국내 휴·폐금속광산 주변 백미의 비소 및 중금속 함량과 일일 섭취량 Concentrations and Daily Intake of Arsenic and Heavy Metals in Polished Rice Around Abandoned Metal Mines in Korea원문보기
Rice is a staple food source in Asian countries. In paddy field, rice plant can take up toxic elements through its roots from contaminated soils, and its leaves and grain can absorb the toxic elements deposited on the soil surface. A totla of 40 soil and polished rice samples were collected around f...
Rice is a staple food source in Asian countries. In paddy field, rice plant can take up toxic elements through its roots from contaminated soils, and its leaves and grain can absorb the toxic elements deposited on the soil surface. A totla of 40 soil and polished rice samples were collected around four abandoned metal mines in Korea and analyzed for As, Cd, Cu, Pb and Zn by atomic absorption spectrophotometer (AAS). The average contents of As, Cd, Cu, Pb and Zn in rice grain grown on the contaminated soils were 0.247, 0.174, 4.694, 0.804 and 16.78 mg/kg, respectively. These levels are higher than worldwide average concentrations. Assuming the rice consumption of 169 g/day by overall households in Korea, the estimated daily intakes from the rices were found to be 33, 48, and 63% for As, Cd, and Pb, respectively, of the acceptable daily intake (ADI) suggested by the FAO/WHO Joint Food Additive and Contaminants Committee.
Rice is a staple food source in Asian countries. In paddy field, rice plant can take up toxic elements through its roots from contaminated soils, and its leaves and grain can absorb the toxic elements deposited on the soil surface. A totla of 40 soil and polished rice samples were collected around four abandoned metal mines in Korea and analyzed for As, Cd, Cu, Pb and Zn by atomic absorption spectrophotometer (AAS). The average contents of As, Cd, Cu, Pb and Zn in rice grain grown on the contaminated soils were 0.247, 0.174, 4.694, 0.804 and 16.78 mg/kg, respectively. These levels are higher than worldwide average concentrations. Assuming the rice consumption of 169 g/day by overall households in Korea, the estimated daily intakes from the rices were found to be 33, 48, and 63% for As, Cd, and Pb, respectively, of the acceptable daily intake (ADI) suggested by the FAO/WHO Joint Food Additive and Contaminants Committee.
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제안 방법
그러므로 본 연구에서는 국내 휴·폐금속광산 주변 농경지에서 재배된 쌀에 함유된 비소 및 중금속(Cd, Cu, Pb, Zn) 함량을 국내외의 자연배경값, 마켓 및 오염된 필지등의 함량과 비교·조사하고, 1일 평균 쌀소비량에 근거한 1일 평균 중금속에 의한 인체섭취량를 조사하였다.
식품 중 유독성 오염물질에서 유래되는 건강피해를 예측하기 위해 해당성분의 실제적인 식이섭취량이 독성학적으로 설정된 PTWI(provisional tolerable weekly intake:주간섭취 잠정허용량)나(FAO, 1994), ADI(acceptable daily intake for man; 인체허용 1일 섭취량)을 이용하여 독성기준치에 대한 노출량 비율인 위해지수를 계산할 필요가 있다. 따라서 이 연구에서는 각 광산별 백미 시료 분석 결과를 기준으로 쌀 소비량에 의한 As, Cd, Cu, Pb 및 Zn의 섭취량을 다음과 같이 계산하였다.
이 연구에서는 국내의 대표적인 4개의 휴폐금속광산 주변 토양에서 재배된 백미시료에 대한 As 및 중금속(Cd, Cu, Pb 및 Zn)의 함량을 조사하고, 이를 섭취함으로써 예상되는 각 원소들의 1일 평균섭취량을 조사하였으며 그 결과를 종합하면 다음과 같다.
0 g을 취하고, 유리관에 콘덴서를 부착하고 휘발성 질산 10 mL를 넣고 완전 건조 될 때까지 Heating block에서 가열하여 유기물을 제거하였다. 이후 왕수로 시료를 분해한 후 증류수로 최종부피 20 mL로 정량한 시료를 원자흡광분광광도계(Varian AA240, 호주)를 활용하여 As, Cd, Cu, Pb 및 Zn을 분석하였다. 분석에서 자료의 정확도와 정밀도를 확보하기 위하여 중국 NCS(National Analysis Center for Iron and Steel)의 국제표준시료(ZC73008, rice)를 사용하였으며, 정도관리결과를 Table 1에 정리하였다.
대상 데이터
이후 왕수로 시료를 분해한 후 증류수로 최종부피 20 mL로 정량한 시료를 원자흡광분광광도계(Varian AA240, 호주)를 활용하여 As, Cd, Cu, Pb 및 Zn을 분석하였다. 분석에서 자료의 정확도와 정밀도를 확보하기 위하여 중국 NCS(National Analysis Center for Iron and Steel)의 국제표준시료(ZC73008, rice)를 사용하였으며, 정도관리결과를 Table 1에 정리하였다. 표에서 보는 바와 같이 모든 원소에서 정확도 90% 이상으로서 통계적으로 유의한 수준으로 조사되었다.
이 연구에서는 우리 국민이 주식으로 소비하고 있는 쌀에 함유된 As, Cd, Cu, Pb 및 Zn의 함량을 조사하기 위하여 국내 휴·폐광산에서 광종별로 Au-Ag 광산 2개소, Cu-W 광산 1개소 및 Pb-Zn 광산 1개소 총 4개소를 선정하였으며(Fig. 1), 시료채취는 광산 주오염원(갱구, 폐석, 광물찌꺼기적치장 등)을 기점으로 하부 2 km 이내에서 벼시료를 광산당 10개씩 총 40개를 채취하였다.
성능/효과
846 mg/day로 계산되었다. 광산 전체에 대한 인체허용 1일 섭취량(ADI : acceptable daily intake)을 WHO의 허용량을 기준으로 전체 국민을 대상으로 비교한 결과 비소는 33.3%, 카드뮴은 48%, 구리는 2.6%, 납은 63% 그리고 아연은 4.7%를 섭취하는 것으로 계산되었다. 특히 조사대상 광산지역의 환경에 따라 다소 차이는 있지만 영대광산의 경우 최대 100%의 카드뮴 섭취량, 달성광산은 납에서 100%으로 섭취량을 보였으며, 비소에서도 50% 이상의 섭취량을 보여 토양오염에 의한 식물로의 전이로 인하여 쌀이 이들 원소들의 주요한 섭취 경로 중 하나로 조사되어 이들에 대한 환경관리가 필요할 것으로 평가되었다.
9%의 수준으로 예상되었다. 광산별로 비교한 결과 문명광산에서 4.5%의 섭취율을 보이고 있었다. 전체적으로는 WHO 허용량의 4.
029 mg/day로서 WHO 제시한 허용량의 약 48%의 섭취량을 보였으며, 국내 자연배경값 보다 6배 높은 섭취량을 보였다. 광산별로 비교한 결과 영대광산에서 100% 이상의 섭취율을 보이고 있어 주요한 섭취 경로 중 하나로 조사되었다.
3%의 섭취량을 보이고 있으며 광산별로 비교한 결과 달성광산이 68%로 가장 높은 섭취량을 보이고 있다. 따라서 쌀의 소비가 비소의 인체 섭취량에 중요한 역할을 하고 있음을 확인하였다. 또한 국내 백미의 자연함유량(Jung et al.
따라서 쌀의 소비가 비소의 인체 섭취량에 중요한 역할을 하고 있음을 확인하였다. 또한 국내 백미의 자연함유량(Jung et al., 2005)과 비교한 결과 이번 연구지역에서 상대적으로 높은 섭취량을 보였다.
5%의 섭취량을 보였다. 또한 우리나라 전체 값은 0.042 mg/day로 허용량 대비 33.3%의 섭취량을 보이고 있으며 광산별로 비교한 결과 달성광산이 68%로 가장 높은 섭취량을 보이고 있다. 따라서 쌀의 소비가 비소의 인체 섭취량에 중요한 역할을 하고 있음을 확인하였다.
백미시료의 평균 함량은 As 0.247, Cd 0.174, Cu 4.694, Pb 0.804 및 Zn 16.78 mg/kg으로 조사되었으며, 이는 기존에 연구된 국내외의 자연함유량보다는 상대적으로 높은 농도를 보였다. 또한 현미 농도랑 비교한 결과 광산주변 지역에서는 백미농도가 더 높은 것으로 나타나 광산에 의한 영향이 큰 것으로 판단된다.
008 mg/day에 비해 상대적으로 높은 섭취량을 보였다. 비농가의 경우 WHO 허용량의 53%로서 높은 섭취량을 보이고 있으며, 국내 자연배경값 보다 6배 높은 섭취량을 보였다. 전체 값은 0.
우리 국민의 농가 1일 평균 쌀 소비량인 275 g을 기준으로 As 및 중금속의 1일 섭취량을 예상한 결과, As 0.068, Cd 0.048, Cu 1.292, Pb 0.221 및 Zn 4.620 mg/day로 계산되었으며, 비농가에서 쌀 소비량인 187 g을 기준으로는 As 0.046, Cd 0.032, Cu 0.881, Pb 0.151 및 Zn 3.149 mg/day로 조사되었다. 한편, 전체 쌀 소비량인 169 g을 기준으로는 As 0.
126 mg 이하로 규정하고 있다(WHO, 2011). 이 연구에서 전체 광산에 대한 조사된 자료를 세계보건기구와 비교한 결과, 농가에서 WHO 허용량의 약 54% 수준의 섭취량을 나타냈으며, 비농가에서는 36.5%의 섭취량을 보였다. 또한 우리나라 전체 값은 0.
이 연구에서 조사된 국내 백미의 경우, 7.284~38.03 mg/kg의 범위와 평균 16.78 mg/kg의 Zn이 검출되었다. 이러한 결과는 FAO/WHO(1994)가 제시한 한계허용량인 27.
이 연구에서 조사된 백미에서는 평균 0.174 mg/kg의 Cd이 검출되었으며, 0.01~0.980 mg/kg의 범위를 보였다. 이러한 결과는 Zeng et al.
이 연구에서 조사된 백미의 경우 0.104~0.774 mg/kg의 넓은 범위를 나타내고 있으며, 평균 0.247 mg/kg이 검출되었다. 이는 마켓이나 가정에서 수집한 쌀의 함량에 비해 평균 농도가 2배 이상의 함량을 보이고 있으며, 스웨덴의 최대 농도보다 3배 이상 높은 함량을 보였다.
이 연구에서 조사된 백미의 경우, 2.0~29.56 mg/kg의 범위를 보였으며 평균 4.69 mg/kg의 Cu가 검출되었다. 이러한 결과는 FAO/WHO(1994)가 제시한 한계허용량인 3.
, 2004)로 조사되었다. 이 연구에서는 농가의 경우, 0.048 mg/day로서 WHO 허용량의 80% 수준의 섭취량으로 나타났으며, 국내 자연함유량 0.008 mg/day에 비해 상대적으로 높은 섭취량을 보였다. 비농가의 경우 WHO 허용량의 53%로서 높은 섭취량을 보이고 있으며, 국내 자연배경값 보다 6배 높은 섭취량을 보였다.
0 mg/kg (Raghunath, 2006)으로 조사되었다. 이 연구의 결과를 농가에 적용한 경우 1.29 mg/day로서 WHO 허용량의 4.3% 수준의 섭취량으로 추정되었으며, 국내 자연배경값 보다는 약 2배 높은 수치를 나타냈다. 비농가의 경우는 0.
, 2006)으로 조사되었다. 이 연구의 결과를 활용하여 예상한 Zn의 섭취량을 분석한 결과, 농가의 경우 4.62 mg/kg으로서 WHO 허용량 대비 5.2% 수준의 섭취량으로 예상되었으며, 국내 자연함유량 보다는 다소 높은 값을 보였다. 전체의 경우에도 2.
03 mg/day(MAFF, 1998) 등으로 조사되었다. 이 연구의 결과에서 보는 바와 같이 농가의 경우 0.22 mg/day로 WHO의 허용량 기준에 100% 수준의 섭취량을 보였으며, 국내 자연배경값과 비교하면 3배 정도 높은 섭취량으로 조사되었다. 비농가의 경우에도 0.
151 mg/day로서 WHO 허용량의 70% 수준의 섭취량으로 예상되었으며, 국내 자연배경값과 비교하면 2배 정도 높은 섭취량으로 예상되었다. 전체 값에서도 0.136 mg/kg이 예상되어 WHO의 허용량 대비 63%로 조사되었으며, 광산별로 확인한 결과 달성광산에서 100% 이상의 섭취율을 보이고 있었다. 국내 자연배경값 보다는 상대적으로 높은 섭취량으로 예상되었다.
비농가의 경우 WHO 허용량의 53%로서 높은 섭취량을 보이고 있으며, 국내 자연배경값 보다 6배 높은 섭취량을 보였다. 전체 값은 0.029 mg/day로서 WHO 제시한 허용량의 약 48%의 섭취량을 보였으며, 국내 자연배경값 보다 6배 높은 섭취량을 보였다. 광산별로 비교한 결과 영대광산에서 100% 이상의 섭취율을 보이고 있어 주요한 섭취 경로 중 하나로 조사되었다.
백미시료에 대한 As, Cd, Cu, Pb 및 Zn의 함량을 광산별로 Table 2에 정리하였다. 전체 백미시료에 대한 건조무게(dry weight, DW) 기준으로 측정한 평균 함량은 As 0.247, Cd 0.174, Cu 4.694, Pb 0.804 및 Zn 16.78 mg/kg으로 조사되었으며, 최대 함량은 As 0.774, Cd 0.980, Cu 29.56, Pb 3.340 및 Zn 38.03 mg/kg으로 검출되었다.
2% 수준의 섭취량으로 예상되었으며, 국내 자연함유량 보다는 다소 높은 값을 보였다. 전체의 경우에도 2.846 mg/kg로서 WHO 허용량 대비 4.7%의 섭취량을 보였으며, 광산별로 비교한 결과 문명광산에서 9.0%의 섭취량을 보였으며, 국내 자연배경값 보다도 상대적으로 낮은 섭취 정도를 보였다.
5%의 섭취율을 보이고 있었다. 전체적으로는 WHO 허용량의 4.5% 이하로 섭취하는 것으로 조사되었지만 국내 자연배경값 보다는 상대적으로 높았다.
7%를 섭취하는 것으로 계산되었다. 특히 조사대상 광산지역의 환경에 따라 다소 차이는 있지만 영대광산의 경우 최대 100%의 카드뮴 섭취량, 달성광산은 납에서 100%으로 섭취량을 보였으며, 비소에서도 50% 이상의 섭취량을 보여 토양오염에 의한 식물로의 전이로 인하여 쌀이 이들 원소들의 주요한 섭취 경로 중 하나로 조사되어 이들에 대한 환경관리가 필요할 것으로 평가되었다.
분석에서 자료의 정확도와 정밀도를 확보하기 위하여 중국 NCS(National Analysis Center for Iron and Steel)의 국제표준시료(ZC73008, rice)를 사용하였으며, 정도관리결과를 Table 1에 정리하였다. 표에서 보는 바와 같이 모든 원소에서 정확도 90% 이상으로서 통계적으로 유의한 수준으로 조사되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
쌀의 특징은 무엇인가?
쌀은 중국, 일본, 한국 그리고 다른 아시아 국가를 포함한 다양한 사람들의 주식으로 사용되고 있다. 전 세계 쌀생산량은 6억9천6백만 톤이며 국내 2016년 쌀 총 생산량420만 톤으로 0.
환경오염물질에는 무엇이 있는가?
20세기에 들어오면서 인구의 증가, 산업화, 도시화에 의해 다양한 종류의 환경오염물질들이 배출되고 있다. 특히, As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Pb, Se, Zn 등과 같은 유독성 원소들의 환경피해가 가중되고 있다. 특히, 폐금속광산에서는 과거 채광이나 선광·제련과정 등의 광산 활동으로 인하여 배출된 광산폐기물들이 그대로 방치되어 있어 집중 강우나 강풍에 의해 하부로 분산되어 농경지와 수계의 환경오염을 일으키고 있으며, 오염된 토양에서 자란 농작물은 비소와 중금속을 포함하고 있다(Jung et al.
광산폐기물의 위험성은 무엇인가?
특히, As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Pb, Se, Zn 등과 같은 유독성 원소들의 환경피해가 가중되고 있다. 특히, 폐금속광산에서는 과거 채광이나 선광·제련과정 등의 광산 활동으로 인하여 배출된 광산폐기물들이 그대로 방치되어 있어 집중 강우나 강풍에 의해 하부로 분산되어 농경지와 수계의 환경오염을 일으키고 있으며, 오염된 토양에서 자란 농작물은 비소와 중금속을 포함하고 있다(Jung et al., 2001).
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