뇨중 비소대사체의 측정을 통한 대기중 비소의 인체노출평가에 관한 연구

Abstract

[한글]

뇨중 무기비소 및 대사체를 대기중 비소의 Bio-marker로써 사용하기 위하여 그 상관성을 규명하고자 했던 기존의 연구들은 주로 제철, 제련소 근로자들을 대상으로 진행되어왔다. 그러나, 이러한 기존의 연구결과들은 고농도로 노출되는 근로자들을 대상으로 조사된 자료이므로 이를 저농도로 장기간 노출되는 집단에 직접적으로 적용하기는 어렵다. 따라서, 이 연구에서는 노출정도에 따른 대기중 비소와 뇨중 무기비소 및 대사체의 상관성을 규명하고자 저농도 노출집단과 고농도 노출집단에서의 대기중 비소와 뇨중 무기비소 및

대사체의 농도를 측정하고 각 노출집단별로 회귀모형을 설정하여 그 상관성을 수식화하고자 하였다. 이를 위하여 저농도 노출집단으로는 택시기사 31명을 선정하였으며 고농도 노출집단으로 제철소 근로자 22명을 선정하였다. 대기중 비소의 분석을 위하여는 GF-AAS를

사용하였고 뇨중 무기비소 및 대사체의 분석을 위하여는 HG-AAS를 사용하였다. 또한 대기중 비소와 뇨중 무기비소 및 대사체의 회귀모형의 설정을 위하여 먼저 spearman correlation test를 실시하였고 혼란변수로 작용할 만한 노출변수들과의 상관성도 분석하였으며 대기중 비소 농도와 뇨중 무기비소 및 대사체의 농도를 대상으로 회귀분석을 실시하여 회귀모형을 설정하였다.

대기중 비소 농도를 분석한 결과, 저농도 노출집단의 산술평균은 4.8ng/㎥(2.9∼6.7ng/㎥, S.D.: 1.Ong/㎥)이었다. 고농도 노출집단의 산술평균은 2,653.4ng/㎥(1,034.7∼6,347.3ng/㎥, S.D.: 1,683.9ng/㎥)이었다. 저농도 노출집단과 고농도 노출집단에서의 대기중 비소농도의 평균에는 유의한 차이가 있었다(p=0.0000).

뇨중 무기비소 및 대사체의 농도를 분석한 결과, 저농도 노출집단의 산술평균은 60.5㎍/g creatinine(14.7∼146.3㎍/g creatinine, S.D.: 28.O㎍/g creatinine)이었다. 고농도 노출집단의 산술평균은 174.4㎍/g creatinine(57.0∼333.7㎍/g creatinine, S.D.: 72.2㎍/g creatinine)이었다. 저농도 노출집단과 고농도 노출집단에서의 뇨중무기비소 및 대사체의 농도의 평균에는 유의한 차이가 있었다(p=.0000).

저농도 노출집단을 대상으로 뇨중 무기비소 및 대사체의 농도와 노출변수들간의 spearman correlation test를 실시한 결과, 뇨중 무기비소 및 대사체의 농도와 유의한 상관성이 있는 노출변수는 대기중 비소농도(r=0.792, p=0.000) 뿐이었다. 통계적으로 유의하지는

않았지만 연령(r=-0.188, p=0.310)과 근무기간(r=-0.329, =0.071)은 음의 상관관계를 보였다. 고농도 노출집단에서도 뇨중 무기비소 및 대사체의 농도와 유의한 상관성이 있는 노출변수는 대기중 비소 농도(r=0.464, p=0.03) 뿐이었다. 통계적으로 유의하지는 않았지만 일일 흡연량(r=-0.404, p=0.063)과 흡연기간(r=-0.074, p=0.743)은 음의 상관관계를 보였다.

저농도 노출집단에서 뇨중 무기비소 및 대사체의 농도를 종속변수, 대기중 비소의 농도를 독립변수로 설정하여 normal scale과 log scale로 회귀모형을 설정하였다. 설정된 회귀모형들은 다음과 같다.

As^^urine = 23.069×As^^air - 51.066 (r**2 =0.627, p=0.000)

As^^urine = 241.967×logAs^^air - 103.034 (r**2 =0.593, p=0.000)

logAs^^urine = 0.171×As^^air + 0.907 (r**2 =0.627, p=0.000)

logAs^^urine = 1.856×logAs^^air + 0.482 (r**2 =0.632, p=0.000)

독립변수의 종속변수에 대한 설명력(r**2 )은 0.593∼0.632이었다. 설정된 선형회귀모형들은 모두 95% 유의수준에서 통계적으로 유의함을 알 수 있었다(p=0.000).

고농도 노출집단에서도 뇨중 무기비소 및 대사체의 농도를 종속변수, 대기중 비소의 농도를 독립변수로 하여 회귀분석을 실시하였고 설정된 회귀모형들은 다음과 같다.

As^^urine = 0.02×As^^air + 121.668 (r**2 =0.215, p=0.030)

As^^urine = 129.959×logAs^^air - 260.918 (r**2 =0.205, p=0.034)

logAs^^urine = 0.000×As^^air + 2.067 (r**2 =0.168, p=0.058)

logAs^^urine = 0.332×logAs^^air + 1.087 (r**2 =0.164, p=0.062)

독립변수의 종속변수에 대한 설명력(r**2 )은 0.164∼0.215이었다. 설정된 회귀모형중 normal scale과 대기중 비소농도만을 log scale로 가정한 모형은 95% 유의수준에서 통계적으로 유의하였지만 나머지 두 모형은 통계적으로 유의하지 않았다.

위의 결과들에 따르면 저농도 노출집단에서의 뇨중 무기비소 및 대사체 농도에 대하여 대기중 비소농도가 가장 큰 영향을 미침을 알 수 있지만 고농도 노출집단에서는 대기중 비소농도 보다도 다른 설명할 수 없는 노출변수들의 영향이 훨씬 크다는 것을 알 수 있다.

앞에서 서술한 결과외에도 설명할 수 없는 여러 변수들이 뇨중 무기비소 및 대사체의 농도에 영향을 미치고 있을 것으로 생각된다. 특히 고농도 노출집단의 경우 작업형태 및 작업장조건 등 작업과 관련된 변수들이 많은 영향을 미쳤을 것으로 생각된다. 따라서 기존의 고농도 노출집단을 대상으로 실시되었던 연구결과들을 직접적으로 저농도 노출집단에 적용하기에는 많은 무리가 따름을 알 수 있으며 앞으로는 다양한 노출집단과 노출변수들을 함께 고려하여야 할 것으로 생각된다.

[영문]

Previous studies had been performed to determine correlation between airborne arsenic and inorganic arsenic metabolites in urine far workers who had exposed oxy high concentration of airborne arsenic. However, the results of these studies couldn't be applied directly to other subjects, exposed to low level of airborne arsenic, because other subjects had many different exposure variables.

The purpose of this study was comparison to the correlation and the regression equation between airbone arsenic and urinary inorganic arsenic metabolites in each exposure group, and selection of best-fit regression equation.

As a low exposure group, 31 taxi drivers were chosen and 22 steelmill workers were selected for a high exposure group.

The urinary inorganic arsenic and its metabolites concentrations in each exposure group were analysed by HG-AAS, and GF-AAS was used for determine the airborne arsenic concentration.

By the result of airborne arsenic concentration were the arithmetic mean was 4.8ng/m**3 in low exposure group and 2,653.4ng/m**3 in high exposure group. Urinary inorganic arsenic and its metabolites concentration, 60.5㎍/g creatinine for low exposure group, 174.4㎍/g creatinine for high exposure group.

The variable, which was significant to the urinary inorgnic arsenic and its metabolites, was oxy airborne arsenic concentration. The correlation coefficient were 0.795 for low exposure group (p=0.000) and 0.464 for high exposure group (p=0.03). In both of exposure group, range of regression coefficient(r**2 ) was 0.164∼0.632. And the best-fit regression equation is given by logAs^^urine=1.856×logAs^^air + 0.482 (r^^2 =0.632, p=0.000) in low exposure group.

This test identified that concentration of urinary inorganic arsenic and its metabolites was explained by concentration of airborne arsenic around 60% in the low exposure group, while 20% in the high exposure group.

The result of this study showed that airborne arsenic concentration and other unexplainable exposure variables affected to human exposure level. But, this study could not determine unexplainable variables in detail. Therefore, further studies about human exposure of airborne arsenic have in consider various exposure variables in different sub-population.