국내.외 Chemical Ranking and Scoring 체계 비교분석을 통한 우선순위 토양오염물질 선정을 위한 평가인자 도출 Assessment factors for the Selection of Priority Soil Contaminants based on the Comparative Analysis of Chemical Ranking and Scoring Systems원문보기
환경에는 매우 다양한 유해화학물질이 존재하며 지속적으로 새로운 화학물질이 개발되고 다시 환경 중으로 유출되고 있다. 화학물질의 관리나 규제를 위해서는 우선관리대상 오염물질(Priority Contaminants)을 결정해야 하는데, 이를 위한 과학적이고 정량적인 방법론으로는 우선순위선정(Chemical Ranking and Scoring; CRS)기법이 대표적이다. CRS기법에는 개발목적에 따라 다양한 평가인자들이 적용되는데 본 연구에서는 토양매체에서의 우선순위물질 선정시 필요한 인자를 제시하기 위해 다양한 CRS기법을 비교분석하여 토양특성을 고려할 수 있는 평가인자를 제시하였다. 연구대상 CRS는 국외에서 개발된 CHEMS-1, EURAM, SCRAM, ARET와 국내에서 개발된 CRS-Korea 및 그 외 기타 관련연구들이다. 기존에 개발된 CRS에 적용된 평가인자들을 비교분석한 결과 노출과 독성을 고려하여 우선순위물질을 선정하는데, 주로 화학물질의 잔류성, 생물축적성, 배출량 등을 공통적인 노출인자로 적용하고 있었고 독성인자로는 인체와 환경독성을 고려하고 있다. 본 연구에서는 토양매체의 우선순위물질선정을 위하여 이러한 CRS기법들이 공통적으로 적용하고 있는 인자들 이외에 토양매체의 특성을 고려할 수 있는 토양배출량, 토양오염 사고사건사례, 선진국의 규제국가수 등을 평가인자로 제안하였으며, 지하수매체와의 연계성을 위하여 지하수이동성 인자를 새로이 추가하였다. 본 연구결과는 CRS기법을 비교분석하여 토양에서의 유해화학물질 우선순위 선정시 고려되어야할 평가인자를 제안한 연구로 토양에 대한 CRS기법개발을 위한 기반연구로 활용될 수 있을 것이다.
환경에는 매우 다양한 유해화학물질이 존재하며 지속적으로 새로운 화학물질이 개발되고 다시 환경 중으로 유출되고 있다. 화학물질의 관리나 규제를 위해서는 우선관리대상 오염물질(Priority Contaminants)을 결정해야 하는데, 이를 위한 과학적이고 정량적인 방법론으로는 우선순위선정(Chemical Ranking and Scoring; CRS)기법이 대표적이다. CRS기법에는 개발목적에 따라 다양한 평가인자들이 적용되는데 본 연구에서는 토양매체에서의 우선순위물질 선정시 필요한 인자를 제시하기 위해 다양한 CRS기법을 비교분석하여 토양특성을 고려할 수 있는 평가인자를 제시하였다. 연구대상 CRS는 국외에서 개발된 CHEMS-1, EURAM, SCRAM, ARET와 국내에서 개발된 CRS-Korea 및 그 외 기타 관련연구들이다. 기존에 개발된 CRS에 적용된 평가인자들을 비교분석한 결과 노출과 독성을 고려하여 우선순위물질을 선정하는데, 주로 화학물질의 잔류성, 생물축적성, 배출량 등을 공통적인 노출인자로 적용하고 있었고 독성인자로는 인체와 환경독성을 고려하고 있다. 본 연구에서는 토양매체의 우선순위물질선정을 위하여 이러한 CRS기법들이 공통적으로 적용하고 있는 인자들 이외에 토양매체의 특성을 고려할 수 있는 토양배출량, 토양오염 사고사건사례, 선진국의 규제국가수 등을 평가인자로 제안하였으며, 지하수매체와의 연계성을 위하여 지하수이동성 인자를 새로이 추가하였다. 본 연구결과는 CRS기법을 비교분석하여 토양에서의 유해화학물질 우선순위 선정시 고려되어야할 평가인자를 제안한 연구로 토양에 대한 CRS기법개발을 위한 기반연구로 활용될 수 있을 것이다.
Soil quality standards (SQS) are necessary to protect the human health and soil biota from the exposure to soil pollutants. The current SQS in Korea contain only sixteen substances, and it is scheduled to expand the number of substances. Chemical ranking and scoring (CRS) system is very effective to...
Soil quality standards (SQS) are necessary to protect the human health and soil biota from the exposure to soil pollutants. The current SQS in Korea contain only sixteen substances, and it is scheduled to expand the number of substances. Chemical ranking and scoring (CRS) system is very effective to screen the priority chemicals for the future SQS in terms of their toxicity and exposure potential. In this study, several CRS systems were extensively compared to propose the assessment factors that required for the screening of soil pollutants The CRS systems considered in this study include the CHEMS-1 (Chemical Hazard Evaluation for Management Strategies), SCRAM (Scoring and Ranking Assessment Model), EURAM (European Union Risk Ranking Method), ARET (Accelerated Reduction/Elimination of Toxics), CRSKorea, and other systems. The additional assessment factors of CRS suitable for soil pollutants were suggested. We suggest soil adsorption factor as an appropriate factor of CRS system to consider chemical transport from soil to groundwater. Other factors such as soil emission rate and cases of accident of soil pollutants were included. These results were reflected to screen the priority chemicals in Korea, as a part of the project entitled ‘Setting the Priority of Soil Contaminants'.
Soil quality standards (SQS) are necessary to protect the human health and soil biota from the exposure to soil pollutants. The current SQS in Korea contain only sixteen substances, and it is scheduled to expand the number of substances. Chemical ranking and scoring (CRS) system is very effective to screen the priority chemicals for the future SQS in terms of their toxicity and exposure potential. In this study, several CRS systems were extensively compared to propose the assessment factors that required for the screening of soil pollutants The CRS systems considered in this study include the CHEMS-1 (Chemical Hazard Evaluation for Management Strategies), SCRAM (Scoring and Ranking Assessment Model), EURAM (European Union Risk Ranking Method), ARET (Accelerated Reduction/Elimination of Toxics), CRSKorea, and other systems. The additional assessment factors of CRS suitable for soil pollutants were suggested. We suggest soil adsorption factor as an appropriate factor of CRS system to consider chemical transport from soil to groundwater. Other factors such as soil emission rate and cases of accident of soil pollutants were included. These results were reflected to screen the priority chemicals in Korea, as a part of the project entitled ‘Setting the Priority of Soil Contaminants'.
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문제 정의
ATSDR이 우선관리대상물질 목록을 작성하는 목적은 법에 의해서 독성관리종합계획(Toxicological profiles)을 수립하는데 목적이 있다. 즉 우선관리대상물질목록은 유해물질의 경향을 파악할 수 있으므로 유해물질 관리, 독성자료 구축 및 모니터링측면에서 아주 유용한 정보로 활용되고 있다.
따라서 본 연구에서는 토양오염기준의 확대를 위해서 우선적으로 선정되어야 할 토양오염물질의 스크리닝을 위해, 국내·외에서 개발된 다양한 CRS체계를 비교분석하고, 이를 토대로 우선순위 토양오염물질 선정을 위해 고려되어야 할 평가인자를 제시하였다.
본 연구는 토양오염물질 기준항목확대를 위한 우선순위물질목록 선정을 위해 기개발된 CRS기법들을 비교분석하여 평가시 고려해야할 인자들을 제안하였다. 평가인자로토양에서 지하수로의 이동성을 고려할 수 있는 토양흡착계수를 새로이 추가하고, 토양배출량, 선진국 규제국가수,토양오염 사고사건사례를 포함시켰다.
2003년 환경부에서 수행된 “위해우려물질 선정 및 평가연구”의 경우(환경부, 2003), 유독물(유해화학물질관리법),국제적 관심 물질(국내 내분비계 장애물질 연구 사업 대상 물질, OECD SIDS(Screenig Information DataSets)의 대량생산화학물질(High Production Volume, HPV), 스톡홀름 잔류성유기오염물질(Persistence Organic Pollutants, POPs), 국내 관심 물질(국내 대기·수질·토양 특정 오염 관리 물질, 국내 화학물질 배출량 조사 대상 물질, 제품에 포함 가능한 인체 유해 물질) 등의 유해화학물질을 대상으로 CRS 프로그램을 개발하여 인체 및 환경에 대한위해 우려 물질 106종을 선정한 바 있다. 이 연구는 화학물질 자체 독성과 유통량, 배출량, 인체 및 환경으로의 노출 경로 등을 종합적으로 고려하여 위해 우려가 큰 물질을 선정하였다.
기존에 개발된 화학물질의 우선순위 선정기법을 고찰하기 위해 51개의 CRS방법을 비교 평가한 문서(Davis et al, 1994), 미국 ATSDR의 2005 CERCLA(The Com-prehensive Environment Response, Compensation, and Liability Act) 유해물질 우선순위목록의 알고리즘(ATSDR, 2005), 유럽연합 EURAM(Hansen et al., 1999), 미국CHEMS-1(US EPA, 1994; Swanson et al., 1997), 미국 SCRAM(Snyder et al., 2000a; 2000b; 2000c), 캐나다의 ARET(Ali, 2001; EC, 1994)에 대한 대표적인 기법들을 비교분석하였다.
대상물질이 환경에 노출되었을 경우 생분해/가수분해/광분해 등의 성질을 가지고 있다면, 한 단계 높게 TES 점수가 결정된다. 만성독성은 동물실험결과로부터 얻어진 Minimum Effective Dose(MED)를 인체MED로 환산하여 이용한다. 인체 MED로부터 1~10의 Rating Value by dose(RVd)값을 얻고 동물실험결과로부터 독성영향 종류에 따라 Rating Value based on effect(RVe)값을 1~10까지 결정하게 된다.
인체영향은 급성영향으로 경구독성(LD50)과 흡입독성(LC50)을 평가한다. 만성영향은 발암성과 기타영향(돌연변이원성, 생장독성, 생식독성, 신경독성 그리고 기타 만성영향)을 이용하여 평가한다. 발암성의 경우 US EPA와IARC의 발암분류등급을 바탕으로 점수를 부여한다.
인체영향은 급성영향으로 경구독성(LD50)과 흡입독성(LC50)을 평가한다. 만성영향은 발암성과 기타영향(돌연변이원성, 생장독성, 생식독성, 신경독성 그리고 기타 만성영향)을 이용하여 평가한다.
, 2002). 잔류성, 생물축적성, 독성의 인자와 각 인자별 불확실성을 고려하여 평가한다.
생물농축성은 값에 따라 5개의 구간으로 나누어 1~5점까지 부여한다. 측정 BAF, 측정 BCF, Kow, 예측 BAF, 예측 BCF의 순으로 우선순위를 두며 자료의 신뢰성에 따라 0~5점의 불확실성 점수를 결정하여 최종 점수를 산출한다.
본 연구는 토양오염물질 기준항목확대를 위한 우선순위물질목록 선정을 위해 기개발된 CRS기법들을 비교분석하여 평가시 고려해야할 인자들을 제안하였다. 평가인자로토양에서 지하수로의 이동성을 고려할 수 있는 토양흡착계수를 새로이 추가하고, 토양배출량, 선진국 규제국가수,토양오염 사고사건사례를 포함시켰다. 본 연구에서 제안한 평가인자들은 토양매체를 대상으로 한 우선순위선정기법 개발시 토양특성을 고려한 평가인자로 활용될 수 있을것으로 판단된다.
한편 위에서 제시한 CRS기법을 포함한 53개의 CRS기법에 대하여 평가종말점을 비교해 보았다(Table 4). 노출의 경우 크게 분해, 이동/분배, 배출/발생/사용량, 노출빈도 등을 종말점으로 평가하고 있으며 인체영향의 경우 급·만성 대한 일반독성영향, 발암성, 돌연변이나 유전, 생식독성과 같은 기타독성으로 나누어 평가하고 있다.
이론/모형
RQ를 사용하는 이유는 다음과 같다. (1) RQ 도출과정에서 이미 독성평가관련인자들이 고려되어졌고, (2) 현장에서 발견되고 있는 대부분의 유해물질에 관한 정보를 수용하고 있으며, (3) 독성평가과정 중 사용된 모든 데이터가 검증된 문헌을 사용하였고, (4) RQ의 인체영향수치 결정에 있어 weight-of-evidence 기법을 사용하였기 때문이다. 그러나 RQ가 보고되지 않은 물질의 경우 RQ 산정방법에 의해 독성/환경점수(TES: Toxicity/Environ-mental Score)를 산정하여 이용한다.
CESARS(Chemical Evaluation Search and Retrieval System) 데이터베이스 내 화학물질을 대상으로 독성, 생물축적성, 잔류성을 바탕으로 점수화한 MOEE(Ontario Ministry of Environment and Energy) 점수체계를 적용하여 화학물질의 우선순위를 선정한다.
(2) 환경 내 잔류성 환경 내 잔류성은 생물, 대기, 토양,퇴적물, 수계 등 5계의 환경매체의 반감기를 이용한다. 만약 반감기에 대한 실측치 부재시 Level III Multi-Media Model을 이용하여 예측할 수 있다. 생물농축성과 마찬가지로 환경 내 잔류성 평가도 자료의 신뢰성에 따라 각범주별 불확실성 점수를 0~2점 부여한다.
환경노출의 경우 배출은 화학물질의 이용 형태(TI, TII, TIII, TIV)에 따라 사용 비율을 적용한다. 분배의 경우 Mackay level I 모델을 이용하여 각 매체별(대기, 물, 토양, 퇴적물, 부유물, 생물) 분배 비율을 산출한다. 적용한다.
가용한 독성자료의 생물종 수에 따라 평가계수가 결정되며 수집된 독성자료의 최저값에 적용하여 0~10점의 환경영향치를 산출하게 된다. 인체영향은 반복 용량 독성, 유전독성, 생식 독성에대한 실험 결과인 R-phrases를 사용하여 결정한다.
성능/효과
(2) 환경 내 잔류성 환경 내 잔류성은 생물, 대기, 토양,퇴적물, 수계 등 5계의 환경매체의 반감기를 이용한다. 만약 반감기에 대한 실측치 부재시 Level III Multi-Media Model을 이용하여 예측할 수 있다.
(3) 급성·(아)만성 독성 영향평가SCRAM은 다른 model과 달리 생태독성평가의 대상생물종을 육상의 경우 식물, 포유류, 파충류, 조류, 무척추동물을 수서는 식물, 양서류,온수생장어류, 냉수생장어류, 무척추동물 등 다양한 생물을 대상으로 한다.
후속연구
평가인자로토양에서 지하수로의 이동성을 고려할 수 있는 토양흡착계수를 새로이 추가하고, 토양배출량, 선진국 규제국가수,토양오염 사고사건사례를 포함시켰다. 본 연구에서 제안한 평가인자들은 토양매체를 대상으로 한 우선순위선정기법 개발시 토양특성을 고려한 평가인자로 활용될 수 있을것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우선관리대상 오염물질(Priority Contaminants)을 결정하는데 쓰이는 기법은 무엇인가?
환경에는 매우 다양한 유해화학물질이 존재하며 지속적으로 새로운 화학물질이 개발되고 다시 환경 중으로 유출되고 있다. 화학물질의 관리나 규제를 위해서는 우선관리대상 오염물질(Priority Contaminants)을 결정해야 하는데, 이를 위한 과학적이고 정량적인 방법론으로는 우선순위선정(Chemical Ranking and Scoring; CRS)기법이 대표적이다. CRS기법에는 개발목적에 따라 다양한 평가인자들이 적용되는데 본 연구에서는 토양매체에서의 우선순위물질 선정시 필요한 인자를 제시하기 위해 다양한 CRS기법을 비교분석하여 토양특성을 고려할 수 있는 평가인자를 제시하였다.
화학물질의 관리나 규제를 위해서는 무엇을 결정해야 하는가?
환경에는 매우 다양한 유해화학물질이 존재하며 지속적으로 새로운 화학물질이 개발되고 다시 환경 중으로 유출되고 있다. 화학물질의 관리나 규제를 위해서는 우선관리대상 오염물질(Priority Contaminants)을 결정해야 하는데, 이를 위한 과학적이고 정량적인 방법론으로는 우선순위선정(Chemical Ranking and Scoring; CRS)기법이 대표적이다. CRS기법에는 개발목적에 따라 다양한 평가인자들이 적용되는데 본 연구에서는 토양매체에서의 우선순위물질 선정시 필요한 인자를 제시하기 위해 다양한 CRS기법을 비교분석하여 토양특성을 고려할 수 있는 평가인자를 제시하였다.
환경부가 토양보전 기본계획 수립 연구에서 토양오염기준 항목을 확대하는 이유는 무엇인가?
신규 화학물질의 생산·유통량 증가는 환경으로의 배출량 증가를 의미하며, 이는 관리해야 할 화학물질의 수적증가와 직접적으로 연결된다. 토양매체의 경우 현재 우리나라에서 관리하고 있는 항목은 토양오염 우려기준과 대책기준으로 구분된 17항목으로서, 기준설정에 대한 과학적 타당성이 충분하지 않고 기준 항목수 또한 선진국에 비해 부족한 실정이다. 따라서 환경부는 ‘토양보전 기본계획 수립 연구’에서 토양오염기준을 선진국 수준으로 접근하기 위해 2015년까지 토양오염기준 항목을 30개까지 단계적으로 확대할 계획이다(환경부, 2005).
참고문헌 (20)
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박화성, 김예신, 이동수, 신용승, 최승필, 박성은, 김명현, 양지연, 신동천, 2005, 화학물질 우선순위 선정 기법 (CRS-Korea)의 개발과 적용, 한국환경독성학회지 20(2), 109-121
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