주석, 일상생활속 자주 접하는 중금속

주석은 우리가 흔히 볼 수 있는 캔이나 틴플레이트로 불리는 금속재료의 주요 성분입니다. 주석은 은백색의 고체 형태로 존재하며, 탄소와 결합하면 유기주석화합물이 되고, 염소나 황, 산소와 결합하면 무기주석화합물이 됩니다. 주석은 부식에 강하고 용융점이 낮아서 다른 금속과 합금을 만들기에 적합합니다. 주석은 우리의 건강에 어떤 영향을 미치는지, 어떻게 관리되고 있는지, 그리고 주석을 활용하는 다양한 방법에 대해 소개하겠습니다.

 

주석이란

인류 역사상 가장 오래, 가장 많이 사용된 금속 중 하나인 주석 (Tin, Sn: CAS NO 7440-31-5) 은 주석 합금으로 주로 사용되며, 화합물 형태로도 사용되는 대표적인 합금 금속으로, 원자 번호 50의 은백색 고체 형태의 중금속 물질입니다.

 

항목	내용
물질명	Tin
분자량	118.69
CAS No.	7440-31-5
독성물질등록번호	XP7320000
유럽연합번호	231-141-8
물리적 성상	은백색의 고체
냄새	냄새 없음
녹는점	231.9。C
끓는점	2507。C
밀도	7.265 g/cm3(백색주석), 5.769 g/cm3 (회색주석)
증기압	0.008 mmHg (1224。C)

주석은 자연 상태에서 2가의 양이온(Sn2+)이나 4가의 양이온(Sn4+)의 상태로 존재하며, 주석의 산화물은 양쪽성 이온으로 주로 +2가의 주석(Stannous)과 +4가의 주석화합물(Stannic compound)를 형성한다(EFSA 2005). 또는 음이온인 황석석(stannites) 또는 주석산염(stannates)의 형태를 가지기도 합니다.

	주석 (Tin)	염화주석 (II) (Tin(II) chloride)	산화주석 (IV) (Tin(IV) oxide)
유사명		이염화주석, 염화제일주석	산화제이주석, 주석석
유사명 (영문)	Metallic tin, silver matt powder, tin flake	Stannous chloride, tin dichloride, tin protochloride	Stannic oxide, tin oxide, stannic anhydride
화학식	Sn	SnCl2	SnO2
CAS No.	7440-31-5	7772-99-8	18282-10-5

주석은 탄소와 결합된 형태인 유기주석(organotin)화합물과 염소, 황, 산소 등의 다른 화학물질과 결합한 무기주석화합물의 형태로 존재할 수 있습니다.

• 유기주석화합물은 플라스틱 제조공정, 식품포장, 플라스틱 파이프, 살충제, 페인트, 목재 보존제, 쥐약으로 사용되는데, 특히, 유기주석화합물은 배 밑바닥에 해양 동식물이 부착되는 것을 방지하는데 효율적이기 때문에 선박의 오염방지도료(Antifouling agent)로 사용되므로, 생선, 홍합 등의 수산물의 식품을 통해 사람에게 주석이 노출될 수 있습니다(NTP, 2016).
• 무기주석 화합물은 부식을 방지하는 코팅제의 용도로 주석 도금판 스틸 용기에 사용되기 때문에, 주로 식품 캔이 주석의 주요 노출원이며,치약, 향수, 착색제, 식품첨가물, 염료로도 사용되고 있습니다(ATSDR, 2005).

주석은 우리몸에 어떠한 영향을 주나요?

식품을 통해 섭취된 주석은 체내에 잘 흡수되지 않는 것으로 알려져 있습니다. 대부분 대변, 소변등의 배설과정을 통해 체외로 배출되기 때문에 특별히 위험하지 않는 경우가 많습니다.

하지만 많은 양의 무기주석화합물을 삼켰을 경우에는 복통, 빈혈, 간과 신장이상이 생길 수 있고, 짧은 시간에 많은 양의 유기주석화합물에 노출될 경우, 피부, 안구 경련, 호흡곤란, 위장장애, 신경 장애를 유발할 수 있습니다.

주석을 다루는 산업현장을 제외한 일반적인 생활에서는 짧은 시간에 과량의 주석에 노출될 빈도가 크지 않으며, 발암성에대한 명확안 근거는 밝혀진바가 없는 것으로 알려져 있습니다.  

주석의 노출원과 노출경로

우리가 일상생활에서 가장 많이 접하는 주석의 노출원은 캔에 포장된 식품이나 음료입니다.

캔은 주석 도금판 스틸로 만들어지며, 캔의 내부에는 래커(lacquer)라는 보호막이 코팅되어 있습니다.

래커는 캔과 식품 사이에 화학적 반응을 방지하고, 식품의 품질을 유지하고, 주석의 용출을 줄이는 역할을 합니다. 하지만 래커가 없거나 손상된 캔은 식품과 직접 접촉하게 되어 주석이 용출될 수 있습니다.

주석의 용출량은 식품의 종류, pH, 색소, 첨가제, 저장기간, 온도 등에 영향을 받습니다.

 

예를 들어, 산성이 강하거나 색소가 많은 식품은 주석의 용출을 촉진하며, 오래 보관하거나 고온에 노출되면 주석의 용출이 증가할 수 있습니다. 캔에 포장된 식품이나 음료를 섭취하는 것이 주석의 노출경로입니다. 주석은 위장관을 통해 흡수되며, 혈액을 통해 전신으로 분포됩니다. 주석은 대부분 배설되지만, 일부는 조직이나 장기에 축적될 수 있습니다.

 

주석의 노출원은 캔뿐만 아니라 다른 것들도 있습니다.

예를 들어, 주석이 함유된 플라스틱 제품, 살충제, 페인트, 용접재료, 치과용 재료, 화장품 등에 노출될 수 있습니다. 또한, 주석 광산이나 주석 제련 공장, 주석 도금 공장 등에서 근무하는 사람들은 주석의 높은 농도에 노출될 수 있습니다. 이러한 경우에는 흡입이나 피부 접촉이 주석의 노출경로가 될 수 있습니다.

주석의 검출 및 노출현황

주석의 노출정도를 알아보기 위해서는 주석의 검출이 필요합니다. 주석은 식품이나 음료, 토양이나 물, 공기, 혈액이나 소변 등에서 검출할 수 있습니다. 주석의 검출방법은 여러 가지가 있지만, 가장 널리 사용되는 방법은 원자흡수분광법(Atomic Absorption Spectrometry, AAS)입니다. AAS는 시료를 가열하여 원자화시킨 후, 특정 파장의 빛을 투과시켜 원자의 흡수량을 측정하는 방법입니다. AAS는 주석의 농도를 정확하고 민감하게 측정할 수 있습니다.

식품의약품안전평가원은 2015년에 국내 유통 캔 식품 중 주석 오염도를 분석하였습니다. 캔제품 233건 중 평균 주석 오염도는 0.086 mg/kg이며, 주석 노출량은 0.010 ㎍/kg b.w./day이었습니다. 주석 오염도는 통조림이나 액상차, 액상커피, 과일이나 채소음료, 탄산음료, 인산이나 홍삼음료, 기타음료 등의 종류에 따라 차이가 있었습니다. 주석 노출량은 성별이나 연령에 따라 차이가 있었습니다. 주석 노출량은 남성이 여성보다, 어린이가 성인보다 높았습니다. 이는 캔제품의 섭취량이나 체중에 따라 달라지기 때문입니다.

주석의 노출 - 식품안전나라

 

식품	일반 소비자의 경우 통조림 식품등에의해 노출되어지며,  바다로 유입된 주석이 어류나 어패류에 축적되는 경우 노출 될수 있으나, 미미한 정도로 알려져 있습니다.
기구, 용기	주석 도금 젳품, 폴리염화비닐(PVC), 용기나 파이프 등에 존재할 수있습니다.
대기	주로 자연적으로 생성된 것이 많으며,태풍, 도로, 농업 활동에 의해서 만들어진 먼지에 주석이 포함될 수 있습니다. 산업적으로 발생되는 오염과함께, 쓰레기를 소각할 때 발생할 수 있으며, 먼지나 흙에 섞인 주석은 호흡할때 체내로 들어 올 수 있습니다.
토양	주로 자연적으로 존재하고, 유기주석화합물 살충제와 주석을 함유한 폐기물(캔과 플라스틱)로부터 용출되고, 슬러지나 도시 폐기물 등에서도 발견됩니다.
물	주로 제련/정제공장이나 주석을 직접적으로 사용하는 산업현장으로부터 발견되는데, 선박 오염방지도료의 용출, 농업, 제련/정제공장, 주석을 다루는 산업용수가 흘러나와 강, 바다 등의 물을 오염시킬 수 있습니다.

 

주석의 위해관리 및 위해평가

무기주석은체내축적성이있어식품의약품안전처는가공식품,기구및용가포장,의료기기 등의 안전관리를 위하여 주석 기준과 인체노출안전기준*율 정하여 관리하고 있습니다. 
가공식품 중 캔제품의 경우 캔에 담긴 식품에 대한 주석 기준을 설정하고 있습니다. 기구 및 용가포장재 중 폴리염화비닐 (PVC)의 경우 열 안정화를 위해 디부틸주석화합물이 사용되고있어 주석의 잔류규격을설경했습니다. 의료기기의 경우 멸균침,주사기 등에 대하여 주석의 기준을 정하여 관리하고 있습니다. 

식품공전

식품공전(2018)에 따르면 통병조림, 액상차, 액상캔커피, 과일/채소음료, 탄산음료, 인산/홍삼음료, 기타음료(캔)에 함유되어 있는 주석의 양을 150 mg/kg으로 기준을 정하고 있습니다.

산업안전보건법

주석은 산업안전보건법상 관리대상 유해물질이며, 작업환경측정대상 유해인자로 분류되고 있으며, 특수건강진단 대상 유해인자, 노툴기준설정물질로 관리되고 있습니다. 

여러 정부단체와 의회는 주석의 함량을 관리함으로써, 국민의 건강을 보호하고 있다. EPA는 페인트에 사용되는 특정 유기주석화합물의 사용을 제한하고 있다. OSHA와 NIOSH는 근무지에서의 주석 노출 한계를 설정하여, 유기화합물의 경우 0.1 mg/m3, 무기화합물의 경우 2 mg/m3으로 제한하고 있다. 또한 NIOSH는 트리사이클로헥실주석 수산화물의 농도가 25 mg/m3을 넘어갈 경우, 즉각적으로 생명에 위해가 간다고 간주하고 있다. FDA는 특정 유기주석화합물의 코팅제로서 또는 식품 플라스틱 포장제로서의 사용을 규제하고 있다. 또한 식품 첨가제로서 염화제일주석의 사용을 제한하고 있다(ATSDR, 2005).

CODEX국제식품규격위원회에서는 통조림식품 중 무기주석의 오염방지 및 저감화를 위해 작성한 실행규범을 제시하고 있다(CAC, 2005)