1. 서 론
Table 1
2. 실험방법
2.1 국내 금속폐기물 채집 공장 선정
Table 2
2.2 국내 금속폐기물 채집 방법
2.3 국내 금속폐기물 분석 항목 선정 방법
2.4 국내 금속폐기물 분석 방법
2.5 금속폐기물 소화 효과성 실험 방법
2.6 금속폐기물 가스 유해성 실험 방법
3. 실험결과
3.1 국내 금속폐기물 분석 결과
Table 5
Table 6
Table 7
3.2 금속폐기물 소화 효과성 실험 결과
3.3 금속폐기물 가스 유해성 실험 결과
4. 실험결론
(1) 수집된 국내 금속폐기물의 경우 일부 철(Fe) 또는 티타늄(Ti)을 주 가공물로 하는 경우를 제외하고 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)이 주된 금속폐기물로 나타났다. 본 연구에서 공장 10곳의 시료만 채집하였기 때문에 모집단으로써 대표성을 가지기 부족하다고 판단된다. 하지만 국내 금속폐기물의 가공이 주로 알루미늄(Al)을 대상으로 이루어지고 있다는 점은 고려해야 할 사항이다.
(2) 금속폐기물의 분석과 관련하여 채집 전 XRF를 이용한 정성 분석과 ICP-OES를 이용한 정량 분석에서 함량의 차이는 있으나, 경향성은 유사하게 검출되는 것으로 확인되었다. 이를 통해 금속 화재 발생 시 신속한 가연물 확인을 위해 XRF를 운용하는 것이 필요하다 생각된다.
(3) 국내 금속폐기물의 특성상 혼합된 분말 형태로 연소 시 일정한 온도변화를 관찰하기 어려웠다. 하지만 팽창질석을 적용하면 질식 효과를 통해 복사열이 차단되고 연소가스 발생량이 급격히 줄어드는 것을 확인하였다(Figure 21). 반응 또한 안정적이어서 실제 금속화재 현장에서도 신속하고 안전하게 사용할 수 있을 것으로 생각된다. 침윤소화약제를 적용하는 경우 액체소화약제의 특징으로 빠른 온도 하강을 기대할 수 있으나, 가열된 금속폐기물이 지속해서 침윤소화약제와 반응하는 경우 심부에서의 화재 확산과 다량의 유해가스가 발생할 수 있으므로 밀폐공간이나 약제가 방출되기 어려운 구조에서는 사용에 주의하여야 한다.
(4) 가스 유해성 실험 결과에 따르면 금속폐기물이 단독으로 연소할 때 행동 정지시간 기준인 10 min을 모두 넘겨 활동이 일부 정지되었으나, 팽창질석을 적용하였을 경우 마우스의 활동 시간은 15 min으로 나타났다. 이는 현장 활동에서 팽창질석을 사용하는 것이 소방대원과 구조대상자의 안전에 적합하다 생각된다. 반면, 침윤소화약제를 적용하면 앞서 언급되었듯이 다량의 수증기와 유해가스로 인해 어려움이 있을 것으로 생각된다.
(5) 본 연구를 통해 소방관이 실제 금속화재 발생 시 팽창질석과 침윤소화약제를 적용할 수 있다는 것을 확인하였다. 또한 침윤소화약제와 같은 수계소화약제를 사용하는 경우, 신속한 진압은 가능하지만, 가연물에 적용된 약제의 배출과 발생하는 가스의 배연 환경을 고려해야 안전한 진압활동이 될 수 있다는 것이 확인되었다.
(6) 본 연구에서 시료 채집의 모집 단위 수와 소화 효과성 실험의 준용 그리고 가스 유해성 실험의 정성 분석의 한계가 분명하였다. 일반적인 금속화재 대응 방안을 수립하기 위해 추가적인 실험이 필요하다. 먼저, 금속폐기물 시료 수를 충분히 확보하여 일반성을 갖추는 것이다. 가스유해성 분석은 FT-IR (gas)와 같은 추가적인 정량분석이 필요하다. 마지막으로, 소방대원의 효율적이고 안전한 금속화재 대응을 위해, 휴대용 XRF를 이용한 신속한 시료 분석을 제안하며, 본 연구의 결과가 안전하고 효과적인 소방 활동에 기여되길 기대한다.