1. 서 론
우리가 일상생활에서 사용하거나 접하고 있는 일반적인 금속재료들은 표면이 불연성 금속산화물로 덮여있고 또한 열전도율과 열용량이 커서 그 일부가 가열되어도 산소 등의 지연성 가스 중이 아니면 발화하는 경우는 없지만 일부 금속은 미분말(微粉末)인 상태에서는 공기 중에서 가연성이다(Komamiya, 1984).
화재가 발생하여 119신고를 하면 소방대가 출동하고 출동한 소방대는 소방차에 실린 소화약제(물, 포, 분말)나 소화전의 물을 이용하여 진화하는 것이 일반적이다. 금속화재는 물이나 포소화약제 또는 ABC분말소화약제로 진화하면 오히려 화재를 확대시키거나 폭발을 야기하므로 출동한 소방대는 진화에 큰 어려움을 겪는다.
금속화재 발생건수가 많지 않아 소방기관 내부적으로도 사회적으로도 큰 문제가 되고 있지 않은 것처럼 보이지만 금속화재가 발생하면 적절한 소화약제가 없어 진화까지 많은 시일이 걸려서 관할소방서는 소화활동으로 어려움을 겪고 인근 소방대상물이나 지역민들은 2차적인 환경적 피해로 큰 고통을 겪고 있다.
금속화재가 발생하면 어려움을 겪고 있지만 우리나라에는 금속화재에 대한 사례분석이나 연구논문이 많지 않은 현실이다(Kim et al., 2002, 2008; Nam and Lee, 2018; Lee and Nam, 2019). 금속화재 관련 논문도 마그네슘과 마그네슘 합금에 대한 연소 및 폭발 특성을 주로 연구하고 있고, Nam and Lee의 논문에서 금속화재에 대한 포괄적인 3가지 안전대책을 제시하고 있으며 구체적이고 종합적인 안전대책을 분석한 논문은 거의 없다(Han et al., 2011; Han and Lee, 2012, 2013; Kim and Seol, 2012; Park et al., 2016).
이 논문에서는 금속화재에 대한 종합적인 안전대책을 제시할 목적으로 금속화재 사례 분석을 한 다음 금속화재와 관련된 문제점 및 대책을 분석한다.
2. 금속화재 사례 분석
우리나라는 ISO 3941 Classification of fire을 인용하고 있는 KS B 6259 화재분류에서는 화재를 A급, B급, C급, D급(금속을 포함한 화재)으로 분류하고 있지만, 소방청 고시인 ‘소화기구 및 자동소화장치의 화재안전기준’ 제3조 제7호~제10호에서는 일반화재(A급화재), 유류화재(B급화재), 전기화재(C급화재), 주방화재(K급화재)로 정의하고 있을 뿐 금속화재에 대해서는 정의하고 있지 않다. 즉, 소방에서는 금속화재를 정하고 있지 않다.
미국의 NFPA 코드(NFPA 484 Standard for Combustible Metal)에서는 가연성 금속(combustible metal)은 크기, 형태 또는 화학성분과 관계없이 입자 또는 조각으로 구성된 연소할 수 있는 모든 금속으로 정의하고 있고, 금속(metal)은 다양한 형태의 금속의 화재 또는 폭발 특성을 포함하여 금속의 일반적으로 인식되는 특성을 가진 순수 금속 또는 합금으로 정의하고 있다(NFPA 484, 2019). 그리고 NFPA에서는 금속화재(metal fire, combustible metal fire)를 D급화재로 분류하고 있다.
NFPA에서 정의하고 있는 금속화재와 관련된 물질은 우리나라에서는 위험물안전관리법시행령 별표 1에서 제2류위험물 중 철분(53 ㎛의 표준체를 통과하는 것이 50 wt% 미만인 것은 제외), 금속분(구리분⋅니켈분 및 150 ㎛의 체를 통과하는 것이 50 wt% 미만인 것은 제외), 마그네슘과 제3류위험물인 자연발화성 및 금수성 물질 중 칼륨, 나트륨, 알칼리금속, 알칼리토금속, 유기금속화합물, 금속의 수소화물, 금속의 인화물을 들 수 있다. 금속화재 물질로 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 알루미늄, 아연, 티타늄, 지르코늄 등을 들 수 있다(Yuasa, 2003; Koseki and Iwata, 2012; Yashima, 2015).
금속화재 발생 물질 대부분이 물(수분)과의 접촉에 의해 화재가 발생하고 있다. 소방청 국가화재정보시스템의 통계에 의하면 2016-2018년 3년간 금수성 물질이 물과 접촉하여 발생한 화재는 82건이었다(Kim et al., 2019). 아래에서 금속화재와 관련된 사례를 분석한다.
2.1 알루미늄합금 제조공장 폐기물 적치장 화재
충남 서산시 소재 알루미늄합금 생산업체의 폐알루미늄분 야외 적치장에서 2018년 8월 13일 13:10분경 자연발화로 추정되는 화재가 발생하여 폐기물 적치장에 쌓여 있던 폐알루미늄분 500 kg 톤백 2개를 태우고 출동한 소방대가 오후 2시께 진화하였다(Fig. 1 참조). 소방서 측은 물이 닿을 경우 알루미늄 분진의 폭발 가능성을 우려해 철제 상자로 현장을 덮고 연기 유출방지를 위한 조처를 했다.
2017년 12월 19일 20:14경 같은 장소에서 자연발화로 추정되는 불로 폐알루미늄분 5톤가량이 타면서 유발된 유해물질 등이 바람을 타고 인근 주택가 및 아파트단지로 퍼지면서 인근 주민들이 대책 마련을 요구하기도 했던 공장으로 2017년 12월 화재 당시 충남보건환경연구원은 정상적인 대기환경으로 돌아올 때까지 인근 지역 어린이⋅노인⋅폐 질환 및 심장질환자는 실외 활동을 자제하고 외출 시 마스크를 착용할 것을 권고하는 안내 방송을 실시하기도 했다.
2017년 12월 19일 화재 때와 달리 2018년 8월 13일 화재 때는 폐기물을 분산 적치해 놓아서 화재가 발생했어도 크게 번지지 않아 쉽게 진화할 수 있었다.
2.2 폐마그네슘분 제련공장 화재
밀양시 소재 마그네슘 폐기물 재활용하여 제련하는 공장(1,200 ㎡)에서 2019년 6월 25일 오전 8시께 “공장 안 알루미늄⋅마그네슘 가루에서 연기가 올라온다”며 출근 직후 119신고를 하였다(Fig. 2 참조). 소방인력 150여 명과 장비 29대가 동원됐지만, 소방차는 물을 뿌리지 못하는 등 사실상 속수무책이었고 불이 확산하지 않도록 경계선을 구축하고 기다릴 뿐이었다. 이 공장 안에는 알루미늄⋅마그네슘 분말 20 t과 마그네슘 괴(완제품) 300t이 혼재돼 있어 물이 아닌 완전히 마른 모래로 덮어 질식소화를 시켜야 하는 상황이었다. 소방당국은 화재 발생 2시간 반 만인 오전 10시 30분에 처음으로 모래 5 t을 동원한 데 이어 10시 57분에 추가로 15 t을 더 가져왔고, 낮 12시 10분께 총 20 t의 모래로 공장 주변에 화재 확산 방지를 위한 방어벽 구축을 하였다.
2.3 대학 화학실험실 폐기 아연분말에 의한 화재
대전광역시 소재 대학교 화학실험실에서 2008년 5월 8일 오전에 일반화학실험으로 ‘구리로부터 금의 제조’라는 실험하였고 이 실험에서 아연분말 질량을 측정하고 실험을 한 후 실험실 정리정돈 과정에서 소량의 아연분말을 실험실 안의 출입문 쪽에 놓여 있는 쓰레기통에 버렸다. 이 실험실 창문에서 연기가 나오는 것을 목격한 학생이 119신고(2008년 5월 9일 05:01)를 하고 경비원에게 알려서 경비원이 실험실 출입문을 열고 옥내소화전을 이용하여 화재를 진화하였다(Fig. 3 참조). 이 화재로 벽이 그을렸고 출입문과 벽 전선이 소손되어 약 1천여만 원의 피해가 발생하였다.
2.4 고등학교 시약실 나트륨에 의한 화재
전북 익산시 소재의 고등학교 시약실에서 2013년 8월 2일 16:40경 화재가 발생하여 실험용 시약 및 기자재 등이 소훼되었다. 시약장을 중심으로 연소된 상태이고 시약장 2단 및 3단 선반의 받침대 부분이 심하게 수열(受熱)된 상태인 점으로 보아 시약장 2단 및 3단에서 최초 발화되었다(Fig. 4 참조). 시약장 2단, 3단 수거물에 대해 주사형 전자현미경(SEM)으로 성분을 확인한 결과 나트륨이 검출되었다. 금속 나트륨을 보관하고 있었던 용기(석유에 넣어 보관함)의 기밀 불량이나 폭염 등으로 인해 용기 안의 석유 증발 ￫ 금속 나트륨이 공기 중의 산소 및 수분에 노출 ￫ 격렬한 발열 반응과 함께 수소 가스가 발생하면서 화재로 진전되었을 가능성이 높은 경우로 추정되었다.
2.5 제강 슬러지의 빗물 유입에 의한 화재
전남 광양의 고속도로를 운행 중이던 차량 운전자가 도로 우측 건물 주변에서 연기가 발생하고 있다고 119신고(2019년 5월 22일 02시 19분)를 한 화재로 소방대가 출동한바 공장 야적장에 톤백에 담아 쌓아놓은 성형탄 제조원료(제강슬러지, 철금속 분말) 부분에만 불이 붙어 있었다. 소방대는 물을 방수한 소화로 진화가 불가능하여 현장 관계자가 장비를 이용하여 흙을 덮어 진화하였다(Fig. 5 참조). 화재가 발생할 당시 최근 3일간 흐리고 비가 내려서 적재된 원료(철 함유 5%~10%)에 빗물이 유입되어 화재가 발생한 것으로 추정되었다.
3. 금속화재와 관련된 문제점 분석
태양광발전시설의 전기저장장치 리튬배터리와 차량이나 제품 안의 리튬배터리는 시스템이나 제품 자체와도 관련되어 화재가 발생하고 있으므로, 리튬배터리와 관련된 문제점은 여기서 분석하지 않는다. 또한 부유되어 분진상태로 있는 마그네슘, 알루미늄 등의 분진폭발은 다루지 않는다.
3.1 금속화재 미분류
앞에서 언급한 것처럼 우리나라는 ‘소화기구 및 자동소화장치의 화재안전기준’에서 화재를 일반화재(A급 화재), 유류화재(B급 화재), 전기화재(C급 화재) 및 주방화재(K급 화재)로 분류하고 있을 뿐 금속화재는 별도로 분류하고 있지 않다. ‘소화기의 형식승인 및 제품검사의 기술기준’에서도 금속화재에 적응성이 있는 소화기나 소화약제에 대한 규정도 없다.
‘화재예방, 소방시설설치유지 및 안전관리에 관한 법률’(이하 ‘소방시설법’이라 함) 제36조제1항에서 소방용품을 수입하려는 자는 소방청장의 형식승인을 받아야 한다고 규정하고 있고 제6항에서 누구든지 형식승인을 받지 않은 소방용품을 소방시설공사에 사용할 수 없다고 규정하고 있으므로 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 리튬처럼 반응성이 큰 가연성금속을 취급하는 업체에서 필요에 의해 일본 등에서 수입되어 판매하는 금속화재용소화기를 자발적으로 비치하더라도 소방시설법에서 정하는 소화기를 대신하면 소방시설법 제36조제1항과 제6항 위반일 수 있다. 소방시설법 제48조의2(벌칙)에서 제36조제1항 또는 제6항에 해당하는 자는 3년 이하의 징역 또는 3천만 원 이하의 벌금에 처하도록 규정하고 있다.
일본은 금속화재 분류 자체가 없고 금속화재용 소화기 검정기준이 없음에도 일본 내 소화기 제조업체에서 금속화재용 소화기를 제조⋅판매하여 설치하고 있지만 이들 금속화재용 소화기는 소방관계법규에서 규정하는 소화기로 분류하지 않고 금속화재용방사기로 분류하고 있다. 법적으로 소화기 설치가 필요한 장소에는 법규에 맞게 검정된 소화기를 의무적으로 설치하고 별도로 금속화재용 방사기를 설치하도록 하고 있다.
우리나라는 금속화재용 소화기와 소화약제를 일본 등 해외에서 100% 수입하고 있는 현실이고 금속화재 분류도 없으므로 NFPA 등을 참조하여 금속화재용 소화기와 소화약제에 대한 검정기준을 마련하여 국내소방산업을 발전시킬 필요가 있다.
3.2 안전대책 미흡
3.2.1 직접적인 안전대책 미흡
금속화재는 제2류위험물과 제3류위험물을 취급하는 공장이나 연구시설, 폐기물처리시설 등에서 주로 발생하고 있다. 공장이나 연구시설, 폐기물처리시설 등은 소방시설법에 따라 초기에 진화할 수 있는 소화기는 물론 규모에 따라 옥내소화전 등 소화설비가 갖추어져 있지만, 금속화재에 적응성이 있는 고정소화설비가 없다. 왜냐하면 금속화재 물질은 물과 반응하여 수소를 발생하고(2Al + 6H2O ￫ 2Al(OH)3 + 3H2￪), 이산화탄소나 할로겐 탄화수소류와 반응하여 탄소를 발생하며(4Al + 3CO2 ￫ 2Al2O3 + 3C, 2Al2O3 + 3CCl4 ￫ 4AlCl3 + 3CO2), ABC분말소화약제(NH4 H2PO4)나 강화액소화약제(NaHCO3)는 열분해반응에 의해 물을 생성(NH4H2PO4 ￫ HPO3 + H2O + NH3, 2NaHCO3 ￫ Na2CO3 + H2O + CO2)하여 이러한 소화약제를 사용하면 오히려 화세를 강하게 할 뿐이기 때문이다.
금속화재용 분말소화기나 소화약제가 수입되어 판매되고 있지만 이러한 금속화재용소화기나 소화약제도 초기화재용일 뿐 화재규모가 커지거나 확대된 상태에서는 적응성이 없다.
위험물안전관리법시행령에서 ‘제조소등의 위치⋅구조 및 설비의 기술기준’을 정하고 있지만 이 기준에서 정하고 있는 내용도 안전거리, 보유공지, 표지 및 게시판, 건축물의 구조, 채광⋅조명 및 환기설비, 배출설비 등으로 위험물 일반에 관한 내용일 뿐이다. 이 기준의 적용도 금속화재 발생 물질이 위험물이고 지정수량이상일 경우에 한한다. 앞에서 기술한 화재사례는 위험물안전관리법의 규제를 받지 않은 곳에서 발생한 화재들이었다.
또한 위험물안전관리법시행령에서 정하고 있는 ‘소화설비, 경보설비 및 피난설비의 기준’의 소화설비는 제2류위험물의 철분⋅금속분⋅마그세슘등과 제3류위험물의 금수성 물품에 대해 분말소화설비 중 탄산수소염류등과 그 밖의 것이 적응성이 있고, 분말소화기는 탄산수소염류소화기와 그 밖의 것이 적응성이 있는 것으로 표기하고 있다. 철분⋅금속분⋅마그네슘등은 철분⋅금속분⋅마그네슘과 철분⋅금속분 또는 마그네슘을 함유한 것을 말하고, 탄산수소염류등은 탄산수소염류 및 탄산수소염류와 요소의 반응생성물을 말한다고 정의하고 있지만, 그 밖의 것에 대해서는 어떤 설명도 없다.
그리고 소방에서 위험물과 관련된 일반적인 안전대책이 아닌 금속화재와 직접 관련된 안전대책(화재예방, 화재조기 발견, 확대방지, 초기소화, 소방활동, 소방안전관리, 폐기처리 등)은 제시하지 않고 있다.
일반분말소화기의 방사거리는 3~6 m임에 비해 금속화재용소화기의 방사거리는 0.6 m정도에 불과하고 금속화재용소화기는 크기와 무게도 일반분말소화기의 두 배 정도이므로 평상시 훈련되어 있지 않으면 취급하기 쉽지 않는 단점이 있지만, 소방대원은 물론 소방대상물 관계자들도 금속화재용소화기를 이용한 소화훈련이 되어 있지 않다.
3.2.2 위험물 규제 관련 없이 화재 발생
화재발생 위험이 큰 물질, 화재확대 위험이 큰 물질 또는 소화가 곤란한 물질은 위험물로 규제를 하고 있다(Saito, 2003).
금속화재 물질들은 분체, 입체, 성형체(판상, 봉상, 리본), 잉곳(괴) 등으로 대별되며 앞 화재사례에서 알 수 있는 것처럼 위험물안전관리법상의 위험물에 해당하는지와 관계없이 화재에 대한 주의를 기울일 필요가 있다. 입체, 성형체, 잉곳, 스크랩은 위험물이 아니므로 아무리 많이 저장ㆍ취급하더라도 위험물안전관리법과 관련된 어떤 규제도 없다. 앞의 화재사례에서 볼 수 있는 것처럼 금속화재 물질은 입체, 성형체, 잉곳, 스크랩 상태에서 화재가 발생하더라도 소화하기 어려운 특징은 위험물질로 규제되고 있는 금속화재 물질과 동일하다. 입체, 성형체, 잉곳, 스크랩 상태로 저장ㆍ취급되는 경우에도 규제가 필요함을 알 수 있다.
3.2.3 소방서의 진화대책 미흡
금속화재는 일반화재와 달리 소방차에 적재되어 있는 소화약제(물, 포, 분말, CO2 등)로 소화활동을 할 수 없음에도 구체적인 진화대책이 정립되어 있지 않다.
소방학교 교재에는 금속화재 진화방법에 대해 다음과 같이 언급하고 있다. 제2류위험물에 대해서는 철분, 금속분, 마그네슘은 마른 모래, 건조분말, 금속화재용 분말 소화약제를 사용하여 질식소화한다. 제2류 위험물 화재 시는 다량의 열과 유독성의 연기를 발생하므로 반드시 방호복과 공기호흡기를 착용하여야한다. 분진폭발이 우려되는 경우는 충분히 안전거리를 확보한다. 제3류 자연발화성 및 금수성 물질에 대해서는 절대로 물을 사용하여서는 안 된다(황린 제외). 화재 시에는 화원의 진압보다는 연소확대 방지에 주력해야 한다. 마른모래, 팽창질석, 팽창진주암, 건조석회(생석회, CaO)로 상황에 따라 조심스럽게 질식소화한다. 금속화재용 분말 소화약제에 의한 질식소화를 한다(NFSA, 2019a).
재난현장표준작전절차 SOP 204-10 금속화재 대응절차에서도 사고특성 및 위험요인, 대응절차 및 안전기준을 1쪽으로 정리하고 있을 뿐이다(NFSA, 2019b).
3.3 지정수량 근거의 부족
위험물은 지정수량 이상인 경우에만 위험물안전관리법 규제를 받게 하고 있다. 우리나라 위험물안전관리법, 위험물 안전관리법시행령, 위험물안전관리법시행규칙은 일본의 소방법 제3장(위험물), ‘위험물안전관리에 관한 정령(政令)’, ‘위험물안전관리에 관한 성령(省令)1)’과 거의 비슷하며, 우리나라 위험물안전관련 법규는 일본 소방법(제3장)과 이 정령, 성령을 모방하고 있다고 해도 과언이 아닐 정도로 유사하다.
우리나라는 위험물안전관리법시행령 별표 1에서 지정수량을 정하고 있고, 일본은 위험물안전관리에 관한 정령 별표 3에서 지정수량을 정하고 있는데, 금속화재와 관련된 위험물의 지정수량은 Table 1과 같다. 제2류 위험물인 금속분과 마그네슘, 제3류 위험물인 알칼리금속과 알칼리토금속은 일본보다 지정수량이 5배 많음에도 이에 대한 객관적인 근거 자료가 없다.
3.4 폐기물 처리 및 고시 부적절
3.4.1 재활용 중간처리 과정 부적절
폐기물 재활용 중간처리 과정 중 금속화재가 발생하고 있다. 폐기물관리법 시행령 별표 4의2 폐기물의 재활용 준수사항은 다음과 같이 규정하고 있다. 환경경부장관이 정하여 고시하는 종류에 해당하는 폐기물 또는 환경부장관이 정하여 고시하는 업종에서 배출되는 폐기물을 재활용하려는 자는 폐기물의 유해특성(폭발성, 인화성 자연발화성, 금수성, 산화성, 용출독성, 감염성, 부식성, 생태독성)을 물리⋅화학적인 방법, 생물학적인 방법 등을 이용해 제거하거나 안정화해야 한다. 다만, 재활용하려는 폐기물이 폐기물의 유해특성 중 두 가지 이사의 유해특성에 해당하는 경우에는 각각의 유해특성을 고려하여 모두 제거하거나 안정화해야 한다. 폐기물의 유해특성의 성질 및 해당 기준은 환경부장관이 정하여 고시한다.
금속화재 물질 관련 폐기물은 수분에 노출되면 발화 될 수 있어 환경부는 유해 특성물질, 즉 금수성, 발화성 등에 대해 위험한 물질로 지정하고 있다. 이 폐기물 중간처리업체는 금속화재 폐기물을 받아들이면서 의무적으로 유해특성 물질에 대한 분석성적서(공인 시험분석기관 발행)를 배출자로부터 받아야 하고, 배출자는 시험분석 성적서에 따라 유해 특성에 대해 정보자료를 작성해 날인하고 처리업체에게 주어야 하지만, 폐기물관리법을 어기고 폐기물을 허용 보관량을 초과해 위탁 받아 처리하여 보관하는 과정 중에 화재가 발생하고 있다. 허용보관량을 초과해 지정된 보관장소가 아닌 옥외에 적치하여 화재가 발생하고 있는 경우도 적지 않다.
3.4.2 폐기물의 종류 등에 관한 고시의 부적절
폐기물관리법 시행령 제7조 제1항 제12호에서 금속성 분진 등으로서 화재, 폭발 발생 등의 우려가 있다고 환경부장관이 정하여 고시하는 폐기물은 그 처리 과정에서 수분과 접촉되지 아니하도록 규정하고 있다. 환경부고시(화재, 폭발 또는 유독가스 발생우려 폐기물의 종류 등에 관한 고시) 제2조 제1항 제2호에서 금속성 분진⋅분말(알루미늄, 구리화합물, 카보닐철, 마그네슘, 아연이 포함된 경우를 말한다.)은 폐산, 폐알칼리, 수분함량이 85%를 초과하거나 고형물함량이 15% 미만인 액체상태 폐기물과 혼합하지 않도록 하여야 한다 라고 규정하고 있고, 제2조 제2항에서는 지하수나 빗물, 물청소로 인한 수분과의 접촉을 하지 않도록 해야하는 폐기물의 종류는 다음 각목(폐석회, 금속성 분진⋅분말)의 사업장폐기물을 말한다고 규정하고 있다.
이 고시에서 금속성 분진⋅분말은 알루미늄, 구리화합물, 카보닐철, 마그네슘, 아연이 포함된 경우로 한정하고 있는데, 이 금속성 분진⋅분말은 수분과 반응하여 발열하여 화재나 폭발 우려가 있는 것이므로 금속화재와 관련된 물질(위험물 안전관리법상의 제2류위험물과 제3류위험물) 모두로 확대함이 타당하다.
4. 금속화재 안전 대책
4.1 가이드라인 마련
한국산업안전공단은 금수성물질의 취급⋅저장에 관한 기술지침(KOSHA CODE G-3-2000), 한국화재보험협회는 마그네슘 저장 방화기준(KFS 552)과 알루미늄공업 방화기준(KFS 550-2010)을 마련하고 있다.
일본 소방청은 마그네슘 등의 안전대책매뉴얼(2016년 6월)을 제정하였고, 이 매뉴얼에는 ⑴ 마그네슘 등의 종류, 성질, ⑵ 마그네슘 등 절삭부스러기의 위험성을 바탕으로 한 보관 방법, ⑶ 고온 마그네슘 등에 방수에 의한 위험성, ⑷ 화재예방상 유의사항 ① (하드면 대책), ⑸ 화재예방상 유의사항 ② (소프트면 대책), ⑹ 초기소화 포인트, ⑺ 소화활동상 유의사항 ① (방수위험), ⑻ 소화활동상 유의사항 ② (발생가스), ⑼ 과거의 재해사례를 정리하고 있다(FDMA, 2017). 일본 마그네슘협회에서는 마그네슘의 안전대책을 공표하고 있다.
미국은 NFPA 484 Standard for Combustible Metal에서 구체적인 기준을 정하고 있다.
우리나라 소방에서도 금속화재 예방과 화재조기발견, 초기소화, 확대방지, 폐기처리 등에 대한 가이드라인이나 안전 대책 매뉴얼을 마련할 필요가 있다. 이 가이드라인에 건조사, 팽창질석, 금속화재용 소화기와 소화약제 등은 금속화재를 진화하는 적응성이 있는 소화제이므로 평상시 저장하여 관리하도록 포함할 필요가 있다.
4.2 소방서 대비 및 대응 체제 구축
우리나라는 아직 금속화재에 대한 소화약제, 진화장비, 진화방법이 개발되어 있지 않다. 일본에서는 금속화재가 증가하고 있음에 따라 금속화재용 소화약제 개발을 하고 있고, 금속화재와 관련된 다양한 소화약제에 대한 소화실험도 하고 있다(Mochiduki et al., 2009; Nemoto et al., 2015; Kikkawa, 2016; Sana et al., 2018; Suzuki, 2018).
동경소방청은 2014년 5월 마그네슘을 취급하고 있던 공장에서 화재가 발생하여 진화까지 38시간 소요된 사건을 계기로 물로 소화가 곤란한 화재에 대응하기 위해서 소방활동기 자재운반차량에 분말소화약제방사장치를 적재하여 화재현장에서 소화할 수 있는 장치를 제작하여 2015년 3월 27일 소방기술안전소 연소실험동에서 이 방사장치를 활용한 공개 소화실험을 하였다. 이 방사장치는 소화약제용탱크 2기(용량 965 리터, 약제량 840 kg), 가압봄베, 방사부(호스 30 m, 노즐 – 직분사, 산포)로 구성되어 있으며 기자재운반차량용 컨네이너로서 제작되어 있다(Fig. 6 참조). 이 방사장치는 금속용소화약제, ABC분말소화약제를 이용하여 금속화재, 전기화재, 석유류화재의 소화를 할 수 있다.
우리의 금속화재에 대한 재난현장 표준 작전 절차(SOP 204-10)는 지금까지 금속화재 대응 과정의 시행착오를 구체적으로 검토하여 보완할 있다. 또한 소방학교 교육과정 중에도 금속화재 대응훈련을 하도록 하고 진화방법도 개발할 필요가 있다.
또한 소방서는 관할 내에 평상시 금속화재 물질을 저장⋅취급하고 있는 업소현황을 파악하여 예방활동을 하고, 화재가 발생할 때를 대비하여 골재업체와 응원협정 등을 통해 마른 모래가 동원될 수 있는 시스템을 구축해둘 필요가 있다.
4.3 예방활동 강화
4.3.1 소방활동 저해 물질 지정 제도 도입
일본은 소방법 제9조의3 제1항에서 규정하는 “압축 아세틸렌가스, 액화 석유가스 기타 화재 예방 또는 소화 활동에 중대한 지장이 생길 우려가 있는 물질로 정령(政令)에서 정하는 것”을 소방활동 저해 물질로 지정하여 해당 물질을 저장하거나 취급하는 자는 미리 그 사실을 관할 소방본부장 또는 소방서장에게 신고하도록 하고 있고 있다. 정령으로 정하는 것은 폭발성, 물과의 반응성(발열성), 독성이 있는 물질들이다.
이들 소방활동 저해 물질은 그 자체 화재에 연이은 위험성을 지닌 물질이 포함되어 있는 것 외에 이들 물질을 상당량 이상 저장하거나 취급하는 시설 등에 화재가 발생한 경우 연소 및 소화활동에 수반해 이들 물질이 폭발하거나 유독가스 등을 발생하거나 다른 통상적인 화재의 경우에는 볼 수 없는 특수하고 중대한 피해를 초래할 위험성이 있다. 이러한 이유로 이들 물질의 소재에 대해 신고를 시킴으로써 소방기관은 우선 화재 예방 단계에 있어 적절한 지도를 하여 화재 발생의 미연 방지를 철저히 하고, 다음으로 실제 화재가 발생한 경우에 이들 물질로부터 발생하는 특이하고 중대한 위험이 인근 주민에게 파급되는 것을 방지하며, 또한 소화활동에 임하는 소방대원 등이 특이하고 중대한 위해에 노출되는 것을 방지하고 그 희생을 줄이기 위한 대책을 세우는 것을 목적으로 하여 해당 규제가 설치되었다.
위험물인 경우에는 관할소방서의 허가를 받아서 저장⋅취급하므로 관할소방서에서 안전관리 감독과 화재 시 등에 적절한 대응이 가능하지만, 앞에서 예시한 화재사례처럼 위험물이 아닌 경우에는 관할소방서에서는 정보부재로 안전관리 감독을 할 수 없고 화재 시 적절한 대응을 할 수 없어 소방활동에 저해가 되므로 위험물이 아니지만 금속화재 물질을 일정량 이상 저장⋅취급하는 경우에는 관할소방서에 신고하는 제도를 검토할 필요가 있다.
4.3.2 화재예방 법적 근거와 활동 강화
금속화재 물질이더라도 분체가 아닌 것은 위험물안전관리법상 위험물에 해당하지 않고 소방기본법상의 특수가연 물로도 지정되어 있지 않다. 위험물 또는 특수가연물이 아닌 경우에 소방의 규제는 없지만, 일본 동경도(東京都) 화재예방조례 제59조2)는 소방활동에 중대한 지장을 초래할 우려가 있는 물질로 소방총감이 지정하는 것을 업(業)으로 하여 저장하거나 취급하려고 하는 자는 미리 그 품명, 수량, 기타 저장 또는 취급에 관하여 소화활동상 필요한 사항을 신고하는 것을 의무화하고 있다. 여기서 소방총감이 지정하는 것이란 동경소방청 화재예방시행규정으로 정해져 있는 각 방사성물질, 고압가스, 독극물, 화약류 및 병원체를 가리킨다. 조례 제59조의 취지는 모든 소방활동에 중대한 지장을 발생할 우려가 있는 물질에 대하여 저장 또는 취급의 실태를 파악하여 화재의 예방 및 소방활동면에서 적절할 지도를 하는 외에 효과적인 활동대책을 수립하는 점에 있다. 이러한 이유로 벌칙의 적용은 없고 신고의 의무에 그치는 규정으로 되어 있다. 동경소방청은 위험물은 아니지만 금속화재 물질을 저장⋅취급하다가 화재가 발생한 사례에 대해 조례 제59조를 준용하여 임의로 화재예방대책(작업기기의 점검, 초동조치와 훈련 및 소방용설비 등의 증강, 관리, 신고서제출, 경방계획의 수립 등)을 지도하고 있다(Hirayama, 2017).
우리나라도 위험물안전관리법상 위험물이나 소방기본법상의 특수가연물에 해당하지 않은 금속화재 우려 물질에 대해 동경소방과 같은 저장⋅취급에 대한 화재예방대책을 지도할 수 있는 법적근거를 마련할 필요가 있다.
또한 금속화재 관련 소방안전교육 자료를 개발하여 홍보하고, 소방안전관리자나 위험물안전관리자 강습교육과 실무교육과정에서도 교육할 필요가 있다.
4.4 지정수량 변경 검토
우리나라는 위험물 지정수량을 정한 근거가 제시되어 있지 않지만, 일본은 다음과 같이 근거를 제시하고 있다.
위험물안전관리에 관한 세부기준(소방청고시) 제8조(착화의 위험성 시험방법 및 판정기준)와 같은 방법으로 일본도 제2류위험물 위험성을 평가하고 있는데, 일본은 시험물품에 작은 불꽃을 접촉시켜서 착화할 때까지 시간을 측정하여 3초 이내에 착화되면 제1종가연성고체(지정수량 100 kg), 3초를 넘고 10초 이내에 착화되면 제2종가연성고체(지정수량 500 kg), 10초 이내에 착화되지 않으면 제2류 위험물에 해당하지 않은 것으로 판정하고 있다. 금속분과 마그네슘은 제2종가연성고체이므로 일본은 지정수량을 100 kg으로 하고 있다.
위험물안전관리에 관한 세부기준 제11조(자연발화성의 시험방법 및 판정기준) 및 제12조(금수성의 시험방법 및 판정기준)와 같은 방법으로 일본도 제3류위험물 위험성을 평가하고 있는데, 일본은 자연발화성시험은 자기 컵과 낙하법으로 자연발화하면 랭크1, 자연발화하지 않으면 위험성이 없으며(랭크2는 고체는 없고 액체에만 있음), 물과의 반응성은 미량비커법과 소량비커컵으로 자연발화하면 랭크1, 미량비커법과 소량비커법으로 작은 불꽃에 착화되면 랭크2, 발생가스량 측정으로 가연성가스의 발생량이 200 리터/kg/hr 이상이면 랭크3, 미량비커법, 소량비커법으로 자연발화하지 않고 작은 불꽃에 의한 착화되지 않으며 발생가스량 측정으로 가연성가스의 발생량이 200 리터/kg/hr 이하이면 위험성이 없는 것으로 판정하며, 이상의 자연발화성시험과 물과의 반응성시험을 종합하여 Table 2와 같이 위험성과 지정수량을 정하도록 하고 있다.
Table 2에서 Ⅰ은 제1종 자연발화성 및 금수성물질로 판정하며 지정수량은 10 kg, Ⅱ는 제2종 자연발화성 및 금수성물질로 판정하며 지정수량은 50 kg, Ⅲ은 제3종 자연발화성 및 금수성물질로 판정하며 지정수량은 300 kg, No는 제3류위험물에 해당하지 않는 것으로 판정한다. 리튬은 위 Table 2의 Ⅰ에 해당하여 일본은 리튬에 대해 지정수량을 10 kg으로 하고 있다.
위와 같은 이유로 철분, 마그네슘, 알칼리금속(칼륨과 나트륨 제외)과 알칼리토금속의 지정수량 변경을 검토할 필요가 있다.
5. 결 론
금속화재는 발생 건수는 많지 않지만, 금속화재가 발생하면 물이나 포소화약제 또는 ABC분말소화약제로 진화할 수 없어 출동한 소방대는 진화에 큰 어려움을 겪는다. 위에서 금속화재 5가지 사례분석을 하고, 금속화재와 관련된 문제점 및 대책을 분석하였다.
금속화재와 관련된 문제점 분석을 통해 금속화재 분류 자체가 없는 점, 안전대책이 미흡한 점, 위험물관련 규제와 관련 없이 화재가 발생하고 있는 점, 소방서의 진화대책이 미흡한 점, 위험물 지정수량 근거가 부족한 점, 폐기물 재활용 중간처리 과정이 부적절하고 화재나 폭발 발생 우려 폐기물의 종류 등에 관한 환경부 고시의 부적절함을 제시하고 있다.
그리고 금속화재와 관련된 안전대책 분석을 통해 금속화재 예방과 화재조기발견, 초기소화, 확대방지, 폐기처리 등에 대한 가이드라인 마련, 소방관서의 금속화재 대비 및 대응 체제 구축, 금속화재 물질을 소방활동 저해 물질로 지정하여 소방서에 신고하는 제도 도입, 위험물로 지정되지 않은 금속화재 물질에 대한 소방서 지도 점검할 수 있는 법적 근거 마련, 철분, 마그네슘, 알칼리금속과 알칼리토금속의 지정수량을 현재의 1/5수준으로 줄이는 방안 검토를 제시하고 있다.
이 논문이 금속화재와 관련된 예방대책을 제시하고, 대응수준을 높이는데 기여하기를 기대한다.
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