휘발성 유기오염물질의 건강 위해성 평가에 관한 연구 : 6개 대도시의 가정수를 중심으로

Abstract

[한글]

인간이 매일 마시며 사는 물에서 건강에 해로운 유기오염물질이 발견되고 있어서 음용수에 대한 안전성이 논란의 대상이 되어 왔다. 더욱이 생활 수준의 향상에 의해서 최근에 일어난 일련의 수질오염사건은 사회적으로 큰 관심의 대상이 되었을 뿐만 아니라 국민의 불신을 가중하는 계기가 되었다.

여러 가지 환경오염물질중 특히 휘발성 유기오염물질은 수계에서 빈번히 검출되고 있을 뿐만 아니라 산업공정에서의 사용량이 급증하고 있어서 주의를 요하는 대상이다. 더구나 휘발성유기오염물질은 동물실험등에서 간장과 신장과 같은 기관에 종양을 발생시키는등

규제대상으로 거론되고 있는 이들 물질에 대한 위해성 평가 및 위해도 관리에 대한 연구가 필요한 시점이다.

따라서, 우리나라 주요 수계를 상수원으로 사용하는 6개 대도시의 가정수를 대상으로 하여 음용수중의 발암성이 입증된 휘발성 유기오염물질 15종을 대상으로 하여 위해성평가를 수행하였다.

위험성 확인 과정에서는 인체발암물질(A)로 benzene, vinyl chloride, 유력한 인체발암물질(B)로 bromodichloromethane, bromoform, carbon tetrachloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, dichloromethane, tetrachloroethylene, trichloroethylene 그리고 가능한 인체 발암물질(C)로 dibromochloromethane, 1,1-dichloroethane, 1,1,1,2-tetrachloroethane, 1,1,2,,2,-tetrachloroethane, 1,1,2-trichlofoethane를 분류하였다. 또한 위험성 확인 과정에 필요한 각 물질의 사용용도, 환경중의 양상, 약동력학적 성질 그리고 독성, 발암성 및 유전자 독성에 관한 정보들을 제시하였다.

인체노출평가에서는 발생 가능한 모든 노출량을 산정하기 위해서 노출 시나리오(exposure scenario)를 설정하였다. Soenario Ⅰ와 scenario Ⅱ은 직접 섭취에 의한 인체노출량 산정시 필요한 노출변수들을 각각 평균값과 95percentile값을 사용한 경우이고, scenario Ⅲ와 scenario Ⅳ는 다중경로(음용, 호흡, 피부접촉)을 고려한 인체노출량 산정시 필요한 노출변수들을 각각 평균값과 95percentile값을 사용한 경우이다. 이때 산정된 인체노출량은 scenarioⅣ > scenarioⅡ > scenarioⅢ > scenario Ⅰ의 크기 순으로 다중경로의 노출을 고려하고 95 percentile 값(합리적 최대노출)에서의 노출량이 큼을 확인할 수 있었다.

용량-반응평가에서는 적절한 용량-반응 동물자료를 Multistage 모델에 적용하여 음용 및 호흡 발암력과 단위위해도의 95% 상한값을 산출하였다. 그 결과, chloroform의 발암력을 1로 하였을 경우, 1,1-dichloroethane을 제외한 나머지 휘발성 유기오염물질의 상대적인 음용섭취 발암력은 chloroform의 1보다 컸으며,1,1,2,2-tetrachloroethane을 제외한 나머지 휘발성 유기오염물질의 호흡 발암력은 1보다 작았다. 음용섭취에 의한 단위위해도는 1,1,2,2-tetrachloroethane이 9.25x10**-5, vinyl chloride가 6.64×10**-5으로 높았고, 호흡 단위위해도는 1,1,2,2-tetrachloroethane이 9.25×10**-4과 bromodichloromethane이 3.74×10**-5이었다. 실제안전용량의 산정에서는 vinyl chloride 0.015㎍/L, 1,1,2,2-tetrachloethane 0.1㎍/L, 그리고 bromodichloromethane 0.27㎍/L로 추정되었다.

초과발암위해도 산정에서는 노출 시나리오에 따라서 각각의 위해도를 구하였는데, Risk Ⅰ은 음용만을 고려하여 각 노출변수의 평균값을 사용한 경우의 초과발암위해도이고, Risk Ⅱ는 음용만을 고려한 각 노출변수의 95 percentile값을 사용하여 구한 위해도이다. Risk Ⅲ은 다중경로(음용, 노출, 피부접촉)를 고려하여 각 노출변수의 평균값에 의한 초과발암위해도, Risk Ⅳ는 다중경로에 95percentile간을 사용한 경우의 초과발암위해도를 산정하였다. 결과적으로 Risk Ⅰ은 대상 항목별로 10**-6∼10**-10이었으며, 이 중 도시 F에서 bromodichlorometharle이 10**-5의 위해도를 나타내었고, Risk Ⅱ와 Ⅲ는 10**-5∼10**-9으로 RiskⅠ보다 다소 높았다. RiSk Ⅳ에서는 10**-3∼10**-7으로 가장 높게 추정되었다. 발생 가능한 위해도 범위(Risk Ⅰ∼Risk Ⅳ)에서 10**-5이상의 위해도를 포함하는

물질은 benzene, vinyl chloride, bromodichloromethane, bromoform, carbon tetrachloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, dichloromethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane 및 1,1,2-trichloroethane등이었고, 발생 가능한 위해도의 모든 자료로 구성되는 축적 확률분포에서 10**-5 이상의 위해도가 50%이상을 차지하는 물질은 benzene, vinyl chloride, bromodichloromethane, carbon tetrachloride, chloroform 및 dichloromethane으로 계속적

인 감시와 우선적으로 감시해야 하는 휘발성 유기오염물질로 사료된다.

또한 조사항목에 대한 개인 위해도의 합은 도시 F가 5.20×10**-5이었고, 도시D가 4.80×10**-5, 도시 E2.90×10**-5의 순이었고, 노출인구집단의 위해도는 도시별로 7.72-87.39명으로 추정되었다.

이상의 결과를 종합해 보면, benzene, vinyl chloride, bromodichloromethane, carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane에 대한 위해도 관리가 필요할 뿐만 아니라,

특히 트리할로메탄류는 규제 기준은 물질별로 위해성평가에 입각하여 규제되어야 할 것으로 생각된다.

[영문]

This study evaluated cancer risk associated with exposure to volatile organic compounds(VOCs) of tap water in six major cities.

In the hazard identification process, benzene and vinyl chloride were chosen and categorized as human carcinogen(A). For the probable human carcinogen(B), bromodichloromethane, bromoform, carbon tetrachloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, dichloromethane, tetrachloroethylene, trichloroethylene were

selected. The rest 5 VOCs such as dibromochloromethane, 1,1-dichloethane, 1,1,1,2-tetrachloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1,1,2-trichloroethane were gouped and analysed as possible human carcinogen(C)

In human exposure assessment, exposure scenarios were made up under the possible exposure condition and consisted of four types of scenarios and were represented by the lables scenario Ⅰ, scenario Ⅱ, scenario Ⅲ, scenario Ⅳ. Scenario Ⅰ and Ⅱ were used the mean and the 95 percentile value of exposure variables for calculating oral route exposure, respectively. Scenario Ⅲ and Ⅳ were used the mean and the 95 percentile value of exposure variables for calculating multi-route exposure. The magnitude of amount exposed according to various exposure scenario was observed in the following order : ScenarioⅣ > ScenarioⅡ > ScenarioⅢ >ScenarioⅠ.

In dose-response assessment, 95% upper-bound of oral and inhalation cancer potecies were calculated using adequate dose-response data by Multistage model. As a result, when potency of chloroform was one, relative oral potencies of other VOCs except 1,1,-dichloroethane were greater than one and relative inhalation potencies of other VOCs except 1,1,2,2-tetrachlorooethane were less than one.

In risk characterization, Risk Ⅰ to Ⅳ were calculated with considering of a specific type of exposure scenario Ⅰ to Ⅳ, respectively. VOCs of which estimated rists from Risk Ⅰ to Risk Ⅳ were higher than 10**-5 were benzene, vinyl chloride, bromodichloromethane, bromoform, carbon tetrachloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, dichloromethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane and 1,1,2-trichloroethane.

At the cumulative risk distribution, benzene, vinyl chloride,

bromodichloromethane, carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane exceeded 10**-5 risk over about 50 percent of possble risk cells. We proposed that VOCs be continuosly, monitored, and especially, standards of trihalomethanes(THMs) be

regulated one another, based on this risk assessment.