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교실에서 터지는 화학물질 사고, ‘흡수·환기’ 넘어 유출원부터 차단한다

2026년 08월 31일 (월) 09:20:39

심해영기자

교육기관에서 반복되는 수은과 포르말린 누·유출 사고에 대응하기 위한 소방의 접근법이 달라지고 있다. 단순히 사고가 발생한 뒤 오염물질을 제거하거나 환기하는 방식에서 벗어나 유해물질의 확산과 유해가스 발생 자체를 현장에서 억제하는 방식으로 대응기술이 진화하고 있다.

국립소방연구원은 수은과 포르말린 누·유출 사고를 대상으로 수행한 대응기술 연구가 국내외 전문 학술지에 잇따라 게재됐다고 밝혔다. 소방 현장에서 축적된 사고 사례와 실험 결과를 토대로 마련한 대응기술이 학술적 검증 단계까지 이어졌다는 점에서 의미가 크다. 수은 사고의 경우 국립소방연구원이 2016년부터 2023년까지 국내 누출사고 253건을 분석한 결과 교육기관에서 발생한 사고가 172건으로 전체의 68%를 차지했다.

연구진은 실제 사고 상황을 재현하는 실험을 통해 수은 방울이 표면장력 등의 특성에 따라 어떻게 퍼지고 특정 장소에 남는지를 분석했다. 이를 바탕으로 육안으로 확인하기 어려운 수은 잔류 여부를 판단하고, 누출된 수은을 효과적으로 모으고 처리하기 위한 대응 절차를 제시했다. 포르말린 역시 상황은 비슷했다. 2020년부터 2024년까지 확인된 포르말린 누출사고 43건 가운데 약 62.8%인 27건이 교육기관에서 발생했다.

특히 포르말린은 인체에 유해한 폼알데히드 기체를 발생시키기 때문에 단순한 액체 유출사고로만 접근하기 어렵다. 연구진은 유출 이후 공기 중으로 퍼지는 유해가스를 어떻게 줄일 것인지에 초점을 맞췄다. 포르말린 유출, 시간이 지나면 오히려 위험해졌다 실험에서는 37% 농도의 포르말린 20mL가 0.24㎥ 규모의 밀폐공간에 유출된 상황을 재현했다.

아무런 처리를 하지 않은 경우 공기 중 폼알데히드 농도는 실험 초기 38~48ppm 수준에서 시작해 4~8시간 후 750~890ppm까지 상승했다. 유출 직후보다 시간이 지나면서 실내에 축적되는 유해가스가 훨씬 심각해질 수 있다는 결과다. 반면 중탄산나트륨을 처리했을 때는 실험 전 과정에서 농도가 2~17ppm 수준으로 억제됐다.

연구진이 중탄산나트륨과 수산화나트륨, 요소수를 비교한 결과에서도 차이가 나타났다. 중탄산나트륨과 수산화나트륨은 폼알데히드 관련 신호를 크게 낮춘 반면 요소수에서는 뚜렷한 저감 효과가 확인되지 않았다. 특히 중탄산나트륨은 수산화나트륨과 비슷한 수준의 저감 성능을 보이면서도 상대적으로 취급 안전성이 높다는 장점이 확인됐다. 연구원은 이러한 특성 때문에 학생과 교직원이 상주하는 교육시설과 같은 실내 환경에서 활용 가능성이 높은 대응물질로 평가했다.

미국 산업안전보건청(OSHA)의 15분 단시간 노출기준인 2ppm과 비교하면 무처리 상황에서 측정된 농도는 매우 높은 수준이다. 이는 포르말린 사고에서 유출된 액체만 처리하는 것으로는 충분하지 않으며, 실내 공기 중 유해가스 관리까지 동시에 고려해야 한다는 점을 보여준다. 이번 연구에서 주목되는 부분은 대응의 출발점 자체가 바뀌었다는 것이다.

기존 화학물질 사고 대응은 흡수·흡착 또는 환기를 통해 유출물과 유해가스를 제거하는 데 무게가 실렸다. 국립소방연구원은 여기에 더해 유출된 물질에서 유해가스가 발생하는 과정 자체를 억제하는 ‘발생원 제어(Source Control)’ 개념을 제시했다. 이는 화학사고가 발생한 뒤 피해를 줄이는 사후 대응뿐 아니라, 사고 초기에 오염물질의 2차 확산을 차단하는 방향으로 현장 대응체계를 확장했다는 의미가 있다.

연구 성과는 학술적으로도 검증됐다. 수은 누출 대응 연구는 2025년 12월 「한국위험물학회지」에 게재됐으며, 포르말린 누출 대응 연구는 2026년 8월 미국화학회(ACS)가 발간하는 국제 학술지 「ACS Chemical Health & Safety」에 온라인 게재됐다. 국립소방연구원은 연구 결과를 논문 발표에 그치지 않고 실제 소방 대응체계에 반영할 방침이다. 검증된 기술을 전국 소방관서에서 활용할 수 있도록 표준 대응절차와 교육자료 형태로 확대·보급할 계획이다.

김연상 국립소방연구원장은 “소방 현장의 경험에서 출발한 연구가 국내는 물론 미국화학회 학술지에까지 게재된 것은 우리 소방 대응기술의 과학적 수준을 입증한 결과”라며, “앞으로도 현장에서 즉시 활용할 수 있는 실증 기반 연구를 지속해 국민과 소방대원의 안전을 지키는 데 기여하겠다”고 말했다.

-심해영기자