톨루엔 디이소시아네이트 폭로근로자들의 생물학적 모니터링에 관한 연구

Abstract

[한글]

톨루엔 디이소시아네이트(이하 TDI라 약함)는 폴리우레탄 도료 뿐만 아니라 폴리우레탄 폼의 생산에도 광범위하게 사용되는 물질이다. TDI는 2,4-TDI와 2,6-TDI의 두가지 이성체로 존재하는데 99.5% 2,4-TDI 또는 2,4-TDI와 2,6-TDI의 80:20, 65:35 혼합물로 사용되고 있다. 이중 상업용으로 가장 많이 사용되는 TDI이성체의 비는 2,4-TDI와 2,6-TDI의 비율이 80:20이고 드물게 65:35의 비율로 혼합된 TDI가 사용된다. 일반적으로 기중에서 TDI는 메틸기에 대한 이소시아네이트기의 위치와 같은 입체적 요인에 의하여 기중 온도에서

2,6-TDI보다 2,4-TDI의 반응성이 더욱 커서 2,4-TDI에 비하여 증기상태로 기체화하는 2,6-TDI의 양이 많으므로 기중에서 2,6-TDI가 더 많은 양이 검출된다.

TDI의 대사산물인 디아미노 톨루엔(이하 TDA라 약함)은 요중농도가 기중의 TOI폭로량과 선형의 상관관계가 있는 것으로 밝혀져 몇몇 연구에서 생물학적 모니터링에 적합한 것으로 알려져 있다.

이 연구는 TDI 취급 사업장 근로자를 대상으로 기중 TDI 이성체의 분포를 조사하여 근로자들이 기중에서 폭로되는 이성체의 특성을 밝히고자 하였다. 또, 요중 2,4-TDA 및 2,6-TDA를 정량분석하여 기중 TDI 이성체의 농도와 요중 TDA 이성체 농도와의 관계를 밝히는

연구를 실시하여 TDI 폭로 근로자들에 대한 적절한 생물학적 모니터링 방법을 제시하고자 하였다. 연구결과는 다음과 같다.

1. 기중 2,4-TDI의 기하평균 농도는 4.38㎍/m**3 (NI0SH 허용농도의 약11.0%), 2,6-TDI의 기하평균농도는 25.43㎍/m**3 (NI0SH 허용농도의 약 63.6%)이었다. 47개 시료중 2,4-TDI는 허용농도를 초과하는 것이 없었고, 2,6-TDI는 22개(46.8%)가 허용농도를 초과하였다. 기중 TDI이성체인 2,4- 및 2,6-TDI의 비는 2.4%:97.6%-51.0%:49.0%이었다. 분포의 전체 평균비는 18.7%:81.3%로 기중에서 2,4-TDI 보다 2,6-TDI형태로 더욱 많이 존재하였다.

2. 요중 2,4- 및 2,6-TDA농도는 요크레아티닌으로 보정한 경우 각각 1.31㎍/g creatinine, 4.05㎍/g creatinine이었다. 요중 TDA의 이성체인 2,4- 및 2,6-TDA의 비는 1.4%:98.6%-99.9%:0.1%이었다. 분포의 전체 평균비는 29.2%:70,8%로 요중에서 2,4-TDA 보다 2,6-TD

A형태로 더욱 많이 존재하였다.

3, 기중 2,4- 및 2,6-TDI 폭로와 요중 2,4- 및 2,6-TDA와의 상관관계를 분석한 결과 기중 2,4- 및 2,6-TDI 폭로와 요중 2,4- 및 2,6-TDA농도는 유의한 상관관계가 없었다.

이상의 결과에서 근로자들은 기중에서 2,4-TDI에 비하여 2,6-TDI에 더 많이 폭로되고 있었다. 즉, 흡입에 의해 근로자들은 2,6-TDI에 주로 폭로됨에도 불구하고 우리나라에서는 2,4-TDI폭로에 대한 허용기준만을 설정하고 있으므로 이에 대해서 제고가 필요하다. 또, 이 연구결과로는 TDI폭로 근로자들의 생물학적 모니터링을 위하여 TDA를 모니터링 물질로 사용하는 것이 유의한 상관관계가 없었다. 그러나 이러한 결과는 향후 TDI의 생물학적 모니터링을 설명할 수 있는 대사기전에 관한 연구, 기중에서의 폭로를 더 잘 반영할 수 있는 포집 및 분석방법에 관한 연구, 24시간뇨에서의 TDA농도와 기중 TDI농도를 밝히는 연구 등이 더 이루어진 후 결론지어야 할 것으로 판단된다.

[영문]

Toluene diisocyanate(TDI) is widely used in the production of flexible polyurethane foams, as well as in the formulation of Polyurethane paints and coatings. The commercial material is generally a mixture of 2,4- and 2,6-TDI, the Predominant mix being 80% 2,4-and 20% 2,6-TDI. Limited amounts of 2,4- 65% and

2,6-TDI 35% mix are also produced. The 2,4-isomer is considerably more reactive than the 2,6-TDI at ambient temperatures due to steric factors involving the positions of the isocyanate groups relative to the ring methyl group. Because of this difference in the reactivities of the isomers, it seemed probable that there

might be an increase in the amount of 2,6-TDI offgased relative to the 2,4-isomer. Therefore a relative enrichment of the 2,6-TDI has been found in industrial atmospheres.

Toluene diamines, which are metabolites of TDI, in urine have a linear relation with exposure to TDI, so that urianry TDA could be used as a biological index of the exposure to TDI.

This study was conducted to investigate the distribution of TDI isomer in industrial atmospheres and to propose propel biological monitoring methods by identifying the relationships between the environmental TDI exposure and concentration of TDA in urine.

The results were as follows;

1. The geometric mean concerations of 2,4-TDI and 2,6-TDI in air were 4.38㎍/m**3 and 25.43㎍/m**3 , respectively. The Threshold Limited Value of 40㎍/m**3 was exceeded for the 2,6-TDI in about 46.8%(22samples) of the samples, while the 2,4-TDI was not at a11 exceeded. The ratio between 2,4-TDI and 2,6-TOI varied in the air samples in the range of 2.4%:97.6%-51.0%:49.0%. There was an enrichment of 2,6-TDI in the air relative to the 2,4-TDI.

2. The urine creatinine adjusted geometric mean concerations of 2,4-TDA and 2,6-TDA in urine were 1.31㎍/g creatinine and 4.16㎍/g creatinine, respectively.

The ratio between 2,4-TDA and 2,6-TDA varied in the urine samples in the range of 1.4%:98.6%-99.9%:0.1%. There was an enrichment of 2,6-TDA in the urine relative to the 2,4-TDA.

3. No relation between the concentrations of TDA isomer in urine and concentrations of TDI isomer in air was found.

Above results of this study, workers were more exposed to the 2,6-TDI relative to the 2,4-TDI in industrial atmospheres. Therefore, the establishment of TLV for 2,6-TDI should be considered. Also, the further studies on biological monitories of

workers exposed to TDI should be continued.