불산, 불소, 불산염이란 무엇인가

불산(Hydrofluoric acid, HF)는 반도체와 같은 전기제품과 유리, 세라믹 및 금속등을 세척하기 위해 널리 사용되는 약산성의 물질이다. 

이들은 상온 근처(19.5℃)에서 휘발성이 있어 기체가 되며 이를 불산가스라고 하며 금번 구미지역에서 폭발사고를 일으킨물질이다. 이러한 불산은 비록 약산성이지만 피부를 쉽게 통과하기 때문에 사람이나 가축이 노출되면 광범위한 피부의 괴사가 일어난다.

물을 만나면 불소이온과 수소이온으로 쉽게 분리되기 때문에 몸에서는 주로 이온화된 불소형태로 존재하고 사람 등 동물 체내에서는 불산염의 형태로 뼈, 이빨등에 침착된다.

이렇게 불산가스는 폭발성이 있고 피부 등의 점막을 자극하여 위험한 물질이지만 불소는 사람이나 가축이 식품, 음수등을 통해 상대적으로 흔히 노출되는 물질로서 비교적 안전한 물질이다. 

불산 노출시의 주요하게 나타나는 증상은 무엇인가
 

불산은 자극성이 강하여 많은 양에 노출 시, 심각한 화상 및 심장마비로 인한 사망이 일어나나, 노출량이 많지 않을 경우에는 주로 노출부위의 자극 및 부식에 의한 증상이 나나난다. 적은량으로 장기간에 걸쳐 노출되면 주로 치아나 골격계에 피해를 줄 수 있으나 암이나 기형을 유발하지는 않는 것으로 알려져 있다.

수분이 없는 상태에서 불산은 중성을 띤 작은 입자로 피부나 소화기, 호흡기 점막을 통해 동물의 체내로 잘 흡수되지만 물과 만나면 수소이온과 반응성이 큰 불소이온으로 해리되기 때문에 산성의 성질을 나타내고 혈액을 통해 전신에 분포하게 된다. 다시 몸속의 칼슘이나 마그네슘 같은 체내의 이온들과 결합을 해서 불소염을 형성하고 오줌을 통해 배설된다.

다량의 급성 노출시 칼슘과 결합하여 불소염이 형성되어한 체내 칼슘농도의 극심한 저하가 나타나 심장마비가 일어날 수 있기 때문에 사람이나 가축의 중독에 의한 예후를 판정하는데 혈액의 칼슘이온 농도가 이용되기도 한다.

노출동물 안전과 관련해서 노출당시에는 불산의 노출농도가 중요하고 체내 흡수된 후에는 불소염 또는 불소이온의 잔류농도가 중요하다. 또한 불소는 혈액내 칼슘농도의 저하를 일으키기 때문에 간접적인 불소의 중독지표로서 혈액 내 칼슘이온 농도를 측정하기도 한다.

심한 통증이 조직의 칼슘이온 결핍에 의해 발단신경에서 K+이온이 방출되어 나타나거나 심장마비가 나타날 수 있으므로 통증을 줄이고 심장마비를 예방하는데 칼슘글루코네이트와 같은 칼슘제제를 즉시 투여하는 것이 효과적인 치료방법이다.

사람들은 불산에 흔하게 노출되는 것이 아니다
 

사람들의 흔히 불산은 폭발성이 있어 위험한 것으로 인식하고 있지만 체내로 들어온 불산은 독성이 약한 불소로 존재하기 때문에 상대적으로 안전하다고 할 수 있다.

결국 사람은 불산에는 사고이외에는 노출되지 않지만 불소에는 흔하게 노출된다. 불소는 충치예방 목적으로 수돗물 및 치약 등에 사용되며 수돗물 첨가 권장량(WHO)은 0.5~1.0ppm 수준이다. 그리고 WHO의 인용자료에 의하면 자연적으로도 우유와 유제품에는 0.01-0.8, 육류와 가금육에는 0.04-1.7, 생선에는 0.21-4.57 mg/kg(ppm)의 농도의 불소가 존재한다고 되어 있다.

결론적으로 불소가 우리 몸에 들어와서는 안 된다고 오해하고 있지만 우리 몸에는 어느 정도의 불소를 가지고 있다고 할 수 있다.

가축의 불산 노출정도를 어떻게 알 수 있는가

 
2012년 9월 27일 경북 구미산단의 한 공장에서 불산이 누출되는 사고에 의해 사망 5명을 포함한 많은 인명피해와 주위 농작물의 피해가 발생하였으며 반경 400m이내에 소와 말이 200여두가 사육되고 있었다. 이들 가축들은 기침, 콧물, 코주변 출혈, 사료섭취거부 증상을 보였지만 일주일 이내에 이러한 증상들이 호전되었다.

불산은 생체에서 존재하지 않기 때문에 측정할 수가 없으며 체내로 들어오면 이온화되어 칼슘, 마그네슘 등과 결합되기 때문에 혈청이나 오줌에서 불소의 농도가 간접적으로 불산의 노출을 측정할 수 있는 지표가 될 수 있다. 

농림축산검역본부에서 구미지역 불산누출사고 지역의 주변에서 사육되는 소에서 10월 15일에 채취한 혈액과 오줌에서 조사된 결과는 사고지역에서 멀어질수록 오줌에서 불소농도가 감소함을 알 수 있다.

칼슘은 가축이 불산에 노출되었을 때 부작용을 일으키는 원인이 되기 때문에 혈액에서 칼슘농도를 측정하는 것은 가축의 건강상태를 판단하는데 매우 중요하다.

불산에 노출된 가축의 혈액에서 칼슘농도를 측정한 결과 다소 낮은 경향을 보였으나 모두 정상범위내에 있었으며 특히 누출지역에서 근접한 소들의 칼슘농도가 낮을 것이라는 예측과 달리 정상수준에 있던 것이 특이하였다. 이는 가축이 불산에 노출된 후 신속히 칼슘제제를 투여하였기 때문으로 판단된다.

불산에 노출된 소의 오줌에서 불산 수준

                                                                        (단위: F-농도/크레아티닌농도)

가축의 혈액중의 칼슘농도
                                                                                              (단위:mg/dL)