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문제 정의
- 따라서, 본 연구는 농산물 품목별 중금속 기준·규격을 확대 하기 위한 과학적 근거 자료를 마련하고 국내 유통 농산물의 안전성 자료를 확보하기 위해, 기준·규격이 설정되어 있지 않은 국민 다소비 농산물 5품목 (상추, 호박, 양상추, 양배추, 쑥갓)을 대상으로 납, 카드뮴, 비소, 수은 함량을 조사하고, 이를 토대로 위해평가를 실시하여 각 농산물의 안전성을 평가하고자 하였다.
- 본 연구는 기준 미설정 국내 유통 농산물 5품목 (상추, 호박, 양상추, 양배추, 쑥갓)의 기준·규격 설정을 위해 모니터링 자료를 확보하고자 전국에서 총 407건의 시료를 수거하여 ICP-MS 와 수은분석기를 이용하여 납, 카드뮴, 비소 및 수은의 함량을 분석하였다.
제안 방법
- 5% 질산으로 20배가 되게 희석하여 여과한 후 시험용액으로 사용하였다. 중금속 측정 기기로 ICP-AES, ICP-MS 및 AAS-Graphite가 제시되어 있으나 이들 중 ICPMS가 시료의 matrix 효과를 최소화하기 용이하고 감도도 가장 우수하므로10-12) 본 연구에서는 ICP-MS (ERAN DRCe, Perkin-Elmer, Branford, CT, USA)를 이용하여 측정하였고, 기기조건은 Table 2 와 같다.
- 채소류 5종을 통해 섭취되는 중금속의 위해평가는 각 중금속의 주간섭취량을 JECFA의 잠정주간섭취허용량 (Provisional Tolerable weekly Intake)과 비교한 위해지수 (%)로서 평가하였다. 잠정주간섭취허용량은 FAO/WHO 합동 식품첨가물 및 오염물질 전문가회의(JECFA, Joint Expert Committee Food Additives)에서 1972년부터 권고하는 잠정적인 안전 섭취용량으로서 납은 25 µg/bw·kg/week, 카드뮴은 0.
- 회수율 측정을 위해 시료에 인위적으로 첨가한 표준용액의 농도는 각 대상 농산물의 Codex 및 EU의 최대허용기준(MLs)과 이의 1/10에 해당하는 양으로, 서로 다른 두 농도를 첨가함으로써 비교적 높은 농도와 낮은 농도일 때의 회수율을 비교하고자 하였다. 인증표준물질로는 한국표준과학연구원(KRISS)에서 구입한 원소분석용 쌀분말(108-01-001)을 이용하였다.
대상 데이터
- ICP-MS 분석을 위한 표준액은 Multi-element ICP-MS Calibration Std.3 (Walthanm) 10µg/mL 제품을 0.5% 질산(v/v, in H2O)으로 희석하여 사용하였고 수은분석을 위한 표준용액은 수은(Merck, USA) 1,000 µg/mL를 0.5% 질산에 희석하여 사용하였다.
- 국내에서 유통되는 농산물 중 기준·규격이 설정되어 있지 않은 상추, 호박, 양상추, 양배추, 쑥갓 5종을 대상으로 지역별 생산량을 조사하여 수거량을 결정한 후 서울, 경기, 충청 (대전), 경북 (대구), 경남 (부산), 전남 (광주), 전북, 강원 지역의 대형할인매장과 농산물 도매시장에서 총 407건의 시료를 구입하였다.
- 분해용 시약으로는 유해중금속 측정용 60% 질산(Junsei, Japan)과 30% 과산화수소수(Wako, Japan)를 사용하였고, 실험에 사용되는 모든 물은 3차 증류수를 사용하였다. 모든 실험초자는 10% 질산에 24시간 침지 후 3차 증류수로 깨끗하게 씻어 사용하였다.
- 회수율 측정을 위해 시료에 인위적으로 첨가한 표준용액의 농도는 각 대상 농산물의 Codex 및 EU의 최대허용기준(MLs)과 이의 1/10에 해당하는 양으로, 서로 다른 두 농도를 첨가함으로써 비교적 높은 농도와 낮은 농도일 때의 회수율을 비교하고자 하였다. 인증표준물질로는 한국표준과학연구원(KRISS)에서 구입한 원소분석용 쌀분말(108-01-001)을 이용하였다. 표준액첨가법과 인증표준물질을 이용한 회수율 측정결과는 Table 4, 5와 같다.
- 채취된 시료는 식품공전 농산물 내의 중금속 시험법에 따라 증류수로 깨끗이 세척한 후 가식부를 분리하여 균질기(HMF-340, Hanil, Seoul, Korea)를 이용하여 균질화한다음 폴리에틸렌 용기에 담아 냉동 보관 후 실험 전에 해동하여 사용하였다.
이론/모형
- 납, 카드뮴 및 비소분석을 위한 시료의 분해는 microwave 분해법을 이용하였다. 100 mL PTFE vessel에 시료 약 2g 을 취하고 질산 8 mL, 과산화수소수 2 mL을 넣고 microwave digester (IT/ETHOS Touch Control, Milestone, Vergamo, Italy)를 사용하여 1000 W로 15분 동안 150℃ 까지 온도 상승 후 추가로 15분 동안 200℃까지 온도를 상승시키는 조건으로 분해하였다.
- 납, 카드뮴, 비소, 수은의 회수율은 표준액첨가법과 인증표준물질을 이용하여 분석하였다.
- 수은은 균질화한 시료 약 0.1 g을 수은분석기(mercury analyzer, DMA 80, Milestone)에 주입하여 가열기화금아말감법으로 측정하였으며 분석조건은 Table 3 과 같다.
- 국내에서 유통되는 농산물 중 기준·규격이 설정되어 있지 않은 상추, 호박, 양상추, 양배추, 쑥갓 5종을 대상으로 지역별 생산량을 조사하여 수거량을 결정한 후 서울, 경기, 충청 (대전), 경북 (대구), 경남 (부산), 전남 (광주), 전북, 강원 지역의 대형할인매장과 농산물 도매시장에서 총 407건의 시료를 구입하였다. 시료채취는 분석의 대표성과 공정한 검사를 위하여 식품공전 식품별 검체 채취방법 중 농,임산물 채취방법에 따라 수행하였다8)(Table 1).
성능/효과
- 국내 유통 중인 채소류 5종의 섭취량(23.86 g/day)을 고려한 납, 카드뮴, 수은의 주간섭취량은 JECFA의 PTWI와 비교할 때 각각 0.13%, 0.56%, 0.09% 이하로 안전한 수준으로 판단된다.
- 납, 카드뮴 및 비소의 검량선은 0.5~10 µg/L 사이의 농도에서 R2 값이 0.9999이상으로 나타나 우수한 직선성을 보여주었고, 수은의 검량선은 0.1~2 ng 사이의 농도로 R2 값이 0.999이상의 직선성을 보여주었다.
- 모니터링 결과, 지금까지의 국내·외 조사보고서와 유사하며, 전반적인 수준은 오염의 우려가 없는 자연함유량 수준으로 나타났다(Table 6).
- 004 mg/kg 이었다. 모든 시료의 납, 카드뮴 함량은 채소류의 Codex 허용기준 (엽채류:납 0.3 mg/kg 카드뮴 0.2 mg/kg, 과채류: 납 0.1 mg/kg, 카드뮴 0.05 mg/kg)보다 낮은 수준이었다. 본 연구의 모니터링 결과와 2008년 국민건강영양조사의 식품별 1일 평균섭취량을 근거로 위해평가를 실시한 결과 조사대상 농산물 모두를 1일 평균섭취량으로 섭취한다고 하더라도 납, 카드뮴, 수은의 섭취량은 모두 PTWI 값의 1% 이하의 수준인 것으로 나타났다.
- 05 mg/kg)보다 낮은 수준이었다. 본 연구의 모니터링 결과와 2008년 국민건강영양조사의 식품별 1일 평균섭취량을 근거로 위해평가를 실시한 결과 조사대상 농산물 모두를 1일 평균섭취량으로 섭취한다고 하더라도 납, 카드뮴, 수은의 섭취량은 모두 PTWI 값의 1% 이하의 수준인 것으로 나타났다. 이상의 결과는 조사대상 농산물 5품목의 중금속 오염도와 이들의 섭취에 의한 위해도가 모두 낮은 수준이라는 것을 보여준다.
- 비소는 존재형태에 따라 독성이 크게 차이가 나는데 무기비소화합물이 유기비소화합물보다 인체에 대한 독성이 크며, 만성적으로 장기간 노출되었을 경우 피부, 폐, 간, 신장, 방광 조직 등의 암을 유발하는 것으로 알려져 있다. 이번 조사 결과 상추의 비소함량은 0.002~0.076 mg/kg이었고 대부분의 시료는 0.05 mg/kg 이하로 낮은 수준이었다. 호박과 양상추는 평균 0.
- 수은 섭취시 인체의 중추신경계 이상을 초래하며 신장기능 장애, 수족 마비 등을 유발한다. 이번 조사 결과 수은의 평균함량은 상추 0.003 mg/kg, 호박 0.0006 mg/kg, 양상추 0.0005 mg/kg, 양배추 0.0006 mg/kg, 쑥갓 0.004 mg/kg 수준이었고, 김 등16)의 보고 (상추 0.002 mg/kg, 양배추 0.001 mg/kg, 쑥갓 0.002 mg/kg, 호박 0.001 mg/kg)와 비교해 볼 때 유사한 수준임을 알 수 있었다. 모니터링 결과, 지금까지의 국내·외 조사보고서와 유사하며, 전반적인 수준은 오염의 우려가 없는 자연함유량 수준으로 나타났다(Table 6).
- 일본의 이타이이타이병을 일으키는 원인물질로 잘 알려져 있으며, 섭취 시 신장독성 및 골연화증, 기형 등을 일으킨다. 이번 조사 결과 채소류 중 카드뮴의 평균함량은 상추 0.018 mg/kg, 호박 0.001 mg/kg, 양상추 0.005 mg/kg, 양배추 0.002 mg/kg, 쑥갓 0.014 mg/kg 수준이었고, 김 등16)의 보고 (상추 0.023 mg/kg, 양배추 0.011 mg/ kg, 쑥갓 0.027 mg/kg, 호박 0.010 mg/kg)와 박 등17)의 보고 (상추 0.012 mg/kg, 양배추 0.034 mg/kg) 보다 유사하거나 낮았으며, EC의 채소류 중 카드뮴 기준(0.1 mg/kg) 미만으로 나타났다.
- 본 연구의 모니터링 결과와 2008년 국민건강영양조사의 식품별 1일 평균섭취량을 근거로 위해평가를 실시한 결과 조사대상 농산물 모두를 1일 평균섭취량으로 섭취한다고 하더라도 납, 카드뮴, 수은의 섭취량은 모두 PTWI 값의 1% 이하의 수준인 것으로 나타났다. 이상의 결과는 조사대상 농산물 5품목의 중금속 오염도와 이들의 섭취에 의한 위해도가 모두 낮은 수준이라는 것을 보여준다.
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