[논문]폐광산 인근 지역에서 생산되는 농산물의 중금속 오염도 평가

안재민; 장순영; 황향란; 박대한; 이봄내; 김샛별; 이광희

doi:10.5338/kjea.2020.39.1.2

[국내논문] 폐광산 인근 지역에서 생산되는 농산물의 중금속 오염도 평가
Risk Assessment about Heavy Metals Contamination in Agricultural Products at Abandoned Mine Area 원문보기

한국환경농학회지 = Korean journal of environmental agriculture, v.39 no.1, 2020년, pp.10 - 19

안재민 (국립농산물품질관리원 경북지원 품질관리과) , 장순영 (국립농산물품질관리원 경북지원 품질관리과) , 황향란 (국립농산물품질관리원 경북지원 품질관리과) , 박대한 (국립농산물품질관리원 경북지원 품질관리과) , 이봄내 (국립농산물품질관리원 경북지원 품질관리과) , 김샛별 (국립농산물품질관리원 경북지원 품질관리과) , 이광희 (국립농산물품질관리원 경북지원 품질관리과)

초록
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본 연구에서는 대구·경북지역 36개 폐광산 인근지역에서 생산되는 25개 농산물 1,059건에 대하여 카드뮴, 납, 비소 오염도 조사와 더불어 위험평가를 실시하였다. 정량한계는 카드뮴 0.59 ㎍/kg, 납 0.42 ㎍/kg, 총비소 0.55 ㎍/kg, 무기비소 화학종에서는 arsenite [(As(III)) 1.74 ㎍/kg], arsenate[(As(V)) 2.25 ㎍/kg]이었으며, 직선성은 모두 0.9995 이상으로 나타났고, 무기비소의 함량은 arsenite (As(III))와 arsenate(As(V))의 합으로 하였다. 평균 회수율은 카드뮴 96.3-97.7%, 납 95.8-98.2%, 총비소 96.1-98.0%, arsenite 94.8%, arsenate 115.4% 이었고, C.V.% (Coefficient of Varidation)는 모두 5% 미만으로 나타났다. 농산물의 중금속 평균 함량은 도라지 0.244±0.164 mg/kg, 대파 0.145±0.133 mg/kg, 참깨 0.124±0.136 mg/kg, 고사리 0.109±0.070 mg/kg, 취나물 0.103±0.093 mg/kg, 마늘 0.071±0.063 mg/kg의 순으로 카드뮴의 오염도가 높았고, 납은 참깨 0.040±0.085 mg/kg, 도라지 0.039±0.056 mg/kg, 고구마 0.034±0.058 mg/kg, 들깻잎 0.034±0.016 mg/kg, 호박 0.032±0.065 mg/kg, 매실 0.028±0.012 mg/kg의 순으로 높은 오염도를 보였다. 무기비소는 쌀에 한하여 조사되었는데 평균 0.082±0.035 mg/kg의 오염도를 보였다. 카드뮴의 경우 쌀 1.19×10^-1 ㎍/kg b.w./day(14.37% of PTMI), 대파 2.77×10^-2 ㎍/kg b.w./day(3.34% of PTMI), 감자 2.08×10^-2 ㎍/kg b.w./day(2.51% of PTMI), 사과 1.39×10^-2 ㎍/kg b.w./day(1.67% of PTMI), 양파 1.13×10^-2 ㎍/kg b.w./day(1.37% of PTMI)의 순이었고, 납의 경우 사과 1.29×10^-2 ㎍/kg b.w./day (2.05% of PTWI), 고구마 7.49×10^-3 ㎍/kg b.w./day (1.19% of PTWI), 쌀 7.15×10^-3 ㎍/kg b.w./day (1.14% of PTWI), 호박 5.01×10^-3 ㎍/kg b.w./day (0.79% of PTWI), 양파 4.80×10^-3 ㎍/kg b.w./day (0.76% of PTWI)의 순으로 납 노출량이 높았다. 본 연구의 조사대상 25개 품목 농산물을 모두 일시에 섭취한다고 가정하였을 경우, 카드뮴은 PTMI 대비 28.21%, 납은 PTWI 대비 7.94%, 무기비소는 쌀 단일품목에 한해 PTWI 대비 15.16%의 위해도를 보임으로써, 본 연구에서 진행하였던 중금속에 대한 인체 위해정도는 우려할 수준이 아닌 것으로 확인되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

BACKGROUND: This study was to carry out risk assessment of contamination of cadmium (Cd), lead (Pb), and inorganic arsenic (I-As) in agricultural products of 25 crops from the abandoned mine areas. The 36 typical investigation sites located in Gyeongbuk provincial area were selected by considering the heavy metal levels, that had been known that the amount of the heavy metals exceeded the contamination level based on the previous survey. METHODS AND RESULTS: Cadmium, lead, and total arsenic (T-As) concentrations were determined using microwave device and ICP-MS. Inorganic arsenic was determined by HPLC-ICP-MS. The limits of quantification for heavy metals were 0.59 ㎍/kg for Cd, 0.42 ㎍/kg for Pb, 0.55 ㎍/kg for T-As, and sum of As (III) (1.74 ㎍/kg) and As (V) (2.25 ㎍/kg) for I-As, respectively. The contents of Cd, Pb, and I-As (only rice) were N.D.-0.958 mg/kg, N.D.-0.227 mg/kg, and 0.082 mg/kg, respectively, in the agricultural products. For risk assessment, dietary exposures of heavy metals through usual intake were 5.20×10-4-7.15×100 ㎍/day for Cd, 7.00×10-5-7.75×10-1 ㎍/day for Pb, and 1.17×101 ㎍/day for I-As, taking 0.01-14.37%, 0.01-2.05%, and 15.16% as risk indices, respectively. CONCLUSION: It requires to consider the critical levels of heavy metals in agricultural products due to unexpectedly high levels in a few places, while concentrations of heavy metals in the samples were relatively low in most areas.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 대구⋅경북지역의 36개 폐광산 인근 지역에서 생산되는 25개 품목 농산물에 대해 중금속 오염도 조사와 더불어 위험평가를 통해 안전한 농산물의 생산과 유통에 기여될 수 있도록 본 연구를 수행하게 되었다.

제안 방법

노출량 평가는 국민건강영양조사 자료(2016)를 근거로 우리나라 국민들이 일상적인 수준에서 식품을 섭취할 경우 카드뮴, 납, 무기비소에 노출되는 수준을 확인하였다. 일일 식이 섭취량은 쌀이 143.
무기비소의 잠정주간섭취허용량은 2010년에 15 μg/kg b.w./week가 철회된 후로 지금까지 재설정되지 않아 이전의 PTWI값을 사용하여 위해정도를 확인하였다(JECFA, 2010).
본 연구대상 농산물에 대한 중금속 위험평가는 식품위생법 시행령 제4조(위해평가의 대상 등) 1항(대통령령 제29973호)및 Codex의 ‘식품안전성 위해평가역할에 관한 원칙’에 따라 4단계로 구분하여 위험성확인, 위험성결정, 노출평가, 위해도결정의 순으로 수행하였다.
본 연구에서 식품섭취로 인한 카드뮴, 납, 무기비소의 위험평가는 JECFA, ASDTR 등에서 보고된 독성자료를 근거로 위험평가를 진행하였다. 카드뮴은 국제암연구소(IARC)에서 Group 1 (인체 발암유발 물질)로 분류하여 관리하고 있으며, 2000년에 잠정주간섭취허용량인 PTWI를 7 μg/kg b.
본 연구에서는 대구⋅경북지역 36개 폐광산 인근지역에서 생산되는 25개 농산물 1,059건에 대하여 카드뮴, 납, 비소 오염도 조사와 더불어 위험평가를 실시하였다.
최근 크롬, 비소, 수은 등과 같이 무기원소를 구성하고 있는 종(species)에 따른 독성 차이로, 정확한 위험평가를 위해서는 반드시 선택적인 종의 분리를 통한 정량이 이루어져야 한다[14]. 비소 또한 종의 분리를 통한 독성 평가가 필요하므로, 국제적으로 주로 활용되고 있는 분석방법인 HPLC (High Performance Liquid Chromatography)로 화학종을 분리하고 검출기로 ICP-MS를 결합한 형태인 HPLC-ICP-MS(HighPerformance Liquid Chromatography coupled with Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)를 이용하여 arsenite [As(Ⅲ)]와 arsenate [As(Ⅴ)]를 분리 정량하였다[13]. 비소 화학종의 추출을 위한 용매 선택에서 추출과정중에 서로 화학종간의 변환이 일어나지 않아야하므로, 본 연구에서는 식품의약품안전처 ‘식품의 기준 및 규격’에 고시되어있는 분석방법인 malonic acid를 이용한 추출 시험법으로 무기비소를 정량하였으며(식품의 기준 및 규격; MFDS, 2016), 기기분석 조건은 Table 4와 같다.
0%)를 매질로 10 mg/L로 혼합 희석하여 working solution으로 사용하였고, 매번 분석시 standard solution을 조제하여 분석에 활용하였다. 비소 화학종 분리를 위하여 HPLC에서 사용된 이동상과 비소화학종 추출을 위한 용매로 추출과정에서 비소 화학종간의 이동이 없고 효율이 좋은 5 mM malonic acid를 사용하였다 [5, 13],(MFDS, 2017). 중금속 분석법의 유효성 검증을 위한 정확도와 정밀도는 시판되는 인증표준물질(CRM, Certified Reference Materials)을 구입하여 사용하였다.
무기원소인 카드뮴, 납, 비소의 함량을 측정하기 위해서는 ICP (Inductively Coupled Plasma Spectrometer)등을 활용한 기기분석 이전에 분석에 방해가 되는 다양한 유기물질들을 질산과 같은 강산을 이용하여 반드시 제거시켜야 한다. 시료 1.0 g을 정확히 취하여 microwave용 테프론 용기에 넣고 70% 질산 10 mL를 첨가 후 흄 제거 등을 위해 분해용기를 heating block 장비(ED 16, LabTech, USA)에서 85℃, 30분간 예비분해를 진행한 후, 과산화수소 1 mL를 첨가하고 microwave digestion system으로 유기물을 완전히 분해하였다(Table 2). 분해가 끝나고 30분간 상온으로 냉각 후 다시 heating block 장비를 이용하여 120℃에서 약 4시간 동안 최종 분해액이 1 mL가 될 때까지 농축시켰다.
시료 수거는 ‘농산물 등의 안전성조사 업무처리요령(식품의약품안전처고시 제2019-5호)’을 참고하여 분석 시료의 대표성 확보를 위해 최소 1-3 kg 이상을 품목명과 수거지역을 표시한 폴리에틸렌(P.E.) 봉투에 신속히 운반 및 처리하여 보관하였다.
9995 이상으로 본 연구를 위한 적합한 시험법임을 확인하였다(Table 5). 시험법에 대한 신뢰성 확보를 위하여 인증표준물질(CRM, Certified Reference Materials)인 카드뮴 및 납; KRISS 108-01-006(Wheat Flour, Korea), KRISS 108-05-005 (Tomato Paste,Korea), 총비소 및 무기비소; NIST 1568b (Rice Flour, USA)와 NMIJ 7532-a (Rice Flour, Japan)를 통해 회수율과 정확도를 확인하였다. 카드뮴, 납, 총비소 및 비소 화학종에 대한 평균 회수율은 카드뮴 96.
잔류물의 희석배수가 최종적으로 20배(약 20 g)가 되도록 3차 증류수를 이용하여 중량법으로 정용한 다음 0.45 μm 필터로 여과 후 기기분석에 사용하였다.
중금속 분석에 필요한 분석기기의 검출한계(Limit of Detection, LOD)와 정량한계(Limit of Quantitation, LOQ)는 반응의 표준편차와 검량곡선의 기울기에 근거하여 산출하였는데, LOQ 수준의 2배 농도와 10배 농도의 표준용액을 7회 반복 측정한 평균값으로 검량 y를 작성하여 계산하였다.
중금속 함량은 ‘식품의 기준 및 규격(2018)’에 중금속 기준이 설정되어 있는 쌀에 대해서는 3성분(카드뮴, 납, 무기비소), 쌀 이외의 농산물에 대해서는 2성분(카드뮴, 납)을 분석하였다.
45 μm 필터로 여과 후 기기분석에 사용하였다. 최근에는 낮은 기기검출한계와 높은 재현성을 유지하기 위하여 유도결합플라즈마질량분석기(Inductiely Coupled Plasma-Mass Spectrometer,ICP/MS)를 주로 사용하고 있는데, 본 연구에서도 ICP-MS(Agilent 7700, USA)를 이용하여 카드뮴, 납, 비소를 정량하였으며, 기기분석 조건은 Table 3과 같다. 표준용액은 원자분광분석용 카드뮴, 납, 비소 표준원액(Merck, Germany) 1,000mg/L를 5% 질산 용액으로 희석하여 1차로 10.
카드뮴, 납, 무기비소의 위험평가는 각 중금속의 평균 함량에 질병관리본부에서 발간한 ‘국민건강영양조사’ 자료를 활용(Korea Centers for Disease Control & Prevention, 2016)하여 섭취량과 평균 체중을 이용하여 평가하였다.
) 재질을 사용하였는데, 5% 질산에 24시간 침지시키고 3차 증류수로 충분히 세척한 후 건조하여 사용하였다. 카드뮴, 납, 총비소의 분석을 위하여 표준 원액 1,000 mg/L (Merck, Darmstadt, Germany)을 5% 질산을 이용하여 10 mg/L로 혼합 희석하여 working solution으로 사용하였고, 매번 분석시 standard solution을 조제하여 사용하였다. 무기비소(arsenite와 arsenate의 합)의 정량 분석을 위해서 arsenite (High-Purity Standards, USA), arsenate(High-Purity Standards, USA) 1,000 mg/L의 표준용액을 각각 사용하였는데, pH 5.
카드뮴은 국제암연구소(IARC)에서 Group 1 (인체 발암유발 물질)로 분류하여 관리하고 있으며, 2000년에 잠정주간섭취허용량인 PTWI를 7 μg/kg b.w.으로 설정하였으나(WHO, 2000), 2010년 JECFA 제73차 회의에서 카드뮴은 납이나 비소와는 달리 생물학적 반감기가 길어1주일간의 섭취량 보다는 1개월의 섭취 수준으로 고려하는 것이 합당하다고 판단되어 PTMI를 25 μg/kg b.w./month로 설정하였다(JECFA, 2010).
표준용액에 대한 검량곡선의 직선성은 카드뮴, 납, 총비소 및 무기비소 화학종에 대한 각각의 표준용액을 조제하여 분석기기의 상관계수로 확인하였다. 분석결과의 정확도 확인을 위한 회수율 시험은 시판되는 인증표준물질(Certified Reference Materials)을 이용하여 분석시료와 동일한 분석방법으로 전처리한 후 분석기기로 3회 반복하여 측정하였고, 정밀성은 분석결과의 C.
표준용액은 원자분광분석용 카드뮴, 납, 비소 표준원액(Merck, Germany) 1,000mg/L를 5% 질산 용액으로 희석하여 1차로 10.0 mg/kg혼합 working solution을 조제한 후, 매번 측정시마다 추가로 희석하여 1.0, 5.0, 10.0, 25.0, 50.0 μg/kg이 되도록 standard solution을 조제하여 사용하였다.
, USA)를 활용하여 3차 식품코드에 따라 식품섭취량을 산출하였다. 품목별 식이섭취를 통한 중금속 노출량을 산출한 후 카드뮴은 국제식량농업기구/세계보건기구 합동식품첨가물전문가위원회(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA)에서 설정한 잠정월간섭취허용량(Provisional Tolerable Monthly Intake, PTMI)과 대비하여 평가하였고, 납은 잠정주간섭취 허용량(Provisional Tolerable Weekly Intake, PTWI)이 2010년 철회 후 지금까지 별도의 PTWI가 없어 철회 이전 값을 사용하였다(JECFA, 2010). 무기비소의 잠정주간섭취허용량은 2010년에 15 μg/kg b.

대상 데이터

국립농산물품질관리원의 ‘농산물 중금속 안전성조사 계획’을 근거로 휴⋅폐광산 주변 오염 농경지에서 생산된 농산물을 수확 10일전 생산농가에 직접 방문하여 수거한 후 검체로 사용하였다(Table1).
카드뮴, 납, 총비소의 분석을 위하여 표준 원액 1,000 mg/L (Merck, Darmstadt, Germany)을 5% 질산을 이용하여 10 mg/L로 혼합 희석하여 working solution으로 사용하였고, 매번 분석시 standard solution을 조제하여 사용하였다. 무기비소(arsenite와 arsenate의 합)의 정량 분석을 위해서 arsenite (High-Purity Standards, USA), arsenate(High-Purity Standards, USA) 1,000 mg/L의 표준용액을 각각 사용하였는데, pH 5.6으로 조제된 5 mM malonic acid (Sigma Aldrich, USA, 99.0%)를 매질로 10 mg/L로 혼합 희석하여 working solution으로 사용하였고, 매번 분석시 standard solution을 조제하여 분석에 활용하였다. 비소 화학종 분리를 위하여 HPLC에서 사용된 이동상과 비소화학종 추출을 위한 용매로 추출과정에서 비소 화학종간의 이동이 없고 효율이 좋은 5 mM malonic acid를 사용하였다 [5, 13],(MFDS, 2017).
본 연구를 위해 사용된 모든 시약은 특급으로 구입하여 사용하였고, 시료의 산 분해를 위해 반도체급 70% 질산(Dongwoo Fine-Chem, Korea)과 분해 보조제로 30% 과산화수소(Dong woo Fine-Chem, Korea)를 사용하였다. 실험에 사용된 증류수는 Milli-Q ultrapure water purification system(Millipore Co.
본 연구의 진행을 위한 조사대상 농산물은 2014년부터 2018년까지 5년에 걸쳐 대구⋅경북지역 폐광산 인근에서 생산된 쌀(조곡상태로 수거하여 제현 후 백미로 가공), 고추,배추, 감자, 옥수수 등 우리나라 국민들이 주로 섭취하는 다소비 농산물 25개 품목 1,059건으로 하였다.
2 MΩ⋅cm 수준으로 정제된 3차 증류수를 사용하였다. 실험에 사용된 모든 초자는 폴리에틸렌(P.E.) 재질을 사용하였는데, 5% 질산에 24시간 침지시키고 3차 증류수로 충분히 세척한 후 건조하여 사용하였다. 카드뮴, 납, 총비소의 분석을 위하여 표준 원액 1,000 mg/L (Merck, Darmstadt, Germany)을 5% 질산을 이용하여 10 mg/L로 혼합 희석하여 working solution으로 사용하였고, 매번 분석시 standard solution을 조제하여 사용하였다.
4%) 상태로 가공하여 본 실험재료로 사용하였다. 실험에 사용된 시료는 시료균질기(Hadde VCM-41, Sweden)로 균질화하여 사용하였고, 사용 후 남은 시료는 품목명칭 등을 표기한 PE용기에 담아 3개월간 -20℃ 냉동 보관 후 폐기하였다. 중금속 함량은 ‘식품의 기준 및 규격(2018)’에 중금속 기준이 설정되어 있는 쌀에 대해서는 3성분(카드뮴, 납, 무기비소), 쌀 이외의 농산물에 대해서는 2성분(카드뮴, 납)을 분석하였다.
실험에 사용된 증류수는 Milli-Q ultrapure water purification system(Millipore Co., Massachusetts, USA)에 의해 18.2 MΩ⋅cm 수준으로 정제된 3차 증류수를 사용하였다.
중금속 시험재료(농⋅임산물)｣에 준하여 가식부를 원칙으로 사용하였으며, ｢농산물 중 중금속 검사를 위한 검체 손질 실무해설서(식품의약품안전처, 2014)｣를 참고하여 검체를 손질하여 실험에 사용하였다. 쌀 시료의 준비는 제현기(FC-2K, Tokyo, Japan)를 이용하여 조곡상태에서 왕겨를 제거한 현미로 제현한 후, 500 g 이상을 취하여 정미기(MC-90A, Tokyo, Japan)로 백미(12분도, 현백률 90.4%) 상태로 가공하여 본 실험재료로 사용하였다. 실험에 사용된 시료는 시료균질기(Hadde VCM-41, Sweden)로 균질화하여 사용하였고, 사용 후 남은 시료는 품목명칭 등을 표기한 PE용기에 담아 3개월간 -20℃ 냉동 보관 후 폐기하였다.
비소 화학종 분리를 위하여 HPLC에서 사용된 이동상과 비소화학종 추출을 위한 용매로 추출과정에서 비소 화학종간의 이동이 없고 효율이 좋은 5 mM malonic acid를 사용하였다 [5, 13],(MFDS, 2017). 중금속 분석법의 유효성 검증을 위한 정확도와 정밀도는 시판되는 인증표준물질(CRM, Certified Reference Materials)을 구입하여 사용하였다.
중금속 시험재료(농⋅임산물)｣에 준하여 가식부를 원칙으로 사용하였으며, ｢농산물 중 중금속 검사를 위한 검체 손질 실무해설서(식품의약품안전처, 2014)｣를 참고하여 검체를 손질하여 실험에 사용하였다.

데이터처리

표준용액에 대한 검량곡선의 직선성은 카드뮴, 납, 총비소 및 무기비소 화학종에 대한 각각의 표준용액을 조제하여 분석기기의 상관계수로 확인하였다. 분석결과의 정확도 확인을 위한 회수율 시험은 시판되는 인증표준물질(Certified Reference Materials)을 이용하여 분석시료와 동일한 분석방법으로 전처리한 후 분석기기로 3회 반복하여 측정하였고, 정밀성은 분석결과의 C.V. (Coefficient of Variation, %)로 확인하였다.
카드뮴, 납, 무기비소의 위험평가는 각 중금속의 평균 함량에 질병관리본부에서 발간한 ‘국민건강영양조사’ 자료를 활용(Korea Centers for Disease Control & Prevention, 2016)하여 섭취량과 평균 체중을 이용하여 평가하였다. 원시자료로부터 식품별 섭취량을 얻기 위해 통계프로그램인 SPSS (ver 14.0, SPSS Inc., USA)를 활용하여 3차 식품코드에 따라 식품섭취량을 산출하였다. 품목별 식이섭취를 통한 중금속 노출량을 산출한 후 카드뮴은 국제식량농업기구/세계보건기구 합동식품첨가물전문가위원회(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA)에서 설정한 잠정월간섭취허용량(Provisional Tolerable Monthly Intake, PTMI)과 대비하여 평가하였고, 납은 잠정주간섭취 허용량(Provisional Tolerable Weekly Intake, PTWI)이 2010년 철회 후 지금까지 별도의 PTWI가 없어 철회 이전 값을 사용하였다(JECFA, 2010).
카드뮴, 납, 무기비소 시험법 검증을 위한 검출한계(Limit of Detection, LOD)와 정량한계(Limit of Quantitation,LOQ)는 LOQ 2배 수준과 LOQ 10배 수준의 표준용액을 7회 반복 측정한 평균값에 대해 표준편차와 기울기를 이용하여 산출하였다. 정량한계는 카드뮴 0.

이론/모형

비소 화학종의 추출을 위한 용매 선택에서 추출과정중에 서로 화학종간의 변환이 일어나지 않아야하므로, 본 연구에서는 식품의약품안전처 ‘식품의 기준 및 규격’에 고시되어있는 분석방법인 malonic acid를 이용한 추출 시험법으로 무기비소를 정량하였으며(식품의 기준 및 규격; MFDS, 2016), 기기분석 조건은 Table 4와 같다.

성능/효과

2). 25개 품목 농산물을 모두 일시에 섭취한다고 가정하였을 경우 카드뮴은 PTMI 대비 28.21%, 납은 PTWI 대비 7.94%, 무기비소는 쌀 단일품목에 한해 PTWI 대비 15.16%의 위해도를 보임으로써, 본 연구에서 진행하였던 중금속에 대한 인체 위해정도는 우려할 수준이 아닌 것으로 확인되었다.
본 연구의 대상 농산물인 쌀 등 25개 품목 1,059건에 대한 카드뮴, 납, 총비소의 평균함량은 Table 8에 나타내었다. 25개 품목에 대한 카드뮴 평균 함량은 0.003-0.244 mg/kg, 납 평균 함량은 N.D.-0.040 mg/kg이었다. 쌀 단일품목에 대한 총비소 평균 함량은 0.
납의 노출량은 카드뮴과는 달리 사과가 7.75×10-1 μg/day(1.29×10-2 μg/kg b.w./day; 2.05% of PTWI)로 가장 높았고, 고구마 4.49×10-1 μg/day (7.49×10-3 μg/kg b.w./day;1.19% of PTWI), 쌀 4.29×10-1 μg/day (7.15×10-3 μg/kgb.w./day; 1.14% of PTWI), 호박 3.01×10-1 μg/day(5.01×10-3 μg/kg b.w./day; 0.79% of PTWI), 양파2.88×10-1 μg/day (4.80×10-3 μg/kg b.w./day; 0.76% of PTWI)의 순으로 높았는데(Table 9), 노출량 평가에서 사과의 납 오염도는 0.013±0.016 mg/kg이라는 낮은 수준에도 불구하고 높은 식이섭취량으로 인해 상대적으로 높은 노출량을 보이는 것으로 판단된다.
농산물의 중금속 평균 함량은 도라지 0.244±0.164 mg/kg, 대파 0.145±0.133 mg/kg, 참깨0.124±0.136 mg/kg, 고사리 0.109±0.070 mg/kg, 취나물0.103±0.093 mg/kg, 마늘 0.071±0.063 mg/kg의 순으로 카드뮴의 오염도가 높았고, 납은 참깨 0.040±0.085 mg/kg,도라지 0.039±0.056 mg/kg, 고구마 0.034±0.058 mg/kg, 들깻잎 0.034±0.016 mg/kg, 호박 0.032±0.065 mg/kg, 매실0.028±0.012 mg/kg의 순으로 높은 오염도를 보였다.
또한, 국제적 신뢰수준을 확인하기 위하여 영국 식품환경연구청(The Food and Environment Research Agency, FERA)에서 운영하는 국제숙련도 프로그램인 FAPAS (Food Analysis Performance Assessment Scheme)에 참여하여 z-score를 확인한 결과 카드뮴, 납, 총비소 및 무기비소 모두 ±0.5 이내로 우수하게 나타났다(Table 7).
또한, 카드뮴, 납, 총비소 및 무기비소의 직선성은 1.0, 5.0, 10.0, 25.0, 50.0 μg/kg의 농도에서 진행하였는데, R2의 값은 각 원소 모두 0.9995 이상으로 본 연구를 위한 적합한 시험법임을 확인하였다(Table 5).
16%의 노출량을 보였다. 본 연구 대상농산물 25품목에 대한 카드뮴의 전체 노출 기여율은 쌀이51%로 가장 높았고, 대파 12%, 감자 9%, 사과 6%, 양파5%의 순으로 나타났으며(Fig. 1), 납은 사과가 26%로 가장 높았고, 고구마 11%, 쌀 11%, 호박 8%, 양파 7%의 순으로 높은 기여율을 보였다(Fig. 2). 25개 품목 농산물을 모두 일시에 섭취한다고 가정하였을 경우 카드뮴은 PTMI 대비 28.
76% of PTWI)의 순으로 납 노출량이 높았다. 본 연구의 조사대상 25개 품목 농산물을 모두 일시에 섭취한다고 가정하였을 경우, 카드뮴은 PTMI 대비 28.21%, 납은 PTWI 대비 7.94%, 무기비소는 쌀 단일품목에 한해 PTWI대비 15.16%의 위해도를 보임으로써, 본 연구에서 진행하였던 중금속에 대한 인체 위해정도는 우려할 수준이 아닌 것으로 확인되었다.
쌀 단일품목에 대한 총비소 평균 함량은 0.120±0.054 mg/kg으로 나타났는데, 쌀에 대해서는 총비소의 평균 함량이 카드뮴과 납에 비해 상대적으로 높은 오염도를 보였다.
쌀의 무기비소 함량은 HPLC-ICP-MS를 이용하여 분석하였으며, 평균 0.082±0.035 mg/kg [As(Ⅲ) 0.078±0.031mg/kg, As(Ⅴ) 0.013±0.009 mg/kg], 중간값은 0.076mg/kg, 극단값은 0.144 mg/kg, 최대값은 0.211 mg/kg,최소값은 불검출(N.D.)로 확인되었다.
노출량 평가는 국민건강영양조사 자료(2016)를 근거로 우리나라 국민들이 일상적인 수준에서 식품을 섭취할 경우 카드뮴, 납, 무기비소에 노출되는 수준을 확인하였다. 일일 식이 섭취량은 쌀이 143.09 g/day로 가장 높았고, 사과 59.64g/day, 양파 26.18 g/day, 감자 21.56 g/day, 무 19.73g/day의 순으로 많이 섭취하고 있는 것으로 나타났다(Table9). 카드뮴의 노출량은 쌀 7.
정량한계는 카드뮴 0.59 μg/kg, 납 0.42 μg/kg, 총비소 0.55 μg/kg, 무기비소 화학종에서는 arsenite [(As(Ⅲ)) 1.74 μg/kg], arsenate[(As(Ⅴ)) 2.25 μg/kg]이었으며, 직선성은 모두 0.9995 이상으로 나타났고, 무기비소의 함량은 arsenite (As(Ⅲ))와 arsenate(As(Ⅴ))의 합으로 하였다.
시험법에 대한 신뢰성 확보를 위하여 인증표준물질(CRM, Certified Reference Materials)인 카드뮴 및 납; KRISS 108-01-006(Wheat Flour, Korea), KRISS 108-05-005 (Tomato Paste,Korea), 총비소 및 무기비소; NIST 1568b (Rice Flour, USA)와 NMIJ 7532-a (Rice Flour, Japan)를 통해 회수율과 정확도를 확인하였다. 카드뮴, 납, 총비소 및 비소 화학종에 대한 평균 회수율은 카드뮴 96.3-97.7%, 납 95.8-98.2%, 총비소 96.1-98.0%, arsenite 94.8%, arsenate 115.4% 이었고, C.V.% (Coefficient of Varidation)는 모두 5% 미만으로 AOAC (AOAC International, 2002)와 U.S. FDA의 중금속 시험법 기준[17]을 만족하였다(Table 6). 또한, 국제적 신뢰수준을 확인하기 위하여 영국 식품환경연구청(The Food and Environment Research Agency, FERA)에서 운영하는 국제숙련도 프로그램인 FAPAS (Food Analysis Performance Assessment Scheme)에 참여하여 z-score를 확인한 결과 카드뮴, 납, 총비소 및 무기비소 모두 ±0.
카드뮴의 노출량은 쌀 7.15×100 μg/day (1.19×10-1 μg/kg b.w./day; 14.37% of PTMI), 대파 1.66×100 μg/day(2.77×10-2 μg/kg b.w./day; 3.34% of PTMI), 감자1.25×100 μg/day (2.08×10-2 μg/kg b.w./day; 2.51% of PTMI), 사과 8.35×10-1 μg/day (1.39×10-2 μg/kg b.w./day;1.67% of PTMI), 양파 6.81×10-1 μg/day (1.13×10-2 μg/kg b.w./day; 1.37% of PTMI)의 순으로 나타났는데, 이는 쌀, 감자, 사과 등 식이섭취량이 높은 품목에 대해 카드뮴노출량 또한 높은 비율을 보이는 것으로 확인되었다(Table 9).
9995 이상으로 나타났고, 무기비소의 함량은 arsenite (As(Ⅲ))와 arsenate(As(Ⅴ))의 합으로 하였다. 평균 회수율은 카드뮴 96.3-97.7%,납 95.8-98.2%, 총비소 96.1-98.0%, arsenite 94.8%, arsenate 115.4% 이었고, C.V.% (Coefficient of Varidation)는 모두 5% 미만으로 나타났다. 농산물의 중금속 평균 함량은 도라지 0.
품목별로는 도라지 0.244±0.164mg/kg, 대파 0.145±0.133 mg/kg, 참깨 0.124±0.136mg/kg, 고사리 0.109±0.070 mg/kg, 취나물 0.103±0.093mg/kg, 마늘 0.071±0.063 mg/kg의 순으로 카드뮴의 평균 함량이 높았고, 납의 경우에는 참깨 0.040±0.085 mg/kg, 도라지 0.039±0.056 mg/kg, 고구마 0.034±0.058 mg/kg, 들깻잎 0.034±0.016 mg/kg, 호박 0.032±0.065 mg/kg, 매실0.028±0.012 mg/kg의 수준으로 높게 나타났다.

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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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