벤젠과 톨루엔

벤젠 (Benzene)

벤젠은 대표적인 방향족 화합물로써, 광범위하게 사용된다. 그 자체로 도료, 수지, 플라스틱 등의 용제로 쓰일 뿐만 아니라, 다른 방향족 화합물을 만들 때의 출발 물질이 되기 때문에, 산업용으로 대량으로 사용되며 매우 중요한 물질이다. 벤젠은 부피면에서 가장 생산량이 많은 유기물질로써, 석유 화학 공장, 정유 공장, 석탄 작업, 타이어 제조업 등 다양하게  사용된다. 벤젠은 콜타르를 증류하거나, 석탄으로부터 추출되며, 또는 톨루엔을 탈알킬화(dealkylation)해서도 얻어질 수 있다. 무색이고 독특한 향을 가진다. 비극성 물질로써 물에는 거의 녹지 않으나, 알코올이나 acetone ether에는 잘 녹는다.

 또한 휘발성이 높아서, 흡입으로 인하여 사람에게 해가 될 수 있다. 흡입 시 급성 독성으로  폐부종이나 출혈, 화학성 폐렴 등의 국소 증상을 유발하며, 중추신경계에도 영향을 끼친다. 졸음, 어지러움, 두통, 의식 상실 등이 있다. 벤젠은 IARC에서 분류한 발암물질 Group1(Carcinogenic to humans)에 속하며, 만성노출로 인한 가장 중요한 독성은 조혈 독성이다. 혈액 응고력이 저하되는 것을 시작으로, 혈액의 모든 성분이 감소되어 백혈구 감소증(pancytopenia) 및 재생불량성 빈혈(aplastic anemia)이 발생한다. 만성 노출 시에는 골수가 과다 증식하여 AML(acute myeloid leukemia), MDS(myelodysplastic syndrome), lymphocytic leukemia 등의 백혈병을 유발한다.

 벤젠은 산업안전보건법상 유해인자로 분류되어 있으며, 직업적 노출에 따른 백혈병 발병을 예방하기 위한 노출농도(TLV, Threshold limit value) 기준이 정해져 있다. 국내 기준은 TLV-TWA(Timie weighted average, 시간가중 평균값)은 0.5ppm,  TLV-STEL(Short term esposure limit, 단시간노출값)은 2.5ppm이다. TWA는 일일 8시간 작업을 기준으로, 유해농도를 시간으로 가중평균하여 계산한다. 즉 거의 모든 근로자가 이 정도에서는 나쁜 영향을 받지 않고 노출될 수 있는 정도의 농도이다.  STEL은, 근로자가 1회에 15분간 유해요인에 노출될 때의 허용농도로써, 이 농도 이하에서는 1일 작업시간 동안 4회까지 노출이 허용되며, 노출간격은 1시간 이상이어야 한다. 

 토끼를 사용한 대사 실험에 의하면, 투여량의 약 40%가 미변화상태의 벤젠 그대로 폐에서 배설된다. 나머지는 간에서 대사 돼서 페놀로 변환된다. 이후 황산이나 글루쿠론산과 반응하여 sulfate 포합체나 glucuronide 포합체가 만들어지고, 소변으로 배설된다 

톨루엔 (Toluene)

벤젠과 마찬가지로 많이 사용되는 유기용제이다. 오일, 합성수지, 페인트 등의 용제뿐 아니라, 화학 공업에서 유기 화합물의 원료로 널리 쓰인다. 또한 의학적으로도 사용되는데, 소변 검사에서 방부제로 이용되고 있다. 화학적으로는 벤젠과 유사한 구조를 가진다. 

벤젠에 비교하면 독성은 약한 편이다. 200~300ppm인 톨루엔에 8시간 노출된 사람에게서 중추 억제, 피로, 착란과 같은 증상이 보고되어 있다. 또한 급성 중독의 경우 간이나 신장에 심한 손상이 있을 수 있으며, 황달 및 단백뇨가 나타난다. 톨루엔은 벤젠과 다르게 발암성이 증명되지는 않았다. IARC 분류에 따르면 Group 3으로 "Not classifiable as to its carcinogenicity to humans"이다. 국내 기준은  TLV-TWA는 50ppm,  TLV-STEL은 150ppm이다. 

흡입된 톨루엔의 일부는 폐에서 미변화 상태로 배설되지만, 대부분은 benzyl alcohol을 거쳐 안식향산(bezoic acid)으로 변환된다. 안식향산은 다시 마뇨산(hippuric acid)으로 대사 된다.