생물학적 이용성을 고려한 인조잔디 충진재의 입자크기별 납의 섭취 노출평가

Abstract

최근 이용이 증가되고 있는 인조잔디에 함유된 유해물질로 인한 어린이 건강영향이 사회문제로 대두되고 있다. 특히 인조잔디 충진재(고무분말)에 함유된 중금속, 다환방향족탄화수소류(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAHs), 휘발성유기화합물류(Volatile Organic Compounds, VOCs)는 시설 이용 시 고무분말의 직접 또는 손에 묻어 입으로 유입됨으로써 섭취 노출이 발생될 우려가 있다. 이에 본 논문에서는 인조잔디 충진재에 함유된 유해물질 중 적은양의 노출에 의해서도 어린이 성장․발달 장애를 유발할 수 있다고 보고된 납(Pb)을 대상으로 섭취 노출량 추정방법에 대해 연구하였다. 최근 보편적으로 사용되고 있는 재활용 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)의 인조잔디 충진재를 대상으로 하여, 고무분말의 입경별(250㎛ 이상 및 미만) 섭취 노출량을 추정하였다. 섭취 노출량 추정법으로 함량 농도에 생물학적 이용성(Bioavailability)으로 보정하는 방법을 적용한 생물학적 이용성은 산용출 농도에 의한 방법과 소화액용출 농도를 이용하는 방법의 경우를 비교 평가하였다. EPDM 중 납의 전함량 실험은 재활용 고무분말 중의 유해물질 시험법, 산용출 실험은 자율안전확인대상공산품 안전기준 중 유해원소 용출 시험법, 소화액용출 실험은 RIVM(Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu)에서 제시하고 있는 시험법을 적용하였다. EPDM 고무분말의 입자크기별 함량법 및 용출법에 의한 인조잔디 이용 시 납의 어린이 섭취 노출량 평가를 수행하여 다음과 같은 주요 결과를 도출하였다. 첫째, EPDM 고무분말에 함유된 납의 농도는 3.0㎎/㎏ 이었으며, 산용출 결과는 함량농도의 6.5배, 소화액용출은 10.3배 수준이었다. 산용출과 소화액용출 결과 값은 비슷한 양상을 보였다. 둘째, 250㎛ 미만입경의 EPDM 고부분말의 전함량, 산용출 및 소화액용출법에 의한 납 농도로 2.4㎎/㎏, 1.4㎎/㎏, 0.5㎎/㎏ 로서 250㎛ 이상의 큰 입자에서의 함량 및 용출농도에 비해 유의하게 높은 납 농도로 평가되었다. 따라서 인조잔디 충진재의 사용기간이 길어져 고무분말의 입경이 작아질 경우 체내 용출양이 커질 우려가 있었다. 셋째, 고무분말 중 납의 함량 농도를 이용한 인체 노출량 및 위해도 추정을 위한 보정 계수인 생물학적 이용성은 소화액용출에 의한 결과, 250㎛ 이상 입경 EPDM 고무분말에서 4.2%, 250㎛ 미만 21.9%로 산출되었다. 인조잔디 충진재의 입경이 작을수록 생물학적 이용성은 유의하게 높았으며, 특히 250㎛ 미만 입경에서의 산용출법에 의한 생물학적 이용성은 58.0% 로서 소화액용출법에 의한 경우보다 약 2.7배 높았다. 넷째, 250㎛ 미만 입경의 EPDM 고무분말 중 납에 의한 인조잔디 이용 어린이 초등학생 저학년의 섭취 노출량은 산용출법이 4.13×10-4, 소화액용출법이 1.56×10-4 로서 가장 높은 노출량으로 추산되었다. 이로 인해 250㎛ 미만 입경의 인조잔디 충진재 중 납의 어린이 섭취노출로 인한 위해도는 산용출법의 경우 250㎛ 이상 입경보다 약 7.9배 높았다. 이상의 연구 결과를 종합하여 볼 때, 인조잔디 충진재의 입경이 작을수록 납의 섭취 노출량 및 위해도가 증가됨을 확인할 수 있었다. 특히 작은 입경의 인조잔디 충진재 중 납의 소화액 용출농도로 큰 입경에서 보다 약 3.3배 높아 위해도 추정 시, 현장시료로 이용한 인조잔디 충진재의 입경을 고려할 필요가 있었다. 현재 인조잔디 고무분말 안전기준은 함량농도로 규제하고 있어, 이용자의 섭취 노출량 및 위해도 추정 시 생물학적 이용성 적용법을 활용할 수밖에 없다. 본 논문에서는 소화액용출법과 산용출법이 유사한 납 노출 경향성이 관찰됨에 따라 표준화하기 쉬운 산용출법의 적용성이 더 큰 것으로 평가되었다. 다만, 작은 입경에서의 산용출법에 의한 섭취 노출량이 소화액보다 약 2.6배 높아 과대평가될 우려가 있었다. 본 연구 결과는 다양한 고무분말 종류 중 재활용 EPDM 고무분말의 시제품만을 대상으로 평가하여 산출된 결과이므로, 모든 인조잔디 충진재를 대표할 수 있는 결과로 불확실성이 존재한다. 따라서 향후 인조잔디 운동장 중 어린이 노출에 대한 유해물질의 다매체 경로 및 물질에 대한 연구와 다양한 용출법에 대한 비교 연구가 이루어져야 할 것이다.