에틸렌 글라이콜

3. 생산

에틸렌 글리콜은 에틸렌옥사이드(에폭시에탄, 옥시란)를 산 촉매 하에서 가수분해하여 얻거나, 무촉매 조건에서 고온, 고압 하에 에틸렌옥사이드와 물을 반응시켜 얻을 수 있다.

: C2H4O + H2O -> HO-CH2CH2-OH

2008년 일본 내 에틸렌 글리콜 생산량은 628,793t, 소비량은 12,089t이었다.

3. 1. 산업적 생산

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3. 2. 생물학적 경로

3. 3. 역사적 경로

4. 용도

에틸렌 글라이콜은 주로 자동차와 냉방 장치 등에서 냉각수의 부동액으로 사용된다.^[20] 이러한 장치는 냉각기나 공기 조화기를 외부에 두거나 물의 어는점 이하로 냉각해야 한다. 지열 난방/냉방 시스템에서 에틸렌 글라이콜은 유체로서 지열 히트 펌프를 사용하여 열을 전달한다. 순수한 에틸렌 글라이콜은 물의 약 절반 정도의 비열 용량을 가지고 있어 어는점 방지와 끓는점 상승을 제공하는 동시에 물 혼합물의 비열 용량을 낮춘다. 에틸렌 글라이콜과 물의 혼합물은 부식 및 산 열화를 방지하고 대부분의 미생물 및 곰팡이의 성장을 억제하는 추가적인 이점을 제공한다.^[20]

에틸렌 글라이콜과 물의 혼합물은 어는점을 낮추는 특성 때문에 앞유리 및 항공기용 제빙 액체, 자동차 엔진의 부동액(냉각수)으로 사용되며, 생물학적 조직 및 장기의 저온 보존을 위한 유리화 (결정 방지) 혼합물의 구성 요소로 사용된다. 또한 수성 혼합물의 끓는점도 높여 열 전달 유체의 작동 온도 범위를 넓힌다.

5. 위험성

에틸렌 글라이콜은 단맛이 나고 점막에 자극이 거의 없으나, 섭취 시 치명적이다.^[30] 에틸렌 글라이콜 자체는 독성이 크지 않지만, 대사산물인 글라이콜산, 옥살산 등의 유기산이 큰 독성을 가지고 있다. 간이나 신장에 손상을 줄 수 있고, 중추신경계 손상을 유발할 수 있다. 심할 경우 혼수상태나 호흡곤란으로 사망할 수도 있다.

WHO 필수 의약품 목록에 있는 포메피졸(fomepizole)이라는 해독제가 있다. 실수로 에틸렌 글라이콜을 섭취했고 포메피졸을 구할 수 없는 경우, 응급 처치로 다량의 에탄올을 투여할 수 있다. 혈액투석도 치료에 사용된다.

에틸렌 글라이콜은 포유류에게 비교적 높은 독성을 나타내며, 경구 LD_Lo은 인간의 경우 786mg/kg으로 메탄올과 거의 비슷하다.^[30] 주요 위험 요인은 단맛 때문에 어린이와 동물을 유인할 수 있다는 점이다. 섭취 시 에틸렌 글라이콜은 글리콜산으로 산화되고, 이는 다시 옥살산으로 산화되어 독성을 나타낸다. 옥살산과 그 독성 부산물은 먼저 중추신경계에 영향을 미치고, 이어서 심장, 마지막으로 신장에 영향을 미친다. 충분한 양을 섭취하면 치료하지 않을 경우 치명적이다.^[31] 미국에서만 매년 여러 건의 사망 사례가 기록된다.^[32]

에틸렌 글라이콜 대신 프로필렌 글라이콜을 함유한 자동차용 부동액 제품이 판매되고 있다. 프로필렌 글라이콜은 에틸렌 글라이콜만큼 맛이 좋지 않으며, 신체 내에서 대사 및 운동의 정상적인 산물인 젖산으로 전환되기 때문에 일반적으로 사용하기에 더 안전하다고 여겨진다.^[35]

호주, 영국, 그리고 17개의 미국 주(2012년 기준)는 부동액에 쓴맛을 내는 향료(데나토늄 벤조에이트) 첨가를 의무화하고 있다. 2012년 12월, 미국 부동액 제조업체들은 미국 소비자 시장에서 판매되는 모든 부동액에 쓴맛 향료를 자발적으로 첨가하기로 합의했다.^[36]

2022년, 인도네시아와 감비아에서 뉴델리에 본사를 둔 Maiden Pharmaceuticals가 제조한 파라세타몰 시럽에 에틸렌 글라이콜과 디에틸렌 글라이콜이 포함되어 수백 명의 어린이가 급성 신부전으로 사망했다. 이 성분들은 감비아에서 급성 신장 손상으로 인한 어린이 사망과 관련이 있다.^[37] 2022년 12월, 우즈베키스탄 보건부는 노이다에 위치한 Marion Biotech이 제조한 기침 시럽 내 에틸렌 글라이콜로 인해 어린이들이 사망했다고 발표했다. 이 회사는 뉴델리 근처에 있다.^[38]

에틸렌 글리콜은 단맛을 띠며, 생체 내에서 대사되면 유독하게 변한다. 대사 물질인 수산에 의한 저칼슘혈증, 수산칼슘의 석출에 의한 신장 손상을 일으킨다.^[44][45] 부동액의 오음, 와인 등의 식품 첨가물에 오용(과거, 일본이나 독일에서는 고의로 이용)되어 중독 사건이 발생하고 사회 문제화되기도 한다. 디에틸렌 글리콜도 마찬가지이다.

오음했을 경우나 자살 목적으로 음용한 경우에는, 대사를 길항하기 위해 에탄올을 투여하여 에틸렌 글리콜이 대사되지 않고 소변으로 배설되기를 기다린다.

6. 환경 영향

에틸렌 글라이콜은 대량 생산 화학 물질이다. 공기 중에서 약 10일, 물 또는 토양에서는 몇 주 안에 분해된다. 특히 공항에서 활주로 및 항공기 제빙에 사용되는 에틸렌 글라이콜 함유 제품이 흩뿌려지면서 환경에 유입된다.^[39] 장기간 저용량의 에틸렌 글라이콜은 독성을 나타내지 않지만, 치사량에 가까운 경우(≥ 1000mg/kg/일)에는 기형 발생 물질로 작용한다. "상당히 광범위한 데이터베이스를 기반으로, 노출 경로에 관계없이 쥐와 생쥐에게서 골격 변형 및 기형을 유발한다."^[40]

7. 한국의 관련 법규

• 소방법에 따르면 제4류 위험물 중 제3석유류로 분류된다.^[46]
• 노동안전보건법에 따르면 노동안전보건법 시행령 제18조의2에 의거, 명칭 등을 통지해야 할 위험물 및 유해물에 해당하며, 안전 데이터 시트 교부 의무가 있다.^[46] 또한, 노동안전보건법 제100조 제1항 및 후생노동성령에 근거한 2015년 유해물 노출 작업 보고 대상 물질이다. (단, 함유량 0.1% 미만의 제제는 제외)^[47]
• 해양 오염 등 및 해상 재해 방지에 관한 법률(해양 오염 방지법)에 따르면, 해양 오염 등 및 해상 재해 방지에 관한 법률 시행령 별표 제1에 따라 해양 환경 보전 관점에서 유해한 물질(Y류 물질)로 지정되어 있다.^[48]
• 특정 화학 물질의 환경으로의 배출량의 파악 등 및 관리 개선의 촉진에 관한 법률(화학 물질 배출 파악 관리 촉진법, PRTR법)에 따르면 제1종 지정 화학 물질에 해당한다.^[46]

참조

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