건축법에서 건축마감재료의 연소독성은 설치류(마우스)를 사용한 가스유해성시험으로 평가되고 있다. 최근 동물시험에 대한 최소화 및 대체시험개발의 필요성으로 인해 연소가스의 정량분석을 통한 독성지수연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 이미 철도차량에서 적용되고 있는 BS6853의 연소독성평가를 통해 기존 가스유해성시험결과의 상대적인 비교분석을 수행하여, 건축재료의 연소독성평가에 대한 다양한 가능성을 제시하고자 하였다.
국내 건축물에 사용되는 내화도료는 품질시험을 통하여 내화구조로 인정받아야 사용할 수 있다. 품질시험은 내화시험 및 부가시험이며 내화도료의 부가시험 항목은 가스유해성과 부착강도이다. 이중 가스유해성의 경우 관련 KS 등에 따라 동물실험을 하며 매건 16마리의 살아있는 쥐가 희생된다. 이에 실험자는 윤리적 부담을 느끼게 되며 실험기관은 관련 법률에 따른 실험동물운영위원회 운영 등 행정적 부담을 지게 된다. 이에 연소 가스의 성분 분석을 통한 유해성 측정 등 상기 동물실험을 대체하려는 연구와 노력이 지속되고 있으나 현재까지는 동물실험이 유지되고 있다. 연소가스의 유해성 평가 시 시험체 가열에 따라 발생하는 배기온도가 측정되는데 특정 타입 내화도료에 대한 배기온도를 분석하여 유의한 초기 반응 양상을 파악할 수 있다면 동물실험 대체에 기여할 수 있을 것이라 사료된다. 이에 본 논문을 통하여 가스유해성 시험 시 쥐의 행동정지시간과 배기온도와의 관계를 파악하여 현 동물실험의 개선점을 찾아보고자 하였다.
건축물 마감재료의 연소시 발생되는 독성가스는 대형화재로 인한 인명피해의 주된 원인 중의 하나이다. 현행 건축법에서는 건축물마감재료에 대하여 동물의 평균행동정지시간을 측정하는 가스유해성시험을 실시하고 있다. 본 연구는 동물시험이 아닌 NFPA 269에 의한 유효량분율(FED: Fractional effective does)을 이용하여 건축물 마감재의 독성지수를 도출하였다. 현행 가스유해성 평가 방법에서 사용되는 채임버(피검상자)를 이용하여 적외선분광분석 및 산소분석기로 연소가스를 정량 분석하였으며, NFPA269에서 규정하는 FED를 도출하였다. 몇 가지 건축재료에 대한 가스유해성시험의 평균행동정지시간과 FED의 상대적인 비교를 통해 연소가스독성평가를 수행하였다.
연기독성생성물로 인한 인명피해가 주요한 화재피해로 보고되고 있다. 화재로 인한 연기독성을 평가하기 위해 국내외의 다양한 시험이 있으며, 국내에서는 KS F 2271의 가스유해성시험으로 건축마감재료의 유해성을 평가하고 있다. 현행 가스유해성시험은 발연가스를 설치류(실험용 흰 쥐)에 노출시켜 행동시간을 측정하여 연소가스 독성을 평가한다. 본 연구에서는 가연성 고분자소재(우레탄 및 고무바닥재)를 대상으로 가스유해성시험을 수행하고 이때 발생되는 가스를 FT-IR로 정량분석하였다. 정량분석결과는 BS6853에서 규정하는 기준값과 비교하여 독성지수(R)를 산정하였다. 동물시험과 독성지수의 상대적 비교를 통해 두 시험법의 상관성을 분석하여 다양한 독성평가를 시도하고자 하였다.
본 연구에서는 탄소나노튜브를 혼입한 경량·고강도 시멘트 독합체의 유해성을 평가하기 위해 급성경구독성시험 및 급성경피 독성시험을 실시하고, 이를 재령 28일 압축강도 50 MPa 수준의 탄소나노튜브를 혼입하지 않은 일반 콘크리트의 유해성과 비교하였다. 일반 콘크리트 및 탄소나노튜브를 혼입한 경량·고강도 시멘트 복합체 모두 급성경구독성시험결과 GHS category 5인 것으로 조사되었다. 또한, 모든 시편에서 급성경피독성시험에서 독성증상은 관찰되지 않았으며, GHS category 5/미분류(unclassified)에 해당하는 것으로 판단된다.
우리나라에서 건축물 내장재의 화재안전성능은 국토해양부 고시 제2011-39호에 의한 평가방법에 의해 불연성시험(KS F ISO 1182), 열방출률시험(KS F ISO 5660) 및 가스유해성시험(KSF 2271)을 실시하여 그 결과로서 분류하도록 되어 있다. 그 중 연기 및 연소독성가스에 대한 시험인 가스 유해성 시험은, 건축재료 및 내장재의 연소시 발생하는 가스의 유해성을 마우스의 평균 행동정지시간으로 측정하는 방법으로 사용하여 왔다. 이 중 연소 독성가스 4종(HCl, HF, HCN, $SO_2$) 흡입독성시험방법의 확립을 위하여 ICR계 mouse와 전신흡입노출장치를 이용하여, 독성가스 노출 및 병리검사를 수행하였다. 그 결과 호흡기관지와 가까운 폐포에서 대식세포(Macrophage)의 침윤을 유발하는 것으로 나타났고, 4종의 물질에 대한 조직의 병리검사로 전체적으로 충혈과 울혈은 확인되었다. 조직 중 폐와 신장에서 조직손상이 심하였고, 물질로는 HCN이 가장 많은 병리소견을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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