[직종별 건강장해]

금속의 표면처리는 여러 가지 목적이 있다. 부식을 방지하고, 마모에 잘 견디게 하고, 열에 강하게 하거나 색채 및 광택을 좋게 할 목적 등 다양하다. 이러한 표면처리 중에서 대표적이 것이 도금이다. 그렇기 때문에 도급작업은 보석세공 등 장식산업이나 반도체산업으로부터 자동차 부품의 생산에 이르기 까지 다양한 산업에서 볼 수 있다. 이 과정에서 노동자는 다양한 화학물질에 노출되며, 특히 유기용제 및 중금속 중독에 걸릴 가능성이 높아진다.

1. 도금작업의 방법은 어떤 것들이 있는가?

금속을 대상물체에 도포하기 위해서는 불에 녹여 뿌리거나, 진공상태에서 증착시키거나 전기도금방법을 사용하게 된다. 이중에서도 전기도금이 가장 널리 쓰이는 방법이다. 금속염이 녹아있는 용액에 대상물체를 담그고 전기를 통해주면 원하는 금속이 전극에 걸어주는 음전하/양전하에 따라 대상물체에 피막을 형성하게 된다. 금속의 물리, 화학적 성질에 따라 광택, 강도 또는 부식저항성 등의 특성이 달라지며, 약 18종 이상의 금속 또는 합금을 사용할 수 있다.

1) 금속 재료에 따른 문제점

니켈은 그 광택으로 인해 가장 흔한 도금방법이 되었으며, 이러한 특성은 구리를 먼저 도금하고 나중에 니켈도금을 하면 더욱 강화될 수 있다. 니켈도금의 가장 흔한 독성은 접촉성 피부염이다. 전신독성은 드물고 대부분 니켈염을 섭취하거나, 니켈 카보닐기를 흡입함으로써 발생한다. 현재까지 니켈은 주로 대상물체를 마찰로부터 보호하고 보석을 장식하기 위해 사용된다.

아연도 철과 다른 금속을 환경요인으로부터 보호하기 위해 광범위하게 사용되어져 왔다. 통조림업계에서는 아연합금과 주석을 통조림 내용물에 의한 통의 부식을 막기 위해 오랫동안 사용해왔다. 주석도금은 근로자를 주석산화물 분진과 흄에 노출시켜서 금속열과 화학폐렴을 유발시킨다. 이들 공정은 독성이 덜한 래커 코팅을 포함한 다양한 방법으로 대치되었다.

카드뮴 도금이 상업적으로 처음 행해졌을 무렵에는 이상적인 도금금속으로 소개되었었다. 이 방법은 아연에 의한 마찰저항과 니켈의 광택을 통합한 특성을 보여주었으며 비행기, 자동차, 및 선박제조에서 광범위하게 사용되어졌다. 그러나 카드뮴 독성이 알려지고 난 후에는 법적 규제가 심해져서 그 사용이 급격히 감소하였다. 그러나 카드뮴도금은 여전히 비행기착륙기어에 광범위하게 사용되어지고 있다. 이는 다른 방법을 통해서는 이 장치에 필요한 경도와 부식저항성을 제공할 수 없기 때문이다.

크롬 도금은 내구성을 가지고 적은 마찰계수를 제공하는 방법으로 소개되었다. 처음에는 크롬이 차가운 크롬산용액에서 도금됨으로써 상대적으로 두껍고 견고한 마감재로 사용되었다. 크롬산 중탕은 근로자들을 부식성이 강한 크롬산 미스트에 노출되게 만들었으며, 오늘날 순수한 크롬을 사용하는 곳은 전기도금업이 유일하다. 최근에는 보다 바람직한 마감재를 얻기 위해 공정이 변형되었지만, 산중탕은 여전히 사용되어진다. 크롬도금은 2가지 방법으로 나누어진다. 1) 경질도금(hard plating): 금속표면의 내구성을 높여주며 두거운 크롬층을 만들어 주는 방법 2) 광택도금(bright plating): 매우 얇은 크롬층을 형성하며 표면에 번쩍거리는 효과를 주기 위해 사용되어진다.
백금도금과 코발트 도금은 주로 강도를 증가시키기 위해 사용되어왔지만 높은 비용 때문에 보조적으로만 사용되어졌다

2) 전기도금 작업 과정에서 나타나는 유해성

전기도금은 본작업 전에 몇 단계의 세척과 탈지공정을 거치게 된다. 각 단계는 고유한 유해인자를 포함하고 있으며, 이러한 유해인자를 감소시키기 위해 다양한 예방대책이 필요하다. 대표적인 예방대책으로서 유기용제 증기를 제거하기 위한 환기장치와 탈지조를 노동자의 호흡영역으로부터 멀리 격리시켜 놓는 것이다.
도금의 대상이 되는 금속제품은 도금의 질을 높이기 위해 처음 기계적으로 산화물(녹, 박편, 변색 등)을 제거하게 된다. 이 공정에서 금속분진이 공기 중으로 배출되며, 진폐증의 위험이 있기 때문에 노동자의 노출을 최소화하기 위해 흡기장치가 필요하다. 알루미늄 분진의 경우, 급격하게 산화될 경우 폭발도 가능하기 때문에 고여 있는 물 표면에 흡기된 공기를 충돌시켜 분진을 가라앉혀야 한다. 이후 표면에 오염된 기름성분을 제거하기 위해 유기용제(염소계 탄화수소 예를 들면 트리클로로에틸렌 등)를 이용해 탈지하게 된다. 용제는 흔히 가열된 상태이기 때문에 공기 중으로 더욱 빨리 증발되며, 최근에는 초음파 탈지공정도 많이 사용된다.
다음 단계에서는 잔존하는 산화물과 불순물을 제거하기 위해 산 또는 알칼리용액을 이용하여 추가세척을 하게 된다. 이 공정에서 산 또는 알칼리에 의한 피부와 점막의 화상위험에 노출되며 이를 예방하기 위해서는 적절한 환기장치를 갖추고, 직접 노출되었을 경우 즉시 세척할 수 있는 설비(예를 들면 눈에 들어갔을 경우의 안구세척기 등)를 갖추어야 한다. 산화물과 불순물의 양이 적을 경우 세척과 산세척이 함께 진행되며, 흔히 인산을 포함한 세척제가 물 또는 유화제와 혼합되어 사용된다.
전기도금을 하기 전 마지막 단계로서 청산을 포함한 탈지조를 거치게 된다. 전 단계에서 접촉했던 산이 완전히 제거되지 않았을 경우 이 단계에서 청산염이 발생하게 되며 이에 노출될 경우 즉시 사망도 가능하다. 이러한 독성은 청산염의 피부접촉, 흡입, 또는 섭취로 발생하며 이의 예방을 위해 작업장에서 취식을 금지하고, 탈지조 가까이에서는 물도 먹지 말아야 하며, 탈지조에 제품을 담그기 전의 세척을 철저히 해야 한다.

실제 전기도금공정은 제품을 전극에 연결하여 금속염의 용액에 담근 상태에서 이루어지며 산소 또는 수소의 기포가 발생한다. 이때 수용액의 증기가 금속염이 포함된 상태로 비산되며 여기에 노출되는 피부 또는 전신에 독성이 나타나게 된다. 이를 막기 위해 부식되지 않는 공을 수용액 표면에 띄우거나, 수용액 표면에 근접해서 흡기-배기 장치를 적용하고, 계면활성제를 사용하기도 한다.
온도, 전류 및 전해조 용액의 농도가 도금공정 후의 광택 및 금속코팅 두께를 조절하기 위해 미세하게 조절되며, 온도를 높일수록, 전류를 많이 통할수록 금속염 증기는 많이 발생하게 된다. 특히 크롬도금 중 경질도금의 경우 광택도금에 비해 높은 온도와 높은 전류상태에서 행해지며 따라서 광택도금에 비해 고농도의 크롬증기에 노출되는데, 경질도금 근로자의 소변에서 검출되는 크롬 함량이 광택도금 근로자에 비해 더욱 많은 것으로 확인되었다. 또한 광택도금은 경질도금에 비해 크롬증기에 덜 노출된다고 하지만 작업시간이 길기 때문에 다른 화학물질(예를 들면 유기용제, 무기산, 알칼리)에 더욱 노출되므로 어느 공정이 보다 더 위험한지는 아직 명확하지 않다.

다음 호에서는 도금 작업에서 나타나는 유해물질과 그에 대한 예방대책에 대해서 알아보도록 하자.