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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 일반 인구집단에 대한 대기중 총먼지에 의한 PAH 노출 지표로서 요중 1-OHP와 2-naphthol의 환경오염지 표로서의 유용성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 직업적 노출과 직접흡연에 의한 PAH 노출을 배제할 수 있도록 연구를 설계하고, 식이 요인에 의한 노출을 조사함으로써 PAH의 생물학적 지표가 대기중 총먼지에 의한다.
- 이를 위해 본 연구에서는 직업적 노출과 직접흡연에 의한 PAH 노출을 배제할 수 있도록 연구를 설계하고, 식이 요인에 의한 노출을 조사함으로써 PAH의 생물학적 지표가 대기중 총먼지에 의한다. 환성 방향족 탄화수소의 인체 흡수를 반영하는가를 알아보는데 연구의 초점을 두었다.
가설 설정
- 그러나 2-naphthol 의 경우 단기오염지표와 일관되게 유의한 관련성이 관찰되었다는 것은 적어도 총먼지와 요중 PAH 대사 물질의 관련성이 우연에 의해 나타났을 가능성이 낮다는 것을 의미한다고 해석할 수 있다. 본 연구와 같은 연구 형태에서는 개인별 노출수준에 대한 측정이 불가능하여 동일 지역의 대상자들은 동일한 노출을 갖는 것으로 가정하게 된다. 이러한경우 통계분석상 결과변수인 요중 PAH 대사 물질들을 설명하는 설명변수의 값들이 집단별로 동일하게 되어 실제 관련성을 과소평가하는 방향으로 왜곡될 가능성이 있다.
제안 방법
- 1-OHP 측정시 사용한 HPLC system을 사용하여 분석하였다. 이동상은 40 % acetonitrile을 사용하였고, 유속은 1.
- 대상자와 그 학부모에게 설문지를 배포하여 하여 식이와 직 . 간접 흡연에 대한 정보를 수집하였다. 간접 흡연을 묻는 항목에는 가족 중 흡연자 유무, 가족 중 흡연자의 수, 평상시 가족 흡연자가 학생과 동일장소에서 흡연하는가, 흡연한다면 하루 몇 개비나 피우는가 등이 포함되었고, 평상시 하루 동일장소에서 흡연하는 개비수를 간접흡연 노출지표로 사용하였다.
- 간접 흡연에 대한 정보를 수집하였다. 간접 흡연을 묻는 항목에는 가족 중 흡연자 유무, 가족 중 흡연자의 수, 평상시 가족 흡연자가 학생과 동일장소에서 흡연하는가, 흡연한다면 하루 몇 개비나 피우는가 등이 포함되었고, 평상시 하루 동일장소에서 흡연하는 개비수를 간접흡연 노출지표로 사용하였다. 식이요인으로서 불에 구운 고기, 구운 생선, 새우, 조개, 굴류, 시금치 및 잎이 넓은 야채류, 한약 등의 섭취력을 조사하였고, 이러한 식이 항목은 학생용과 학부모용 설문지에 모두 포함되도록 하였고, 식이요인 분석에는 학부모용 설문지의 응답을 사용하였다.
- 관련 정부기관으로부터 대기질 자동 측정망 자료를 얻었고 대기오염지표 중에서 총먼지를 자료분석 에 사용하였다.
- 대상 학교에서 반경 1 km 이내에 위치한 대기질 자동측정망 자료로부터 지역별로 조사 시점을 기준으로 대기중 총 먼지의 측정값의 평균을 구하여 대기오염 노출지표를 산출하였다(Table 2). 대기오염자료는 매시간 시간 평균이 측정되도록 되어 있으나, 시간대별로 일부 누락된 경우가 있었다.
- 대상자와 그 학부모에게 설문지를 배포하여 하여 식이와 직 . 간접 흡연에 대한 정보를 수집하였다.
- 본 연구에서는 반경 IKm 이내에 대기 질 자동측정망이 있는 4개 중학교 1학년 학생을 대상으로 설문조사를 수행하고, 소변시료에서 1-OHP와 2-naphthol을 측정하였다. 크레아티닌을 보정한 요중 1-OHP 농도는 기하평균 79.
- 분석된 전체 소변시료 137개 중 3개 가요 중 1-OHP 농도가 분석방법의 검출한계 미만으로 나타나 이들 소변시료의 1-OHP 농도를 검출한계로 간주할 수 있는 동일 분석법으로 분석된 시료중에서 시료 중에서 가장 낮은 농도를 보인 측정값과 절대영의 중간값으로 치환하였다.
- 사전조사 및 예비조사를 거쳐 작성된 설문지를 사용하여 자기기입식으로 수행하였다. 대상자와 그 학부모에게 설문지를 배포하여 하여 식이와 직 .
- 식이 변수는 최근 1주간 섭취 빈도에 따라 없음, 주 1-3회, 주 4-6회, 매일의 네 개 범주로 구분하였고, 대기 중 총 먼지와 간접 흡연은 연속변수로 취급하였다. 대기 오염 지표는 대기 중 총먼지를 조사 당일, 1일전, 2일전 등 1일 자료는 해당일의 산술 평균치를 사용하였고 1주 평균, 4주 평균, 1년 평균은 1일 평균값의 평균값으로 산출하였다.
- 간접 흡연을 묻는 항목에는 가족 중 흡연자 유무, 가족 중 흡연자의 수, 평상시 가족 흡연자가 학생과 동일장소에서 흡연하는가, 흡연한다면 하루 몇 개비나 피우는가 등이 포함되었고, 평상시 하루 동일장소에서 흡연하는 개비수를 간접흡연 노출지표로 사용하였다. 식이요인으로서 불에 구운 고기, 구운 생선, 새우, 조개, 굴류, 시금치 및 잎이 넓은 야채류, 한약 등의 섭취력을 조사하였고, 이러한 식이 항목은 학생용과 학부모용 설문지에 모두 포함되도록 하였고, 식이요인 분석에는 학부모용 설문지의 응답을 사용하였다.
- 이를 위해 본 연구에서는 직업적 노출과 직접흡연에 의한 PAH 노출을 배제할 수 있도록 연구를 설계하고, 식이 요인에 의한 노출을 조사함으로써 PAH의 생물학적 지표가 대기중 총먼지에 의한다. 환성 방향족 탄화수소의 인체 흡수를 반영하는가를 알아보는데 연구의 초점을 두었다.
- 식이를 통한 노출은 분명히 연속 수임에도 불구하고 다수의 대상자들에 대해 연속 변수로서 자료를 확득하는 것은 매우 어렵다. 이번 연구에서 설문조사를 통해 조사한 식이자료는 1주 섭취회수를 묻는 문항을 사용하였고, 이에 따라 1주 섭취 회수를 0, 1-3회, 4-6회, 매일로 구분하였다. 이렇게 측정된 변수는 등간성을 보장할 수 없는 순위척도이다.
- 전처리가 끝난 시료를 펌프(Waters 600E)와 형광검출기(Shimadzu RF-10AxL), 그리고 자동 시료주입기 (Hitachi L-7200), 자료처리장치 (Shimadzu Chromatopac C-R3A)로 구성된 HPLC system을 사용하여 분석하였다. HPLC용 컬럼은 150 mm X 4.
- 전달하였다. 조사 전날 학교를 방문하여 학부모용 설문지와 채뇨 통을 배부하였고 다음날 학교를 방문하여 설문지와 소변을 수거하였다.
- 84 /4nole/mole creatinine으로 절대량으로 볼 때 2-naphthol이 1-OHP 에 비해 약 20배가량 많았다(Table 3). 크레아티 닌을 보정한 요중 1-OHP, 2-naphthol 농도는 양성 왜도를 갖는 대수 정규분포를 하여 자연 대수를 취하여 나머지 분석을 수행하였다.
- 표준시료로 표준곡선을 작성한 후 시료 10개 측정마다 한 번씩 1 ng/ml 의 표준시료를 측정하였다.
대상 데이터
- 0 ml/min으로 하였다. Excitation과 emission 파장은 각각 227 nm와 355 nm를 사용하였다. 요중 2-naphthole 검출 한계 미만인 시료가 없었다.
- 상기 연구는 기후 요인에 의한 영향을 최대한 줄이기 위해 5월과 6월에 걸쳐 수행되었고, 연구에서 조사된 12개 초등학교 및 중학교 학생 중에서 전국 78개 대기질 자동 측정망으로부터 반경 1km 이내에 위치한 4개 중학교 학생 137명을 대상으로 하였다. 대상 중학교 중에서 3개는 서울에, 1개는 지방에 위치하였다. 연구 대상자는 흡연 등의 생활습관과 직업적 노출 등에 의한 환경오염물질 노출 가능성이 적고 연구에 협조가 용이하고 비교적 동질적일 것으로 기대되는 1학년 학생으로 하였다.
- 본 연구는 1997년 수행된 환경성 질환 감시체계 개발연구로부터 수집된 설문조사 결과와 소변시료를 이용하였다. 상기 연구는 기후 요인에 의한 영향을 최대한 줄이기 위해 5월과 6월에 걸쳐 수행되었고, 연구에서 조사된 12개 초등학교 및 중학교 학생 중에서 전국 78개 대기질 자동 측정망으로부터 반경 1km 이내에 위치한 4개 중학교 학생 137명을 대상으로 하였다.
- 상기 연구는 기후 요인에 의한 영향을 최대한 줄이기 위해 5월과 6월에 걸쳐 수행되었고, 연구에서 조사된 12개 초등학교 및 중학교 학생 중에서 전국 78개 대기질 자동 측정망으로부터 반경 1km 이내에 위치한 4개 중학교 학생 137명을 대상으로 하였다. 대상 중학교 중에서 3개는 서울에, 1개는 지방에 위치하였다.
- 대상 중학교 중에서 3개는 서울에, 1개는 지방에 위치하였다. 연구 대상자는 흡연 등의 생활습관과 직업적 노출 등에 의한 환경오염물질 노출 가능성이 적고 연구에 협조가 용이하고 비교적 동질적일 것으로 기대되는 1학년 학생으로 하였다. 이들의 지역별, 성별 분포는Table 1과 같다.
- 1-OHP 측정시 사용한 HPLC system을 사용하여 분석하였다. 이동상은 40 % acetonitrile을 사용하였고, 유속은 1.0 ml/min으로 하였다. Excitation과 emission 파장은 각각 227 nm와 355 nm를 사용하였다.
- 표준시료는 1-OHP와 2-naphthol을 acetonitrile에 녹여 준비하였다. 표준시료로 표준곡선을 작성한 후 시료 10개 측정마다 한 번씩 1 ng/ml 의 표준시료를 측정하였다.
- 이동상은 60 % acetonitrile을 사용하였으며 분당 1 ml의 속도로 흘려주었다. 형광검출기의 파장은 excitation 242 nm, 그리고 emission 388 nm를 사용하였다.
데이터처리
- 식이 변수는 최근 1주간 섭취 빈도에 따라 없음, 주 1-3회, 주 4-6회, 매일의 네 개 범주로 구분하였고, 대기 중 총 먼지와 간접 흡연은 연속변수로 취급하였다. 대기 오염 지표는 대기 중 총먼지를 조사 당일, 1일전, 2일전 등 1일 자료는 해당일의 산술 평균치를 사용하였고 1주 평균, 4주 평균, 1년 평균은 1일 평균값의 평균값으로 산출하였다.
- 대기 중 총먼지, 식이, 간접흡연 등의 요 중 FAH 대사물질에 영향을 미치는 것으로 알려져 있거나 성별과 같이 생물학적으로 중요한 의미를 갖는 변수에 대해 각각 단변수 분석을 실시하였고, 각각의 영향을 보정한 상태에서 영향력을 평가하기 위해 회귀분석을 사용하였다. 식이 변수는 최근 1주간 섭취 빈도에 따라 없음, 주 1-3회, 주 4-6회, 매일의 네 개 범주로 구분하였고, 대기 중 총 먼지와 간접 흡연은 연속변수로 취급하였다.
- 통계분석은 SAS for windows ver. 6.12를 사용하였고, 자료의 입력과 전산화에는 Foxpro ver 2.6을 사용하였다.
이론/모형
- Kim 등(1999)의 방법을 사용하여 측정하였다.
성능/효과
- 총먼지의 장기지표(1주 평균)와 2-naphthol 농도간에는 유의한 관련성이 관찰되지 않았지만, 총먼지의 단기지표들과 요중 2-naphthol 농도간에는 유의한 관련성이 관찰되었다. 관련성은 채뇨 2일전 대기중 총먼지 평균농도가 가장 강하였고, 채뇨 1일전, 채뇨 당일 순이었다. 이러한 결과를 종합하여요 중 2-naphthole 일반 인구집단에서 총 먼지에 의한 PAH의 노출을 대변하는 지표로서 유용게 사용될 가능성이 높다는 결론을 얻었다.
- 대기중 총먼지와 2-naphthol의 관련성을 분석한 결과 조사 당일 1일 전 및 2일 전의 가중평균치가 통계적으로 유의한 관련성을 보였고, 1주 이상간 평균농도와는 유의한 상관관계가 관찰되지 않았다. 단기지표의 경우 2일전의 평균치가 가장 강한 상관관계를 보였으며, 1일 전, 당일 순이 었다(Table 5).
- 그럼에도 불구하고 어떤 오염물질과 오염지표간에 관련성이 관찰될 경우 이들간에는 관찰된 관련성보다 더 강한 관련성이 있음을 시사하는 결과로 해석할 수 있다. 따라서 본 연구를 통해 얻어진 결과는 실제로 단기적인 대기중 총 먼지 노출량과 요중 2-naphthol 배설량 간에는 양의 상관관계가 있음을 시사하는 것으로 판단할 수 있다.
- 본 연구에서는 요중 1-OHP 농도와 대기 중 총먼지간에 관련성이 관찰되지 않은 반면, 소변시료 수거일 2일전 대기 중 총 먼지와 요중 2-naphthol 농도 간에는 매우 강한 양의 상관관계(p=0.0001)를 관찰할 수 있었으며, 수거 전날 및 수거 이틀 전 대기중 총 먼지와도 유의한 양의 상관관계(0.01<p<0.05)를 관찰할 수 있었다. 수거 일주일전 평균 대기중 총먼지와 요중 1-OHP, 2-naphthol 간에는 유의한 관련성이 보이지 않았다.
- 또한 환경오염의 노출을 평가하고자 할 때 절대적 노출량이 다른 노출원에 비해 적은 경우가 많아 더욱 평가에 어려움이 따른다. 본 연구에서는 환경오염 중에서 대기오염의 영향을 주로 받는 것으로 알려진 요중 PAH 대사물질을 측정함으로써 이러한 환경오염의 지표가 기존 환경오염지표중에서 가장 중요하게 취급되고 있는 대기오염지표와 얼마만 한 관련성을 보이는가를 측정하여 그 유용성을 평가하고자 하였고, 그 결과 적어도 일부 대기오염지표와 잘 일치하는 관련성을 보이는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 이러한 관련성은 통계적인 관련성 외에 생물학적으로 타당한 시간관계를 함께 나타냄으로써 인과관계에 대한 해석도 가능할 것으로 판단된다.
- 성별로 요중 1-OHP와 2-naphthol 농도에는 차이는 없었고 간접흡연과 요중 1-OHP, 2-naphthol 간에도 유의한 관련성이 관찰되지 않았다. 식 이 항목은 모두 요중 1-OHP, 2-naphthol 과 통계적 인 관련성이 관찰되지 않았다(Table 4).
- 05)를 관찰할 수 있었다. 수거 일주일전 평균 대기중 총먼지와 요중 1-OHP, 2-naphthol 간에는 유의한 관련성이 보이지 않았다. 대상자에게 채뇨 시기를 수거 당일 아침 첫 소변을 받도록 안내하였으므로, 평균 채뇨 시각을 약 오전 7-8시 전후로 볼 수 있으며, 조사 2일전은 채뇨 시점으로부터 약 31~55시간 전이 되며, 조사 1일 전은 7-31시간 전이 된다.
- 절대량으로 볼 때 2-naphthol 이 1-OHP 에 비해 약 20배가량 많았다. 요중 1-OHP, 2-naphthol과 간접흡연 및 식이요인간에는 유의한 상관관계가 관찰되지 않았으며, 대기중 총 먼지와 요중 1-OHP 농도간에도 유의한 관련성이 관찰되지 않았다. 총먼지의 장기지표(1주 평균)와 2-naphthol 농도간에는 유의한 관련성이 관찰되지 않았지만, 총먼지의 단기지표들과 요중 2-naphthol 농도간에는 유의한 관련성이 관찰되었다.
- 요중 1-OHP와 총 먼지는 조사 당일, 조사 1일전, 조사 2일전, 및 조사 1주간 평균 농도 모두에서 관련성이 관찰되지 않았다. 대기중 총먼지와 2-naphthol의 관련성을 분석한 결과 조사 당일 1일 전 및 2일 전의 가중평균치가 통계적으로 유의한 관련성을 보였고, 1주 이상간 평균농도와는 유의한 상관관계가 관찰되지 않았다.
- 요중 2-naphthol, 1-OHP와 간접흡연과 통계적인 연관성은 관찰되지 않았으며, 간접흡연 노출량을 범주화하거나 연속변수로 취급하여 분석한 경우 모두 동일하였다. 이 결과는 생물학적으로 이들 지표가 간접흡연과 관련이 없다기보다는 간접흡연의 노출 수준이 매우 낮아서 이들 지표와 관련성이 관찰되지 않았거나 설문조사에서 조사 당일, 어제 등과 같이 생물학적 반감기를 고려하여 질문하지 않고 일반적으로 평상시 어떠한가를 물었기 때문에 관련성이 관찰되지 않았을 가능성이 있다.
- 관련성은 채뇨 2일전 대기중 총먼지 평균농도가 가장 강하였고, 채뇨 1일전, 채뇨 당일 순이었다. 이러한 결과를 종합하여요 중 2-naphthole 일반 인구집단에서 총 먼지에 의한 PAH의 노출을 대변하는 지표로서 유용게 사용될 가능성이 높다는 결론을 얻었다.
- 반면 naphthalenee 식이나 직업적 요인에 의한 노출이 거의 없는 것으로 알려져 있으므로 호흡기를 통한 PAH의 노출지표로서 2-naphthol이 1-OHP에 비해 유리할가능성이 높지만, 이와 관련된 연구는 거의 수행된 바 없고 특히 직접흡연과 직업적 노출이 없는 극히 PAH 노출이 적은 일반 인구집단에도 적용 가능한가에 관련된 연구는 아직 수행된 바 없다. 이러한 측면에서 대기오염과 같이 낮은 수준의 호흡기를 통한 다환성 방향족 탄화수소 노출은 요중 1-OHP보다 2-naphthol 이 더 잘 반영한다는 본 연구 결과는 그 의미가 있다고 판단한다.
- 지역별 크레아티닌을 보정한 요중 1-OHP 농도는 지역에 따라 기하평균 79.04~ 119.39 nmole/mole creatinine0]었고 요중 2-naphthol 농도는 기하평균 1.56~3.84 /4nole/mole creatinine으로 절대량으로 볼 때 2-naphthol이 1-OHP 에 비해 약 20배가량 많았다(Table 3). 크레아티 닌을 보정한 요중 1-OHP, 2-naphthol 농도는 양성 왜도를 갖는 대수 정규분포를 하여 자연 대수를 취하여 나머지 분석을 수행하였다.
- 요중 1-OHP, 2-naphthol과 간접흡연 및 식이요인간에는 유의한 상관관계가 관찰되지 않았으며, 대기중 총 먼지와 요중 1-OHP 농도간에도 유의한 관련성이 관찰되지 않았다. 총먼지의 장기지표(1주 평균)와 2-naphthol 농도간에는 유의한 관련성이 관찰되지 않았지만, 총먼지의 단기지표들과 요중 2-naphthol 농도간에는 유의한 관련성이 관찰되었다. 관련성은 채뇨 2일전 대기중 총먼지 평균농도가 가장 강하였고, 채뇨 1일전, 채뇨 당일 순이었다.
후속연구
- 이러한경우 통계분석상 결과변수인 요중 PAH 대사 물질들을 설명하는 설명변수의 값들이 집단별로 동일하게 되어 실제 관련성을 과소평가하는 방향으로 왜곡될 가능성이 있다. 따라서 이러한 요인에 의해 실제로는 존재하지 않는 관련성이 있는 것으로 나타났을 가능성은 매우 적을 것으로 판단되며, 실제로 요중 2-naphthol과 대기중 총 먼지간에는 본 연구에서 나타난 관련성보다 더 큰 관련성이 있을 가능성이 있으며, 향후 추가적인 연구를 통해 확인되어야 할 것이다.
- 본 연구에서는 환경오염 중에서 대기오염의 영향을 주로 받는 것으로 알려진 요중 PAH 대사물질을 측정함으로써 이러한 환경오염의 지표가 기존 환경오염지표중에서 가장 중요하게 취급되고 있는 대기오염지표와 얼마만 한 관련성을 보이는가를 측정하여 그 유용성을 평가하고자 하였고, 그 결과 적어도 일부 대기오염지표와 잘 일치하는 관련성을 보이는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 이러한 관련성은 통계적인 관련성 외에 생물학적으로 타당한 시간관계를 함께 나타냄으로써 인과관계에 대한 해석도 가능할 것으로 판단된다.
- 흡기된 PAH는 주로 먼지 (particulate)에 포함되어 있으며 폐포에 이른 PAH가 직접 혈중으로 흡수되는지, 혹은 먼지에 포함된 상태로 탐식 과정을 거치는가에 관한 연구는 찾아보기 어려우나, 소화기를 통해 직접 흡수되는 것과는 다른 경로를 거칠 것으로 추정되며 따라서 소화기와 동일한 약물 역동학적 특성을 보이지는 않을 것으로 주정된다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 바탕으로 해석할 경우 호흡기를 통해 흡입된 PAH는 대사되어 배설되는 양이 흡기 후약 24-48시간이 경과한 후 정점에 이르는 것으로 추정되지만, 정확한 역동학적 특성을 규명하기 위해서는 동물 실험이나 인체를 대상으로 하는 실험실적 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 본 연구에서 분석에 포함된 노출 수준이 네 개 밖에 안된다는 제한점이 있었다. 이에 따라 노출수준이 통계적으로 불안정해서 우연에 의한 잘못된 결론에 이를 가능성이 있다는 문제가 있을 수 있다.
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