이 글의 목적은 작업장에서 질산과 황산을 취급할 때 빈번하게 발생하는 실수를 예방하기 위한 7가지 핵심 포인트를 정리하여 현장에서 곧바로 활용할 수 있는 절차와 점검표를 제공하는 것이다.
1. 희석·혼합의 절대 원칙을 준수한다
질산과 황산의 가장 흔한 실수는 희석 순서를 잘못 선택하는 것이다. “항상 산을 물에”라는 원칙을 지키면 급격한 발열과 끓어오름을 효과적으로 줄일 수 있다. 반대로 물을 산에 부으면 국소적으로 온도가 급상승하여 비산과 증기 발생이 커지며 화상을 유발할 수 있다. 희석 시 용액을 교반하면서 서서히 주입하고, 용액 온도가 30 ℃를 넘지 않도록 냉각을 병행하는 것이 안전하다.
황산은 강한 탈수성과 발열 반응을 보이므로 소량씩 나누어 장입하고 벽면을 따라 흘리듯 넣어야 한다. 질산은 강한 산화력이 있어 금속이나 유기물과 접촉 시 NOx가스가 발생할 수 있으므로 밀폐된 공간에서의 희석은 금지한다. 희석 중 발생하는 열을 관리하기 위해 얼음수 욕조를 사용하되, 얼음에 직접 산이 닿지 않도록 이중 용기를 사용해야 한다.
- 희석 순서 확인 후 작업허가서를 발급한다.
- 산 전용 폴리머 재질 용기와 산용 펌프를 준비한다.
- 교반기를 저속으로 가동하고 산을 물에 천천히 주입한다.
- 온도계로 1 분 간격 온도를 기록한다.
- 갈색 연무나 자극성 냄새가 느껴지면 즉시 주입을 중단하고 환기를 강화한다.
2. 화학적 호환성과 분리보관을 체계화한다
질산은 산화성 산이며 환원제·유기물·금속분말과 위험 반응을 일으키기 쉽다. 황산은 탈수성 산이며 염기·청산염·차아염소산염·아민류와 반응해 유해가스를 발생시킬 수 있다. 두 산 모두 염기성 물질과는 반드시 분리 보관해야 하며, 질산은 가연성 물질과의 분리 거리를 특히 엄격히 유지해야 한다. 하부 트레이로 110% 이상 용량의 이차 보유조를 설치하여 누출 시 확산을 제한해야 한다.
| 대상 물질군 | 질산(HNO3) | 황산(H2SO4) | 관리 포인트 |
|---|
| 염기·알칼리 | 혼합 금지 | 혼합 금지 | 격리 보관하고 동일 공간 반입 금지한다. |
| 가연성 용제·유기물 | 강한 산화반응 위험 | 열·탈수 반응 위험 | 질산은 별도 산화성 캐비닛에, 황산은 일반 강산 캐비닛에 분리한다. |
| 환원제(황화물, 아질산염 등) | 폭발적 반응 가능 | 유해가스 발생 가능 | 접촉 가능성 차단하고 혼재 운반 금지한다. |
| 금속·금속분말 | 수소·NOx 발생 가능 | 수소 발생 가능 | 알루미늄·아연·구리와 반응 위험이 크므로 피한다. |
| 산화제/표백제(차아염소산염 등) | 추가 산화 위험 | 염소가스 발생 위험 | 배수구 세정 시 혼입 금지한다. |
| 시안화물 | 청산가스 위험 | 청산가스 위험 | 완전 격리한다. |
| 물 | 산을 물에 주입 | 산을 물에 주입 | 희석 순서를 유지한다. |
3. 자재·설비 적합성을 검증한다
배관·밸브·펌프·개스킷의 재질 부적합은 누출과 파손으로 직결된다. 일반적으로 PTFE, PFA, PVDF, HDPE, PP는 두 산에 대해 널리 사용되는 재질이다. 유리는 대체로 적합하나 충격과 열변화에 취약하므로 보호가 필요하다. 스테인리스강은 농도·온도·불순물에 따라 부식 거동이 크게 달라 조건부로만 사용해야 한다. 알루미늄, 아연, 구리, 황동은 두 산 모두와 비적합하다. 고무재질은 FKM(Viton)·EPDM·부틸고무가 업무 조건에 따라 선택되며 NBR은 제한적이다. 설비 변경 시에는 반드시 재질 적합성 표를 근거로 사전 검증을 완료해야 한다.
| 재질 | 질산 | 황산 | 비고 |
|---|
| PTFE/PFA | 양호 | 양호 | 가장 보수적 선택이다. |
| PVDF | 양호 | 양호 | 중온·중농도에서 흔히 사용한다. |
| HDPE/PP | 양호 | 양호 | 장기 고온 사용은 피한다. |
| Borosilicate 유리 | 양호 | 양호 | 충격과 열충격에 주의한다. |
| 304/316 스테인리스강 | 조건부 | 조건부 | 농도·온도·불순물에 따라 편차가 크므로 전문가 검증 후 사용한다. |
| 알루미늄/아연/구리/황동 | 부적합 | 부적합 | 수소 발생 및 급부식 위험이 크다. |
| FKM(Viton) | 양호 | 양호 | 개스킷·O-링으로 자주 사용한다. |
| EPDM/부틸고무 | 양호 | 양호 | 오일 접촉 환경은 피한다. |
| NBR | 제한 | 제한 | 팽윤 가능성이 있으므로 시험 후 사용한다. |
4. 사람·절차 중심의 체크리스트를 운영한다
실수 예방의 최우선 레버는 표준작업절차와 점검표이다. 질산·황산 취급은 단독 작업을 금지하고 2인 1조로 수행해야 한다. 희석·이송·잔량 처리 등 고위험 작업은 작업허가서와 사전 브리핑을 의무화한다. 다음 체크리스트를 인쇄하여 작업장 입구에 비치하고 서명 확인을 남겨야 한다.
| 구분 | 질문 | 확인 |
|---|
| 사전 | MSDS와 희석 비율, 순서를 확인했는가 | 예/아니오 |
| 사전 | 적합 재질의 용기·펌프·개스킷을 확인했는가 | 예/아니오 |
| 사전 | 국소배기와 비상샤워·세안대를 점검했는가 | 예/아니오 |
| 중간 | 온도와 주입 속도를 기록하며 관리하는가 | 예/아니오 |
| 중간 | 갈색 연무·자극성 냄새 등 이상징후 시 즉시 중지하는가 | 예/아니오 |
| 사후 | 라벨과 잔량을 원용기에 복귀하지 않고 별도 처리하는가 | 예/아니오 |
| 사후 | 오염 장비를 중화 세척하고 폐수 처리를 이행했는가 | 예/아니오 |
5. 환기·가스 관리와 노출 통제를 강화한다
질산은 금속·유기물과 반응 시 갈색의 NO2 연무를 발생시킬 수 있으며, 황산은 고온·교반 조건에서 미스트를 형성할 수 있다. 이들 노출은 점막 자극과 호흡기 손상을 유발하므로 국소배기장치와 밀폐 이송을 기본으로 한다. 후드 전면 풍속을 규격 수준으로 유지하고, 덕트 내부는 부식에 강한 재질을 사용한다. NO2 경보기를 위험 지점에 설치하고, 탱크 톱오프 시 순간 증기 상승을 억제하기 위해 디플렉터와 스플래시 가드를 사용한다. 빈 배럴을 절단·가공하는 행위는 가스 잔존 위험이 있으므로 금지한다.
6. 누출·유출·화재 대응을 표준화한다
소규모 누출은 즉시 감지·차단·흡착·중화의 순서로 대응한다. 질산의 경우 톱밥이나 면포 등 유기성 흡착제는 산화성으로 인한 발열·발화 위험이 있으므로 사용하지 않는다. 무기질 흡착제(버미큘라이트, 규산염계)나 산전용 흡착재를 사용하고, 중화는 탄산수소나트륨을 소량씩 뿌리며 반응을 제어한다. 황산은 미끄럼 위험이 크므로 먼저 경계선을 확보하고, 대량 유출은 이차 보유조로 유도한 뒤 전문 대응팀에 인계한다. 두 산 모두 자체 연소성은 낮지만 주변 가연물과 반응하여 화재가 확대될 수 있으므로 화재 시에는 원용기 냉각에 물분무를 사용하고, 질산 저장구역은 인접 가연물 제거를 선행한다.
| 품목 | 용도 | 비고 |
|---|
| 산전용 흡착제 | 초기 누출 흡수 | 유기계 흡착제는 배제한다. |
| 중화제(탄산수소나트륨) | 소량 중화 | 분진 흡입 방지한다. |
| 비닐 시트·제방 키트 | 확산 차단 | 배수구 봉쇄를 포함한다. |
| 내화학 장갑·앞치마·장화 | PPE | 교체주기를 기록한다. |
| 휴대용 NO2 경보기 | 질산 노출 감시 | 점검 주기를 관리한다. |
7. 흔한 실수 10가지와 즉시 교정 방법을 내재화한다
사고는 반복되는 패턴을 따른다. 다음 실수 목록을 안전회의에서 반복 학습하고 현장에 포스터로 부착하여 행동 변화를 유도해야 한다.
- 물을 산에 붓는 실수이다 → 절차서 첫 줄에 “산을 물에”를 붉은색으로 인쇄하고 확인 체크를 추가한다.
- 재질 불일치 펌프 사용이다 → 산 전용 펌프에 색상 코딩을 적용하고 다른 용제로 전용 장비 혼용을 금지한다.
- 빈 드럼 절단 작업이다 → 빈 용기는 가스 잔존 위험이 있으므로 폐기 규정을 따르고 절단·가공을 금지한다.
- 표백제와 배수 세정 동시 진행이다 → 차아염소산염 존재 구간에 산 투입을 금지하고 순차 세정 표준을 만든다.
- 희석 중 과도한 교반 속도이다 → 스플래시와 미스트가 증가하므로 저속 교반과 덮개 사용을 표준화한다.
- 기존 라벨 위에 신규 라벨 부착이다 → 혼재 라벨로 오인 위험이 크므로 기존 라벨을 제거하고 재라벨링한다.
- 잔량을 원용기에 되붓기이다 → 오염과 반응 위험이 있으므로 잔량은 별도 용기에 담아 지정 절차로 처리한다.
- PPE 선택 오류이다 → 작업별 장갑 매칭표를 비치하고 장갑 교체 주기를 기록한다.
- 후드 전면 개구 과다이다 → 포집 효율이 떨어지므로 작업 개구를 최소화하고 손만 넣어 작업한다.
- 비상샤워·세안대 막힘 방치이다 → 주기 점검과 월 1회 시험 방수를 의무화한다.
작업별 PPE 선택 가이드
PPE는 “최소가 아닌 적정”을 기준으로 선택해야 한다. 안면부 보호는 고글과 페이스쉴드를 함께 사용하고, 장갑은 장시간 침적이 아닌 비산 대비 작업에서도 내화학 장갑을 사용해야 한다. 다음 표는 대표 작업에 대한 권장 조합의 예시이다.
| 작업 | 안면·눈 | 손 | 몸체 | 호흡보호구 |
|---|
| 소량 희석·소분 | 고글+페이스쉴드 | 네오프렌 또는 부틸 | 산용 앞치마 | 국소배기 하 무필수, 미스트 시 반면형 필터 사용 |
| 대량 이송·펌핑 | 고글+페이스쉴드 | 부틸 또는 FKM | 내화학 전신복 | 미스트·연무 우려 시 적합 필터 또는 송기식 |
| 누출 대응 | 고글+페이스쉴드 | 이중 장갑(내화학+니트릴) | 내화학 전신복+장화 | 현장 평가에 따라 송기식 |
표준 보관·라벨링 규칙
보관은 저층 선반을 사용하여 낙하 위험을 줄이고, 캐비닛 내부에 내식성 트레이를 설치한다. 라벨은 화학명, 농도, 수량, 수령일, 개봉일, 책임자를 포함하며, 임의 약어 사용을 금지한다. 재고 순환은 “선입선출”을 적용하고, 1차 용기의 손상·변색·결정화 여부를 월 1회 점검한다. 질산 캐비닛은 가연성용제 캐비닛과 분리 배치하고, 황산 캐비닛은 염기성 물질 보관 장소와 최소 3 m 이상 이격 배치한다.
공정 설계 레벨에서의 예방
사람 의존을 줄이기 위해 공정 설계 단계에서 실수 여지를 제거해야 한다. 밀폐 이송, 드럼 리프트와 드럼 틸터 사용, 드럼 펌프의 역류 방지 밸브 설치, 과충전 방지 레벨 스위치, 트레이 상부 스플래시 가드, 비접촉식 온도 감시, 드레인 라인의 역류 방지 디자인을 반영해야 한다. 표준 배관표시(P&ID)에는 차단 밸브 위치와 비상 배수 경로를 명확히 표기하고, 유지보수 시 블라인드 플랜지를 사용하여 에너지 격리를 확실히 해야 한다.
질산·황산 작업 빠른 점검 카드
현장 부착용 요약 카드를 다음과 같이 구성하면 유용하다.
| 항목 | 질산 포인트 | 황산 포인트 |
|---|
| 희석 | 산을 물에, NO2 감시 | 산을 물에, 과열 주의 |
| 보관 | 산화성 캐비닛, 가연물 격리 | 강산 캐비닛, 염기 격리 |
| 설비 | PTFE/PVDF 권장 | PTFE/PVDF 권장 |
| PPE | 고글+페이스쉴드, 부틸 장갑 | 고글+페이스쉴드, FKM/부틸 |
| 누출 | 무기질 흡착제, 유기 흡착제 금지 | 미끄럼 경계 후 중화 |
도입·교육·감사의 실행 포인트
첫째, 신규 도입 단계에서는 재질 적합성과 분리 보관에 대한 위험성 평가를 우선한다. 둘째, 교육 단계에서는 실제 용액을 사용하지 않고 물로 절차 연습을 반복하여 근육 기억을 만든다. 셋째, 감사 단계에서는 라벨·희석·보관·PPE·환기 다섯 축을 기준으로 월간 점검을 수행하고 시정조치를 추적한다. 이러한 PDCA 운용은 일회성 교육을 상시 안전으로 전환하는 핵심 수단이다.
질산·황산 취급 실수 예방 포인트 7가지 요약
- 항상 산을 물에 넣고, 저속 주입과 온도 관리를 실시한다.
- 산화성·탈수성의 차이를 이해하고, 위험 반응 파트너를 분리 보관한다.
- PTFE·PVDF 등 적합 재질을 우선하고 금속류는 조건부로만 사용한다.
- 2인 1조 작업과 체크리스트·작업허가서를 표준화한다.
- 국소배기와 가스 감시로 NO2·미스트 노출을 통제한다.
- 누출 시 무기질 흡착·점진적 중화·경계 설정을 준수한다.
- 반복 실수를 목록화하여 교육과 감사를 통해 내재화한다.
FAQ
질산 희석 시 물 대신 얼음을 사용해도 되는가
얼음수 욕조를 사용해 외부에서 냉각하는 것은 효과적이나, 얼음 자체에 산을 직접 가하지는 말아야 한다. 이중 용기를 사용하여 산이 얼음과 직접 접촉하지 않도록 해야 한다.
스테인리스 배관으로 질산을 이송해도 되는가
농도와 온도, 불순물에 따라 부식 거동이 크게 달라 조건부로만 가능하다. 보수적으로는 PTFE 라이닝 또는 PVDF 배관을 권장한다. 기존 스테인리스 설비는 전문가의 부식 평가 후 사용해야 한다.
소량 누출을 중화 없이 물로 씻어내도 되는가
직접 배수로 흘려 보내면 하류에서 2차 반응과 배관 손상이 발생할 수 있다. 흡착으로 회수한 뒤 중화·밀봉하여 폐기 절차를 따르는 것이 원칙이다.
장갑은 니트릴만 사용하면 되는가
니트릴 장갑은 편의성은 높으나 내산 성능이 제한적이다. 질산·황산에는 부틸고무, FKM, 네오프렌 등 내화학 장갑을 선택하고 작업 시간과 침적 여부에 맞춰 두께를 결정해야 한다.
질산 저장실과 가연성 용제실을 겸용해도 되는가
질산은 산화성 산으로 가연성 물질과의 겸용 보관은 금지된다. 별도 캐비닛과 별도 구획으로 분리해야 한다.
황산이 묻은 바닥은 왜 매우 미끄러운가
황산은 수분을 끌어당겨 젤状의 막을 만들어 마찰을 급감시킨다. 즉시 경계선을 설치하고 흡착·중화 후 세정해야 한다.
빈 산 드럼은 세척 후 일반 스크랩 처리해도 되는가
잔존 가스와 반응 잔류물이 있을 수 있으므로 지정 세척·중화·검증 절차를 거친 후에만 금속 스크랩으로 전환해야 한다. 세척 전 절단·가공은 금지한다.
