[논문]서울시 초등학교 실내 먼지 중 프탈레이트 오염실태 조사

이영선; 최인자

doi:10.5668/jehs.2020.46.5.548

서울시 초등학교 실내 먼지 중 프탈레이트 오염실태 조사
Phthalates Contamination in Indoor Dust in Elementary Schools in Seoul: A Pilot Study 원문보기

韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences, v.46 no.5, 2020년, pp.548 - 554

이영선 (원진재단부설 노동환경건강연구소) , 최인자 (원진재단부설 노동환경건강연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: This study is to examine the polyvinyl chloride (PVC) materials in elementary school classrooms and libraries in Seoul, and to investigate phthalate contamination in indoor dust. Methods: PVC material was identified for building materials and furniture using portable x-ray fluorescence (XRF). Phthalates in dust samples (n=19) were extracted by ultrasonic extraction using cyclohexane and analyzed by GC-MS. Results: Diethyl phthalate (DEP), di-n-butyl phthalate (DBP), and Bis (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) were found in all collected dust samples (n=19), and diisonyl phthalate (DINP) was detected in all except for one sample (n=18). The concentration of DEHP (median: 2190 mg/kg) and DINP (2960 mg/kg) were higher than other compounds, suggesting that there are many products in the school that used these compounds. When comparing the phthalate concentration in the classroom (n=11) and library dust (n=8), the total concentration in the classroom (median: 10000 mg/kg) was higher than that in the library (8030 mg/kg). DEHP was the dominant compound in the library. The library is relatively more equipped with PVC furniture (n=83) and most floors are also identified as PVC material, suggesting that floors and furniture made of PVC materials are main sources of DEHP contamination. Conclusions: This study is a pilot survey for investigating phthalate contamination in elementary schools. As a result of the survey, phthalate contamination in elementary school was confirmed. However, further study requires risk assessment of children through analysis of phthalate metabolites in children based on sufficient number of samples and information about the site.

주제어

표/그림 (4)

표 Table 1. Summary of analytical parameters of GC/MS
표 Table 2. Identification of PVC material for wall, floor and furniture of elementary school (n=11) using portable XRF
표 Table 3. Total concentrations of phthalates and comparison of phthalates concentrations in dust collected from classroom and library (unit: mg/kg)
표 Table 4. Comparison of median concentrations of phthalates in dust collected from schools and kindergartens cited in the previous study (unit: mg/kg)

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

^9,14)그러나 어린이가 집을 제외하고 가장 긴 시간을 보내는 장소인 초등학교 활동공간에 대한 프탈레이트 오염실태 조사는 부족하다. 따라서, 본 연구에서는 서울시 초등학교 교실과 도서관 등의 실내환경 중 먼지 중 프탈레이트의 농도를 측정하였고, 프탈레이트의 오염원을 확인하기 위해 건축재와 가구류 등의 PVC 재질 여부를 확인하였다.
어린이는 초등학교 내에서 규제 대상에 포함되지 않는 가구류와 바닥재 등의 건축재로부터 프탈레이트가 노출될 위험이 있으며 이에 따른 추가적인 조사 및 규제가 필요하다. 본 연구는 초등학교 내 프탈레이트 오염실태 조사를 위한 예비조사이다. 조사 결과, 현재 초등학교 내 프탈레이트 오염실태를 확인하였다.

제안 방법

먼지시료 채취와 동일한 날에 교실과 도서관에서 휴대용 X-선 형광분석기(portable x-ray fluorescence, XRF, Innov-X, Olympus, USA)를 이용하여 건축재와 가구류를 중심으로 PVC 재질 여부를 측정하였다. 건축재는 벽재, 바닥재, 창틀 및 출입문 등을 공통적으로 측정하였고, 가구류는 교실에서는 어린이용 책상 및 의자, 사물함, 교사용 책상 및 의자, 책장, 서랍장 중심으로, 도서관에서는 책장, 책상, 수납장, 쇼파, 의자 등을 중심으로 측정하였다. 측정제품에서 염소(Cl) 함유량이 1% 이상인 경우 PVC 재질로 판단하였다.
도서관에서의 DEHP의 높은 농도는 PVC 재질의 바닥재가 주요 오염원으로 추정된다. 그뿐만 아니라 교실과 도서관에서 많은 PVC 가구류가 확인되어 어린이활동공간 환경안전진단에 프탈레이트와 같은 내분비계 장애물질의 관리의 필요성을 확인하였다. 어린이는 초등학교 내에서 규제 대상에 포함되지 않는 가구류와 바닥재 등의 건축재로부터 프탈레이트가 노출될 위험이 있으며 이에 따른 추가적인 조사 및 규제가 필요하다.
먼지시료 채취와 동일한 날에 교실과 도서관에서 휴대용 X-선 형광분석기(portable x-ray fluorescence, XRF, Innov-X, Olympus, USA)를 이용하여 건축재와 가구류를 중심으로 PVC 재질 여부를 측정하였다. 건축재는 벽재, 바닥재, 창틀 및 출입문 등을 공통적으로 측정하였고, 가구류는 교실에서는 어린이용 책상 및 의자, 사물함, 교사용 책상 및 의자, 책장, 서랍장 중심으로, 도서관에서는 책장, 책상, 수납장, 쇼파, 의자 등을 중심으로 측정하였다.
전처리된 시료는 GC/MS (GCMS-QP2010 Ultra, SHIMADZU, Japan) SIM (Selected ion monitoring)모드로 분석하였다. 컬럼은 Rtx-5MS (30 m×0.
이러한 결과를 통해 초등학교 내에서 규제대상에 속하지 않는 PVC재질의 가구류와 바닥재가 여전히 사용되고 있어 어린이가 프탈레이트에 노출될 가능성이 있으며 어린이활동공간에 관한 프탈레이트의 관리가 필요하다고 판단된다. 정확한 오염원 추정을 위해 Spearman 상관분석을 사용한 교실과 도서관의 먼지 중 프탈레이트 농도와 PVC 가구류 수 사이에는 유의한 상관성은 보이지 않아 별도로 결과를 제시하지 않았다. 이는 본 연구의 조사대상 초등학교의 수가 너무 작고, 건축연도 및 개정연도, 측정장소의 면적 등 환경요인 조사가 제대로 이루어지지 않아서 충분한 분석이 불가능했기 때문인 것으로 사료된다.
추출용액은 원심분리기를 이용해 2000 rpm에서 20분간 원심분리시킨 다음, 상등액 1mL를 분주하여 내부표준물질, benzyl benzoate 10 μL를 첨가하여 GC/MS로 분석하였다.

대상 데이터

2019년 6월부터 7월까지 서울시 소재 초등학교 11곳을 방문하였다. 먼지 시료는 교실과 도서관에서 각각 1개씩 채취하였다.
미리 준비한 깨끗한 붓을 이용하여 채취하거나 각 공간에서 사용하는 진공청소기에 모인 먼지를 polypropylene (PP) 재질의 비닐백에 담아 실험실로 가져왔다. 교실 먼지는 11개 학교에서 모두 채취하였으며, 도서관 먼지는 먼지 양이 적어서 8개 학교에서만 채취하였다.
9%)는 Fluka (Honeywell, Charlotte, NC, USA)에서 구입하였다. 내부표준물질로 사용된 benzyl benzoate (BBz)는 Sigma-Aldrich (Merck, Darmstadt, Germany)에서 구입하였다. 추출용매로 사용된 cyclohexane은 J.
2019년 6월부터 7월까지 서울시 소재 초등학교 11곳을 방문하였다. 먼지 시료는 교실과 도서관에서 각각 1개씩 채취하였다. 미리 준비한 깨끗한 붓을 이용하여 채취하거나 각 공간에서 사용하는 진공청소기에 모인 먼지를 polypropylene (PP) 재질의 비닐백에 담아 실험실로 가져왔다.
분석 대상 물질은 프탈레이트 8종이며, dimethyl phthalate (DMP), Diethyl phthalate (DEP), DBP, BBP, DEHP, DNOP가 포함된 EPA phthalate ester Mix (P/N: CRM48805)는 SUPELCO (Merck, Darmstadt, Germany)에서, DINP (≥99%)는 Sigma-Aldrich (Merck, Darmstadt, Germany)에서, DIDP (99.9%)는 Fluka (Honeywell, Charlotte, NC, USA)에서 구입하였다.
내부표준물질로 사용된 benzyl benzoate (BBz)는 Sigma-Aldrich (Merck, Darmstadt, Germany)에서 구입하였다. 추출용매로 사용된 cyclohexane은 J.T Baker (Avantor, Radnor, PA, USA)에서 구입하였다.
컬럼은 Rtx-5MS (30 m×0.25 μm ×0.25 mm, RESTEK, U.S)를 사용하였다.

데이터처리

, Chicago, USA) 프로그램을 사용하였다. Shapiro-Wilk 정규성 검정을 통한 정규분포 여부 확인 결과 정규분포를 따르지 않기 때문에 먼지 중 농도는 로그로 변환시킨 후에 독립표본 t검정을 사용하여 집단 간의 차이를 비교하였다. 그리고 Spearman 상관분석을 사용하여 유의성을 가진 상관관계를 추정하였다.
Shapiro-Wilk 정규성 검정을 통한 정규분포 여부 확인 결과 정규분포를 따르지 않기 때문에 먼지 중 농도는 로그로 변환시킨 후에 독립표본 t검정을 사용하여 집단 간의 차이를 비교하였다. 그리고 Spearman 상관분석을 사용하여 유의성을 가진 상관관계를 추정하였다. 통계분석에는 검출률이 50% 이상인 물질만 적용하였으며 검출한계(LOD) 이하의 값은 검출한계의 1/2로 처리하였다.

이론/모형

(2004), Becker et al.(2004)을 참고하였다.^8,16) 먼지는 머리카락 등의 이물질을 제거한 다음, 체(100 μm, Chunggye sieve, Korea)를 이용하여 일정한 크기로 균질화하였다.

성능/효과

또한, DEHP보다 DINP의 농도가 높아지는 최근 연구의 경향과 일치하며 DEHP의 대체제로 DINP가 사용되고 있기 때문에 이러한 결과가 나타난 것으로 판단된다.¹⁾ 반면에 본 연구에서 BBP는 1개 시료에서만 검출되었으나, 기존 연구에서는 2.00-50.4 mg/kg로 검출되었으며 이는 최근 국내 BBP의 배출량 및 위탁처리량의 감소 경향을 보았을 때, 그 사용량이 줄고 있는 것으로 판단된다.⁵
미국과 일본도 유사한 기준으로 프탈레이트 사용을 규제하고 있다.^1,3) 국내에서는 2007년부터 어린이제품, 화장품, 의료기구 등 일부 제품에서 6종의 프탈레이트 사용을 규제하였으며 식품포장재에서 DEHP의 사용을 금지하고 있다.^2,3,9) 2015년에는 「어린이제품안전특별법」제정으로 어린이가 사용하는 제품에 대하여 기존보다 강화된 화학물질의 안전기준을 정하고 있다.
^1,6) 특히, 실내 환경에서의 프탈레이트 노출은 알레르기성 호흡기 질환, 아토피 장애 그리고 암 발생률 증가와의 관련성이 보고되었다.^1,7) 가정 내 실내먼지 중 프탈레이트 노출과 어린이의 알레르기 질환과의 관련성 연구에서 BBP는 비염 및 습진, DEHP는 천식과 관련된 것으로 확인되었다.⁸⁾ 이러한 건강영향으로 전 세계적으로 프탈레이트의 사용을 규제하고 있다.
이는 물리화학적 특성상 먼지 시료에 고분자량 프탈레이트가 잔류하기 쉽기 때문이며 또한, 사용량이 가장 많은 물질이기 때문으로 보인다.⁴⁾ 국외 연구와 비교했을 때, 본 연구에서 가장 높은 DEHP와 DINP 농도를 나타났다. 이를 통해 다른 나라보다 국내 학교에서의 고분자량 프탈레이트가 첨가된 PVC 제품 사용이 많은 것으로 판단된다.
초등학교 교실 및 도서관 먼지에서의 프탈레이트 분석 결과는 Table 3과 같다. 8종의 프탈레이트 중 DEP, DBP, DEHP는 19개 시료 모두에서 검출되었으며 DINP는 1개 시료를 제외한 18개 시료에서 검출되었다. BBP는 도서관 1곳에서만 검출되었으며(374 mg/kg), DMP, DNOP, DIDP는 모든 먼지 시료에서 검출되지 않았다.
검출된 프탈레이트 농도를 비교하였을 때, DINP가 가장 높은 농도로 검출되었으며(중앙값: 2,960 mg/kg, 범위: 불검출-19,000 mg/kg), 다음으로 DEHP가 높은 농도로 검출되었다(2,190mg/kg, 470-13,800 mg/kg). DEP (중앙값: 31.7 mg/kg, 범위: 28.1-39.2 mg/kg), DBP (70.4, 48.4-317 mg/kg), BBP는 상대적으로 낮은 농도로 검출되었다. 교실과 도서관 먼지 중 프탈레이트 농도를 비교한 결과는 Table 3과 같다.
7%가 PVC 재질로 확인되었다. 각 초등학교에서 동일한 종류와 개수에 대해 측정하지 않았기 때문에 직접적인 비교는 어렵지만, 교실에서 도서관보다 PVC 재질의 비율이 더 높았다.
BBP는 도서관 1곳에서만 검출되었으며(374 mg/kg), DMP, DNOP, DIDP는 모든 먼지 시료에서 검출되지 않았다. 검출된 프탈레이트 농도를 비교하였을 때, DINP가 가장 높은 농도로 검출되었으며(중앙값: 2,960 mg/kg, 범위: 불검출-19,000 mg/kg), 다음으로 DEHP가 높은 농도로 검출되었다(2,190mg/kg, 470-13,800 mg/kg). DEP (중앙값: 31.
교실과 도서관 내 건축재와 가구류의 PVC 재질 확인 결과, 도서관 9곳 중 8곳의 바닥재가 PVC 재질로 확인되었다. 교실과 도서관의 먼지 중 프탈레이트 농도를 비교했을 때, 교실에서는 DINP (중앙값: 3,870 mg/kg)가, 도서관에서는 DEHP (3,720 mg/kg)의 농도가 가장 높게 나타났다.
이러한 결과는 어린이가 초등학교에서 프탈레이트에 노출되고 있음을 시사하고 있다. 교실과 도서관을 비교했을 때, 도서관보다 교실에서의 프탈레이트의 농도가 높게 나타났으며 교실은 DINP, 도서관에서는 DEHP가 가장 높은 농도를 나타냈다. 도서관에서의 DEHP의 높은 농도는 PVC 재질의 바닥재가 주요 오염원으로 추정된다.
교실과 도서관 내 건축재와 가구류의 PVC 재질 확인 결과, 도서관 9곳 중 8곳의 바닥재가 PVC 재질로 확인되었다. 교실과 도서관의 먼지 중 프탈레이트 농도를 비교했을 때, 교실에서는 DINP (중앙값: 3,870 mg/kg)가, 도서관에서는 DEHP (3,720 mg/kg)의 농도가 가장 높게 나타났다. 기존 연구에 따르면, PVC로 된 바닥재와 먼지 중 DEHP의 농도가 유의한 상관성을 보였다.
이를 통해 다른 나라보다 국내 학교에서의 고분자량 프탈레이트가 첨가된 PVC 제품 사용이 많은 것으로 판단된다. 국내 연구와 비교했을 때, 본 연구에서는 이전 연구보다 프탈레이트의 농도가 높아지는 경향을 보였으며 특히, DEHP에 비해 DINP의 농도가 높게 나타났다. 이는 국내에서 제품 중 프탈레이트 함량의 변화가 있을가능성을 보여준다.
교실과 도서관 먼지 중 프탈레이트 농도를 비교한 결과는 Table 3과 같다. 두 공간에서의 먼지 중 프탈레이트 농도를 비교한 결과, 교실에서의 총 프탈레이트 농도가(중앙값: 10,000 mg/kg) 도서관보다(8,030 mg/kg) 높게 나타났다. 교실에서는 DINP (중앙값: 3,870 mg/kg)가, 도서관에서는 DEHP (3,720 mg/kg)의 농도가 가장 높게 나타났다.
주로 플라스틱 가소제 용도로 다양한 polyvinyl chloride (PVC) 플라스틱 제품(건축재, 식품 포장재, 의료기구, 어린이용품)에 사용되고 있다. 또한 헤어스프레이, 향수, 화장품 등의 개인위생용품, 페인트, 의약품의 용제로도 사용되는 것으로 알려졌다.^1-3) 국내에서는 2005년에 240,000톤의 프탈레이트가 사용되었으며 bis(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) (74%), diisononyl phthalate (DINP) (14%), diisodecyl phthalate (DIDP) (13%)와 같은 고분자량 프탈레이트가 대부분을 차지하고 있다.
서울시 소재 초등학교를 대상으로, 교실과 도서관의 가구류에서 PVC 재질(%)이 주로 확인되었다. 또한, 먼지에서 검출된 프탈레이트 중 DEHP (중앙값: 2,190 mg/kg)와 DINP (2,960 mg/kg)가 상대적으로 높은 농도로 검출되었다. 이는 우리나라에서 2007년부터 규제가 진행되고 있음에도 DEHP와 DINP가 함유된 PVC 제품이 초등학교 교실 및 도서관에 많다는 것을 의미하는 것으로 볼 수 있다.
본 연구에서는 11개의 초등학교 내 먼지 시료 중 8종의 프탈레이트를 분석하였고 DEP, DBP, BBP, DEHP, DINP가 검출되었다. 모든 시료에서 DEHP와 DINP가 높은 농도로 검출되었으며 이는 규제 전에 생산된 제품을 여전히 사용하고 있고 여전히 규제가 미비하기 때문인 것으로 보인다. 이러한 결과는 어린이가 초등학교에서 프탈레이트에 노출되고 있음을 시사하고 있다.
어린이는 미성숙한 장기, 체중, 주변 환경 등 여러 가지 이유로 성인보다 화학물질 노출에 더 민감하지만, 국내에서 실내환경 중 프탈레이트 노출 실태 조사는 미흡하다. 본 연구에서는 11개의 초등학교 내 먼지 시료 중 8종의 프탈레이트를 분석하였고 DEP, DBP, BBP, DEHP, DINP가 검출되었다. 모든 시료에서 DEHP와 DINP가 높은 농도로 검출되었으며 이는 규제 전에 생산된 제품을 여전히 사용하고 있고 여전히 규제가 미비하기 때문인 것으로 보인다.
999였다. 시료 분석 시 바탕시료(lab blank) 분석을 시행하였으며 그 결과 대부분 검출되지 않거나 시료농도에 영향을 미치지 않는 수준으로 검출되었다.
본 연구는 초등학교 내 프탈레이트 오염실태 조사를 위한 예비조사이다. 조사 결과, 현재 초등학교 내 프탈레이트 오염실태를 확인하였다. 그러나 정확한 조사를 위해서는 충분한 시료 수 및 현장에 대한 정보를 바탕으로 어린이의 체내 프탈레이트 대사체 분석을 통한 노출평가와 위해성 평가가 필요하다.
초등학교 교실 및 도서관 건축재 및 비치된 가구류의 PVC조사 결과는 Table 2와 같다. 휴대용 XRF 측정 결과, 교실의 벽재에서는 PVC 재질이 확인되지 않았으며 바닥재에서도 11곳 중 3곳의 초등학교에서만 PVC 재질로 확인되었다. 그에 반해, 도서관에서는 9곳 중 3곳의 초등학교가 벽재에서 PVC 재질이 확인되었고 바닥재에서는 1곳을 제외한 8곳의 초등학교에서 PVC 재질로 확인되었다.

후속연구

^3,13) 또한, 집, 학교와 같은 실내 환경에 오랜 시간 머물기 때문에 실내 환경에서의 영향에 더 민감하다.¹³⁾ 다양한 제품에서의 프탈레이트 사용과 지속적인 노출로 인한 위해성을 고려할 때, 실내환경 중 프탈레이트 오염실태 조사 및 연구는 지속적으로 필요하다. 현재, 국내에서는 실내환경 중 유해물질에 대한 안전점검을 시행하고 있으나 미세먼지에 관한 조사가 주로 이뤄지고 있다.
그뿐만 아니라 교실과 도서관에서 많은 PVC 가구류가 확인되어 어린이활동공간 환경안전진단에 프탈레이트와 같은 내분비계 장애물질의 관리의 필요성을 확인하였다. 어린이는 초등학교 내에서 규제 대상에 포함되지 않는 가구류와 바닥재 등의 건축재로부터 프탈레이트가 노출될 위험이 있으며 이에 따른 추가적인 조사 및 규제가 필요하다. 본 연구는 초등학교 내 프탈레이트 오염실태 조사를 위한 예비조사이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	실내환경 중 프탈레이트가 어린이에게 특히 위험한 이유는?	실내환경 중 프탈레이트는 다양한 제품을 사용하는 과정에서 열전도율과 기화율이 높아 광범위하게 환경으로 방출되며, 먼지 형태로 경구, 흡입, 경피를 통해 체내로 노출된다.12) 어린이는 특히 이러한 화학물질의 독성에 취약한데, 더 작고 미성숙한 장기를 가지고 있으며 면역 및 대사체계가 완전히 발달하지 않았기 때문이다.3,13) 또한, 집, 학교와 같은 실내 환경에 오랜 시간 머물기 때문에 실내 환경에서의 영향에 더 민감하다.13) 다양한 제품에서의 프탈레이트 사용과 지속적인 노출로 인한 위해성을 고려할 때, 실내환경 중 프탈레이트 오염실태 조사 및 연구는 지속적으로 필요하다.
	프탈레이트란?	프탈레이트는 비스페놀, 파라벤 등과 함께 대표적인 내분비계 장애물질로 알려진 물질이다. 주로 플라스틱 가소제 용도로 다양한 polyvinyl chloride (PVC) 플라스틱 제품(건축재, 식품 포장재, 의료기구, 어린이용품)에 사용되고 있다.
	실내환경 중 프탈레이트가 광범위하게 환경으로 방출되는 이유는?	실내환경 중 프탈레이트는 다양한 제품을 사용하는 과정에서 열전도율과 기화율이 높아 광범위하게 환경으로 방출되며, 먼지 형태로 경구, 흡입, 경피를 통해 체내로 노출된다.12) 어린이는 특히 이러한 화학물질의 독성에 취약한데, 더 작고 미성숙한 장기를 가지고 있으며 면역 및 대사체계가 완전히 발달하지 않았기 때문이다.

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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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