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거주지의 지하수사용에서 유래한 벤젠의 흡입노출에 대한 동적약리학 모델의 불확실성 분석
Uncertainty Analysis of a Pharmacokinetic Modeling for Inhalation Exposure of Benzene from the Use of Groundwater at Dwelling 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.9 no.1, 2004년, pp.28 - 38  

김상준 (한국과학기술원 생명화학공학과 환경복원공학연구실) ,  이현호 (LG 환경안전연구원) ,  박지연 (한국과학기술원 생명화학공학과 환경복원공학연구실) ,  이유진 (한국과학기술원 생명화학공학과 환경복원공학연구실) ,  유동한 (한국원자력연구소) ,  양지원 (한국과학기술원 생명화학공학과 환경복원공학연구실)

초록
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본 연구는 지하수로부터 유래한 벤젠이 실내공기에 휘발되어 호흡을 통하여 인체에 유입될때 각 장기에 분포하고 제거되는 것을 묘사하는 동적약리학 모델의 불확실성 및 중요도 분석의 결과를 제공하였다. 오염된 실내공기의 호흡을 통해 체내에 유입된 벤젠이 각 장기에 분포하는 비율과 농도를 모의하기 위해 기존의 동적약리학 모델을 적용하였으며 간에서의 분해대사를 포함하여 구성하였다. 본 연구는 동적약리학 모델의 각 장기의 혈류량, 분배계수, 분해상수, 부피 등과 같은 인자들에 대한 지식 및 측정의 부족에서 오는 고정된 단일 값의 사용이 야기하는 불확실성 문제에 대해 초점을 맞추었다. 이를 해결하기 위해서 동적약리학 모델과 불확실성 분석을 동시에 수행되었으며 앞으로 휘발성 유기화합물과 관련한 위해도 평가에서의 이해를 높일 수 있다고 생각된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study presents the result of uncertainty and sensitivity analysis of a pharmacokinetic model which describes the distribution and removal of benzene at each organ when an indivisual inhales indoor contaminated air with benzene originated from groundwater. The pharmacokinetic model simulates the...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 입력인자의 불확실성에 따른 결과의 범위를 정량적으로 평가하기 위해 동적약리학 모델의 불확실성 및 중요도분석을 수행하였다.
  • 본 연구에서는 벤젠이 함유된 지하수를 사용하였을 때 벤젠 흡입에 의한 인체노출 및 인체내 거동에 관한 연구를 수행하였다. 휘발류에 포함된 벤젠은 알칸 및 PAH(polycyclic aromatic hydrocarbon)보다 상대적으로 수용해성이 크고 발암물질로 주목이 되어왔다.
  • 벤젠을 포함한 지하수를 거주지에서 사용함으로써 실내 공기가 오염이 되는데 이러한 공기를 흡입하여 인체에 유입된 벤젠이 인체의 각 장기에 어떻게 작용하는지를 동적 약리학 모델을 통하여 모사할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 동적약리학 모델에 사용된 입력인자들의 불확실성을 평가였으며 본 연구에서 얻어진 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

가설 설정

  • 이때 오염물은 모든 시간에서 이상적으로 균일하게 분포되어 있다고 가정한다. 대사분해 (metabolism)는 간게서 효소 반응을 통하여 일어나며 Michaelis-Menten 동역학을 따른다고 가정하였다.
  • 이 모델에 따르면, 오염물의 흡수는 폐를 통하여 연속으로 일어나고 있으며 폐포에서의 오염물 농도는 동맥혈과 순간적인 평형상태에 있는 것으로 혈액/공기 분배상수 에 따라 좌우된다. 동시에 각 세포구역에서의 오염물의 농도는 세포/혈액 분배상수에 상응하여 정맥혈과 순간적인 평형상태에 있는 것으로 가정하였다.
  • 2는 개인이 하루 동안 흡입하는 벤젠의 노출속도 를 보여주고 있다. 여기서 남녀 모두 7시와 8시 사이에 샤워, 화장실이용, 세면 및 앙치를 하며 남성의 노출시나리오 의 경우 낮동안 외출하여 주거에서의 노출이 없는 것으로 가정하였으며 저닉에 한번의 세면이 있는 것으로 작성하였다. 여성의 경우 외출없이 집안에 있는 경우로 가정하였으며 낮동안 세탁, 청소, 세면이 추가되었다.
  • 여기서 남녀 모두 7시와 8시 사이에 샤워, 화장실이용, 세면 및 앙치를 하며 남성의 노출시나리오 의 경우 낮동안 외출하여 주거에서의 노출이 없는 것으로 가정하였으며 저닉에 한번의 세면이 있는 것으로 작성하였다. 여성의 경우 외출없이 집안에 있는 경우로 가정하였으며 낮동안 세탁, 청소, 세면이 추가되었다. Fig.
  • 이런 형태의 모델은 동물과 인체에서 VOC의 거동을 예측하는데 이용되어왔으며 생리학적인 측면에서 사실적인 각 세포구역 (tissue compartment)에서 흡수된 오염물의 변화율을 묘사하는 미분방정식으로 구성되어 있다. 이때 오염물은 모든 시간에서 이상적으로 균일하게 분포되어 있다고 가정한다. 대사분해 (metabolism)는 간게서 효소 반응을 통하여 일어나며 Michaelis-Menten 동역학을 따른다고 가정하였다.
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참고문헌 (15)

  1. 환경부, 2001 특정오염유발시설 설치신고. 검사실적, available at http://www.me.go.kr 

  2. 'Biodegradation of gasoline additives MTBE (Methyl-tert-Butyl Ether) and other oxygenates', available at http://kuic.kyonggi.ac.kr/-swchang 

  3. Kao, C.M. and Wang C.C., 'Control of BTEX migration by intrinsic bioremediation at a gasoline spill site', Water Research, 34(13), 3413-3423 (2000) 

  4. Choi, K-Y., Yu, D., Yang, J.-W., 'Health risk assessment of oil leakage from a gas station', J. of KSEE, 21(9), 1761-1771 (1999) 

  5. Nakayama, A., Koyoshi, S., Morisawa, S., and Yagi, T., 'Comparison of the mutations induced by p-benzoquinone, a benzene metabolite, in human and mouse cells', Mutation Research, 470(2), 147-153 (2000) 

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  11. Tardif, R., Charest-tardif, G., Brodeur, L., and Krishnan, K, 'Physiologically based pharmacokinetic modeling of a ternary mixture of alkyl benzenes in rats and human', Toxicol. Appl. Phannacol, 144, 120-134 (1997) 

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  13. Yu, D., Lee, HS., Kim, S.-J., and Yang, J.-W., 'Sensitivity and uncertainty analysis of two-compartment model for the indoor radon pollution', J. KOSAE, 18, 327-334 (2002) 

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  15. Bogen, KT. and McKone, T.E., 'Linking indoor air and pharmacokinetic models to assess tetrachloroethylene risk', Risk analysis, 8(4), 509-520 (1988) 

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