[논문]토양오염 우려기준과 토양 자연배경농도에 대한 위해성평가

신동; 박성재; 조영태; 봉재은; 박정훈

doi:10.7857/jsge.2021.26.3.037

토양오염 우려기준과 토양 자연배경농도에 대한 위해성평가
Risk assessment for Soil Contamination Warning Standard and Soil Background Concentration 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.26 no.3, 2021년, pp.37 - 49

신동 (전남대학교 환경에너지공학과) , 박성재 (전남대학교 환경에너지공학과) , 조영태 (전남대학교 환경에너지공학과) , 봉재은 (전남대학교 환경에너지공학과) , 박정훈 (전남대학교 환경에너지공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

There is domestic Soil Contamination Warning Standard (SCWS) as remediation standard concentration of contaminated soils. No risk should be observed at soil concentration less than SCWS. Therefore, SCWS was evaluated to confirm the risk assessment. Background Concentration of Soil (BGC) and target remediation concentration were also assessed. The results show that Excess Cancer Risk (ECR) of SCWS was the highest in the groundwater intake pathway (Adult: 6.27E-04, Child: 2.81E-04). Total Cancer Risk (TCR) was 7.76E-04 and 4.30E-04 for adult and child, exceeding reference value (10-6). Hazard Quotient (Non-Carcinogenic Risk, HQ) was the highest in the indoor air inhalation pathway (Adult: 3.64E+03, Child: 8.74E+02). Hazard Index (Total Non-Carcinogenic Risk, HI) exceeded reference value 1. ECR of the BGC was the highest in the groundwater intake pathway (Adult: 1.71E-04, Child: 7.67E-05). TCR was 2.12E-04 for adults and 1.17E-04 for children, exceeding the reference value (10-6). HQ was the highest in groundwater intake pathway (Adult: 4.10E-01, Child: 1.84E-01). HI was lower than reference value 1 (Adult: 4.78E-01, Child: 2.50E-01). The heavy metal affecting ECR was Arsenic (As). The remediation-concentration of As was 7.14 mg/kg which is higher than BGC (6.83 mg/kg). TCR of As should be less than reference value (10-6), but it was higher for all of SCWS, BGC and target remediation concentration. Therefore, it is suggested that risk assessment factors should be re-evaluated to fit domestic environmental settings and SCWS should be induced to satisfy the risk assessment.

주제어

표/그림 (14)

표 Table 1. Equation for ADD and ADE of each exposure route
표 Table 2. Exposure factors of exposure assessment for Table 1
표 Table 3. Exposure factors associated with heavy metals for Table 1
표 Table 4. Toxicity factors of each heavy metal
표 Table 5. Excess cancer risk (ECR) and hazard quotient (HQ) according to exposure pathway
표 Table 6. Evaluation equation for Carcinogenic and non-carcinogenic purification target
표 Table 7. Exposure concentration results by media
표 Table 8. Results of ADD and ADE by media
표 Table 9. Results of excess cancer risk (ECR) and hazarsd quotient (HQ) by media
표 Table 10. Contribution (%) of ECR and HQ by media
표 Table 11. Results of excess cancer risk (ECR) and hazarsd quotient (HQ) by metals
표 Table 12. Contribution (%) of ECR and HQ by metals
표 Table 13. Purification-concentration based on carcinogenic and non-carcinogenic risk
표 Table 14. Purification-concentration based on carcinogenic risk

AI 본문요약
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문제 정의

이를 통해 현재의 토양오염 우려기준과 자연 배경농도의 위해성을 판단하고, 이에 대한 논의를 하였다. 또한 토양오염 우려기준 및 자연배경농도 수준에서 가장 큰 영향을 미치는 중금속별 인체노출량 및 위해도(발암 및 비발암) 를 정량적으로 파악하고자 하였다.
본 연구는 토양환경보전법에서 제시하고 있는 중금속토양오염 우려기준과 토양 내 중금속 자연배경농도를 각각 토양 노출농도로 가정하여 위해성평가를 실시하였다. 이를 통해 현재의 토양오염 우려기준과 자연 배경농도의 위해성을 판단하고, 이에 대한 논의를 하였다.
본 연구는 토양환경보전법에서 제시하고 있는 중금속토양오염 우려기준과 토양 내 중금속 자연배경농도를 각각 토양 노출농도로 가정하여 위해성평가를 실시하였다. 이를 통해 현재의 토양오염 우려기준과 자연 배경농도의 위해성을 판단하고, 이에 대한 논의를 하였다. 또한 토양오염 우려기준 및 자연배경농도 수준에서 가장 큰 영향을 미치는 중금속별 인체노출량 및 위해도(발암 및 비발암) 를 정량적으로 파악하고자 하였다.

가설 설정

토양 위해성평가 지침상에서 토양 노출농도는 채취된 토양 시료(n개)의 오염농도 평균값과 여러 산출인자 등을 이용한 별도의 산출식이 존재한다. 다만 본 연구에서는 위해성 평가 대상인 토양오염 우려기준(1지역)과 토양 자연 배경농도를 갖는 가상의 오염토양을 설정하고, 동시에 단일시료(n=1)로서 가정하여 노출농도로 하였다. 대체적으로 토양오염 우려기준은 토양 내 자연배경농도 보다 월등히 높은 수준임을 알 수 있다(Table 7).
본 연구는 국내의 중금속 토양오염 우려기준과 토양 내 중금속 자연배경농도를 토양 노출농도로 하고, 모든 노출 경로가 존재하는 상황을 가정하여 위해성평가를 실시하였다.

대상 데이터

유해성 확인은 평가대상의 오염물질의 존재 유무를 확인하고 그 종류와 유해성을 확인하는 단계이다. 본 연구에서는 중금속 7종(As, Cd, Cu, Pb, Zn, Ni, Hg)을 선정하여 유해성을 확인하였다.

이론/모형

위해성평가는 토양환경보전법 제 15조의5 토양오염물질 위해성 평가 지침을 바탕으로, 유해성 확인(Hazard identifi- cation), 노출평가(Exposure assessment), 독성평가(Toxicity assessment), 위해도 결정(Risk characterization) 순서로 진행하였다.

성능/효과

1) 토양오염 우려기준에서, 발암위해도는 지하수섭취 경로에서 가장 높았다. 총발암위해도는 성인 7.
2) 중금속 자연배경농도에서, 발암위해도는 지하수 섭취 경로에서 가장 높았다. 총발암위해도는 성인 2.
3) Hg은 토양오염 우려기준의 비발암위해도에서 가장 높은 위해도를 나타냈다. 실내공기 휘발물질흡입 경로에서 정화목표치(비발암)는 매우 낮았다.
4) 발암 및 비발암 위해도를 가진 중금속은 As로 나타났다. As의 정화목표치(발암)는 7.
4) 발암 및 비발암 위해도를 가진 중금속은 As로 나타났다. As의 정화목표치(발암)는 7.14mg/kg 이상으로, 자연배경농도(6.83mg/kg) 보다 높고, 1지역 우려 기준(25mg/kg) 보다는 17mg/kg 이상 낮게 나타났다. 즉, 발암위해성이 없어야 하는 농도임에도 우려기준, 자연배경농도, 정화목표치 모두에서 발암 위해성이 있는 것으로 나타났다.
결과적으로 토양오염 우려기준과 자연배경농도를 바탕으로 일일평균노출량 및 일일평균노출농도를 산정하였을경우, 주요 노출경로는 지하수섭쉬 > 농작물섭취  토양접촉 > 토양섭취 > 실외 비산먼지흡입 순으로 조사되었다
실내공기 휘발물질흡입 경로에서 정화목표치(비발암)는 매우 낮았다. 그러므로 Hg은 이 경로에서 우려기준 보다 정화목표치를 기준으로 정화하는 것이 적절하다.
30E-04으로 위해성이 있는 것으로 평가되었다. 비발암위해도의 경우 실내공기 휘발물질흡입경로에서 가장 높았다. 총비발암위해도는 3.
17E-04으로 위해도가 존재하는 것으로 나타났다. 비발암위해도의 경우 지하수섭취 경로에서 가장 높았으며 총비발암위해도는 허용가능 비발암 위해도 보다 낮아 비발암적인 위해성은 없는 것으로 조사되었다.
3) Hg은 토양오염 우려기준의 비발암위해도에서 가장 높은 위해도를 나타냈다. 실내공기 휘발물질흡입 경로에서 정화목표치(비발암)는 매우 낮았다. 그러므로 Hg은 이 경로에서 우려기준 보다 정화목표치를 기준으로 정화하는 것이 적절하다.
83mg/kg) 보다 높고, 1지역 우려 기준(25mg/kg) 보다는 17mg/kg 이상 낮게 나타났다. 즉, 발암위해성이 없어야 하는 농도임에도 우려기준, 자연배경농도, 정화목표치 모두에서 발암 위해성이 있는 것으로 나타났다. 그러므로 국내에 맞는 위해성 평가 인자 도출 및 위해성 기준을 만족할 수 있는 우려기준 설정에 대한 연구가 요구된다.
2) 중금속 자연배경농도에서, 발암위해도는 지하수 섭취 경로에서 가장 높았다. 총발암위해도는 성인 2.12E- 04, 어린이 1.17E-04으로 위해도가 존재하는 것으로 나타났다. 비발암위해도의 경우 지하수섭취 경로에서 가장 높았으며 총비발암위해도는 허용가능 비발암 위해도 보다 낮아 비발암적인 위해성은 없는 것으로 조사되었다.
1) 토양오염 우려기준에서, 발암위해도는 지하수섭취 경로에서 가장 높았다. 총발암위해도는 성인 7.76E-04, 어린이 4.30E-04으로 위해성이 있는 것으로 평가되었다. 비발암위해도의 경우 실내공기 휘발물질흡입경로에서 가장 높았다.
비발암위해도의 경우 실내공기 휘발물질흡입경로에서 가장 높았다. 총비발암위해도는 3.64E+03, 8.75E+02로 허용 가능 비발암위해도 1을 초과하였다.

후속연구

즉, 발암위해성이 없어야 하는 농도임에도 우려기준, 자연배경농도, 정화목표치 모두에서 발암 위해성이 있는 것으로 나타났다. 그러므로 국내에 맞는 위해성 평가 인자 도출 및 위해성 기준을 만족할 수 있는 우려기준 설정에 대한 연구가 요구된다.

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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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