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문제 정의
- 본 연구는 경기도 지역에서 서비스직에 종사하는 일부 근로자들을 대상으로 근무환경 및 영수증 접촉 정도에 따른 BPA의 인체 노출 수준을 파악하고자 하였다.
- 본 연구는 직업적으로 영수증에 자주 접촉하는 서비스직 근로자들의 작업형태에 따른 BPA 노출량을 확인하기 위해 수행되었다. 근로자의 소변 시료는 효소에 의한 가수분해, 고체상추출에 의한 전처리와 LC-MS/MS 기법으로 분석하였다.
제안 방법
- BPA 및 내부표준물질의 질량분석기 조건을 확립하기 위하여 주입기(10 µl/min, Harvard Apparatus)로 최적화하는 과정을 수행하였다.
- 조사 작업장의 형태는 롯데리아, 맥도날드 같은 패스트푸드점을 지칭하는 QSR(Quickly Service Restaurant), 커피전문점, 편의점, 식당의 4가지로 분류하였다. QSR의 경우, 조리와 고객응대 담당 근로자가 명확히 구분되어 있기 때문에 조리업무를 하는 근로자를 대조군, 고객을 응대하는 근로자를 노출군으로 선정하였다. 커피전문점, 편의점, 식당은 모든 근로자가 동일 업무를 행하므로 설문조사를 바탕으로 노출군과 대조군을 분류하였다.
- 고체상추출은 먼저 카트리지 활성화를 위해 디클로로메탄:메탄올 혼합용액(9:1)과 메탄올, 1 M HCl을 사용하여 pH를 3.5로 조정한 증류수를 각각 2ml씩 용출시켰다. 여기에 준비된 시료를 용출시키고, 증류수 2ml와 20% 메탄올 수용액 2ml로 세척하였다.
- 근로자의 뇨 시료는 작업 종료 후 12시간 이내에 채취하였으며, 즉시 실험실로 운반 후 전처리 전까지 냉동 보관하였으며, 상온에서 완전히 녹인 후 혼합하여 전처리 및 분석에 이용하였다. 소변시료를 각각 1ml씩 2 ml tube에 넣은 뒤 가수분해를 위해Ammonium acetate(pH 5) 500 µl, 내부표준물질(IS)과 효소(B-glucuronidase/sulfatase)를 첨가하고, 잘 섞은 다음 37℃로 맞춰진 배양기(Samhwa, I.
- 연구 대상 근로자들의 성별, 흡연 유무, 음주 여부, 총 근무 경력, 하루 근무 시간, 주당 근무 일수, 하루 중 피부 노출 영수증 평균 개수, BPA 에 대한 인식도, 장갑 착용 여부 등을 설문지를 통하여 조사하였다. 또한 소변 중 BPA의 농도에 영향을 미칠 것으로 예상되는 손 세척 횟수와 BPA가 함유되어있는 통조림, 캔 등의 주당 섭취 개수를 조사해 BPA에 대한 중복노출을 조사하였다. 영수증에 의한 BPA의 영향을 보다 정확히 파악하기 위하여 시료 채취시간을 기입하게 하였고, 근무 중이거나 근무 종료 후 12시간 이내에 채취한 시료를 수집하였다.
- 커피전문점, 편의점, 식당은 모든 근로자가 동일 업무를 행하므로 설문조사를 바탕으로 노출군과 대조군을 분류하였다. 먼저 근로자의 장갑 착용 유무를 통해 노출군과 대조군으로 분류하였다. 장갑을 착용한 근로자는 영수증 접촉으로 인한 BPA 의 피부흡수가 적을 것으로 예상되어 대조군으로 분류하였고 대조군 중 주당 캔과 통조림 식품을 많이 섭취한 근로자는 연구대상에서 제외하였다.
- 분석대상물질의 농도를 결정하기 위하여 표준물질(STD)을 100% 메탄올로 희석하여 0.1, 0.5, 1, 5, 10, 50, 100 ng/ml 농도가 되도록 검정곡선용 표준용액을 조제하였다. 표준용액 분석으로 작성된 BPA 의 검량선은 회귀직선의 결정계수(r2)값이 0.
- 99 이상으로 나타나 정량분석에 적합한 직선성을 보여주었다. 분석법 검증을 위해 검출한계, 정확도 및 정밀도 시험을 수행하였다. 검출한계의 경우 검정곡선 표준오차(standard error, SE)와 기울기(slope)를 이용하는 미국식품의 약품안전청(FDA) 방법을 이용하였으며, 0.
- 연구 대상 근로자들의 성별, 흡연 유무, 음주 여부, 총 근무 경력, 하루 근무 시간, 주당 근무 일수, 하루 중 피부 노출 영수증 평균 개수, BPA 에 대한 인식도, 장갑 착용 여부 등을 설문지를 통하여 조사하였다. 또한 소변 중 BPA의 농도에 영향을 미칠 것으로 예상되는 손 세척 횟수와 BPA가 함유되어있는 통조림, 캔 등의 주당 섭취 개수를 조사해 BPA에 대한 중복노출을 조사하였다.
- 장갑 미착용 근로자 중 하루 접촉 영수증 개수를 파악하여 영수증 접촉이 많은 근로자를 노출군으로 선정하였다. 영수증에 의한 BPA 노출을 정확히 파악하기 위해서 근로자가 아닌 일반인 3인을 대조군으로 추가하였다.
- 또한 소변 중 BPA의 농도에 영향을 미칠 것으로 예상되는 손 세척 횟수와 BPA가 함유되어있는 통조림, 캔 등의 주당 섭취 개수를 조사해 BPA에 대한 중복노출을 조사하였다. 영수증에 의한 BPA의 영향을 보다 정확히 파악하기 위하여 시료 채취시간을 기입하게 하였고, 근무 중이거나 근무 종료 후 12시간 이내에 채취한 시료를 수집하였다.
- 용출된 시료를 원심농축기(Eyela, CVE-3100, Japan)를 사용하여 건조시킨 후 메탄올 500 µl로 용매를 재조정하고 HPLC 바이알(vial)에 담아 LC-MS/MS로 분석하였다(Table 1).
- 장갑을 착용한 근로자는 영수증 접촉으로 인한 BPA 의 피부흡수가 적을 것으로 예상되어 대조군으로 분류하였고 대조군 중 주당 캔과 통조림 식품을 많이 섭취한 근로자는 연구대상에서 제외하였다. 장갑 미착용 근로자 중 하루 접촉 영수증 개수를 파악하여 영수증 접촉이 많은 근로자를 노출군으로 선정하였다. 영수증에 의한 BPA 노출을 정확히 파악하기 위해서 근로자가 아닌 일반인 3인을 대조군으로 추가하였다.
- 17 ng/ml로 계산되었다. 정확도와 정밀도의 경우 소변시료에 표준용액(5 ng/ml)을 첨가(n=7)하고 시료와 같은 방법으로 전처리 후 분석하여 계산하였다. 정확도는 농도별 평균 회수율(recovery)을 이용하였으며, 정밀도는 농도별 상대표준편차(RSD)를 이용하였다.
- 본 연구는 비스페놀류가 함유된 영수증을 취급하는 작업장 근로자 31명과 일반인 3명을 대상으로 실시하였다. 조사 작업장의 형태는 롯데리아, 맥도날드 같은 패스트푸드점을 지칭하는 QSR(Quickly Service Restaurant), 커피전문점, 편의점, 식당의 4가지로 분류하였다. QSR의 경우, 조리와 고객응대 담당 근로자가 명확히 구분되어 있기 때문에 조리업무를 하는 근로자를 대조군, 고객을 응대하는 근로자를 노출군으로 선정하였다.
- 확립된 액체크로마토그래피-질량분석기 조건은 Table 1과 같다. 질량분석기의 조건은 분석의 감도를 최상으로 유지하기 위하여curtain gas 20 psi, GS1 40 psi, GS2 60 psi, detector temperature 400℃로 설정하였다. Ion source는 electrospray ionization (ESI) negative 방식을 이용하였으며 ion source energy는 -4500 V를 유지하였다.
- 가수분해가 진행된 시료는 고형물 제거를 위해 원심분리 후, 15 ml시험관에 옮겨 담았다. 추출 효율을 높이기 위해 1M HCl 을 넣고 완전히 혼합하여 고체상 추출을 진행하였다.13,14)
- QSR의 경우, 조리와 고객응대 담당 근로자가 명확히 구분되어 있기 때문에 조리업무를 하는 근로자를 대조군, 고객을 응대하는 근로자를 노출군으로 선정하였다. 커피전문점, 편의점, 식당은 모든 근로자가 동일 업무를 행하므로 설문조사를 바탕으로 노출군과 대조군을 분류하였다. 먼저 근로자의 장갑 착용 유무를 통해 노출군과 대조군으로 분류하였다.
대상 데이터
- 8년이었다. 31명의 근로자는 QSR 8명, 식당 6명, 카페 7명, 편의점 10명이었으며 이들 중에서 3명만 작업시간 중장갑을 착용하였다. 작업시간은 5시간 미만이 3명, 5~9시간 12명, 9시간 이상이 15명이었으며, 근무경력은 1년 미만이 14명, 1~3년 7명, 3년 이상이 9명이었다.
- 고체상추출과 HPLC 이동상으로 이용된 메탄올(methanol)과 증류수 및 디클로로메탄(Dichloromethane)은 모두 Burdick & Jackson사(Muskegon, MI, USA)에서 구입하였다.
- 본 연구는 비스페놀류가 함유된 영수증을 취급하는 작업장 근로자 31명과 일반인 3명을 대상으로 실시하였다. 조사 작업장의 형태는 롯데리아, 맥도날드 같은 패스트푸드점을 지칭하는 QSR(Quickly Service Restaurant), 커피전문점, 편의점, 식당의 4가지로 분류하였다.
- 본 연구에서는 BPA 를 측정하기 위해 BPA 표준물질과 내부표준물질(IS)인 Bisphenol A-d16을 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)사에서 구입하여 사용하였다. 전처리에 사용한 암모늄아세테이트(ammonium acetate), 염산(hydrochloric acid) 및 가수분해효소(â-glucuronidase/sulfatase) 또한 Sigma-Aldrich(St.
- 분석대상물질의 분리는 Imtakt사의 Cadenza컬럼(C18,150×2.0 mm, 3 mm)을 이용하였다.
- 여기에 준비된 시료를 용출시키고, 증류수 2ml와 20% 메탄올 수용액 2ml로 세척하였다. 비스페놀A의 용출은 4ml 디클로로메탄:메탄올혼합용액(9:1)을 이용하였다. 용출된 시료를 원심농축기(Eyela, CVE-3100, Japan)를 사용하여 건조시킨 후 메탄올 500 µl로 용매를 재조정하고 HPLC 바이알(vial)에 담아 LC-MS/MS로 분석하였다(Table 1).
- 전처리가 완료된 시료의 분석은 Agilent 1100 시리즈 HPLC(Agilent, USA) 및 API 4000 MS/MS 시스템(AppliedBiosystem, USA)을 이용하였다. 이동상A는 0.
- 전처리에 사용한 암모늄아세테이트(ammonium acetate), 염산(hydrochloric acid) 및 가수분해효소(â-glucuronidase/sulfatase) 또한 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)사에서 구입하였다.
- 고체상추출과 HPLC 이동상으로 이용된 메탄올(methanol)과 증류수 및 디클로로메탄(Dichloromethane)은 모두 Burdick & Jackson사(Muskegon, MI, USA)에서 구입하였다. 추출에 사용된 카트리지는 Strata-X 33u Polymeric Reversed Phase(30mg, 1m, Phenomenex, USA)를 사용하였다.
데이터처리
- 근로자들의 일반적인 특징 및 작업특성에 따른 소변 중 BPA 농도와의 관련성 분석을 위해 SAS 9.1프로그램을 이용하였다. 기술통계량은 기하평균(GM)및 기하표준편차(GSD)를 이용하였으며, 평균값의 비교를 위해서 비모수적 방법인 Kruskal-Wallis test 및 Mann-Whitney U test를 이용하였다.
- 1프로그램을 이용하였다. 기술통계량은 기하평균(GM)및 기하표준편차(GSD)를 이용하였으며, 평균값의 비교를 위해서 비모수적 방법인 Kruskal-Wallis test 및 Mann-Whitney U test를 이용하였다.
- 정확도와 정밀도의 경우 소변시료에 표준용액(5 ng/ml)을 첨가(n=7)하고 시료와 같은 방법으로 전처리 후 분석하여 계산하였다. 정확도는 농도별 평균 회수율(recovery)을 이용하였으며, 정밀도는 농도별 상대표준편차(RSD)를 이용하였다. 계산된 정확도는 90.
이론/모형
- 질량분석기의 조건은 분석의 감도를 최상으로 유지하기 위하여curtain gas 20 psi, GS1 40 psi, GS2 60 psi, detector temperature 400℃로 설정하였다. Ion source는 electrospray ionization (ESI) negative 방식을 이용하였으며 ion source energy는 -4500 V를 유지하였다.
- 분석법 검증을 위해 검출한계, 정확도 및 정밀도 시험을 수행하였다. 검출한계의 경우 검정곡선 표준오차(standard error, SE)와 기울기(slope)를 이용하는 미국식품의 약품안전청(FDA) 방법을 이용하였으며, 0.17 ng/ml로 계산되었다. 정확도와 정밀도의 경우 소변시료에 표준용액(5 ng/ml)을 첨가(n=7)하고 시료와 같은 방법으로 전처리 후 분석하여 계산하였다.
- 본 연구는 직업적으로 영수증에 자주 접촉하는 서비스직 근로자들의 작업형태에 따른 BPA 노출량을 확인하기 위해 수행되었다. 근로자의 소변 시료는 효소에 의한 가수분해, 고체상추출에 의한 전처리와 LC-MS/MS 기법으로 분석하였다. 영수증 접촉 횟수가 증가할수록 BPA 노출량이 증가하였으며, 근로자의 근무경력이 길수록, 하루 근무시간이 길수록 더 많은 BPA에 노출되고 있었다.
- 유량은 200 µl/min으로 하고 경사용매조성법(gradient mode)를 이용하였으며, 시료 주입량은 5µl로 하였다.
성능/효과
- 1% 증가하였으며, 제조업이나 전체 산업에서의 고용증가보다 빠르게 성장하고 있다.12) 서비스 산업 종사 근로자의 경우 직업과 관련된 유해물질 노출에 대한 관리기준이 없고 노출량을 측정한 예도 거의 없다. 일상생활에서 쉽게 노출될 수 있는 BPA의 경우, 직업적인 노출이 부가된다면 건강에 영향을 미칠 수 있는 수준으로 노출될 위험성이 있으므로 관련 직업 종사자들의 노출실태를 조사하고 대책을 마련하는 것이 필요할 것이다.
- 1) BPA는 2차 세계대전 이후 대중적으로 사용하게 되면서 그 사용량이 폭발적으로 증가하여 2010년에는 전 세계적으로 2천 600억 킬로그램이 소비되고 있다.2,3) 우리나라의 연도별 BPA 생산량 및 수입량을 살펴보면, 생산량은 2006년의 경우 284,706톤, 2009년의 경우 540,398톤이며, 수입량은 2006년의 경우 23,892톤, 2009년의 경우 76,287톤이었다.4) 우리나라의 플라스틱 소비량은 2010년 기준으로 1인당 95 kg으로 세계 1위이다(2위 미국 87 kg, 3위 일본 62 kg).
- 19) 미국에서도 어린이와 사춘기 청소년의 BPA 노출과 비만의 상관관계가 있음이 보고되었다.20) 우리나라의 자료에서도 당뇨환자군의 소변중 BPA 농도는 2.40 ng/ml로 대조군의 2.03 ng/ml에 비해 유의하게 높다는 것이 보여졌지만,17) 소변 중BPA 농도와 소아비만과의 관계는 유의하지 않았다.21) 이는 BPA가 내분비계장애물질로 작용하여 저농도에서도 지속적인 노출이 계속되면 다양한 질환의 발생을 증가시킬 수 있음을 의미한다.
- 정확도는 농도별 평균 회수율(recovery)을 이용하였으며, 정밀도는 농도별 상대표준편차(RSD)를 이용하였다. 계산된 정확도는 90.2%였으며, 정밀도의 경우 %RSD 값이 4.2%로 나타나 미량물질 분석에 적합한 값을 보였다. 본 연구에서 이용한 분석방법으로 작성된 BPA 및 내부표준물질의 크로마토그램은 Fig.
- 65 ng/ml), 다음으로 카페, 편의점, QSR의 순으로 나타났다. 근무경력이3년 미만인 근로자와 3년 이상인 근로자의 소변 중 기하평균 농도는 각각 0.70, 3.09 ng/ml로 근무경력이 길수록 유의하게 높게 나타났다. 하루 작업시간의 경우 5시간 미만 < 5~9시간 < 9시간 이상 근무자의 순으로 높은 소변 중 BPA 농도를 보였으며 통계적으로 유의한 차이가 있었다.
- 본 연구결과에서 얻어진 소변 중 BPA 농도를 다른 연구자들의 결과와 비교 하였을 때, 대상자 전체 평균(GM)은 1.02 ng/ml로 벨기에15)의 2.55 ng/ml, 미국16)의 2.0 ng/ml, 한국의 다른 연구17) 2.03~2.40 ng/ml보다는 다소 낮은 농도를 나타내었으나 중국18)의 0.89 ng/ml 보다는 높은 농도를 나타내었다. 하루에 영수증을 100개 이상 접촉하는 서비스직 근로자의 경우 평균 3.
- 근로자의 소변 시료는 효소에 의한 가수분해, 고체상추출에 의한 전처리와 LC-MS/MS 기법으로 분석하였다. 영수증 접촉 횟수가 증가할수록 BPA 노출량이 증가하였으며, 근로자의 근무경력이 길수록, 하루 근무시간이 길수록 더 많은 BPA에 노출되고 있었다. 향후 영수증으로 인한 BPA의 직업적 노출정도를 폭넓게 확인할 수 있는 연구가 수행되어야 하며, 다수의 근로자에게 BPA 노출을 증가시키는 영수증에 대한 규제가 필요할 것으로 판단된다.
- 일반인을 포함한 서비스직 근로자의 근무형태 및 일반적 특징에 따른 소변 중 BPA 농도의 기하평균(GM, ng/ml) 값은 Table 2와 같다. 일반적 특성과 관련하여 여성보다 남성의 소변 중 BPA 농도가 높았으며, 30대 이상 연령층은 20대 이하 연령층에 비해 통계적으로 유의하게 높은 농도로 노출되고 있었다. 흡연자와 음주군에서 비흡연자와 비음주군보다 높은 BPA 농도를 보였으나 유의하지는 않았다.
- 5, 1, 5, 10, 50, 100 ng/ml 농도가 되도록 검정곡선용 표준용액을 조제하였다. 표준용액 분석으로 작성된 BPA 의 검량선은 회귀직선의 결정계수(r2)값이 0.99 이상으로 나타나 정량분석에 적합한 직선성을 보여주었다. 분석법 검증을 위해 검출한계, 정확도 및 정밀도 시험을 수행하였다.
- 하루에 만지는 영수증의 개수가 5개 미만, 5~50개, 50~100개, 100개 이상인 대상자의 소변 중 BPA농도는 각각 0.22, 0.58, 1.22, 3.09 ng/ml로 나타나 영수증 접촉이 많을수록 통계적으로 유의하게 BPA에 노출되고 있었다. 장갑을 착용한 근로자의 경우0.
- 89 ng/ml 보다는 높은 농도를 나타내었다. 하루에 영수증을 100개 이상 접촉하는 서비스직 근로자의 경우 평균 3.09 ng/ml의 소변 중 BPA 농도를 보여 영수증에 자주 접할수록 BPA에 더 많이 노출될 수 있음을 확인할 수 있었다(Table 3).
후속연구
- 본연구의 대상인 서비스직 근로자의 경우 식이요인과 같은 일상생활에서의 BPA 노출에 지속적인 다량의 직업적 노출이 더해지므로 관리가 시급한 실정이다. 따라서 서비스직 근로자와 같이 영수증을 통해 BPA에 고농도로 노출될 수 있는 직업군의 노출량을 조사하고 발색촉매제로서 BPA 사용을 금지하도록 권고하여야 할 것이다. 현재의 기술에 의해서도 BPA가 포함되지 않은 감열지 생산이 가능하지만, 가격이 30% 이상 비싸기 때문에 널리 사용하지 않는다.
- 영수증 접촉 횟수가 증가할수록 BPA 노출량이 증가하였으며, 근로자의 근무경력이 길수록, 하루 근무시간이 길수록 더 많은 BPA에 노출되고 있었다. 향후 영수증으로 인한 BPA의 직업적 노출정도를 폭넓게 확인할 수 있는 연구가 수행되어야 하며, 다수의 근로자에게 BPA 노출을 증가시키는 영수증에 대한 규제가 필요할 것으로 판단된다.
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