나노기술 및 정책 정보

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NIOSH의 임무와 활동

● NIOSH는 작업장에서의 물질이 어떠한 위해를 주는가를 결정하고, 상해나 질병, 사망 등을 예방하기 위하여 연구를 수행하며, 안전하고 건강한 작업장을 확보하기 위해 필요한 지침과 권고안을 제시하도록 직업안전건강법(Occupational Safety and Health Act)에 의해 위임받고 있음.
● NIOSH는 NNI내의 나노기술 환경 및 건강 영향(Nanotechnology Environmental and Health
Implications, NEHI) 워킹 그룹에 의해 이 영역에 있어 주관기관으로서의 지위를 부여받고 있으며, 생체 시스템에서 나노입자의 작용에 대한 메커니즘을 이해하고, 근로자들에 주는 잠재적 위험성을 평가함으로써 여러 가지 나노입자의 잠재적 위해성 평가를 위한 최초의 조치들을 취하고 있음.
● NIOSH는 나노재료와 관련해 다음과 같은 활동에 주력하고 있음.
- 나노재료의 건강 유해성과 관련한 중요한 이슈 규명
- 나노기술에 종사하는 작업자의 안전과 건강 보호
- 작업장의 통제 및 안전 취급 절차를 통하여 나노기술을 안전하게 발전시키기 위한 방법론의 개발과 확산
- 작업장의 건강과 안전 문제를 해결하기 위하여 나노기술의 적용 가능성 조사
※나노입자의 유해 가능성
•나노입자는 작은 크기와 큰 표면적으로 인해 유사한 화학적 조성의 큰 입자와는 다른 화학적, 물리적, 생물학적 특성과 능력을 갖을 수 있음.
•폐의 가스교환 영역에 도달 가능
•폐로부터 전신으로 이동 가능
•피부 장벽 침투 가능
•세포막 투과 가능
•분자수준에서 상호작용 능력



NTRC의 설립과 연구 활동

● NIOSH는 나노기술연구를 조정하고 용이하게 하기 위해 또 작업장에서 나노재료의 안전한 취급에 관한 지침을 개발하기 위해 2004년 NTRC(Nanotechnology Research Center)를 설립하고, 연구 수행을 위해 05회계년도 300만 달러, 06 회계년도 370만 달러, 07 회계년도 460만 달러를 지원함.
● NTRC는 지리적으로 분산된 지역에서 일하는 NIOSH 과학자들과 엔지니어들이 공유 컴퓨터 네트워크에 의해 연결되어 연구를 용이하게 행하도록 하는 가상연구센터(virtual center)임.
● 10대 주요 연구 분야 설정
- NTRC는 작업장에서 나노입자 노출의 예방과 제어를 위해 나노입자의 유해성 규명과 특성연구, 노출평가, 위험성 평가, 위험관리에 대한 연구 프로그램을 집중하고 있음.
- NTRC는 잠재적 건강 위험성을 이해하고 권고안을 개발·확산하며, 나노기술의 책임있는 발전을 위하여 10개의 주요 연구 토픽을 설정함.
- 10개의 주제 분야는 작업 안전과 건강 문제를 대처하는데 있어 가장 중요한 분야들이며, 여기에는 독성학 및 내부축적량, 위험 평가, 전염병학 및 감시, 공학적 제어와 개인보호장비, 측정방법, 노출평가, 화재 및 폭발안전, 권고 및 지침, 대화와 교육, 응용이 포함되어 있음.
● NTRC는 다음과 같은 연구 목표를 설정하고 있음.
- 나노입자와 나노재료가 작업과 관련해 상해와 질병을 야기할 위험성 여부 결정
- 작업 관련 상해와 질병을 예방하기 위한 나노기술의 응용에 관한 연구 수행
- 간섭과 권고 및 교육 훈련을 통한 건강한 작업장 확보
- 국가적, 국제적 협력을 통한 세계적 작업 안전 및 건강의 고취

나노입자의 유해성 연구

● 2004년 이래 NTRC는 나노 입자들이 건강에 대한 부정적 영향을 줄 수 있는지를 예측하기 위해 관련 나노입자의 물성과 특성에 대한 독성 연구(특히 탄소나노튜브의 독성 연구)를 수행해 왔음.
● 예비연구에서 비교적 낮은 농도의 특정 나노튜브에 노출된 생쥐의 기관지에 유해한 영향(섬유증 반응, fibrotic response)을 주는 것으로 나타났음.
● NTRC 연구자들은 나노 입자가 폐에 침적한 후 혈류 중으로 들어가 전신 조직으로 이동해갈 가능성에 대해 평가하고, 또 나노 입자에 대한 피부 노출의 영향을 평가하고 있음.
● NTRC는 2006년 여름 나노입자 에어로졸 발생 시스템을 제작하고, 동물 흡입 연구를 시작했으며, 이에 의해 가공된 나노재료가 작업환경에서 인체 건강에 미치는 위해성 여부 결정과 나노입자의 작용 메커니즘 규명에 도움이 될 것으로 보임.
● NTRC 연구자들은 이산화티타늄 나노 입자에 대한 노출-반응 정보를 평가하고 위험 정량화 방법을 개발했음. 향후 더 많은 노출 정보를 얻고 제어기술을 확립하기 위해 가공된 나노입자의 노출이 우려되는 작업장을 평가하기 위한 현장 평가팀을 구성했음.
● 지금까지 이 팀은 잠재적 작업자 노출, 제어기술, 위험관리방법에 대한 유용한 정보를 얻기 위해 가공된 나노입자를 제조하거나 사용하는 많은 기업체와 협력관계를 이루고 있음.

나노기술의 적용 연구

● NTRC는 보다 효율적인 필터, 센서, 방호복을 제조하는데 나노기술을 응용하는 것을 포함해 나노기술을 작업 안전 및 건강에 적용할 여러 가지 가능성을 탐구하고 있음.
● NTRC는 대학, 민간부문과 많은 토론을 거쳐 가능한 과제들을 도출하고, 현재 조지아 공대와 협력하여 작업 및 공중 보건 문제에 나노기술을 적용하는 것을 검토하고 있음.

작업장의 안전 지침서 작성
● NTRC는“Approaches to Safe Nanotechnology : An Information Exchange with NIOSH”라는 책자를 발간하고 나노기술에 종사하는 근로자 및 고용주를 위한 잠정적인 지침을 제공하고 있음. 이 책자는 2005년 10월에 초판이 발간되어 2006년 8월에 개정되었으며, 현재 NIOSH 웹사이트(www.cdc.gov/niosh/topics/nanotech)를 통해 서비스되고 있음.
● 이 지침서의 결론은 다음과 같음.
- 가공된 나노입자의 생산과 사용과 관련한 인체 건강 영향에 대한 정보가 한정되어 있다면, 근로자의 노출을 최소화하기 위해 잠정적 예방 조치가 취해져야 함.
- 대부분의 공정과 작업에 있어 나노 에어로졸에 대한 공기중 노출의 제어는 다양한 공학적 제어기술(예, 배출가스 환기, 공정 밀폐 등)을 이용해 노출 가능성을 최소화할 수 있음.
- 공학적 제어, 즉 발생원 봉쇄(발생원을 작업자로부터 격리 등)와 국부적 배출가스 환기 시스템은 공기중 나노입자를 포획하는데 효과적이어야 함. 현재의 지식으로는 고효율 분진공기(HEPA) 필터를 갖춘 잘 설계된 환기 시스템이 효과적으로 나노입자를 제거할
수 있음을 시사하고 있음. 작업 방식의 개선(습식법을 사용한 나노재료의 취급 및 이동, 오염표면의 세척), 작업자의 교육 및 훈련, 필요시 개인보호장비의 사용이 노출 가능성을 줄이는데 도움이 됨.
- 공학적 및 관리적인 제어가 적절한 방법이 못될 때는 인공 호흡장치도 필요함. 예비적 실험결과는 인공호흡기의 여과로 직경 2.5 nm의 입자가 효율적으로 포집되는 것을 보여주는데, 적절한 시험과 확인을 거쳐 인증된 인공호흡기는 작업자들을 나노입자 흡입으로부터 보호하는 데 유용함을 시사함.
● NIOSH 웹사이트의 다른 정보로는 국내외 기관과의 협력으로 개발된 나노입자 정보도서관(Nanoparticle Information Library, NIL)이 있는데, NIL은 작업장 관련 건강 전문가, 산업계 이용자, 작업자 그룹, 연구자들이 나노재료에 관한 정보를 공유하고 검색할 수 있
는 데이터베이스임.

작업 안전 및 건강에 관한 국내외 협력

● NTRC는 나노기술과 관련한 직업 안전 및 건강 문제에 관해 국내외적으로 학술회의, 무역협회, 전문가 협회, 정부기관, NGO 등이 주최한 특별 패널 등에서 수많은 발표회를 가졌으며, NNI의 워킹 그룹 NEHI(Nanotechnology Environmental and Health Implications) 참여, OECD와의 협력 등 나노기술 작업자들을 위한 작업 안전 및 건강에 대한 이해를 증진시키기 위해 국내외적 협력활동을 해오고 있음.
● NTRC는 ISO TC 229“ 건강, 안전, 환경에 관한 나노기술 워킹 그룹”의 미국 대표의 일원이며, 또 WHO(World Health organization) 협력센터와 정보의 확산과 교류를 위한 지구적 과제들에 관해 협력하고 있음.
● NTRC는 여러 국내외 기관들에게 나노기술 영역의 직업 안전 및 건강에 관한 훈련과 교육과정을 수행하고 있으며, ASSE(American Society of Safety Engineers), AIHA(American Industrial Hygiene Association), IAPA(Industrial Accident Prevention Association) 및 NATO 회원국 등과 함께 전문가 양성 과정에도 참여하고 있음.

향후 과제

● 2004년부터 시작한 NTRC의 나노입자에 대한 연구(유해성 규명, 특성연구, 노출평가, 위험 평가, 위험관리)는 폭 넓은 정보와 지침을 제공해오고 있으나, 독성연구가 소수의 나노입자에만 제한되었으며, 잠재적 건강 위험을 예측하기 위해서는 보다 많은 종류의 나노입자에 대한 평가가 필요함.
● NIOSH의 지침은 작업장에서의 나노입자 제어를 위한 초보적인 연구단계로서, 가공기술과 작업장 제어 대책의 효율성과 특이성에 대해 현장 조사를 포함한 보다 많은 연구가 필요함.
● 나노재료의 연구, 개발, 생산 및 사용에 종사하는 인력이 점점 증가함에 따라, 나노기술 작업자에 대한 단기 및 장기적인 건강 위험성에 대한 연구수행이 필요하며, 대규모의 예상되는 전염병학적 연구와 노출 등록제 시행 등이 요구됨.
● 구체적으로는, 나노재료 공정에 대한 전반적인 특성연구, 나노재료 노출을 최소화하고 관리하기 위한 작업관행 개선, 공학적 제어기술 및 개인보호장비 개발, 나노재료의 잠재적 위해성에 대처하는 작업자 훈련, 나노재료 노출에 사용되는 분석기기와 방법에 대한 평가, 나노재료 노출의 정량적, 정성적 측정 방법의 개발이 요구됨.
● 대중들의 이해와 연구결과의 정보 공유를 위해, 연구의 필요성을 명확히 하고 연구 결과를 공유하는 협력관계를 구축하고, 유용하고 적절한 과학적 정보를 제공하는 대화자료(교육자료)의 개발이 요구됨.
♣ 김경호 책임연구원 (kimkho@kisti.re.kr)