우리나라 화학산업은 급격히 고속성장을 하고 있다. 기술이 집약적으로 빠르게 발전하며 경제성장도 가파르게 발전하였지만 좁은 면적에서 생겨나는 수많은 공장지역들과 주거지역은 점점 가까워지고 있는 것이 현실이다. 특히 시화 및 반월국가산업단지는 서로 긴밀하게 연결되어있어 사업장 수가 매우 많으며, 그 규모 또한 각각 전국에서 첫 번째와 세 번째로 크다. 우려해야 할 점은 규모가 큰 국가산업단지 인근에는 많은 주민들이 거주하는 아파트 단지가 형성된다는 점이다. 많은 아파트 단지가 형성됨으로써 각종 문화시설들이 자리 잡고 있으며, 초등학교, 중학교, 고등학교가 거주지역 곳곳에 형성되고 있다. 따라서 시화 및 반월국가산업단지는 사업장간 거리가 매우 좁게 밀집되어 있어 화학물질 누출 시, 그 피해는 매우 클 것으로 예상된다.
시화 및 반월국가산업단지 내에서 유해화학물질을 취급하는 사업장은 약 910개소로 파악된다. 이는 경기도 내 유해물질을 취급하는 사업장 중 19%의 사업장이 시화 및 반월국가산업단지에 있음을 의미한다. 또한 2014년부터 2018년까지 시화 및 반월국가산업단지 내 유해화학물질 취급사업장은 매년 증가하고 있으며 유해화학물질을 취급하는 업종은 도금업이 가장 많이 취급하는 것으로 파악된다. 도금업 사업장에서는 황산, 수산화나트륨 등 많은 화학물질을 사용하지만 그 중에서도 발암성 화학물질이 근로자에게도 많이 노출되며 위험한 화학물질이다. 도금업 사업장에서 많이 사용하는 물질은 트리클로로에틸렌(TCE), 6가 크롬화합물, 톨루엔 등이 있다. 거주지역과 밀접한 국가산업단지에서 이러한 물질의 대량 누출은 많은 인명피해를 야기할 것이다.
2014년부터 화학물질로 인한 사업장 내 사고는 701건으로 경기도에서는 195건이 발생하였으며 경기도 내 화학물질 사고 중 사고 발생이 높은 지역은 안산, 시흥 순으로 파악되었다. 또한 화학물질로 인한 사고는 누출, 폭발, 화재 순으로 가장 많이 발생하고 있으며 특히 누출로 인한 화학물질 사고는 전체사고 중 80%에 해당하는 사고로 확인된다. 유해화학물질 누출 및 폭발사고로 발생한 국내 및 국외사고사례를 파악하여 사고발생 시 피해범위를 ALOHA 프로그램을 통해 예측할 수 있다.
본 연구에서는 시화 및 반월국가산업단지 내 도금업 사업장에서 많이 사용하는 화학물질인 TCE와 톨루엔을 선정하였다. 또한, 역대 화학물질 누출사고로 가장 큰 인명피해를 발생시킨 인도 보팔 누출사고의 원인인 메틸이소시안(MIC)을 선정하였다. 결과적으로, 총 3종류의 유해화학물질을 대상으로 국가산업단지 내에서 누출사고 발생 시 피해범위를 ALOHA프로그램을 통해 예측하였다. ALOHA란 대기확산 및 누출 모델을 사용하여 여러 조건을 바꿔가며 화학물질별로 영향범위를 산정하는 프로그램이며 영향범위는 AEGL-1, 2, 3 세단계로 분류하였다. 단계가 3에 가까울수록 화학물질의 농도가 치사량에 가까워진다. 최악의 피해범위를 예측하기 위해서 누출량, 기상조건 및 누출과정을 변수로 입력하여 각 조건 중 어떠한 조건이 가장 많은 범위에 피해를 발생시키는지 파악하였다.
첫째로는 화학물질의 위험도를 분석하였다. MIC, TCE, 톨루엔의 화학물질 중 기상조건과 누출과정을 같은 조건으로 고정시킨 채 피해범위를 예측했을 때, MIC-톨루엔-TCE 순으로 피해범위가 넓게 나타났다. 피해범위가 넓을수록 더욱 위험한 화학물질이라는 것을 확인하였다.
둘째로는 기상조건에 따른 피해범위를 예측하였다. 타 조건은 같은 조건으로 고정시킨 채, 기상조건을 사계절로 나누어 3가지 물질의 피해범위를 예측하였다. 기상조건으로는 우리나라 30년 동안의 평균풍속, 온도 및 습도 3가지로 계절을 나누었으며 풍향은 거주지역으로 결정하였으며 가을-여름-겨울-봄 순으로 피해범위가 넓었다.
셋째로는 노출과정에 따른 피해범위를 비교하였다. 유해화학물질 전량누출로 인한 사고와 저장탱크에 천공이 발생하여 유해화학물질이 누출되었을 때를 비교하였다. 유해화학물질 전량 누출 시의 피해범위는 MIC-톨루엔-TCE 순으로 넓었지만 저장탱크 천공발생 사고로 화학물질이 누출되었을 경우는 MIC-TCE-톨루엔 순으로 피해범위가 넓었다. 그 이유로는 각각의 화학물질의 끓는점, 밀도 등의 특성이 다르기 때문에 발생한 차이라고 예상하였다.
최악의 시나리오와 대안의 시나리오에 해당하는 정보를 토대로 피해범위를 예측하였으며 최악의 시나리오는 AEGL-1,2,3 모두 10km 이상으로 파악되었으며 대안의 시나리오는 각각 6.9km, 2.2km, 841m로 파악되었다.