[논문]한약재복용으로 인한 한국인의 중금속 섭취량 및 위해성 평가연구

이선동; 정진용; 최경호; 이종태; 박해모; 신헌태

doi:10.5668/jehs.2010.36.1.014

한약재복용으로 인한 한국인의 중금속 섭취량 및 위해성 평가연구
Risk Analysis and Estimating Consumption of Heavy Metal from Intake of Oriental Medicines 원문보기

韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences, v.36 no.1 = no.112, 2010년, pp.14 - 19

이선동 (상지대학교 한의과대학 예방의학교실) , 정진용 (서울대학교 보건대학원 환경보건학과) , 최경호 (서울대학교 보건대학원 환경보건학과) , 이종태 (고려대학교 보건과학대학 환경보건학과) , 박해모 (상지대학교 한의과대학 예방의학교실) , 신헌태 (상지대학교 한의과대학 예방의학교실)

Abstract ▼ AI-Helper

Based on a nationwide survey of the consumption of oriental medicine by the Korean population, we estimated the potential risk from the inadvertent ingestion of heavy metals such as Pb, Hg, As, and Cd as a result such consumption. Compared to the provisional daily intake limit, heavy metal intake through oriental medicine resulted in hazard quotients of less than one. The upper $90^{th}$ percentile exposure estimates for each metal also showed insignificant risk. In relation to inorganic forms that are known carcinogens the excess cancer risk was less than $1{\times}10^7$. Based on the results of this study exposure to Pb, Hg, As, or Cd through oriental medicine intake appeared to be negligible and would not cause a significant impact on health.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 실제의 한약재 소비량을 이용하고 가용 섭취율과 장관 내 중금속 흡수율을 고려하여 보다 현실에 부합하는 위해성 평가를 수행함으로서 한약재 섭취의 중금속 위해성을 평가하고자 수행되었다. 한국인의 한약재의 소비양상과 소비량에 대한 조사⁶⁾를 바탕으로 1인당 한약재 섭취량 등 대표성 있는 노출자료를 산출하였고 최근 조사된 한약재 내 중금속 오염 자료도 보강하여 정밀한 노출평가를 수행하였다.

가설 설정

오염도자료(C)는 한약재별 오염도 분석값의 빈도가 적어(n<15) Crystal Ball^®(Oracle, Redwood Shores, CA, USA)을 통해 분포 적합(distribution fitting)이 불가능한 경우 미리 비모수나, 모수적 방법을 이용하여 평균값을 구한 후, 분포와 표준편차는 전체 한약재 오염도 분석값인 1525 case의 그것(log normal 분포)과 동일하다고 가정 하였다. Intake rate 즉 일일 한약재 섭취량(g/day)은 1첩당 평균 처방용량에 1일 2첩을 3회에 걸쳐 복용하는 일반적인 경우를 가정하였으며,⁶⁾ 분포값은 정규분포를 가정하였다. 노출빈도 역시 한양대⁶⁾의 소비자 설문조사로부터 얻은 수치인 평균 25일/1년과 정규분포를 가정하였다.
Intake rate 즉 일일 한약재 섭취량(g/day)은 1첩당 평균 처방용량에 1일 2첩을 3회에 걸쳐 복용하는 일반적인 경우를 가정하였으며,⁶⁾ 분포값은 정규분포를 가정하였다. 노출빈도 역시 한양대⁶⁾의 소비자 설문조사로부터 얻은 수치인 평균 25일/1년과 정규분포를 가정하였다. 체중은 평균 70 kg로 정규분포를 가정하였다.
오염도자료(C)는 한약재별 오염도 분석값의 빈도가 적어(n<15) Crystal Ball®(Oracle, Redwood Shores, CA, USA)을 통해 분포 적합(distribution fitting)이 불가능한 경우 미리 비모수나, 모수적 방법을 이용하여 평균값을 구한 후, 분포와 표준편차는 전체 한약재 오염도 분석값인 1525 case의 그것(log normal 분포)과 동일하다고 가정 하였다.
노출빈도 역시 한양대⁶⁾의 소비자 설문조사로부터 얻은 수치인 평균 25일/1년과 정규분포를 가정하였다. 체중은 평균 70 kg로 정규분포를 가정하였다. Conversion factor, 위장관흡수율(ABSm)과 노출기간(ED), Rm는 점추정값(point value)로 주었다.

제안 방법

무기 As는 섭취시 발암성이 있는 확인된 발암물질이다.¹⁷⁾ 비소에 대한 발암 위해성 평가를 수행하였다. 중금속에 많이 노출되는 시나리오인 90% 노출값인 4.
¹³⁾ 잠정주간섭취허용량은 FAO/WHO 합동 식품첨가물 및 오염물질 전문가회의(JECFA: Joint Expert Committee Food Additives)에서 1972년 이후 식품에 대해 권고하는 잠정적인 안전 섭취용량이다. WHO/FAO 합동 식품첨가물 및 오염물질 전문가위원회(JECFA)에서 제안하는 잠정주간섭취허용량 또는 잠정1일 섭취허용량(PTDI: Provisional Tolerable Daily Intake)을 근거로 1일 허용 노출수준에 상응하는 1일 허용섭취량(Table 2)을 산출하여, 금속 노출량과 비교하였다(HQ). 유해지수(HQ)는 한약재를 통한 체중 1 kg 당 1일 중금속 섭취량(ug/kg/day)과 잠정 1일 섭취허용량(PTDI; ug/kg/day)의 비로 나타냈다.
각 한약재로 인한 중금속 노출량이 분포로 정해지면 노출량 10%, 50%, 90% 값을 각각 합산하여 실험대상 한약재(n=57) 섭취로 인한 중금속 섭취량을 계산하였다.
이 등⁵⁾의 접근법과 동일한 방식으로 한약 섭취를 통해 노출되는 금속의 안전성을 평가하기 위해 각 금속의 섭취량을 잠정주간섭취허용량(PTWI; Provisional Tolerable Weekly Intake)과 비교했다.¹³⁾ 잠정주간섭취허용량은 FAO/WHO 합동 식품첨가물 및 오염물질 전문가회의(JECFA: Joint Expert Committee Food Additives)에서 1972년 이후 식품에 대해 권고하는 잠정적인 안전 섭취용량이다.
본 연구는 실제의 한약재 소비량을 이용하고 가용 섭취율과 장관 내 중금속 흡수율을 고려하여 보다 현실에 부합하는 위해성 평가를 수행함으로서 한약재 섭취의 중금속 위해성을 평가하고자 수행되었다. 한국인의 한약재의 소비양상과 소비량에 대한 조사⁶⁾를 바탕으로 1인당 한약재 섭취량 등 대표성 있는 노출자료를 산출하였고 최근 조사된 한약재 내 중금속 오염 자료도 보강하여 정밀한 노출평가를 수행하였다.⁷⁾ 점추정 자료 사용의 오류와 상한 노출값 및 최대오염도자료 사용으로 발생할 수 있는 노출의 비현실적 측정을 줄이기 위해⁸⁾ Monte-Carlo simulation을 이용하여 노출량 분포를 산출하였고 이를 노출 평가에 활용하였다.
한국인이 많이 복용하는 다소비 한약재 중 4가지 중금속 오염자료와 한약재 섭취율을 이용하여 한약재를 통한 중금속 노출의 위해성평가를 실시하였다. MonteCarlo simulation의 방법으로 분포값을 이용한 중금속 노출량과 잠정주간섭취허용량에서부터 유도한 잠정1일 섭취허용량의 비율로 확인한 유해지수는 그 기준인 1보다 훨씬 낮은 수준이었다.
한약재를 통한 중금속의 인체노출량 계산시 오염도자료(C), 한약재섭취량(IR), exposure frequency(EF), body weight(BW)는 분포값을 적용하였다(Table 1). 오염도자료(C)는 한약재별 오염도 분석값의 빈도가 적어(n<15) Crystal Ball^®(Oracle, Redwood Shores, CA, USA)을 통해 분포 적합(distribution fitting)이 불가능한 경우 미리 비모수나, 모수적 방법을 이용하여 평균값을 구한 후, 분포와 표준편차는 전체 한약재 오염도 분석값인 1525 case의 그것(log normal 분포)과 동일하다고 가정 하였다.

대상 데이터

조사대상 중금속으로 납(Pb), 수은(Hg), 비소(As), 카드뮴(Cd)이 선정되었다. 이들 중금속은 자연에 원래 존재하는 원소이지만 인간의 인위적인 활동에 의해 환경 중에 높은 농도로 오염될 수 있으며 따라서 오염된 지역에서 재배되는 한약재에도 오염이 될 수 있다.
조사대상 한약재는 갈근, 감국, 감초, 강활, 건강 계지, 계피, 곽향, 구기자, 금은화, 길경, 대추, 도인, 맥문동, 목단피, 목향, 반하, 방풍, 백지, 백출, 복령, 복분자, 빈랑, 산사, 산약, 산조인, 상백피, 석창포, 속단, 승마, 시호, 애엽, 연자육, 오미자, 오약, 용안육, 우방자, 우슬, 원지, 음양곽, 익지인, 작약, 조구등, 지실, 지황, 진피, 창출, 천궁, 천마, 천문동, 택사, 인진, 향부자, 형개, 황기, 황련, 황정의 57종이었다.

데이터처리

한국인의 한약재의 소비양상과 소비량에 대한 조사⁶⁾를 바탕으로 1인당 한약재 섭취량 등 대표성 있는 노출자료를 산출하였고 최근 조사된 한약재 내 중금속 오염 자료도 보강하여 정밀한 노출평가를 수행하였다.⁷⁾ 점추정 자료 사용의 오류와 상한 노출값 및 최대오염도자료 사용으로 발생할 수 있는 노출의 비현실적 측정을 줄이기 위해⁸⁾ Monte-Carlo simulation을 이용하여 노출량 분포를 산출하였고 이를 노출 평가에 활용하였다.
한약재를 통한 체중 1 kg 당 일일 중금속의 노출량 (INGs; ingestions)은 식 (1)을 활용하여 구하였다. 노출량을 추정하기 위해 사용된 각종 노출계수와 오염도 값은 평균값 등 점추정 값과 Monte-Carlo simulation을 이용한 방식으로 구하였다. Monte-Carlo simulation은 오염도 자료와 노출변수들의 분포값을 고려하는 방법으로 정량적 위해성평가의 정확성 향상을 위해서 많이 사용되는 확률론적 접근방법이다.

성능/효과

이런 한약재들은 재배지역의 오염도에 영향을 많이 받는다.^1,2) 한약재 중에 중금속, 잔류농약이 기준치 이상으로 검출되어 종종 사회적 문제로 대두되었다. 이러한 사회적 우려에 따라 한약재 내의 중금속 기준도 종전의 총 30 ppm에서³⁾ 개별금속에 따라 그 기준을 차등적용하고 있다.
13) 잠정주간섭취허용량은 FAO/WHO 합동 식품첨가물 및 오염물질 전문가회의(JECFA: Joint Expert Committee Food Additives)에서 1972년 이후 식품에 대해 권고하는 잠정적인 안전 섭취용량이다. WHO/FAO 합동 식품첨가물 및 오염물질 전문가위원회(JECFA)에서 제안하는 잠정주간섭취허용량 또는 잠정1일 섭취허용량(PTDI: Provisional Tolerable Daily Intake)을 근거로 1일 허용 노출수준에 상응하는 1일 허용섭취량(Table 2)을 산출하여, 금속 노출량과 비교하였다(HQ).
전체 한약재 106종 1524개(1, 2, 3, 4) 시료에서 측정한 중금속 오염도는 모두 로그정규분포하였다(Table 3). 조사대상 중금속 중 카드뮴의 경우 95% 오염도의 값은 0.
현실적인 유해성 평가를 위해 탕제 섭취 시 감소되는 중금속의 양(Rm)과 중금속의 장내 흡수율(ABS)이 고려되어 나온 노출량의 결과값은 모든 조사대상 중금속에서 극단의 90% 경우에도 HQ가 1에 훨씬 못 미치는 것으로 나타났다. 이중 가장 높은 유해지수를 보이는 비소의 경우 유해지수가 2.

후속연구

이 등(2006)은 가용 섭취율을 고려하여 한약재 중 중금속 오염도 자료와 1인당 한약재 섭취량을 기반으로 위해성 평가를 한 바 있다.⁵⁾ 하지만 전국 한의원 수와 한약재 판매량의 자료를 바탕으로 개인의 한약재 소비량을 추정하였고 주요 금속의 오염도가 보고되어 있는 34종 한약재만을 대상으로 평가했다는 제한점을 가지고 있다. 보다 정밀한 위해성 평가를 위해서는 한국인의 한약재 소비양상과 소비량에 대한 상세한 조사가 선행되어야 함이 지적되었다.
따라서 한약소비로 인한 중금속노출은 매우 미미한 수준으로 한약 섭취를 통한 중금속 노출이 즉각적인 건강상의 영향을 미친다고 보기 어렵다. 다만, 한국인의 한약복용량의 좀 더 정확한 추정을 위해 다양한 연구자료를 활용하기 어려웠던 점, 한국인들의 한약복용이 1-2개월 단기간에 집중적으로 나타나는 점 등을 분석 시 고려하기 어려웠던 점이 본 연구의 제한점으로 남는다.
하지만 이는 修治前 한약재에 포함된 중금속 농도로 총 한약재중 소비자에게 최종 도달 형태로 이행 시 감소하는 부분을 배제한 단순한 비교이다. 실제의 건강영향을 보다 정확하게 추정하기 위해서 첫째, 한약재 중 중금속이 실제 소비자에게 최종 도달되는 형태일 때 중금속 농도 변화, 둘째 최종 섭취 형태로의 중금속을 실제 복용했을 때 장관 내의 중금속 섭취율을 고려한 위해성 평가가 수행되어야 한다. 이 등(2006)은 가용 섭취율을 고려하여 한약재 중 중금속 오염도 자료와 1인당 한약재 섭취량을 기반으로 위해성 평가를 한 바 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	한약재의 안전성 관리가 중요한 이유는?	매일 섭취하는 식품류(곡류, 농산물, 일반식품류)에 대하여는 다양한 연구들이 수행된 바 있으나 한약재의 원료가 되는 생약 중 오염물질에 대한 연구는 제한적이었다. 한약재는 특성상 자연에 존재하는 다양한 식물, 동물, 광물질 등을 그대로 사용하거나 가공을 거쳐서 약용되어지기 때문에 안전성 관리가 매우 중요하다. 이런 한약재들은 재배지역의 오염도에 영향을 많이 받는다.
	Monte-Carlo simulation는 무슨 방식인가?	노출량을 추정하기 위해 사용된 각종 노출계수와 오염도 값은 평균값 등 점추정 값과 Monte-Carlo simulation을 이용한 방식으로 구하였다. Monte-Carlo simulation은 오염도 자료와 노출변수들의 분포값을 고려하는 방법으로 정량적 위해성평가의 정확성 향상을 위해서 많이 사용되는 확률론적 접근방법이다.15)
	개별금속에 따른 차등적용한 한약재 내의 중금속 기준도는?	이러한 사회적 우려에 따라 한약재 내의 중금속 기준도 종전의 총 30 ppm에서3) 개별금속에 따라 그 기준을 차등적용하고 있다. 식품의약품안전청고시 제 2008-2호 생약 등의 중금속 허용기준 및 시험방법에서 식물성 생약은 납 5 mg/kg 이하, 비소 3 mg/kg 이하, 수은 0.2 mg/kg 이하, 카드뮴 0.3 mg/kg 이하, 동물성 한약인 녹용은 비소 3 mg/kg 이하, 노감석, 노사, 녹반, 대리석, 등의 광물생약은 별도의 허용기준을 고시하고 있다.4)

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상세보기
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상세보기
Mark G. Robson, William A. Toscano : Risk Assessment for Environmental Health, A Wiley Imprint, 2007.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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