[논문]경남 농촌 지역 비소 오염 지하수의 시나리오별 위해성 평가

오세림; 이진용; 문상호; 장지욱; 정은주

doi:10.9720/kseg.2022.4.437

경남 농촌 지역 비소 오염 지하수의 시나리오별 위해성 평가
Risk Assessment of Arsenic-Contaminated Groundwater in Multiple Scenarios in a Rural Area of Gyeongnam Province, Korea 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.32 no.4, 2022년, pp.437 - 448

오세림 (강원대학교 지질학과) , 이진용 (강원대학교 지질학과) , 문상호 (한국지질자원연구원 지하수환경연구센터) , 장지욱 (강원대학교 지질학과) , 정은주 (강원대학교 지질학과)

초록
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위해성 평가란 위험 물질에 대해 인체 건강에 대한 위협을 계산하는 것으로 발암성 평가와 비발암성 평가로 나뉜다. 본 연구는 경남 한 농촌 지역의 비소 오염 지하수를 생활용수, 음용수로 사용할 경우 인체에 미치는 영향을 평가하였다. 연구를 위해 국가지하수정보센터의 지하수 수질 자료를 이용하였다. 자료에 따르면 연구지역인 농촌 지역의 지하수는 평균 비소 농도가 16.27 ㎍/L로 세계보건기구가 제시한 비소 농도(10 ㎍/L)보다 높게 나타난다. 이에 따라 건강 위해가 있을 것이라고 판단하여 미국환경청에서 제시한 방법을 이용하여 위해성 평가를 수행하였다. 세 가지 노출 시나리오(생활용으로 이용하는 시나리오 1과 음용으로 이용하지만 사용량이 다른 시나리오 2와 3)를 작성하여 비소 노출에 대한 경우를 통해 위해성을 계산하였다. 시나리오 1에서의 HQ의 중앙값은 0.77, CR의 중앙값은 0.013을 보이며 시나리오 2에서는 HQ의 중앙값은 0.08, CR의 중앙값은 3.69 × 10^-5로 나타났다. 시나리오 3은 HQ의 중앙값은 0.11, CR은 4.82 × 10^-5였다. 인체에 잠재적 위험성이 가장 높게 나타난 것은 시나리오 1로 나타났다. 지하수 내의 비소 기원을 자세히 밝힐 필요가 있으며 지하수 이용 시 정화할 수 있는 대책 마련이 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

This work aims to assess the threat to human health of hazardous materials in groundwater that is used domestically and for drinking. Two distinct sub-assessments are considered: cancer and non-cancer risk. The studied groundwater is in an agricultural area of Gyeongnam Province, Korea, and is contaminated by arsenic at a mean level of 16.27 ㎍/L, far greater than the WHO guideline (10 ㎍/L for drinking water). We collected groundwater data from the National Groundwater Information Center (gims.go.kr) and assessed the risk to human health following the methodology of the United States Environmental Protection Agency. We considered three exposure scenarios: domestic use (scenario 1) and drinking use with different doses (scenarios 2 and 3). Scenario 1 had a median hazard quotient (HQ) of 0.77 and a cancer risk (CR) of 0.013. Scenario 2 had a median HQ of 0.08 and a CR of 3.69 × 10-5, and the values for scenario 3 were 0.11 and 4.82 × 10-5, respectively. Scenario 1 is likely the most hazardous to human health. Further study of the origin of arsenic in groundwater in the study area is required, as are remedial measures to mitigate its health effects.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Location and geological map of the study area.
표 Table 1. Statistical results of physicochemical characteristics in the study area
그림 Fig. 2. Concentration histograms of major ions and arsenic in groundwater in the (a) wet and (b) dry season.
그림 Fig. 3. Piper diagram classifying groundwater type in the study area.
표 Table 2. Hazard quotient (HQ) and cancer risk (CR) in the study area for the three scenarios
그림 Fig. 4. Hazard quotient and cancer risk in the study area: (a) scenario 1, (b) scenario 2, and (c) scenario 3.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 국가지하수정보센터에서 수집된 지하수 자료를 바탕으로 수행되었다. 이 자료를 바탕으로 경남의 한 농촌 지역에 대하여 지하수 화학분석과 미국환경청에서 제시된 식을 이용하여 시나리오 분석을 통한 위해성 평가를 진행하였다.
연구지역은 지하수 내의 비소가 검출되나 위해성 평가에 대한 연구는 아직 진행되지 않았다. 본 연구는 지하수 내 비소가 검출되는 경남의 한 농촌 지역을 대상으로, 지하수 내 비소가 인체에 영향을 얼마나 미칠 수 있는지에 대하여 보수적 시나리오 분석을 통해 평가하는 것을 목적으로 한다.

가설 설정

시나리오 2는 지하수를 365일 중 182일을 지하수 음용하였을 때로, 시나리오 3은 274일을 지하수 음용하였을 때로 설정하였다. 이는 사람들의 생활 양식이 변화함에 따라서 지하수와 먹는 샘물 등을 혼용하여 음용한다는 가정을 통해 음용 일수를 다르게 산정하였다.

제안 방법

연구지역에서 사용되는 지하수는 주로 생활용수로, 시나리오 1은 1년간 샤워를 통한 피부 노출로 설정하였다. 시나리오 2와 시나리오 3은 지하수 음용 기간에 따른 위해도를 비교하기 위해 일일 지하수 음용 노출률 산정식 중 노출 주기를 다르게 설정하여 평가하였다. 시나리오 2는 지하수를 365일 중 182일을 지하수 음용하였을 때로, 시나리오 3은 274일을 지하수 음용하였을 때로 설정하였다.
본 연구는 국가지하수정보센터에서 수집된 지하수 자료를 바탕으로 수행되었다. 이 자료를 바탕으로 경남의 한 농촌 지역에 대하여 지하수 화학분석과 미국환경청에서 제시된 식을 이용하여 시나리오 분석을 통한 위해성 평가를 진행하였다. 이에 따른 결과는 다음과 같다.
인체 건강에 미치는 위해도를 평가하기 위해 연구지역 내 지하수 이용 별 발생 위험에 대해 총 3가지의 시나리오를 작성하였다. 연구지역에서 사용되는 지하수는 주로 생활용수로, 시나리오 1은 1년간 샤워를 통한 피부 노출로 설정하였다.

대상 데이터

인체 건강에 미치는 위해도를 평가하기 위해 연구지역 내 지하수 이용 별 발생 위험에 대해 총 3가지의 시나리오를 작성하였다. 연구지역에서 사용되는 지하수는 주로 생활용수로, 시나리오 1은 1년간 샤워를 통한 피부 노출로 설정하였다. 시나리오 2와 시나리오 3은 지하수 음용 기간에 따른 위해도를 비교하기 위해 일일 지하수 음용 노출률 산정식 중 노출 주기를 다르게 설정하여 평가하였다.

성능/효과

(2) 시나리오 분석을 통한 연구지역의 위해성 평가 결과 시나리오 2와 3의 지하수 음용을 하였을 때 HQ가 1 이상인 시료의 개수는 22개, 23개이며, 시나리오 1에서의 지속적인 피부 노출이 있을 시는 88개로 나타났다. 이를 통해 세 시나리오를 비교하면 지속적인 피부 노출이 있을 때 인체에 가장 위해하다고 판단된다.

후속연구

그러나 광산 활동 지역이 아닌 지역도 비소 오염이 관찰되고 있다. 따라서 광산 활동 주변 지역뿐 아닌 지역에서도 비소에 대한 위해성 평가가 필요할 것으로 사료된다. 연구지역은 지하수 내의 비소가 검출되나 위해성 평가에 대한 연구는 아직 진행되지 않았다.

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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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