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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 서울지역에서 유통되고 있는 채소류 중 많이 소비되고 있으나 아직 국제기준 설정이 되어 있지 않은 품목에 대해 중금속 함량을 조사하여 농산물 안전성에 대한 오염 실태를 파악하고 오염방지 및 사후관리 대책 수립에 필요한 과학적 근거자료로 활용하고자 하였다.
- 본 연구에서는 서울지역에서 유통되고 있는 소비량이 많은 채소류의 중금속 함량을 조사해 국외기준과 비교하여 그 안전성을 평가하였다. 전국에서 재배되어 서울에서 유통되고 있는 채소류 20종 300건을 2009년 1월부터 10월까지 구입 하여 중금속 8종(수은, 납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연)을 수은분석기 및 ICP-OES를 이용하여 분석하였다.
가설 설정
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제안 방법
- 채취된 농산물은 식품공전 농산물 중 중금속 시험법에 따라 처리하였다. 물로 깨끗이 세척한 후 농산물의 가식부를 분리하여 균질기(Robot-coupe BLIXER 5plus, Jackson, MS, USA)로 균질화하여 시료로 사용하거나, 폴리에틸렌 용기에 담아 냉동(-20oC 이하) 보관 후 실온에서 해동하여 사용하였다.
- 수은 분석을 위한 검량선은 5 mg/kg 표준액을 이용하여 25, 50, 100, 150, 300 μg/kg으로 각각 희석하여 측정하였고납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연 등 7종 중금속의검량선은 각 표준액을 0.01, 0.1, 1, 10, 100 mg/kg으로 각각 희석하여 측정한 후 검출한계를 구하였다.
- 각 중금속별 회수율은 92～99%로 양호한 수준이었다 (Table 3). 실험방법의 유효성을 검증하기 위하여 납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연의 경우 미국 표준과학기술원(National Institute of Standard and Technology, NIST) 에서 구입한 표준인증물질(certified reference material, CRM)인 Peach Leaves(1547), Spinach Leaves(1570a)를 이용하여 분석시료와 동일하게 처리한 후 ICP-OES로 측정하여 회수율을 구하였으며, 수은은 NRC에서 구입한 Mess-3를 사용하여 mercury analyzer로 측정하여 회수율을 파악하였다. 그 결과 수은, 납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연등 8종 중금속의 전체 회수율은 88～96%이었다(Table 4).
- 채소류를 통해 섭취되는 중금속에 대한 안전성 평가는 실제 채소류를 통해 섭취하는 각 중금속의 주간섭취량을 FAO/WHO에서 설정한 각 중금속의 잠정주간섭취허용량인 PTWI(provisional tolerable weekly intake)(7,8)와 비교 하여 평가하였다. 채소류의 1인 1일 섭취량은 2005년 국민영양조사 결과보고서(9)를 기준으로 하였으며, 주간 섭취량은 다음 식에 의하여 산출하였다.
- 채소류의 섭취에 대한 중금속의 안전성을 평가하기 위해, 채소류 20종을 통해 섭취되는 중금속의 양과 FAO/WHO에서 설정한 잠정주간섭취허용량인 PTWI(7,8)와 비교하였다. 우리나라 국민의 1인 1일 채소류 섭취량은 327.
- 회수율 실험은 시료 15건마다 1개를 선택하여 시험용액에서의 최종농도가 수은 5 μg/kg, 납 0.5 mg/kg, 카드뮴 0.5 mg/kg, 비소 0.5 mg/kg, 크롬 1.0 mg/kg, 니켈 1.0 mg/kg, 구리 1.0 mg/kg, 아연 5.0 mg/kg이 되도록 금속별 표준액을 가하여 시료중의 각 중금속의 함량을 분석할 때와 동일한 조건으로 3회 측정, 평균값을 취하여 회수율을 구하였다.
대상 데이터
- 2009년 1월부터 10월까지 서울지역 대형할인매장과 가락 농산물도매시장에서 유통되고 있는 각각 다른 산지에서 재배된 채소류 중 고추, 깻잎, 당근, 돌나물, 마늘, 무, 미나리, 배추, 부추, 브로콜리, 상추, 시금치, 쑥갓, 양파, 오이, 우엉, 토마토, 파, 피망, 호박을 대상으로 300건을 시료로 사용하였다. 시료 채취는 분석의 대표성과 공정한 검사를 위하여 식품공전 식품별 검체 채취방법 중 농림산물 채취 방법에 따라 실시하였다(5).
- 2 MΩ 수준으로 정제된 물을 사용하였다. 모든 실험초자는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 재질을 사용하였으며, 5% (v/v) 질산에 24시간 보관한 후 초순수로 깨끗하게 씻은 상태로 사용하였다. 수은 표준품은 NRC(National Research Council Canada)에서 구입한 표준인증물질(certified reference material, CRM)인 MESS-3를 사용하였고, ICPOES 분석을 위한 표준용액은 납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연 혼합 표준액 100 mg/L(Perkin-Elmer, Shelton, CT, USA)를 증류수로 희석하여 사용하였다.
- 분해용 시약으로는 유해금속측정용 질산(Osaka Co. Ltd, Osaka, Japan)을 사용하였고, 실험에 사용되는 증류수는 18.2 MΩ 수준으로 정제된 물을 사용하였다.
- 모든 실험초자는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 재질을 사용하였으며, 5% (v/v) 질산에 24시간 보관한 후 초순수로 깨끗하게 씻은 상태로 사용하였다. 수은 표준품은 NRC(National Research Council Canada)에서 구입한 표준인증물질(certified reference material, CRM)인 MESS-3를 사용하였고, ICPOES 분석을 위한 표준용액은 납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연 혼합 표준액 100 mg/L(Perkin-Elmer, Shelton, CT, USA)를 증류수로 희석하여 사용하였다.
- 분해가 끝난 시료는 증류수로 100 mL이 되게 희석하여 시험용액으로 하였다. 시험용액은 ICP-OES(OPTIMA 5300DV, PerkinElmer)를 이용하여 측정하였고, 기기분석 조건과 원소별 측정파장은 Table 1과 같다. 수은 분석은 시료 약 0.
- 본 연구에서는 서울지역에서 유통되고 있는 소비량이 많은 채소류의 중금속 함량을 조사해 국외기준과 비교하여 그 안전성을 평가하였다. 전국에서 재배되어 서울에서 유통되고 있는 채소류 20종 300건을 2009년 1월부터 10월까지 구입 하여 중금속 8종(수은, 납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연)을 수은분석기 및 ICP-OES를 이용하여 분석하였다. 시료의 분해는 산분해법을 이용하였으며 분석 장비로 사용된 ICP-OES 및 수은 분석기의 검출한계와 정량한계는 각각 0.
데이터처리
- 실험 결과는 평균(mean)±표준편차(SD)로 표시하였고, 채소 분류별 중금속 함량을 비교하기 위해서 SAS(Statistical Analytical System, Version 9.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)프로그램을 이용하여 ANOVA 분석 후 α=0.05수준에서 Duncan's multiple range test로 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- 시험용액은 ICP-OES(OPTIMA 5300DV, PerkinElmer)를 이용하여 측정하였고, 기기분석 조건과 원소별 측정파장은 Table 1과 같다. 수은 분석은 시료 약 0.1 g을 취하여 가열기화금아말감법(Combustion gold amalgamation method)(6)에 따라 mercury analyzer(DMA-80, Milestone, Vergamo, Italy)를 이용하여 분석하였으며, 기기조건은 Table 2와 같다.
- 2009년 1월부터 10월까지 서울지역 대형할인매장과 가락 농산물도매시장에서 유통되고 있는 각각 다른 산지에서 재배된 채소류 중 고추, 깻잎, 당근, 돌나물, 마늘, 무, 미나리, 배추, 부추, 브로콜리, 상추, 시금치, 쑥갓, 양파, 오이, 우엉, 토마토, 파, 피망, 호박을 대상으로 300건을 시료로 사용하였다. 시료 채취는 분석의 대표성과 공정한 검사를 위하여 식품공전 식품별 검체 채취방법 중 농림산물 채취 방법에 따라 실시하였다(5).
- 채취된 농산물은 식품공전 농산물 중 중금속 시험법에 따라 처리하였다. 물로 깨끗이 세척한 후 농산물의 가식부를 분리하여 균질기(Robot-coupe BLIXER 5plus, Jackson, MS, USA)로 균질화하여 시료로 사용하거나, 폴리에틸렌 용기에 담아 냉동(-20oC 이하) 보관 후 실온에서 해동하여 사용하였다.
성능/효과
- 실험방법의 유효성을 검증하기 위하여 납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연의 경우 미국 표준과학기술원(National Institute of Standard and Technology, NIST) 에서 구입한 표준인증물질(certified reference material, CRM)인 Peach Leaves(1547), Spinach Leaves(1570a)를 이용하여 분석시료와 동일하게 처리한 후 ICP-OES로 측정하여 회수율을 구하였으며, 수은은 NRC에서 구입한 Mess-3를 사용하여 mercury analyzer로 측정하여 회수율을 파악하였다. 그 결과 수은, 납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연등 8종 중금속의 전체 회수율은 88～96%이었다(Table 4).
- 니켈은 근채류가 엽채류, 엽경채류, 그리고 과채류보다 유의적으로 높은 수준이었다(p<0.05).
- 71이 었다. 따라서 성인을 기준으로 한 %PTWI를 살펴본 결과, 채소류를 통한 중금속 섭취량은 안전한 수준이었다.
- 또한 카드뮴은 엽채류와 근채류가 유의적인 차이가 없었으나, 엽경채류와 과채류에 대해서는 유의적인 차이가 있었다(p<0.05).
- 31)이었다. 본 연구를 통해 얻어진 결과들 중 수은, 납, 카드뮴, 비소, 구리, 그리고 아연은 기존 연구들과 유사하였으며 크롬, 니켈은 낮은 수준이었다. 납과 카드뮴의 경우 채소류 중 중금속 기준을 초과한 것은 한 건도 없었다.
- 수은의경우 엽채류와 엽경채류에서 유의적인 차이는 없었지만 과 채류, 근채류에서는 유의적인 차이가 있었다(p<0.05).
- 전국에서 재배되어 서울에서 유통되고 있는 채소류 20종 300건을 2009년 1월부터 10월까지 구입 하여 중금속 8종(수은, 납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연)을 수은분석기 및 ICP-OES를 이용하여 분석하였다. 시료의 분해는 산분해법을 이용하였으며 분석 장비로 사용된 ICP-OES 및 수은 분석기의 검출한계와 정량한계는 각각 0.0002～0.0018 mg/kg 및 0.0009～0.0065 mg/kg으로 감도가 높았다. 채소류 중 중금속 함량[평균(최소～최대), mg/kg] 은 수은 0.
후속연구
- 201 mg/kg보다 낮은 수준이었다. 그리고 채소류의 니켈에 대한 연구는 아직 미비한실정으로 앞으로도 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 생각된다.
- 71%의 낮은 수준으로 식이를 통한 안전에는 문제가 없는 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 아직 세부 기준이 설정되지 않은 채소류에 대한 중금속 기준을 설정하는데 있어 과학적 근거 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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