼쪽부터) 기존의 분말 중화제와 새로 개발된 과립형(알갱이) 중화제. (아랫줄 맨 왼쪽부터) 점토 시드와 지시약 코팅 중화제/사진=한국화학연구원
(윗줄 맨 왼쪽부터) 기존의 분말 중화제와 새로 개발된 과립형(알갱이) 중화제. (아랫줄 맨 왼쪽부터) 점토 시드와 지시약 코팅 중화제/사진=한국화학연구원

화학물질 누출사고 발생 시 중화제로 누출된 산성이나 염기성 화학물질을 중화(pH7)하여 제거하게 되는데 기존의 분말 중화제보다 효과적으로 대응이 가능한 새로운 과립형 중화제가 개발돼 화제다.

한국화학연구원(이하 화학연)은 골든타임 내에 화학물질 누출사고에 안전하고 효과적으로 대응할 수 있는 새로운 중화제를 개발하고 이를 제품화 한다고 14일 밝혔다. 

이것은 '유해오염물질 제거용 중화제 제조기술'로 한국화학연구원이 JNK히터(주)에 기술을 이전했으며, 앞으로 양 기관이 제품화를 위한 상호협력한다고 설명했다. 

새로 개발된 중화제는 알갱이 형태의 과립형으로 사고 발생지점에서 멀리 떨어져서 살포기로 물대포를 쏘듯이 분사하는 방식이다. 기존의 분말 중화제와 비교해 먼 거리에서 살포할 수 있고, 중화열이 60℃ 이하로 낮아서 소방대원들의 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대되고 있다. 

연구진은 실제 실험 결과 과립형 중화제가 15m 떨어진 25㎡ 넓이의 표적에 80% 적중률을 보인 반면 기존의 분말 소석회 중화제는 적중률이 10%에도 미치지 못했다고 설명했다.

산성 유해화학물질(95% 황산)이 누출된 조건에서 과립형 중화제를 투입하자 1시간 후 95% 중화됐고, 중화열도 60℃에 불과했다고 한다. 기존 분말 소석회 중화제의 중화열은 최대 180℃로 아주 높기 때문에 화학사고 발생 시 사고지점 가까이 접근하는 것은 어려운 문제였다. 

과립형 중화제가 중화열이 낮은 것은 발열량이 낮을 뿐만 아니라 중화반응에서 발생하는 발열반응이 한꺼번에 일어나지 않고, 중화제에 쓰인 점토가 중화반응 속도를 지연시켜 열을 서서히 발생하기 때문이라고 한다. 

이번 개발된 중화제는 산성용 염기성용으로 나뉘어 만들어졌는데 염산·질산·황산·불산 등 산성일 경우 탄산수소나트륨을, 암모니아 같이 염기성일 경우 황산알루미늄수화물을 각각 사용했다. 

화학연은 중화제의 핵에 해당하는 맨 안쪽 점토, 그 바깥쪽에는 각각 탄산수소나트륨(베이킹소다)과 황산알루미늄수화물(명반) 점토를 넣어 산성 및 염기성용 중화제를 만들었다고 한다. 

여러 후보물질과 산·염기성 물질의 중화반응으로 발생하는 중화열을 실제로 측정하고, 이를 연세대 한병찬 교수님과 공동으로 컴퓨터 시뮬레이션 값과 비교해 최적의 중화제를 도출했다. 

주목할 만한 것은 염기성 화학물질용 중화제(황산알루미늄수화물)로 처음으로 개발된 것으로 현재 염기성 화학물질 암모니아 누출사고의 경우 물로 희석하지만 이제 중화제거로 초동대응이 가능해졌다. 

한국화학연구원 유병환 박사팀은 화학물질의 산성 및 염기성 여부를 알 수 없을 때 쓰는 지시약 중화제도 함께 개발했다. 알갱이 가장 바깥층에 지시약을 코팅한 것이다. 화학물질에 지시약 중화제를 살포했을 때, 진분홍색을 띠면 산성이고, 파란색을 띠면 염기성 물질이다. (윗줄 왼쪽부터 지시약 중화제와 염산, 질산, 황산, 증류수, 암모니아수와 반응한 결과이며, 아랫줄은 지시약 코팅 점토와 반응한 결과이다.) /사진=한국화학연구원

지시약 중화제도 함께 개발됐는데 중화제 가장 바깥층에 지시약을 코팅한 것으로 화학물질의 산·염기 여부를 모를 때 쓸 수 있다. 화학물질에 지시약 중화제를 살포했을 때 티몰블루의 경우 진분홍색을 띠면 산성, 파란색을 띠면 염기성 물질이다. 

이번 연구결과는 한국화학연구원 유병환 박사팀과 JNK히터가 공동으로 개발했으며, 환경분야 학술지 ‘Chemosphere(케모스피어)’에 발표됐다. 또한 환경부의 화학사고 대응 환경기술개발사업의 일환인 ‘화학사고 환경 피해 저감 사업’의 지원을 받아 수행됐다.

화학연 이미혜 원장은 “이번에 개발된 유해물질 대응 방제제를 개발하여 대국민 안전에 활용할 수 있게 됐다”면서 “사고수습의 골든타임을 확보해 사고피해를 줄일 수 있다”고 설명했다.


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