[논문]폐금속광산 지역 주민들의 요 중 비소종별 농도와 관련요인 평가

울 지; 서정욱; 김병권; 임현주; 장준영; 이철우; 조성식; 손현진; 홍영습

doi:10.5668/jehs.2020.46.6.655

[국내논문] 폐금속광산 지역 주민들의 요 중 비소종별 농도와 관련요인 평가
Urinary Arsenic Species Concentrations and Related Factors among Residents Living near Abandoned Metal Mines 원문보기

韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences, v.46 no.6, 2020년, pp.655 - 666

울 지 (동아대학교 의과대학 예방의학교실) , 서정욱 (동아대학교 중금속노출 환경보건센터) , 김병권 (동아대학교 의과대학 예방의학교실) , 임현주 (동아대학교 중금속노출 환경보건센터) , 장준영 (국립환경과학원 환경건강연구부) , 이철우 (국립환경과학원 환경건강연구부) , 조성식 (동아대학교 의과대학 직업환경의학교실) , 손현진 (동아대학교 의과대학 예방의학교실) , 홍영습 (동아대학교 의과대학 예방의학교실)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: The purpose of this study was to evaluate urinary arsenic concentrations by arsenic species and to identify related factors among local residents near abandoned metal mines in Korea. Methods: Among the subjects of the Health Survey of Residents Near Abandoned Metal Mines for 2013-2017, 664 people were enrolled in this study. Urinary arsenic species analysis was performed using ICP/MS. Result: The geometric means (95% Confidence Interval) by urinary arsenic species were 0.15 (0.13-0.17) ㎍/L for AsIII, 0.64 (0.55-0.75) ㎍/L for AsV, and 1.21 (1.05-1.40) ㎍/L for inorganic arsenic. The geometric means of urinary MMA and DMA were 1.58 (1.35-1.86) ㎍/L and 77.93 (72.61-83.63) ㎍/L, respectively, and that of organic arsenic was 83.15 (77.80-88.88) ㎍/L. The concentration of inorganic arsenic in the group using groundwater as drinking water was 1.36 (1.13-1.64) ㎍/L, which was statistically significantly higher than the 1.00 (0.80-1.25) ㎍/L in the other drinking water groups. Regarding rice consumption, the concentration of inorganic arsenic in urine in the group whose consumption was more than half rice produced in the residential area was 1.32 ㎍/L, which was statistically significantly higher than that of the 1.12 ㎍/L for the group whose consumption was less than half. Conclusion: In the analysis of the factors affecting the urinary inorganic arsenic concentration of the residents of the abandoned metal mine area, the use of groundwater as drinking water and consumption of rice produced in the residential area were considered related factors.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. LC-ICP-MS limit of detection
표 Table 2. General characteristics
표 Table 3. Distribution of urinary arsenic species concentration in participants (unit: μg/L)
표 Table 4. Urinary arsenic species concentration according to general characteristics of participants (μg/L)
표 Table 4. Continued (μg/L)
표 Table 5. Urinary arsenic species concentration according to intake of locally grown food (μg/L)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 우리나라 폐광산 지역주민을 대상으로 비소 종별 노출 수준을 평가하고 관련요인을 파악하고자 하였다.

제안 방법

설문조사는 인구학적 및 사회·경제적 특성, 중금속 취급 직업력 및 광산 관련 직업력, 흡연 및 음 주력, 질병력 및 중금속 노출과 관련된 식이습관 등으로 구성된 국립환경과학원의 표준화 설문지를 사용하였다. 설문조사는 사전에 본 연구에 관하여 충분한 교육을 받은 조사원을 통하여 개인 면담 방식으로 진행하였다.
설문조사는 사전에 본 연구에 관하여 충분한 교육을 받은 조사원을 통하여 개인 면담 방식으로 진행하였다.
(DMA)로 분리하였다. 본 연구에서 AsⅢ와 AsV 의 합을 무기비소(inorganic arsenic)로, MMA와 DMA의 합을 유기비소(organic arsenic)로, AsⅢ, AsV, MMA, DMA의 합을 무기비소 관련 유해비소 (inorganic-related arsenic species, 유해비소(hAs)) 로각각 조작적 정의하였다.
2MΩ 수준으로 정제된 3차 증류수를 사용하였다. 분석방법의 검증을 위해 표준인증물질(Certified Reference Materials, CRM)로 No. 18 (Human urine, Japan)을 사용하여 매 검사마다 측정법의 정확성을 확보하였으며, 외부정도관리 프로그램으로 G-EQUAS (German External Quality Assessment Scheme)에 참여하여 검사의 정확성과 신뢰성을 검증받았다.
액체크로마토그래피/유도결합 플라즈마 질량분석기 (HPLC/Inductively Coupled Plasma-Mass Spectro- meter; Agilent Technologies 1260 series/Agilent Technologies 7700 series ICP/MS; Agilent Technologies, CA, USA)를 이용하여 정량하였다.
4, SAS Institute, Cary, NC)를 이용하였다. 요 중 비소종별 농도가 대수 정규분포 형태를 보여 대수변환 후 geometric mean (GM), 95% confidence interval (95% CI)을 사용하였다. 각 생활특성에 따른 요 중 비소종별 농도를 비교하는 데 있어 독립 t-검정 및 분산분석(ANOVA, analysis of variance)을 실시하였다.
폐금속광산지역 주민들의 비소종별 노출 수준을 평가하고 관련요인을 파악하고자 요 중 비소 화학종 분리분석을 하였다. 폐금속광산지역 주민들의 요 중무기비소 농도에 영향을 미치는 요인으로 지하수를 식수로 사용하는 것과 거주 지역 내에서 생산된 쌀을 섭취하는 것이 관련요인으로 판단되었다.

대상 데이터

폐금속광산지역 주민건강영향조사(2013-2017) 대상자 4, 500명에 대해 hydride AAS에 의한 요 중 비소 농도를 확인하였고, 그들 중 요 중 비소 농도가 광산별로 상위 10%에 해당하거나, ATSDR의 일반인 수준인 100µg/L을 초과하는 664명의 주민을 대상자로 선정하였다.
표준물질로 Arsenous (Ⅲ), Arsenic (V)는 Sigma Aldrich (St, Louis, USA)를, Dimethlarsinic acid (DMA), Monomethyl arsonic acid (MMA)는 Chem Service (USA)을 사용하였다. Single stock solution 은 1,000µg/mL로 제조하여 –70 C에 보관하였다.
Single stock solution 은 1,000µg/mL로 제조하여 –70 C에 보관하였다. Ammonium carbonate (99.99%), Trizma base (99.9%)는 Sigma-Aldrich (Sanin Louis, Mo, USA) 를 사용하였고, Ammonium sulfate (99.5%)는 Junsei chemical (Tokyo, Japan), HNO3 (Ultrapur)는 Kanto chemical (Tokyo, Japan)을 사용하였다.
Arsenous (Ⅲ), Arsenic (V), Dimethlarsinic acid (DMA), Monomethyl arsonic acid (MMA)의 검량선 농도는 single stock solution을 1% HNO3로 희석하여 1~50µg/L로 제조하였다. 실험에 사용된 증류수는 18.
1~50µg/L로 제조하였다. 실험에 사용된 증류수는 18.2MΩ 수준으로 정제된 3차 증류수를 사용하였다. 분석방법의 검증을 위해 표준인증물질(Certified Reference Materials, CRM)로 No.

데이터처리

통계분석은 SAS (Version 9.4, SAS Institute, Cary, NC)를 이용하였다. 요 중 비소종별 농도가 대수 정규분포 형태를 보여 대수변환 후 geometric mean (GM), 95% confidence interval (95% CI)을 사용하였다.
요 중 비소종별 농도가 대수 정규분포 형태를 보여 대수변환 후 geometric mean (GM), 95% confidence interval (95% CI)을 사용하였다. 각 생활특성에 따른 요 중 비소종별 농도를 비교하는 데 있어 독립 t-검정 및 분산분석(ANOVA, analysis of variance)을 실시하였다. 모든 검정은 유의수준 5%하에서 실시되었다.

이론/모형

생체 시료 수집과 중금속 분석에 관련한 모든 절차는 Korea National Institute of Environmental Research (KNIER)의 표준 지침을 준수하였다. 요 시료는 일시뇨로 전용 Urine cup (Polypropylene)을 사용하여 중간뇨를 직접 받도록 설명하여(시료 채취 요원은 사전교육을 통해 시료 채취량 및 관리 방법을 숙지) 10mL 이상 채취한 뒤, 검사기관으로 이송 전까지 4 C에 보관하였다.

성능/효과

02µg/L이었다. AsⅢ, AsV, MMA, DMA 합인 유해비소(hAs) 농도는 89.45(84.09-95.15)µg/L 이었다.
무기비소의 경우 성별로는 남성의 경우 1.55(1.27-1.91) µg/L로서 여성의 0.98(0.82-1.18) µg/L에 비해 통계적으로 유의하게 높았으며, 연령별로는 50대 이하 1.78(1.32-2.40) µg/L, 60대 1.42(1.09-1.85) µg/L, 70 대 1.00(0.78-1.29) µg/L, 80대 이상 0.83(0.59-1.16) µg/L로 연령층이 증가할수록 요 중 무기비소 농도가 감소하는 경향으로 관찰되었다. 거주기간별로는 20년 이하가 0.
77) µg/L로서 대체적으로 거주기간이 길수록 요 중 무기비소 농도가 높아지는 경향을 보였다. 광산으로부터 거리가 0.5km 이하에서 1.97(1.47-2.64)µg/L, >0.5-1.0km 1.51(1.14-2.00) µg/L, >1.0-1.5km 0.84(0.62-1.14)µg/L, >1.5-3.0km 0.62 (0.43-0.89)µg/L, 3.0km 초과 0.90(0.55-1.47) µg/L 로 광산으로부터 거리가 멀어질수록 요 중 무기비소농도가 감소하는 뚜렷한 경향을 보였다. 광산근무 경험이 있는 군 2.
그러나 월 가구수입, 흡연유무 및 음주상태 등에 따른요 중 무기비소 농도의 뚜렷한 차이는 관찰되지 않았다. 유기비소의 경우, 여성에서 89.80(82.01-98.34) µg/ L로 남성 75.88(68.84-83.64) µg/L에 비해 통계적으로 유의하게 높았으며, 연령은 50대 이하 60.28(51.49- 70.57) µg/L, 60대 84.94(76.15-94.75) µg/L, 70대 90.66(80.68-101.87) µg/L, 80대 이상 99.22(84.30- 116.78) µg/L로 연령층이 증가할수록 요 중 유기비소 농도가 유의하게 증가하였다. 거주기간별로는 20 년 이하가 70.
19) µg/L으로 거리와의 상관성은 크지 않은 것으로 나타났다. 그 외의 특성에서 MMA 농도는 유의한 차이가 없었으나, DMA의 경우 광산 무경험 군, 월 가구수입이 낮은 군, 비흡연군, 비음주 군중에서 오히려 높은 수준이었다.
03) µg/L에 비해 통계적으로 유의하게 높았다. 또한 쌀 이외 곡류(절반 이상 99.28 µg/L, 절반 이하 77.28 µg/L), 두류(절반 이상 98.16 µg/L, 절반 이하 74.30 µg/L), 채소(절반 이상 87.59 µg/L, 절반 이하 78.13 µg/L) 섭취 비율에 따라 유의한 차이가 나타났다.
70µg/L로대폭 감소한 것으로 보고하였다. 또한 거주 지역 내에서 생산된 쌀을 섭취하는 군의 요 중 유해비소(hAs) 농도가 높았다. Cho 등(2013)의 연구에 따르면 토양과 먹는 물 지하수에서 비소가 검출된 폐금속광산 지역 주민의 요 중 비소가 대조군 지역보다 높았으며 이러한 차이는 먹는 물 지하수의 비소 농도에 따라 더욱 뚜렷하게 나타났다.
국내 연구들을 요약해 보면 한국의 환경오염 취약지역 인구 집단의 요 중 무기비소의 높은 농도는 토양과 먹는 물 지하수의 비소오염에 의한 영향으로 볼 수 있었으며 본 연구에서도 마찬가지로 지하수를 마시는 군의 무기비소가 1.36(1.13-1.64) µg/L로 그 외의 식수를 마시는 군 1.00(0.80-1.25) µg/L에 비하여 유의하게 높은 결과를 보였다(p<0.05). 또한 거주 지역 내에서 생산된 쌀을 절반 이상 섭취하는 군의 요 중 무기비소는 1.
05). 또한 거주 지역 내에서 생산된 쌀을 절반 이상 섭취하는 군의 요 중 무기비소는 1.32 µg/L로서 거주 지역 내에서 생산된 쌀을 절반 미만으로 섭취하는 군 1.12 µg/L에 비해 통계적으로 유의하게 높았다.
7µg/L로 확인되었는데 공기, 먼지 및 수질이 무기비소의 노출 원인으로 보고되었다. 이에 비하면 본 연구 대상자의 무기비소 산술평균이 5.28µg/L로 높은 수준이었고 MMAe 5배, DMAe 3배나 높았다. Zhang(2014)의 수돗물의 유해 비소가 세계 보건기구에서 권장하는 농도 10μg/ L 이하인 물을 소비하는 중국 남성을 대상으로 한 코호트 연구에서 참가자의 무기비소 및 유해비소 (hAs)의 중앙값은 각각 6.
일반적으로 비소 중독은 먹는 물 비소 농도가 100µg/L 이상의 농도 수준에 노출될 때 발생한다고 알려져 있으나 최근 저농도에서도 비소중독의 사례도 알려지고 있다. 방글라데시 여성 29명을 대상으로 비소에 만성적으로 노출된 개인에게 독성 및 발암 효과를 줄 수 있는 잠재적인 경로에 대한 연구결과, 비소의 증가가 여러암 관련 유전자 및 경로와 높은 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 그 외에도 고농도 비소노출 시 피부암, 폐암 및 방광암과 상당한 연관성이 있다고 보고되고 있다.
이는 광산지역의 폐광 이후 제거되지 않았거나 격리되지 않은 오염 물질에 장기간 노출된 가능성이 높은 것으로 보인다. 따라서 거주기간이 길어질수록, 또는 광산으로부터 거리가 가까워질수록 요 중 무기비소 농도가 높아지는 경향, 지하수를 식수로 섭취하는 군의 무기비소가 높은 점등은 폐금속광산지역이 비소노출의 취약지역임을 알 수 있다.

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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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