PFOA

2015 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 2015 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 발간등록번호 11-1471057-000126-01 2015 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 04 06 09 09 09 10 10 25 27 45 47 48 용어설명 제1장 요약 제2장 위해평가의 개요 2.1 위해평가의 목적 2.2 위해평가의 범위 및 수행방법 제3장 위해평가 3.1 위험성 확인 (Hazard Identification) 3.2 위험성 결정 (Hazard Characterization) 3.3 노출평가 (Exposure assessment) 3.4 위해도 결정 (Risk Characterization) 제4장 결론 및 제언 참고문헌 CONTENTS 5 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 4 Risk Assessment of PFOA and PFOS 용어설명 Acute toxicity | 급성독성. 1회 투여(노출) 또는 단기간(하루 종일~ 2주간 정도)에 여러 차례 투여 로 인해 단기간에 발생하는 독성 ATSDR | Agency for Toxic Substance and Disease Registry 미국 독성물질 질병등록국 Biomonitoring | 바이오모니터링. 인체모니터링. 사람, 동물, 또는 식물이 화학물질에 노출되었는지 를 파악하기 위하여 생물학적 매체(혈액, 소변, 호 흡 등) 중의 화학물질을 측정하는 것 BMDL | Benchmark Dose Lower Confidence Limit. BMD 중 95% 신뢰구간의 하한치 COT, Committee on toxicity | 영국의 식품, 소 비자제품 및 환경 중 화학물질의 독성에 대한 자 문위원회 Dose–response | 용량-반응. 투여된 물질의 용 량에 따른 변화와 관련된 것으로, 개인(심각성의 변화) 또는 집단(발생율의 변화)의 독성학적 반응 추이 EC | European Commission 유럽위원회 EU | European Union 유럽연합 EFSA | European Food Safety Authority 유럽 식 품안전청 EPA | Environmental Protection Agency 미국 환 경 보호청 FSA | Food Standards Agency 영국 식품기준청 in vivo | ‘생체에서 일어나는 반응의’라는 뜻의 라 틴어. 손상시키지 않은 상태 또는 살아 있는 세포 를 시험관에 넣고 관찰하는 것 in vitro | ‘시험관내 유리용기 속에서’라는 뜻의 라 틴어. 생물학 용어로는 연구를 위하여 생체의 일부 분을 떼어내어 유리되어 있는 상태 LC50 | Lethal Concentration 50% 반수치사농도 시험물질을 실험동물에 흡입노출 시켰을 때 실 험동물의 50ㅅ%가 죽는 검체 노출농도. 단위는 mg/L 또는 ppm LD50 | Lethal Dose 50% 반수치사용량 시험물질을 실험동물에 투여하였을 때 실험동물의 50%가 죽는 투여량 LOD | Limit of Detection 검출한계 Monitoring | 모니터링. 위해평가의 목적에 부합 되게 식품 중 위해요소의 노출정도를 조사하는 것 NOAEL | No Observed Adverse Effect Level 최 대 무독성량 독성시험 시 대조군에 비해 바람직하지 않은 영향 을 나타내지 않는, 통계학적으로 유의한 차이를 보 이지 않은 최대 투여용량 OECD | Organization for Economic Co-operation and Development 경제협력개발기구 용어설명 PFASs | Perfluoroalkane sulfonates. PFOS 계열 의 과불화합물 PFCs | Perfluorinated compounds. 과불화합물 PFCAs | Perfluorocarboxylic acids. PFOA 계열의 과불화합물 PFOA | Perfluorooctanoic acid. 과불화옥탄산 PFOS | Perfluorooctanoic Sulfonate 과불화옥탄술 폰산 POD | Point Of Departure. 시작값 실험에 사용된 용량을 수학적 모델링에 적용하 여 산출함. 예를 들어 동물실험 결과를 사용하면 10% 혹은 25% 반응을 나타내는데 필요한 고정된 값 또는 그러한 반응을 나타내기 위한 용량의 95% 신뢰도 수치가 사용될 수 있음 POPs | Persistent Organic Pollutants. 잔류성유기 오염물질 환경 내에서 분해되지 않고 먹이사슬에 따라 동식 물에 축적되는 유독성 유기화합물질 Risk Assessment | 위해평가 식품, 의약품 등에 존재하는 위해요소의 노출로부 터 유해영향이 나타날 수 있는 확률을 과학적으로 판단하는 일련의 단계 Risk Characterization | 위해도 결정 유해물질 등 위해요소의 인체노출허용량을 결정하 는 위해평가의 과정 Statistical significance | 통계적 유의성 ‘통계적으로 유의한 차이가 있다’는 의미는 단순한 추정치간의 비교가 아닌 추정치의 표준편차(표준 오차)와 표본분포를 다 같이 고려하여 결정하는 것 으로 통계적 가설검정에서 유의수준(significance level)과 함께 사용됨 Subacute toxicity, Subchronic toxicity | 아급성 독성, 아만성독성 비교적 단기간(보통 1개월~3개월 정도)의 연속 또는 반복 투여로 발생하는 독성 Target organ | 표적 기관 독성화학물질의 영향을 특징적으로 받는 체내 기 관(예: 간장) TDI | Tolerable Daily Intake 1일 인체노출 안전 기준 환경오염 물질 등과 같이 식품 등에 비의도적으로 혼입되는 물질(중금속, 곰팡이독소 등)에 대해 평 생 동안 섭취해도 건강상 유해한 영향이 나타나지 않는다고 판단되는 양. 단위는 mg/kg bw/day. 특 별히 제시되지 않는 한 0-2세 유아의 경우는 제 외됨 UF | Uncertainty Factor 불확실성계수 동물실험 자료를 활용하여 사람에 대한 영향을 예 측할 때(예: 종간 차이, 개인간 차이, 상승 작용, 서 로 다른 노출 경로) 발생할 수 있는 여러 불확실한 발생원을 감안하여 조정에 활용되는 계수 6 7 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 제1장 요약 게가 증가하였고, 후손의 체중이 감소하였으며, 이유 후 사망률이 증가 하고 사춘기 시작이 지연되는 등의 독성이 관찰되었다. 이처럼 인체와 환경에 대한 잠재적 피해가 널리 보고되면서 미국 및 유 럽의 규제기관들이 과불화합물 규제를 시작하였다. 유럽위원회(EC), 유 럽연합(EU), 경제협력개발기구(OECD), 미국 환경청(EPA) 등은 과불 화합물(특히 PFOA)의 생산·사용·판매 시 규제를 하고 있다. 미국은 2002년부터 PFOS를 자발적으로 사용하지 않고 있다. 우리나라는 유엔 환경호르몬 저감화를 위한 스톡홀름협약(2001년)에 따라 2007년에 잔 류성유기오염물질(POPs) 관리법을 제정하였고, 2009년부터 PFOS를 잔류성유기오염물질 목록에 포함하여 관리하고 있다. PFOA 및 PFOS의 환경배출량 조사는 하수, 폐수 처리장, 하천수를 중 심으로 수행하고 있는데, 국내 배출량은 선진국과 비교하여 매우 낮은 수준이다. 환경부에 따르면 우리나라의 배출량은 일본의 10분의 1 이하 이고, 유럽전체 배출량의 수십 분의 1 이하로 매우 낮은 것으로 밝혀졌 다. 전 세계적으로 과불화합물 사용을 규제하면서 미국과 유럽은 인체 노출이 점차 감소하고 있으나(Calafat 등, 2007; Kato 등, 2011; Ma 등, 2013), 인체 축적성과 환경 잔류성 때문에 여전히 우려대상 물질로 관리되고 있다. 우리나라의 식품의약품안전처는 2014년 PFOA와 PFOS에 대한 인체 노출안전기준(TDI)을 설정하였다. 기준의 의미는 평생 동안 매일 섭취해 도 건강에 유해한 영향이 나타나지 않는다고 판단되는 양으로, 체중 1kg 당 노출량이며 단위는 ㎍/kg bw/day이다. 노출량은 식품 모니터링 및 인체 바이오모니터링으로 평가하고 있으며, PFOA와 PFOS의 TDI는 각 각 1일 체중 1 kg 당 1.0 ㎍과 0.15 ㎍이다. 국내 식품에 대한 모니터링 결과 식품 중 PFOA는 ‘불검출’~ 1.24 ng/g, PFOS는 ‘불검출’~ 1.83 ng/g 범위에 있었다. 인체 바이오모니터링에서는 성인의 경우 PFOA 4.12 ng/mL, PFOS 13.1 ng/mL 수준으로 나타났다. 인체 바이오모 니터링에서 확인된 PFOA 및 PFOS 노출수준은 미국, 독일 등 외국에 "테프론"이란 상표로 널리 알려진 불소수지는 프라이팬 바닥 등의 코팅 제로 널리 쓰이는 물질이다. 프라이팬 코팅과정에서 과불화합물이 사용 되고는 하는데 이 성분에 유해성 논란이 끊이지 않고 있다. 과불화합물은 탄소와 불소의 강한 공유결합 형태로 이루어져 있어 잘 분 해되지 않고 열에 강해 1950년대부터 다양한 산업 및 생활용품에 사용 되고 있다. 가죽 및 자동차의 표면처리제, 테프론이 코팅된 조리기구, 종 이나 랩 등의 즉석식품 포장재 등에 들어있다. 과불화합물은17종 이상 의 대사체 및 분해산물이 있는데, 이 중 과불화옥탄산(PFOA)과 과불화 옥탄술폰산(PFOS)이 대표적이다. 이 두 물질은 환경 중에서 쉽게 분해 되지 않는 것으로 알려져 있다. 과불화합물은 식품포장재, 가구, 매트리스 등의 제품에 화학적으로 결합 되지 않은 비휘발성 물질이어서 제조와 사용과정에서 환경 중으로 쉽게 방출되어 식수, 토양, 공기 등에 축적된다. 또한 식품 조리 중 식품으로 이행되기도 한다. 어류, 해산물, 육류, 육가공품 등에서 주로 검출되지만 미국, 유럽 등과 비교했을 때 우리나라 사람들의 식품을 통한 1일 노출량 은 낮은 것으로 보고되었다. 다른 나라와 마찬가지로 식품 중 과불화합 물의 기준은 설정되어 있지 않다. 과불화합물은 입, 호흡기, 피부를 통해 체내로 들어갈 수 있고, 간, 신장, 혈액 등에서 검출될 수 있다. 랫드의 경우 수컷보다 암컷에서 더 신속하 게 배설되지만, 사람과 영장류는 성별에 따른 차이는 없다. 동물실험에서 태반 및 수유를 통해 후손에게 전달될 수 있고 독성이 나타나는 주요 표 적기관(target organ)은 간장으로 알려져 있다. 유전독성은 없지만 랫 드의 발암성 시험에서 간, 고환, 췌장 등에 종양이 발생하였다. 랫드에서 2세대에 걸쳐 생식독성 연구를 수행한 결과, 간장과 신장의 무 제1장 요약 8 9 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 제1장 요약 2.1 위해평가의 목적 PFOA와 PFOS는 식품, 음용수, 환경 등을 통해 노출될 수 있고, 실 험동물 및 인체에 영향을 주는 것으로 알려졌다. 이에 각종 위험정보, 식품 모니터링 및 인체 바이오모니터링 결과를 종합적으로 수집·분석하 여 1일 노출량을 산출하고 건강위해 가능성을 정량적으로 평가하였다. 2.2 위해평가의 범위 및 수행방법 (1) 위해평가의 범위 PFOA와 PFOS에 대한 독성시험은 많이 수행되었으나 인간을 대상 으로 한 역학연구는 매우 적다. 또한 PFOA 및 PFOS의 주요 노출원인 식품이나 음용수의 모니터링 자료 및 인체 시료 중 바이오모니터링 자 료도 제한적이다. 따라서 이번 위해평가는 지금까지 보고된 PFOA 및 PFOS의 다양한 위해정보를 바탕으로 국내 인체노출안전기준을 설정하 고, 국내의 식품 모니터링 및 인체 바이오모니터링 연구 결과를 근거로 현재의 노출수준을 평가하였다. 1일 노출량과 국내 인체노출안전기준 을 비교하여 인체에 미치는 위해 발생가능성을 판단하였다, (2) 위해평가 수행 방법 위해평가는 위해평가의 방법 및 절차에 관한 규정 및 위해평가 지침 서에 따라 위험성 확인, 노출평가, 위험성결정, 위해도결정 등의 4단계 로 수행하였다. 서 보고된 체내 노출수준보다 낮거나 비슷하였다. 식품을 통한 1일 노 제2장 위해평가의 개요 출량을 TDI와 비교했을 때, 식품을 통한 노출은 매우 낮은 것으로 평가 되었다. 인체 총노출량 중 식품이 기여하는 비율은 PFOA 40%, PFOS 15% 정도로 평가되어 식품 외에 추가적 노출원에 대한 조사가 필요할 것으로 여겨진다. 전 세계적으로 과불화합물 사용을 규제하고 있어 인체노출은 점차 감소 하는 경향을 보이고 있다. 하지만 PFOA 및 PFOS는 식품 외에 실내공 기, 음용수, 생활용품 등을 통해서도 노출될 수 있고, 체내에 오랫동안 잔 류하는 특성이 있다. 따라서 다양한 노출원에 대한 모니터링과 인체 바 이오모니터링을 수행하여, 인체노출 감소를 위한 노력을 지속적으로 해 야 할 필요가 있다. 11 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 10 Risk Assessment of PFOA and PFOS 제3장 위해평가 과불화합물은 열에 강하고 물과 기름 모두에 섞이지 않는 특성도 가지고 있다. 이로 인해 방수 및 방유, 가죽, 카펫, 종이, 섬유 등 다양한 산업분 야에서 사용되고 있다. 일회용 종이컵과 피자 포장지 등의 코팅에도 사 용된다(Brenner, 2007; Tittlemier 등, 2007; 손희종 등, 2009). 대표 적인 과불화합물인 PFOA 및 PFOS는 1947년 3M 社에서 생산하기 시 작하였고, 1951년 DuPont 社에서 불소수지(fluoropolymers) 제조에 사용한 이래 지난 반세기동안 전 세계적으로 생산·사용되고 있다. 하지 만 과불화합물의 생산량 및 사용량에 대한 자료는 부족한 실정이다. 미 국의 경우 2000년 한해에 약 5,300톤 정도 생산하여 사용된 것으로 보 고되었다. (2) 물리화학적 특성 PFOA 및 PFOS의 물리화학적 특성은 <표 2>와 같다. (3) 흡수・분포・대사・배설 일상 생활용품에 다양한 과불화합물이 사용되고 있기 때문에 인간이 과불화합물에 노출될 가능성은 매우 높다. ● Johnson 등의 연구(1984) 과불화합물이 인체의 지질에 축적되는 양은 다른 POPs에 비해 적지만 인체에서 밖으로 배출되는 반감기는 매우 길다. PFOS의 경우 장-간 순 환(enterohepatic circulation)의 인체 대사과정에 존재하며 혈청반감 기가 비교적 길다. ● Olsen 등의 연구(2007) PFOS의 혈청반감기는 약 1,751일(95% 신뢰구간: 1461-2099일)이 다. PFOA의 체내 반감기는 동물마다 다르다. 랫드는 약 90일, 원숭이는 약 200일, 인간은 약 3.8년 정도 체내에 머무른다. 3.1 위험성 확인 (Hazard Identification) (1) 과불화합물의 특성 및 용도 과불화합물은 유기불소계 화합물의 일종으로 불소를 함유한 소수성 탄소사슬이 다양한 친수성 구조에 부착된 형태이다. 과불화합물은 화학 적으로 안정되고 내열성이 있으며 표면 특성이 독특하여 1950년대부터 다양한 산업 및 생활용품에 사용되어 왔다(Fromme 등, 2009). 특히 탄 소와 불소가 결합되어 있어, 산·염기·산화·환원 등에 의해서도 쉽게 분해되지 않는 난분해성 물질이다. 따라서 일단 환경에 배출되면 오랫동 안 존재하며, 주로 불소화합물질 생산공장 주변의 지표수, 호수, 해양, 생 물체 등에서 검출된다. 이로 인해 직업적으로 노출되지 않은 일반인에서 도 폭넓게 검출되고 있다(Renner R., 2003; US EPA, 2000; Giesy JP and Kannan K., 2001). 환경과 생체에서 가장 흔히 검출되는 과불 화합물은 PFOA와 같이 카르복시기를 갖는 PFCAs와 PFOS와 같이 술 폰기를 갖는 PFASs이다 (<표 1>). 표 1. 과불화합물 종류 제3장 위해평가 물질 약어 perfluorooctane sulfonamide PFOSA 2-(N-methyl-perfluorooctane sulfonamido) acetic acid Me-PFOSA-AcOH 2-(N-ethyl-perfluorooctane sulfonamido) acetic acid Et-PFOSA-AcOH perfluorobutane sulfonic acid PFBuS perfluorohexane sulfonic acid PFHxS perfluorooctane sulfonic acid PFOS perfluoroheptanoic acid PFHpA perfluorooctanoic acid PFOA perfluorononanoic acid PFNA perfluorodecanoic acid PFDeA perfluoroundecanoic acid PFUA perfluorododecanoic acid PFDoA 12 제3장 위해평가 13 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS ➊ PFOA 흡수 PFOA는 입, 호흡기, 피부 등을 통해 쉽게 흡수된다. ● van den Heuvel 등(1991) 및 Kennedy 등(2004)의 연구 PFOA를 1회 경구(입)로 투여한 결과 24시간 만에 93%가 흡수되었고, 혈중 최고치는 투여 후 1-2시간에 도달하였다. ● Cui 등의 연구(2010) 수컷 랫드에 28일간 PFOA를 체중 1 kg 당 5 mg 및 20 mg 씩 경구로 투여한 결과, 흡수율은 각각 92.8% 및 92.3%로 나타났다. 분포 ● Han 등의 연구(2003) PFOA가 어느 조직에 분포하는 지 분석한 결과, 수컷 랫드는 간·혈장, 암컷 랫드는 간·혈장·신장 등에 주로 분포하는 것으로 나타났다. 랫 드는 PFOA의 90% 이상이 혈청 알부민과 결합하는 것으로 나타났다. ● Butenhoff 등의 연구(2004) 원숭이에게 PFOA를 각각 3, 10, 20 mg/kg bw씩 투여했을 때, 4-6 주 경과 후 혈중 PFOA 농도가 정상으로 돌아왔다. ● Hinderliter 등의 연구(2005) PFOA를 랫드에 경구로 투여한 결과 태반을 통과하여 태자에게 전달 되었고, 수유 시 새끼에게 전달되는 것으로 나타났다. 모체의 혈장 중 PFOA 농도와 비교하면 태자 혈장은 절반 수준, 모유는 약 1/10 수준 이었다. ● Tittlemier 등의 연구(2004) 캐나다에서 10명의 산모와 13명의 태아 제대혈의 PFOA를 분석한 결 과, 산모의 혈액 중 농도는 2.2 ng/mL, 제대혈의 농도는 3.4 ng/mL이 표 2. PFOA 및 PFOS의 물리화학적 특성 물질명 PFOA PFOS CAS 번호 335-67-1 2795-39-3 EINECS 206-397-9 217-179-8 유사명 •Perfluorooctanoic acid •Pentadecafluorooctanoic acid •Perfluorocaprylic acid •Perfluoroctanoic acid •Perfluoroheptanecarboxylic acid •Octanoic acid, pentadecafluoro- •Pentadecafluoro-1-octanoic acid •2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Pentade cafluorooctanoic acid •Pentadecafluoro-n-octanoic acid •Perfluoro-n-octanoic acid •n-perfluoroocatnoic acid •NSC 95114 •IPC-PFFA-8 •IPC-PFFA-8 HG •CCRIS 4389 •CHEBI:35549 •HSDB 7137 •Perfluorooctanesulfonic acid •Perfluorooctane sulfonic acid •Perfluorooctane sulfonate •Perfluorooctylsulfonic acid •Perfluoro-n-octanesulfonic acid •Heptadecafluorooctanesulfonic acid •Heptadecafluoro-1-octanesulfonic acid •1-Perfluorooctanesulfonic acid •1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8- Heptadecafluoro-1-octanesulfonic acid •1-Octanesulfonic acid •Heptadecafluorooctane-1-sulfonic acid •HSDB 7009 •EF 101 성상 백색 또는 황백색 분말 백색 분말 분자식 C8HF15O2 C8HF17O3S 분자량 414.07 g/mol 500.13 g/mol 녹는점 45-54 ℃ > 400 ℃ 끓는점 188-192 ℃ (736 mm Hg) 측정할 수 없음 용해도 (25°C) 물 : 9.5×103 mg/L (purified) 물 : 3.1×10-3 mg/L 밀도 1.79 g/mL - log Kow 6.3 6.28 Kp - - pKa 2.8 -3.3 헨리상수 - 3.05×10-9 atm. ㎥/mol pure water 구조식 F O O H F F F F F F F F F F F F F F F O O O S H F F F F F F F F F F F F F F F F 14 제3장 위해평가 15 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS ● Kudo 및 Kawashima의 연구(2001) PFOA 20 mg/kg bw을 단회 복강으로 투여한 경우, 수컷 랫드는 120 시간 내에 소변으로 55% 배설되었고, 대변으로는 5% 미만이 배설되 었다. ● Ophaug 및 Singer(1980), Hanhijarvi 등(1982), Ylinen 등 (1990), van den Heuvel 등(1991), Kemper 및 Jepson(2003) 등 의 연구 암컷은 소변으로 80% 배설되었고, 대변으로의 배설은 성별에 따른 차 이가 나타나지 않았다. PFOA가 몸 밖으로 제거되는 반감기는 암컷은 1.9-4시간, 수컷은 4.4시간에서 수일이 소요되었다. ● Burris 등(2002), Noker 및 Gorman(2003) 등의 연구 인간과 영장류에서 성별에 따른 PFOA 배설은 차이가 없었다. ● Uy-Yu 등(1990), Sohlenius 등(1992), EPA(2003) 등의 연구 마우스에서 성별에 따른 PFOA 배설은 차이가 없었다. ● Butenhoff 등의 연구(2002) 원숭이에게 과불화옥탄산을 각각 3, 10, 30 mg/kg bw(20으로 내림) 씩 26주간 경구(캡슐)로 투여했을 때, PFOA 농도는 최고 용량군에서 가 장 높았고, 반감기는 암수 각각 약 30일 및 21일이었다. ● Olsen 등의 연구(2005) 사람의 혈청에서 PFOA의 반감기는 평균 3.8년으로 나타났다. ➋ PFOS ● Seacat 등의 연구(2002) 게잡이원숭이(Cynomolgus monkey)에 PFOS를 각각 0, 0.03, 0.15, 0.75 mg/kg bw/day 씩 183일 동안 구강 삽입법으로 투여한 결과, 혈 청 PFOS의 농도가 ‘낮음~중간’ 농도에서는 직선적으로 증가하지만 ‘ 었다. PFOA가 태반을 통과하여 태아에게 전달될 수 있다는 사실이 확 인되었다. 대사 ● Kemper 및 Nabb의 연구(2005) [14C]-PFOA를 인체와 랫드의 간, 신장, 소장의 마이크로솜과 함께 배양 했을 때 PFOA-글루쿠로나이드(glucuronide) 포합체가 생성되지 않았 다. 이 결과는 PFOA가 사람과 랫드의 마이크로솜 유리딘이인산-글루쿠 로노실 전이효소(UDP-glucuronosyl transferase)의 기질로 작용하 지 않는다는 것을 의미한다. ● Ophaug 및 Singer의 연구(1980) 암컷 랫드에 PFOA를 경구로 투여한 후 혈청 중 비이온화 된 불소 농 도는 200배 증가하였으나, 52.5시간 후에 정상 혈중농도로 돌아왔다. 배설 ● van den Heuvel 등의 연구(1991) 암컷 랫드는 PFOA 투여 후 24시간 내에 91%가 소변으로 신속하게 배 설되었고, 수컷 랫드는 같은 시간 동안 6%만 소변으로 배설되는 것으 로 나타났다. ● 성별에 따른 배설률 차이 암컷은 활성 분비기전에 의한 것이고(Hanhijarvi 등, 1982), 수컷은 테 스토스테론(testosterone)이 신장의 PFOA의 배설을 억제하는 것으로 확인되었다(van den Heuvel 등, 1992). ● Kudo 등의 연구(2002) 거세한 수컷은 소변 배설률이 암컷과 비슷하였고, 거세한 수컷과 암컷에 테스토스테론을 투여하면 소변 배설률이 모두 감소하였다. 16 제3장 위해평가 17 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS ● Glaza의 연구(1997) 랫드에 PFOA를 경구로 투여한 결과, LD50는 수컷 500 mg/kg bw 이 상, 암컷은 250-500 mg/kg bw인 것으로 나타났다. ● Hodge 및 Sterner의 연구(1949) 이를 Hodge & Sterner 척도로 분류하면 PFOA의 급성 독성은 중등도 (moderately)에 해당하였다. ● Rusch 등의 연구(1979) Sprague-Dawley(SD) 랫드 5마리를 성별 및 집단별로 1시간 동안 공 기 중에서 PFOS 분진에 노출시켰을 때 흡입 LC50는 5.2 mg/L이었다 (95% 신뢰구간: 4.4-6.4 mg/L). ● Dean 등의 연구(1978) SD 랫드 5마리를 성별 및 집단별로 단회 강제경구 투여 시 PFOS의 LD50는 251 mg/kg bw (95% 신뢰구간: 199-318 mg/kg bw) 이 었다. ➋ 아급성 및 아만성 독성 ● Christopher 및 Martin(1977), Metrick 및 Marias(1977), So 등 (2007)의 연구 랫드와 마우스에 28일 동안 PFOA를 경구로 반복 투여한 결과 식이에 30 mg/kg 이상 투여군과 음용수 중 50 mg/L 이상 투여군에서 사망개 체가 발생하였고, 체중의 증가율이 감소하고, 간 무게 증가현상이 용량 의존적으로 나타났다. ● Goldenthal 연구 a. 랫드에 90일간 PFOA를 넣은 사료를 섭취시킨 시험에서, 수컷의 1 일 섭취량은 0.6, 1.7, 5.6, 18, 64 mg/kg bw/day이었고, 암컷은 0.7, 2.3, 7.7, 22.4, 76 mg/kg bw/day이었다. 수컷 중 1.7, 18, 64 mg/ kg 투여군과 암컷 중 76 mg/kg 투여군에서 간 무게가 증가하였고 수컷 높음’ 농도에서는 일정수준으로 유지되는 것으로 나타났다. 간-혈청의 PFOS 평균 농도비는 0.9:1 ~ 2.7:1 범위로 용량-반응 관계가 나타나 지 않았다. ● Austin 등의 연구(2003) 암컷 랫드 4~5마리에 2주 동안 복강 내 주사(intraperitoneal injection)로 PFOS를 각각 0, 1, 10 mg/kg 씩 투여했을 때, 랫드의 간·신 장·혈청에서 가장 많이 나타났고 뇌에서도 상당량이 검출되었다 ● Seacat 등의 연구(2003) 랫드에 식이로 4주 또는 14주 동안 PFOS를 각각 0, 0.05, 0.2, 0.4, 1.5 mg/kg bw/day 씩 투여하면 수컷과 암컷 모두 간(liver)과 혈청(sera) 의 PFOS의 농도가 투여량에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. ● Lau 등의 연구(2003) 암컷 랫드의 PFOS 농도가 수컷 랫드보다 31-42% 더 높았다. 임신한 랫드에게 임신 2일에서 21일까지 매일 각각 1, 2, 3, 5, 10 mg/kg bw/ day 씩 PFOS를 강제로 경구 투여할 경우, 태어난 새끼의 혈청 PFOS의 농도는 어미와 비슷하였다. ● Thibodeaux 등의 연구(2003) 랫드 태자의 간의 PFOS 농도는 어미 농도의 반 정도가 축적되는 것으 로 나타났다. (4) 독성연구 ➊ 급성 독성 ● Dean 및 Jessup의 연구(1978) 랫드에 PFOA를 경구로 단회 투여한 결과, LD50는 수컷 680 mg/kg bw, 암컷 430 mg/kg, 평균은 540 mg/kg bw 이었다. 18 제3장 위해평가 19 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS ● Butenhoff 등의 연구(2002) 원숭이에게 PFOA를 3, 10, 30 mg/kg bw/day 씩 6개월간 경구(캡슐) 투여하였을 때, 모든 군에서 미토콘드리아 증식과 관련된 간 무게 증가가 용량의존적으로 나타났고, 3 및 10 mg/kg bw/day 투여군에서 조직병 리학적 간 손상은 일어나지 않았다. 실험 종료 전에 3 mg 및 30 mg을 투여한 수컷이 각각 1마리씩 사망하였다. ● Seacat 등의 연구 a. 게잡이원숭이 수컷과 암컷 군당 4-6마리에게 potassium PFOS를 매일 183일 동안 각각 0, 0.03, 0.15, 0.75 mg/kg bw/day 씩 경구 로 투여했을 때, 0.75 mg/kg bw/day 투여군 6마리 중 2마리가 사망 하였다. 나머지는 체중 감소, 간 무게 증가, 총콜레스테롤과 HDL 감소, TSH 증가, T3 농도 감소, 에스트라디올 농도 감소현상(수컷)이 나타났 다. 0.03 mg/kg bw/day 투여군의 수컷 및 암컷 모두에서 콜레스테롤 농도가 감소하였다(2002). b. SD 랫드에 PFOS 0, 0.5, 2.0, 5.0, 20 mg/kg bw/day 씩 4-14주 동안 식이로 투여한 시험에서, 4주 후 고농도군에서 수컷은 간 상대무게 와 혈당이 증가했지만, 암컷은 일관적이고 유의한 변화가 나타나지 않았 다. 14주 후 수컷의 고농도군에서는 간의 절대 및 상대무게 증가, 말초 혈액의 분절 호중구 증가, 콜레스테롤 감소, 혈청 ALT (alanine aminotransferase) 및 요소질소의 증가현상 등이 나타났다. 암컷의 고농도 군에서 간 상대무게와 요소질소가 증가하였고, 수컷에 5 및 20 mg/kg bw/day 투여군과 암컷에 20 mg/kg bw/day 투여군에서 14주 후 간 비대와 세포질 공포가 관찰되었다(2003). ➌ 만성독성 및 발암성시험 ● Sibinski 연구(1987) 2년 동안 만성독성 및 발암성 시험을 수행하였다. PFOA 암모늄염 30 및 300 mg/kg(평균 용량은 암컷: 1.6, 16.1 mg/kg bw/day, 수컷: 1.3, 14.2 mg/kg bw/day)을 2년간 식이로 섭취시킨 결과, 대조군에 비해 에서 간세포 비대 및 괴사가 나타났다. 간에 미치는 영향을 고려한 무독 성량(NOAEL)은 수컷 0.6 mg/kg bw/day, 암컷 22 mg/kg bw/day 이었다(1978a) b. SD 랫드 5마리를 성별 및 집단별(5/sex/group)로 90일 동안 PFOS 0, 2, 6, 18, 60, 200 mg/kg에 해당하는 0, 30, 100, 300, 1000, 3000 mg/kg bw/day 씩 매일 식이로 투여한 시험에서, 100 mg/kg bw/day 이상 투여군에서 체중 및 사료 섭취량이 대조군에 비해 낮았 고 연구 종료 전 모든 랫드가 사망하였다. 실험 한 달 후 CPK (creatinine phosphokinase)와 ALP (alkaline phosphatase)는 약간 증 가하였고, 혈당 및 혈액 내 요소질소는 약간-중등도 증가하였으며, 혈 장 내 GOT (glutamic oxalacetic transaminase), GPT (glutamic pyruvic transaminase) 활성은 약간-현저한 증가를 보였다. 실험이 끝난 후 수컷 및 암컷 모두에서 헤모글로빈 및 적혈구수 등이 약간-중등 도 감소하였다(1978a). c. 원숭이를 대상으로 13주 동안 PFOA를 3, 10, 30, 100 mg/kg bw/ day 씩 반복 투여하였을 때, 투여 후 5주 만에 100 mg/kg bw/day 투 여군의 모든 원숭이가 사망하였고 투여 13주에 30 mg/kg bw/day 투 여군 중 3마리가 사망하였다. 암컷 10 mg/kg bw/day 투여군은 심 장과 간 무게가 감소하였으나, 조직병리학적 변화는 나타나지 않았다 (1978b). ● Perkins 등의 연구(2004) 수컷 랫드에 90일간 PFOA를 넣은 사료를 0.06, 0.64, 1.94, 6.4 mg/ kg bw/day 씩 섭취시켰을 때, 최고용량 투여군에서 체중의 증가율이 감소하였고, 0.64 mg/kg bw/day 이상 투여군에서 과산화소체 증식 의 지표인 간 palmitoyl CoA 산화효소 활성 및 간 상대장기 무게 증가 현상이 나타났으며, 조직병리학적 검사에서 간세포 비대 및 괴사가 관 찰되었다. 20 제3장 위해평가 21 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 가 나타났지만, 퍼옥시좀 증식은 관찰되지 않았다. 고농도군에서 간세포 선종 발생이 증가할 뿐만 아니라 갑상선 여포세포 선종이 관찰되었다. ➍ 유전독성 ● Sadhu 연구(2002) PFOA 암모늄염의 유전독성을 알아보기 위한 복귀돌연변이 시험에서 Salmonella typhimurium 및 Escherichia coli 균주의 대사활성화 및 비활성화가 모두 음성으로 나타났고(Lawlor, 1995 및 1996), 염색체이 상 시험에서도 음성이었다. ● Murli 연구(1996a, 1996b) 2번 반복한 in vivo 소핵시험에서 마우스에 PFOA 암모늄염 950 mg/ kg를 단회 경구로 투여한 후 소핵이 유발되지 않았다. 결론적으로 일부 염색체이상 시험에서 세포독성을 일으킬 수 있는 농도에서 유전독성이 양성으로 나온 적이 있지만, 여러 in vitro 및 in vivo 유전자 및/또는 염 색체 수준에서 수행된 유전독성 시험에서 유전 독성은 나타나지 않았다. PFOS는 유전자 및 염색체, 또는 DNA 복구 수준에서의 in vitro 및 in vivo 단기 시험 등에서 유전독성이 나타나지 않았다. ➎ 생식 및 발생독성 ● Gortner 연구(1981, 1982) 랫드와 토끼에 대한 발생독성 시험에서 랫드에게 PFOA 150 mg/kg, 토끼에게 50 mg/kg를 100일간 매일 투여한 결과 특이한 영향은 나타 나지 않았다. 랫드의 무독성량은 모체 및 태자독성에서 각각 5 및 150 mg/kg bw/day이었다. ● Lau 등의 연구 a. 마우스 임신 1일(GD1)에서 GD18일 동안 PFOS 1, 5, 10, 15, 20 mg/kg bw/day 씩 투여한 실험에서 1 및 5 mg/kg bw/day 투여군에 서는 유의한 차이가 없었지만, 출생 전 PFOS에 노출된 새끼는 성장이 유 의하게 지연된 것으로 나타났다. 모든 군에서 눈을 뜨는 데 시간이 약간 수컷은 체중증가율이 용량의존적으로 감소하였고, 암컷은 수컷에 비해 정도가 심하진 않았으나 암수 고용량군에서는 통계적 유의성이 나타났 다. 혈액학적 변화와 임상화학적 변화에서도 통계적 유의성이 나타났다. 이 연구결과의 체중증가율 감소와 혈액학적 변화에 근거하여 최대무독 성량을 1.3 mg/kg bw/day로 설정하였다. ● Cook 등(1994), Biegel 등(2001)의 연구 발암성 측면에서 고환의 사이질세포 선종(Leydig cell adenoma) 발생 률이 유의하게 증가하였다. 암컷에서 유선의 섬유선종(mammary fibroadenoma) 발생률이 유의하게 증가하였으나, 발생빈도가 자연발생 수준과 유사하여 중요하지 않다고 판단하였다. 후속 연구에서는 수컷 랫 드에 PFOA의 암모늄염 300 mg/kg (14 mg/kg bw/day 해당)을 포 함한 사료를 2년간 섭취시킨 후, 1개월 또는 3개월 단위로 중간에 10마 리씩 도살하여 호르몬(에스트라디올 등), 세포 증식, 과산화소체(β-산화 활성) 등을 분석하였다. 모든 시료에서 간의 상대장기 무게와 β-산화 활 성이 통계적으로 유의하게 증가하였고, 고환의 사이질세포 선종 발생률 (11% vs 0%), 간의 선종발생률(13% vs 3%), 췌장의 선방세포 종양 발생률(9% vs 0%) 등이 유의하게 증가하였다. 앞의 2개 발암성 연구결 과를 볼 때 PFOA는 랫드의 간세포 선종, 고환의 사이질세포 선종, 췌장 선방세포 선종 등을 유도한다고 결론지었다. ● OECD(2002), Health Canada(2004), U.S. EPA(2006) 등의 보 고서 수컷과 암컷 Crl:CD(SD)IGS BR 랫드 40-70마리에 52주 동안 PFOS 를 각각 0.5, 2, 5, 20 mg/kg bw/day 씩 식이로 투여한 결과, 수컷은 대조군에 비해 5 및 20 mg/kg bw/day 군에서 생존율이 증가하였다. 5 및 20 mg/kg bw/day 투여군의 수컷 및 암컷 모두에서 간독성 및 소 엽중심성 비대가 나타났다. 고농도(20 mg/kg bw/day) 투여군의 수컷 랫드에서 간샘종이 보고되었고, 암컷 랫드에서는 간샘종과 암종이 보고 되었다. 0.5 및 2 mg/kg bw/day 투여군에서 유선의 양성종양과 샘종 및 암종이 증가하였다. PFOS 처리는 활면소포체 과형성과 간세포 비대 22 제3장 위해평가 23 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 학적 증상은 나타나지 않았다. ➏ 신경 독성 ● Johansson 등의 연구(2008) a. PFOA의 신경독성을 평가하기 위해 생후 10일령 수컷 마우스에 PFOA 0.58 및 10.8 mg/kg bw 씩 단회 경구로 투여하였다. 2개월 및 4개월 후 실시한 자발적 행동학적 시험에서 행동능력 장애현상이 나타났 다. 니코틴에 대한 반응을 근거로 이러한 현상들은 콜린성 시스템을 통해 나타나는 것으로 확인하였다. b. 10일령 마우스에 PFOS 0.75 및 11.3 mg/kg bw를 위관(gastric tube)으로 투여한 후, 2개월 및 4개월 때 실시한 행동학적 시험에서 수 행능력은 저하되었으나 분명한 임상독성학적 징후는 나타나지 않았다. 니코틴 반응을 근거로 콜린성 신호전달과정이 매개하는 것으로 여겨진 다고 보고되었다. ➐ 면역독성 ● Yang 등의 연구(2000) PFOA가 0.02% 함유된 사료를 마우스에 7일간 투여했을 때 주요 면 역장기인 흉선과 비장이 위축되며 세포수가 50% 이상 감소하였다. 특 히 PFOA는 면역반응에서 가장 중요한 CD4+와 CD8+ 세포수를 급감 시켰다. ● DeWitt 등의 연구(2015) 마우스에 PFOA 30 mg/kg bw을 투여했을 때 T 세포 의존성 항체반응 이 억제되었고, 이는 PFOA의 투여로 인해 B 세포와 대식세포의 기능이 방해받아 나타나는 것으로 여겨진다. ➑ 간독성 작용기전 ● Ikeda 등(1985), Pastoor 등(1987), Sohlenius 등(1992), Perkins 등(2004)의 연구 지연되었고, 5 mg/kg bw/day 이상 모든 투여군에서 간의 무게가 유의 하게 증가하였다(2003). b. 마우스에게 임신 1일부터 출산까지 PFOA를 1, 3, 5, 10, 20, 40 mg/ kg bw/day 씩 경구로 투여한 결과, 태어난 새끼에서 성장부진 현상이 용량의존적으로 나타났다. 모든 용량의 모체에서 간 비대현상이 나타났 고, 착상이나 기형 현상은 나타나지 않았다. 40 mg/kg bw/day 투여군 에서 새끼가 유산되었으며, 20 mg/kg bw/day 투여군에서는 태자의 생 존율이 감소하였다. 5, 10, 20 mg/kg bw/day 투여군에서 출생 후 생존 율이 유의하게 감소하였다. 1 mg/kg bw/day 투여군을 제외한 모든 군 에서 성장부진 현상이 용량의존적으로 나타났다. 또한 수컷 새끼에서는 성성숙의 가속화가 관찰되었으나 암컷에서는 나타나지 않았다(2006). ● Butenhoff 등의 연구(2004) 랫드에게 PFOA를 1, 3, 10, 30 mg/kg bw/day 씩 경구로 투여한 후 2 세대에 걸쳐 생식독성 연구를 수행하였다. F0 수컷과 F1 세대의 3, 10, 30 mg/kg 투여군에서 체중감소 현상이 나타났고 모든 용량군에서 간 과 신장의 무게가 증가하였다. F1 세대의 30 mg/kg bw/day 투여군에 서 출생 시 체중감소, 이유 후 사망률 및 사춘기 시작 지연현상이 나타났 다. 교미와 출산 관련 파라미터의 변화는 없었다. ● Luebker 등의 연구(2005) 암컷 랫드에게 짝짓기 전부터 임신 기간 및 수유 4일 등 총 6주 동안 PFOS 0, 0.4, 0.8, 1.0, 1.2, 1.6, 2.0 mg/kg bw/day씩 강제경구 투여 한 시험에서 0.8 mg/kg bw/day 이상 투여군에서 임신기간 및 새끼생 존 감소가 유의하게 나타났다. ● Christian 등의 연구(1999) Luebker 등 연구(2005)에 근거한 용량반응평가에서 BMDL5 값의 범위 를 0.27-0.89 mg/kg bw/day로 산출하였다. 0.4 mg/kg bw/day 투 여군에서 태어난 새끼(F2 세대)는 출생 시 체중만 줄었을 뿐 다른 독성 24 제3장 위해평가 25 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 확히 결론을 내리기 어렵다. 다만, 동물실험에서 PFOS 혹은 PFOA 노출 과 갑상선 호르몬 변화에 대한 관찰이 계속 보고되고 있다. 3.2 위험성 결정 (Hazard Characterization) 과불화합물은 식품 등 다양한 노출경로로 체내에 들어올 수 있다. 2009년 스톡홀름 협약에서 과불화합물을 POPs 목록에 포함하였으며 국제적으로 PFOA 및 PFOS를 중심으로 사용을 규제하고 있다. 최근 우 리나라 국민들의 체내에서 과불화합물이 검출되고, 과불화합물의 건강 영향에 관한 연구들이 지속적으로 보고되면서 국민적 관심이 고조되었 다. 이에 과불화합물 중 사용 빈도가 높은 PFOA 및 PFOS의 국내 노출 수준과 건강영향에 대한 위해평가, 그리고 이를 위한 인체노출 안전기준 설정의 필요성이 제기되었다. 외국의 PFOA 및 PFOS 인체노출안전기 준은 <표 3>과 같다. 표 3. 외국의 PFOA 및 PFOS 인체노출안전기준 (HBGV) PFOA는 설치류와 원숭이에게 간 무게 증가, 간 조직 효소 활성의 변화, 간 비대 등의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 설치류에서는 과산화소 체 증식과 관련이 있고, 과산화소체 증식활성 수용체-α (peroxisome proliferator activated receptor alpha, PPAR-α)의 작용제(agonist) 로 알려졌다. ● Guruge 등(2006), Martin 등(2007), Rosen 등(2007)의 연구 랫드의 간 게놈 연구 결과, PFOA는 대사와 지질의 수송에도 관여하는 것으로 나타났다. ➒ 인체영향 과불화합물에 대한 인체 역학연구는 매우 제한적이며, 일반인구의 노 출수준에서의 건강영향은 알려지지 않았다. 한편 일부 작업장에서의 역 학연구(예: 과불화합물 제조공장 근로자 506명 대상 연구) 결과가 보고 된 바 있다. 과불화합물을 실험동물에 고농도로 노출 시 암과 성장장애를 일으킨다는 연구결과가 지속적으로 보고되면서 인체 건강영향에 대한 우려가 크다. ● Gilliland 및 Mandel(1993), Olsen 및 Zobel(2007) 등의 연구 PFOS 및 PFOA에 대한 역학연구 결과는 주로 3M 사에서 근무한 근로 자를 대상으로 수행된 것이다. 표준화된 사망률(SMR)을 미국의 백인 사 망률과 비교했을 때 모든 암에 대해 SMRs가 예상한 것보다 더 낮았으 며 직장에서의 근무기간이 길수록 통계적 유의성 있는 관련성이 있다고 보고되었다. 하지만 노출에 대한 정확한 정보를 포함하지 않고 있기 때 문에 암과의 관련성을 확인하기 위한 추가적인 정보가 필요하다고 제기 되었다. ● Melzer 등의 연구(2010) 일부 연구에서는 PFOA 농도가 높은 여성과 PFOS 농도가 높은 남성은 갑상선 질환과 관련이 있는 것으로 제시하고 있으나, 최근 다른 연구들 에서는 갑상선 호르몬에 영향을 주지 않는다는 보고도 있어 아직까지 정 PFOA JECFA/WHO EPA EFSA COT 독성종말점 - - 랫드: 간 무게 증가 랫드: 간 무게 증가 POD - - BMDL10 0.3 mg/kg bw/day BMDL10 0.3 mg/kg bw/day UF - - •10: 종간 차이 •10: 개체간 차이 • 2: 내부용량 동역학 차이 •10 : 종간 차이 •10: 개체간 차이 HBGV - - TDI 1.5 ㎍/kg bw/day TDI 3 ㎍/kg bw/day PFOS JECFA/WHO EPA EFSA COT 독성종말점 - - 원숭이: 지방, thyroid 호르몬 변화 - POD - - NOAEL 30 ㎍/kg bw/day - UF - - •10: 종간 차이 •10: 개체간 차이 • 2: 내부용량 동역학 차이 - HBGV - - TDI 150 ng/kg bw/day - HBGV; health based guidance value; COT; Committee on Toxicity 26 제3장 위해평가 27 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 표 5. PFOS 인체노출안전기준 설정 근거 3.3 노출평가 (Exposure assessment) (1) 주요 노출원 PFOA 및 PFOS를 비롯한 과불화합물은 지난 50여 년간 다양한 산 업분야의 제품생산 및 공정과정에서 사용되어 왔다. 과불화합물은 세정 제, 페인트, 광택제(varnish), 왁스, 바닥마감재, 의류, 카펫, 신발, 가구 류, 소화기 내 액체, 사진용 인쇄지, 살충제 등에 들어 있는 것으로 알려 졌다 (Prevedouros 등, 2006). PFOS 및 그 염류는 스톡홀름 협약에 따 라 POPs에 포함되어 특정 제품에서만 사용할 수 있도록 규제되고 있다. 현재까지 인체 바이오모니터링 결과에 근거하여 일반인구의 과불화합 물 노출수준과 주요 노출원인 식품에 대한 모니터링 결과가 일부 보고 되었으나, 그 외 추가 노출원에 대한 정보는 매우 적은 실정이다. 일반인 구는 주로 식품으로 노출되지만 과불화합물이 오염된 지역에서는 음용 수가 주요 노출원으로 알려졌다(Fromme 등, 2009). 과불화합물은 다 른 POPs와 달리 지방조직에는 잘 축적되지 않고 주로 단백질과 결합하 여 생물체에 축적되는 것으로 알려졌다 (Jones 등, 2003). 과불화합물 은 주로 강물, 퇴적물, 해수, 먹는 물, 공기 등 다양한 환경 매체에서 검 출되고 있어, 하수나 폐수 등의 모니터링 결과를 환경오염의 주요 지표 로 활용하기도 한다. 국내 및 국외의 규제기관들은 PFOA와 PFOS의 식품 중 오염실태를 조 시작값 (POD) 불확실성 계수(UF) 인체노출안전기준 (TDI) BMDL10 214 ㎍/kg bw/day •종: 랫드(간 무게 증가) •투여경로/기간: 경구/12주 200 •10: 종간 차이 •10: 개체간 차이 • 2: 내부용량 동역학 차이 1.0 ㎍/kg bw/day 시작값 (POD) 불확실성 계수(UF) 인체노출안전기준 (TDI) NOAEL 30 ㎍/kg bw/day •종: 원숭이 •독성영향: 지방 및 갑상선호르몬 변화 •투여경로/기간: 경구/26주 BMDL10 30.5 ㎍/kg bw/day •종: 원숭이 •독성영향: 간 무게 증가 •투여경로/기간: 경구/26주 200 •10: 종 간 차이 •10: 개체 간 차이 • 2: 내부용량 동역학 차이 150 ng/kg bw/day 식품의약품안전처는 국내의 PFOA 및 PFOS의 인체노출 안전기준을 설 정하기 위해 기존의 위험성 정보를 근거로 표적기관 및 독성영향에 대한 용량반응평가를 수행하였다. ● PFOA 인체노출안전기준 랫드 2세대 생식발생 독성시험에서 확인된 F0 세대의 간 무게 증가를 독성영향으로 선택하였고, 독성 기준값의 종말점으로 BMDL10 214 ㎍/ kg bw/day를 선정하였다 (York, 2002, 2010; Butenhoff 등, 2004). PFOA의 인체노출안전기준은 종 간 및 개체 간 차이, 내부용량 동역학 차이에 대한 불확실성계수 200을 적용하여 TDI를 1.0 ㎍/kg bw/day 로 설정하였다(<표 4>). 표 4. PFOA 인체노출안전기준 설정 근거 ● PFOS 인체노출안전기준 원숭이의 26주 경구 투여 독성시험에 근거하여 지방 및 갑상선호르몬의 변화, 간 무게의 증가를 독성영향으로 간주하였다(Seacat 등, 2002). 독 성기준값 BMDL10을 산출한 결과 기존에 알려진 NOAEL과 거의 동일하 였고, 이에 따라 PFOS의 최종 독성기준값을 30 ㎍/kg bw/day로 선정 하였다. 인체노출안전기준은 개체 간 및 내부용량 동역학 차이에 대한 불 확실성계수 200을 적용하여 150 ng/kg bw/day로 설정하였다(<표 5>). 28 제3장 위해평가 29 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS ● 김연제 연구(2006) 2006년 LC/ESI/TOF/MS 분석법으로 성인 138명의 혈장(plasma)을 분석한 결과, PFOA는 1.15 ng/mL (신뢰구간: 불검출-8.05 ng/mL), PFOS는 3.82 ng/mL (신뢰구간: 1.14-11.8 ng/mL) 수준으로 나타났 다. 남자가 여자보다 약간 높았고, 흡연자 및 음주자가 비흡연자 및 비음 주자보다 통계적으로 유의하게 높았다. 한편 테프론 코팅 주방용기 사 용, 종이컵 사용 빈도 등 생활습관과의 연관성 분석에서는 통계적 유의 성이 나타나지 않았다. ● 최경호 연구(2009) a. 2008년부터 2009년까지 LC/ESI-MS/MS 분석법으로 경기도 시흥 시 및 대구시에 거주하는 성인 혈청의 노출수준을 조사하였다. PFOA는 남성(375명)에서 평균 3.51 ng/mL, 여성(456명)에서 평균 2.91 ng/ mL이 검출되었고, PFOS는 남성(375명)에서 평균 11.8 ng/mL, 여성 (456명)에서 평균 8.67 ng/mL이 검출되었다. b. 민감군에 해당하는 서울시, 청주시, 구미시 거주 산모 30명의 체내 노 출수준을 조사하였다. PFOA는 1.62 ng/mL, PFOS는 3.32 ng/mL로 나타났다. 조사대상 산모의 숫자가 적어 전체 산모의 노출수준을 대표한 다고 할 수 없으나, 동일 연령대의 일반 여성에 비해 농도가 낮았다. 그 동안 보고된 북미, 유럽, 아시아 지역의 값과 비슷하거나 약간 낮은 수준 인 것으로 나타났다 . ● 홍종기 연구(2010) 2009년 전국에서 2,063명 성인(18-69세)의 혈청시료를 수집하여 이 중 조건에 부합하는 1,904건을 분석하였다. LC-ESI-MS/MS 분석법으 로 분석한 결과 PFOA는 4.15 ng/mL (신뢰구간: 0.54-117 ng/mL), PFOS는 12.83 ng/mL (신뢰구간: 1.4-214.3 ng/mL)이었다. ● 오정은 연구(2012) 2011년부터 2012년까지 LC-MS/MS분석법으로 어린이 및 성인의 혈 사해 오고 있으며, 최근에는 인체 시료의 바이오모니터링도 수행하고 있 다. 미국 및 독일 등은 불소중합체 공장주변에서 음용수의 PFOA 오염사 례(평균: 3,550 ng/L, 신뢰구간: 1,500~7,200 ng/L)를 보고한 바 있 고(Emmett 등, 2006), 음용수 및 지표수에 대한 과불화합물 환경모니 터링을 시작하였다. 일부 국가는 PFOA에 오염된 식수(>500 ng/L)를 영아용 식품 조리에 사용하지 못하도록 하고 있으며, 임산부들에게는 지속적으로 섭취하지 말라고 권고하고 있다. 우리나라는 국민들을 대상으로 혈중 과불화합물 모니터링을 수행하고 있으나, 식수 및 식품으로 인한 노출정보는 부족 한 실정이다. (2) PFOA 및 PFOS 환경 중 오염현황 인간이 과불화합물에 노출될 수 있는 대기, 실내공기, 먼지, 토양, 물, 식품 등 주요 환경매체의 오염수준을 평가하는 연구가 늘고 있다. 그러 나 과불화합물을 포함한 환경오염물질들은 장거리 이동성을 가지고 있 어 어느 한 지역 및 국가에 국한된 문제가 아니라 여러 국가에서 협동적 으로 진행하여야만 성공적인 저감관리가 가능할 것이다. 과불화합물의 환경 중 농도는 1970년대부터 2000년대 초반까지 지속적으로 증가하 는 추세를 보였다(김승규, 2008). 국가별 담수, 해수 등에서 모니터링된 PFOS 및 PFOA의 농도는 지역마다 매우 다양하였다. (3) PFOA 및 PFOS의 체내 노출수준 ➊ 국내 2006년부터 PFOA 및 PFOS의 체내 노출수준을 확인하기 위한 연 구를 본격적으로 수행하고 있으며, 식품의약품안전처와 환경부가 주관 하여 인체시료에 대한 모니터링 연구를 수행하고 있다(<표 6>). 과불화 합물은 혈청 중의 단백질과 결합하여 수 년 동안 체내에 잔류할 수 있기 때문에 혈청의 과불화합물 농도는 장기간 노출을 확인할 수 있는 지표로 활용가능하다. 지금까지 수행된 연구결과는 다음과 같다. 30 제3장 위해평가 31 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 표 6. 국내 PFOA 및 PFOS 인체 바이오모니터링 연구 현황 연도 연구자 대상 시료 시료수 LOD (ng/mL) PFOA (ng/mL) PFOS (ng/mL) PFOA PFOS 남자 여자 남자 여자 2006 김연제 등 성인 혈장 183명 0.50 0.10 2.20 1.17 4.74 3.53 2009 최경호 등 시흥시 및 대구시 성인 혈청 831명 0.002 0.005 3.51 2.91 11.8 8.67 2010 홍종기 등 전국 성인 혈청 1904명 0.15 0.18 4.75 3.65 15.4 11.7 2010 이진헌 등* 전국 성인 혈청 1874명 0.15 0.18 3.45 2.31 11.6 8.99 2010 이채관 등 전국 성인 혈청 718명 - - 2.07 2.04 7.55 6.74 2011 오정은 등 부산 성인 혈청 299명 0.755 0.242 9.26 8..12 14.3 12.9 2012 오정은 등 부산 성인 혈청 299명 0.41 0.043 9.26 8.12 14.3 12.9 부산 어린이 혈청 120명 5.04 5.26 6.56 6.61 2014 신재호 등 전국 청소년 혈청 300명 0.037 0.082 2.82 3.57 2009 최경호 등 서울, 청주, 구미 산모 혈청 44명 0.002 0.005 - 1.62 - 3.32 태아 혈청 41명 0.002 0.005 1.38 1.29 2006 김연제 등 근로자 혈청 20명 0.5 0.1 2.19 6.57 2006 박영일 등 근로자 혈청 20명 - - 2.19 2.18 6.50 6.94 2008 장상환 등 부산경남 근로자 혈청 415명 - - 9.00 6.30 - - * 2010년(이진헌) 분석시료와 동일한 분석값에 대한 기하평균값 청시료를 분석하였다. 분석 결과 남성(122명)과 여성(177명)의 혈청 내 PFOA 농도는 남자 9.26 ng/mL, 여자 8.12 ng/mL이었고, PFOS는 남 자 14.3 ng/mL, 여자 12.9 ng/mL 수준으로 나타났다. 어린이(120명) 의 PFOA 농도는 남자 5.04 ng/mL, 여자 5.26 ng/mL, PFOS는 남자 6.56 ng/mL, 여자 6.61 ng/mL 수준이었다. ● 이행신 연구(2013) 2013년 모유시료 265건의 PFOA 및 PFOS를 분석한 결과 각각 0.1 ng/mL 및 0.08 ng/mL 으로 나타났다. 이 연구는 국내에서 처음으로 전국규모의 모유 중 과불화합물 노출수준을 조사한 것으로, 향후 영아 및 수유부의 노출량 평가의 근거자료로 활용할 수 있다. ● 신재호(2014) 2014년에 LC-MS/MS 분석법으로 서울, 경기, 부산, 인천, 청주 지역 중 고등학생 306명의 혈청 내 노출수준을 분석한 결과 PFOA는 2.82 ng/ mL (신뢰구간: 0.65-8.92 ng/mL), PFOS는 3.57 ng/mL (신뢰구간: 0.72-16.4 ng/mL)으로 나타났다. 남학생이 여학생보다 약간 높은 경 향을 보였다. 우리나라 국민들을 대상으로 과불화합물 모니터링을 광범위하게 수행하 고 있으나 조사대상자의 대표성, 취약인구집단 고려여부, 시료수, 발생 원 조사 등의 측면에서 여전히 많은 제한점을 가지고 있다. 어린이 및 성 인 대상 인체 바이오모니터링 연구결과를 종합하면 <표 7>과 같다. 연령 이 높을수록 체내 농도가 증가하는 경향을 보이고 있다. 한편 13-19세 연령군은 2008년 조사(PFOA: 2.07 ng/mL, PFOS: 5.3 ng/mL) 때보 다 PFOA는 약간 증가하였으나 PFOS는 감소한 것으로 나타났다. 국내 12-19세 연령군의 노출수준은 미국 등 외국의 동일 연령대와 비교했을 때 PFOA와 PFOS 모두 낮은 편이었다(< 표 8>). 32 제3장 위해평가 33 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 용할 수 있다. 우리나라 국민의 체내 노출수준은 외국에 비해 낮은 것으 로 알려졌으나, 상승 경향이 나타나고 있어 지속적인 인체 바이오모니터 링으로 노출수준을 감시할 필요가 있다. 또한 식품 외에 다른 노출원에 대한 모니터링도 필요하다. ➋ 국외 ● 일반 인구의 과불화합물 노출수준 직업적 노출이 없는 일반 인구의 혈청시료에서 검출된 과불화합물의 농 도수준은 나라별로 차이가 있다(Kannan 등, 2004)(<표 9>). 일반인 구의 혈중 PFOA 및 PFOS 농도수준은 낮은 편이지만 검출빈도는 매 우 높다. 미국 국민건강영양조사(1999-2000년)에서 수집한 12세 이상 1,562명의 혈청을 분석한 연구(Calafat 등, 2007a)에 따르면, 조사대상 물질 13종 중 9종에서 과불화합물이 빈번하게 검출되었다. 이 중 PFOA 및 PFOS는 조사대상자 모두에서 검출되었다. 2003-2004년 미국 국민 건강영양조사에서는 조사대상 성인 2,094명 중 98% 이상에서 검출되 ● PFOA 및 PFOS 외적노출량 예측 결과 었다(Calafat 등, 2007b). 우리나라의 식품의약품안전처가 국내 인체 시료의 바이오모니터링 결과 를 생리학적 동태모형 공식(Vestergren & Cousins, 2008)에 적용하 여 PFOA 및 PFOS의 외적노출량을 예측한 결과 PFOA는 하루 체중 kg 당 6.2 ng, PFOS는 10.2 ng으로 나타났다. PBPK (Physiologically-based pharmacokinetic) 모형은 인체 바이 오모니터링에서 검출된 체내 노출량을 근거로 외적 노출량을 예측하거 나, 다양한 노출원 및 노출경로를 고려한 인체 총노출량을 산출하는데 활 항목 어린이 6-12세1) 청소년 13-19세2) 20대3) 30대3) 40대3) 50대3) 60대3) 성인 평균 시료수 120명 300명 247명 413명 456명 433명 325명 1,874명 PFOA 5.15 2.82 3.43 3.27 4.24 4.87 4.58 4.12 PFOS 6.58 3.57 7.56 9.69 12.61 16.97 17.16 13.1 항목 미국1) (2008) 한국2) (2008) 독일3) (2008) 중국4) (2008) 호주5) (2009) 미국1) (2010) 한국6) (2014) 357명 77명 170명 85명 120명 364명 300명 PFOA 3.91 2.07 24.6 2.19 7 2.74 2.82 PFOS 11.3 5.3 5.4 7.05 17.7 6.84 3.57 표 8. 국내 외 인체 바이오모니터링 결과 (13-19세 대상) 1) 오정은(2012), 2) 신재호(2014), 3) 이진헌(2010) 1) 미국국민건강영양조사(2008), 2)최경호(2008), 3)Jurgen 등(2008), 4)Tao 등(2010), 5)Leisa 등(2009), 6)신재호(2014) (단위: ng/mL) (단위: ng/mL) 표 7. 우리나라 국민의 인체 바이오모니터링 결과 Dtotal = к × VD × Cs Dtotal : 외적노출량 к : 제거율 (к=In2/T1/2=0.693/T1/2) VD : fractional volume of distribution (=3,600 mL/kg) Cs : 혈청 중 과불화합물 농도 T1/2 : 반감기 (PFOA; 1,600 day; PFOS; 3,200 day) 34 제3장 위해평가 표 9. 외국의 일반 인구의 혈액 중 PFOA 및 PFOS 농도 국가명/ 지역명 성별/연령대 시료수혈액 구분 PFOA PFOS 북아메리카 미국 UK 65 S 6.4(<5-35.2) 28.4(6.7-81.5) M, Age 20-69 F, Age 20-69 332 313 S S 4.9a (<1.9-29.0) 4.4a (<2.1-52.3) 37.4a (<4.3-1656.0) 31.3a (6.0-226.0) Michigan M F 29 46 S S 5.7(<3-14.7) 4.7(<3-7.3) 32.9(<1.3-124) 32.5(<1.3-91.7) Kentucky M F 19 11 S S 41.6(11-88) 23(15-39) 73.2(19-164) 66(11-130) New York UK 70 S 27.5(14-56) 42.8(16-83) Atlanta M F 10 10 S S 4.2(0.2-10.0) 5.6(2.8-10.4) 56.9(3.6-164) 58.0(20.4-94.0) Washington Seattle M, Age 65-96 F, Age 65-96 118 120 S S 4.0(<1.4-14.2) 4.3(<1.4-16.7) 30.3(<3.4-161.0) 30.0(9.6-175.0) M, in 1974 F, in 1974 M, in 1989 F, in 1989 87 91 86 92 S S S S 2.4a(1.0-3.0) 2.3a(1.0-3.1) 5.8a(4.8-6.8) 5.5a(3.6-6.7) 32.8a(23.3-42.8) 25.3a(20.0-35.9) 38.3a(31.7-50.0) 30.4a(21.3-41.0) M, Non-hispanic white F, Non-hispanic white M, Non-hispanic black F, Non-hispanic black M, Mexican American F, Mexican American 13 14 6 6 7 8 S S S S S 6.98 3.97 3.62 2.85 2.89 2.08 40.19 23.97 18.27 17.93 13.71 10.40 UK, 23 pooled 23 S 11.6(2.80-23.7) 31.1(13.8-56.5) 캐나다 T, 35M+21F F, Pooled 56 10 S P 3.4(<1.2-7.2) 2.2(0.48-5.46) 28.8(3.7-65.1) 36.9(2.8-57.9) 남아메리카 콜롬비아 M F 31 25 S S 6.2(3.9-12.2) 6.1(3.7-9.2) 8.5(6.2-14) 8.0(4.6-13) 브라질 M F 10 17 S S <20 <20 13.5(6.8-24) 10.7(4.3-35) 오스트레일리아 T, 40 pooled 100 S 7.6(5.0-9.9) 21.3(12.7-29.5) 유럽 벨기에 UK, 15-20 Pooled M F 6 16 4 S P P NA 5.0(1.1-13) 4.1(<1-7.6) 37(32-45.6) 16.8(4.5-27) 11.1(4.9-19) (단위: ng/mL) 35 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 독일 UK,15-20 Pooled M F M, Non-smokers F, Non-smokers 6 188 188 51 54 S P P P P NA 6.00(0.50-19.1) 5.20(1.50-16.2) 8.3a 5.8a 17(4.9-22.2) 15.0(2.10-55.0) 11.8(2.5-30.7) 27.1a 19.9a 이탈리아 M F 42 8 S S <3 <3 4.3(1.0-10.3) 4.4(2.5-8.0) 네덜란드 UK, 15-20 Pooled 5 S NA 53(39-61) 폴란드 M F M, Dockers T, Farmers, 13M+2F T, Fish-dish fanciers, 11M+4F T, Gdansk citizens, 10M+5F 10 15 15 15 15 15 S S WB WB WB WB 20.5(11-40) 21.9(9.7-34) 2.7(1.2-5.8) 3.4(1.2-6.2) 4.1(1.7-8.7) 3.0(1.3-5.2) 55.4(21-116) 33.3(16-60) 12(5.2-24) 13(6.6-25) 41(14-84) 16(6.7-46) 스웨덴 M, Age 19-46 F, Age 46-75 40 26 WB WB 2.7a(0.5- 12.41) 2.1a(0.8-4.1) 17.7a(1.7-37.0) 16.9a(4.6-32.8) 아시아 중국 T, 42M+43F, Age 7-66 85 Sc 1.59 52.7 일본 T, 15M+11F M 26 3 WB S <3.35 NA 8.1(2.0-20.2) 27(19-41) Akita M F 66 50 S S 3.4 2.5 12.9 6.9 Kyoto M F 14 20 S S 12.4 7.1 28.1 13.8 Miyagi M F 32 23 S S 3.3 2.8 5.7 3.5 M F 25 13 S S <6.8 12.3(<6.8-12.3) 14.1(4.1-38) 20.1(6.3-40.3) 인도 M F 34 11 S S 3.5(<3-3.5) <3 1.7(<1-3.1) 2.3(<1-3) 한국 M F 25 25 S S 35.5(<15-71.4) 88.1(<15-256) 27.1(6.6-92) 15.1(3.0-61.3) 말레이시아 M F 16 7 S S <10 <10 13.2(6.2-18.8) 11.7(7.6-17) 스리랑카 UK Urban population, Age 29-48 UK Rural population, Age 24-61 11 10 SP S 0.24 0.46 0.13 0.95 36 제3장 위해평가 37 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS (4) 식품을 통한 노출평가 ➊ 국내 ● 식품 모니터링 2012-2014년에 국내에서 수행한 식품 모니터링 결과 식품 중 과불화 합물 함유량은 <표 11>과 같다. 식품 중 과불화합물 분석은 시료 전처 리를 액·액 추출법으로 실시하여 LC-MS/MS로 분석하였다. 식품에 서 PFOA 및 PFOS의 검출량은 ‘불검출’이거나 ‘매우 미량’으로 나타났 다 (<표 11>). 표 10. 임산부 혈액 및 제대혈 중 PFOA 및 PFOS 농도 (단위: ng/mL) 국가명/지역명 분석시료/연구 시료수 PFOA PFOS 미국/발티모어 cord 2004-2005 THREE study 293 1.6(0.3-7.1) 4.9(<0.2-34.8) 캐나다/북서부 maternal 1994-2001 plasma 10 2.2 36.9 캐나다/테리토리 cord 1994-2001 plasma 13 3.4 16.7 캐나다/온타리오 maternal at 24-28 wk 101 2.52(1.46-3.14) 18.31(10.8-22.9) 캐나다 maternal cord at delivery 101 100 2.24(1.33-2.64) 1.94(1.09-2.37) 16.19(9.19-20.22) 7.19(3.92-9.11) 독일 maternal 70 77.4(<200-460) 158(28-639) 덴마크 maternal 1996-2002 Danish Birth Cohort, first trimester plasma 1399 5.6(<1.0-41.5) 35.3(6.4-107) cord 1996-2002 Danish Birth Cohort, first trimester blood 50 3.7 maternal 1996-2002 Danish Birth Cohort, second trimester 200 4.5 일본 maternal 15 1.2(ND-3.5) cord 15 ND 중국/심양 cord 15 0.264 ● 태아 제대혈의 과불화합물 검출량 일부 과불화합물은 태아의 제대혈에서도 검출되고 있다 (<표 10>). 태아 제대혈에서의 과불화합물 검출은 산모의 노출을 반영한다고 볼 수 있다. 산모와 태아의 혈액 중 PFOS의 함량을 분석한 결과 통계적으로 유의한 연관성이 있는 것으로 나타났고, PFOS가 태반을 통과하여 태아에게 전 달되었을 것으로 추정된다(So 등, 2006 ; Inoue 등, 2004). 미국 볼티모어에서 출생한 신생아 299명의 제대혈을 분석한 결과, PFOA 및 PFOS가 각각 100%, 99% 검출되었다(Apelberget 등, 2007). 미국 국민건강영양조사(NHANES) 결과 가임기 여성(16-49세)의 혈 청 내 PFOA 및 PFOS 검출량은 점차 감소하고 있다. 1999년-2000 년 PFOA의 검출농도는 4.6 ng/mL, PFOS는 23.8 ng/mL 이었으나, 2007년-2008년에는 PFOA는 3.2 ng/mL, PFOS는 8.7 ng/mL 인 것 으로 나타났다. 캐나다 10명의 산모 혈액과 13명의 태아 제대혈의 PFOA 및 PFOS 농도를 분 석한 결과, 산모의 혈액 중 PFOA 및 PFOS의 농도는 각각 2.2 ng/mL, 36.9 ng/mL이었고, 제대혈 중 PFOA 및 PFOS의 농도는 각각 3.4 ng/ mL, 16.7 ng/mL인 것으로 나타났다(Tittlemier 등, 2004). 중국 Zhoushan 지역에 거주하는 산부 19명의 모유를 분석한 결과 PFOA와 PFOS의 농도범위는 각각 0.047-0.21 ng/mL, 0.045-0.36 ng/mL로 나타났다(So 등, 2006). 38 제3장 위해평가 39 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 표 11-1. 국내 식품 중 PFOA 모니터링 결과 (2012-2014) 표 11-2. 국내 식품 중 PFOS 모니터링 결과 (2012-2014) 식품명 조사년도 시료수 검출률 (%) 검출농도 (ng/g) 음료 2012 12 83 불검출~1.24 2014 30 70 불검출~0.11 우유 및 유제품 2012 17 35 불검출~0.026 2013 10 60 불검출~0.042 곡류 및 그 가공품 2012 12 42 불검출~0.08 2014 112 95 불검출~0.63 육류 및 육가공품 2012 27 - 불검출 2013 40 88 불검출~0.063 2014 54 91 불검출~0.12 어패류 및 가공품류 2012 32 34 불검출~0.93 2014 28 68 불검출~0.93 과채류 및 그 가공품 2012 39 8 불검출~0.025 2014 51 42 불검출~0.06 식품명 조사년도 시료수 검출률 (%) 검출농도 (ng/g) 음료 2012 12 - 불검출 2014 30 20 불검출~0.008 우유 및 유제품 2012 17 - 불검출 2013 10 10 불검출~0.051 곡류 및 그 가공품 2012 12 - 불검출 2014 112 29 불검출~0.16 육류 및 육가공품 2012 27 - 불검출 2013 40 100 0.039~0.149 2014 54 13 불검출~0.01 어패류 및 가공품류 2012 32 59 불검출~1.83 2014 28 68 불검출~0.12 과채류 및 그 가공품 2012 39 - 불검출 2014 50 98 불검출~0.18 이러한 결과들에 근거하여 1일 노출량을 평가한 결과 PFOA는 2.7 ng/ kg bw/day로 인체노출안전기준(1.0 ㎍/kg bw/day) 대비 0.27%, PFOS는 1.52 ng/kg bw/day로 인체노출안전기준(150 ng/kg bw/ day) 대비 1% 수준인 것으로 나타났다. 노출평가에는 식품 중 검출 된 PFOA 및 PFOS의 농도(ng/g), 국민건강영양조사(2010-2012년) 의 식품군별 총섭취량(g/day), 그리고 우리나라 전체인구의 평균 체중 (58.5 kg)을 사용하였다. 한편 검출한계 이하(불검출) 농도에 대해서는 정량한계값(LOQ)을 적용하였다. 하지만 현재 노출평가에 사용된 모니 터링 자료에 불검출 자료가 많고, 조사 식품의 시료수가 적어 해당 식품 군의 대표값으로 보기 어려운 면이 있다. 따라서 국민들이 많이 먹는 식 품을 대상으로 대표성 있는 모니터링 자료를 지속적으로 확보하여 재평 가해야 할 것이다. 40 제3장 위해평가 41 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS ➋ 외국 ● 유럽 식품안전청(EFSA) EFSA는 회원국에서 판매되는 식품 중 PFOA 및 PFOS에 대한 모니터 링 자료를 평가하여 보고서를 발표하였다(EFSA, 2011, 2012). 2000- 2009년 7개 회원국의 4,881건의 식품시료와 2006-2012년 13개 회원 국의 7,560건의 식품시료를 분석하여 유럽의 과불화합물 노출량을 평 가하였다. EFSA 평가보고서의 근거 자료인 식품 중 과불화합물 모니터 링 자료는 유럽의회가 회원국에게 권장하는 분석방법 및 조건을 따르 고 있다. 분석방법은 LC-MS 혹은 LC-MS/MS 법이고 회수율은 70- 120%이며, 정량한계는 의회권고기준(Commission Recommendation 2010/161/EC)인 1 ㎍/kg 이다. 과불화합물 중 PFOA 및 PFOS의 검출빈도가 가장 높았는데 주로 야생 동물의 내장에서 검출되었고 야생동물의 고기부분에서도 미량이 검출되 었다. 한편 식용동물의 고기 및 내장은 야생동물에 비해 과불화합물의 오 염수준이 낮은 것으로 알려졌다. 조사식품 중 11.8%는 정량한계(LOQ) 혹은 검출한계(LOD) 이상으로 검출되었다. 생선에서는 주로 PFOA와 PFOS가 검출되었는데 내장에서는 PFOA 15 ㎍/kg, PFOS 47 ㎍/kg, 고기부분에서는 PFOA 2.7 ㎍/kg, PFOS 4.9 ㎍/kg 수준으로 검출되 었다 (<표 12>). 표 12. 유럽의 식품 중 PFOA 및 PFOS 검출량 육류 가금육 육류내장 육가 공품 생선 생선내장 알 및 알가공품 음용수 PFOA 0.05~1 0.05 0.27~4.2 0.12 0.02~ 18.2 0.1~2.42 2.1~ 21.5 0.0003~ 0.084 EFSA 2011 PFOS 0.04~1 0.01 1~11 0.08~ 16.5 0.03~ 153 1.05~282 0.06~ 6.4 0.001~ 0.012 PFOA 0.0061~ 0.13 0.0024~ 0.140 0.34~1.4 0~0.1 0.1~ 0.64 0.02~1.6 0.012~ 0.76 0.0003~ 0.0053 EFSA 2012 PFOS 0.0086~ 0.12 0.0097~ 0.14 0.42~1.9 0.066~ 0.14 2.1~ 2.5 4.9~5.5 0.026~ 0.7 0~ 0.0039 * EFSA(2011): 최소값(min)~최대값(max), EFSA(2012): 평균값(mean) (단위: ㎍/Kg whole weight) ● 식품용 기구 및 용기 포장 중 과불화합물 이행량 분석 식품의약품안전처는 일반적인 조리 조건에서 식품용 기구 및 용기 포 장에서 식품으로 이행되는 과불화합물의 양을 측정하기 위한 분석법 연구를 수행하였다. 아세트산 암모늄(ammonium acetate)과 메탄올 (methanol) 이동상을 이용하여 ESI (electro spray ionization) 모드 의 LC/MS/MS 분석장비를 사용하는 분석법을 확립하였다. 이 분석방 법으로 프라이팬, 오븐용 기구, 그릴팬, 냄비, 밥솥 내솥, 오븐용 시트 등 불소수지로 코팅된 312건의 식품용 기구 및 용기 포장에서 식품 유사 용매로 이행되는 과불화합물의 이행량을 조사하였다. 분석결과 불소수 지로 코팅된 총 312건의 식품용 기구 및 용기 포장 중 프라이팬 5개에 서 PFOA가 1.41-1.64 μg/kg 검출되었고, PFOS는 모두 불검출이었 다. 종이컵, 식품포장 유산지, 패스트푸드 박스, 팝콘 봉지 등에서는 과 불화합물이 검출되지 않았다. 이 조사에서 검출된 PFOA 양을 근거로 1 일 섭취량을 계산한 결과 3.2×10-5 μg/kg bw/day으로 추정되었으며, 이는 PFOA 인체노출안전기준(1.0 μg/kg bw/day)의 0.003% 수준이 었다(김미혜, 2014). 42 제3장 위해평가 43 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 영국 영국 식품기준청(FSA)이 곡류 및 과채류를 가공한 식품을 대상으로 과 불화합물 함유량을 조사한 결과, 과불화합물이 검출되지 않았거나 상 당히 낮은 수준이었고, 어육류의 농도 수준이 높은 편이었다(<표 15>). 표 15. 영국의 식품 중 과불화합물 검출량 식품군 식품 시료수 범위 ∑PFCs (µg/kg) 평균 (µg/kg) 어류 치어 7 3-62 24 장어 6 <1-63 11 잉어 6 <1-8 5 청어과 2 1-7 5 정어리 6 2-7 4 대구 4 <0-5 2 고등어 4 <1-3 <1 해덕 4 <1-3 <1 송어 4 <1-2 <1 청어 3 <1-2 <1 넙치 2 <1-1 <1 연어 8 <1 <1 각시서대속 어류 2 <1 <1 갑각류 굴 2 1-1 <1 게 6 11-23 15 새우 2 <1-1 1 랑구스틴 1 <1 <1 가재 1 2 2 내장 간 23 <1-14 3 신장 12 <1-5 1 기타 9 <1 <1 유제품 우유 11 <1 <1 치즈 10 <1 <1 알류 닭 10 <1-1 <1 오리 2 <1 <1 작물 곡물/빵 12 <1-1 <1 야채 63 <1-2 <1 과일/잼 6 <1 <1 프랑스 프랑스 식품안전국이 조리기구를 통한 PFOA 노출과 건강영향에 대한 위해평가를 실시한 결과, 들러붙지 않는(non-stick) 물질이 코팅된 조 리기구의 PFOA 잔류양은 소비자의 건강에 피해를 유발하지 않는 수준 이라고 결론지었다. 독일(BfR), 영국, 네덜란드 등 유럽 각국의 규제기관 들도 식품 등을 통한 PFOA 및 PFOS 등의 과불화합물 노출수준은 인체 노출안전기준 이하로, 건강위해 가능성이 거의 없다는 결과를 발표한 바 있다(<표 13>) (EFSA, 2011, 2012). 표 13. 유럽 국가의 PFOA 및 PFOS 1일 노출량 캐나다 육류, 쿠키, 치즈, 후추, 피자 등을 대상으로 PFOA 함유량을 조사하였다 (Ostertag, 2009). 분석결과 후추에서 가장 많은 양의 PFOA가 검출되 었는데(0.77 ng/g), 이는 가장 적게 검출 된 냉동 소고기보다 5배가량 높은 수준이다(<표 14>). 표 14. 캐나다의 식품 중 PFOA 검출량 식품 검출량 (ng/g) 편육 <0.26 쿠키 0.36 치즈 (가공) 0.43 후추 0.77 피자 0.42 저녁용 냉동식품 (소고기) <0.16 점심용 육류품 (통조림) 0.52 국가 집단 PFOA 1일 노출량 (ng/kg bw/day) PFOS 1일 노출량 (ng/kg bw/day) 독일(2008) 평균 0.71~0.95 2.3~3.7 고섭취군 13 24~26 프랑스(2009) 평균 2.5 - 고섭취군 300 - 네덜란드(2010) 평균 0.2 0.3 고섭취군 0.5 0.6 44 제3장 위해평가 45 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 3.4 위해도 결정 (Risk Characterization) 본 평가에서는 국내 식품, 식품용 기구 및 용기 포장, 생활용품 등 매 체별 모니터링 정보와 인체 바이오모니터링을 통한 체내 총 노출정보를 종합적으로 활용하여 PFOA 및 PFOS 노출량을 추정하였고, 이를 국내 인체노출안전기준과 비교하여 안전성을 평가하였다. 우리나라 국민의 인체 바이오모니터링 정보를 활용한 총 외적 노출량 을 평가한 결과, PFOA는 6.42 ng/kg bw/day, PFOS는 10.2 ng/kg bw/day 수준으로 나타났다. 이를 PFOA 및 PFOS의 인체노출안전기준 (TDI)과 비교했을 때 두 물질 모두 10% 이하여서 현재의 노출수준은 안 전한 것으로 판단된다. 국내 식품에 대한 모니터링 자료에 근거하여 산출한 식품을 통한 1일 노 출량은 PFOA는 2.7 ng/kg bw/day, PFOS는 1.52 ng/kg bw/day 인 것으로 나타났다. 식품을 통한 PFOA 및 PFOS의 노출량을 인체노출안 전기준(TDI)과 비교했을 때 각각 0.3%와 1%여서, 식품을 통한 PFOA 및 PFOS 노출은 안전한 수준이었다. 한편, 체내 총 노출 중 식품으로 인한 노출이 PFOA는 40%, PFOS는 15% 수준인 것으로 추정된다. 하지만 이번 평가에 적용된 식품 모니터 링 정보가 전체 식품군을 포함하지 못하고 있어 정확한 식품 노출량 평 가를 위해서는 다양한 식품군에 대한 지속적인 모니터링이 필요할 것으 로 여겨진다. 또한 음용수, 생활용품 등 기타 매체별 모니터링에 관한 연 구도 필요하다. 우리나라를 비롯한 외국의 국가들은 PFOA와 PFOS를 중심으로 과불화 합물의 생산·사용·폐기 전 주기를 추적 관리하고 있다. 테프론 등 불소 수지 중 유해물질의 안전기준은 설정되어 있으나 과불화합물은 제품 중 용출되는 양이 매우 미미하여 식품용 기구 및 포장재 등에는 과불화합물 에 대한 별도의 기준을 설정하고 있지 않다. 이밖에 2004년부터 POPs 의 생산 및 사용의 금지와 제한을 다룬 스톡홀름 협약이 발효됨에 따라, ● 외국 규제기관들의 견해 외국의 규제기관들은 현재의 과불화합물 노출이 안전한 수준으로 평가 되었다 하더라도 이를 잠정적 결론으로 여기고 있다. 과불화합물 위해평 가를 위한 식품 모니터링 자료가 부족하고, 오염된 식품뿐만 아니라 많 이 섭취하는 식품에 대한 모니터링 자료가 분석에 포함되지 못하는 경 우가 많다고 보기 때문이다. 앞으로 식품보관 용기에서 식품으로 이행되 는 양과 편의식품 및 포장식품 등을 포함한 모니터링 자료를 확보할 것 을 제안하고 있다. 또한 과불화합물 노출원이 매우 다양하므로 인체 시 료를 대상으로 한 과불화합물의 바이오모니터링 연구도 병행할 것을 주 문하고 있다. (5) 산업용 제품 및 생활용품을 통한 노출 ➊ 국내 2013년 환경부가 300여개 제품의 과불화합물 함유량을 분석한 결과 프라이팬 및 코팅주방용기, 방수 가공 아웃도어, 카펫, 일회용 식품포장 용 종이 등 10-35% 제품에서 과불화합물이 함유된 것으로 확인되었다. PFOA는 주방용 프라이팬(0.0081-0.133 ng/mL), 비옷(0.015-0.024 ng/mL), 종이호일(0.13 ng/mL), 위생접시(0.045 ng/mL) 등에서 검 출되었다(국립환경과학원, 2013). 한편 2006년 불소수지 코팅 주방기 구(49개)에 대한 용출량 시험에서는 PFOA가 용출되지 않았다(김옥희 등, 2006) ➋ 해외 노르웨이와 덴마크에서 산업용품의 과불화합물을 분석한 결과 페인 트, 광택제, 의류, 카펫, 포장재, 세척제, 소화기 등에서 PFOS가 1 ㎍/ ㎡ 이상 검출되었다. 미국에서 식품포장지 및 조리기구 등에서 이행되 는 PFOA를 분석한 결과 테프론으로 코팅된 주방용 조리기구에서 4-75 ㎍/kg, 팝콘 봉지에서 6-290 ㎍/kg이 검출되었다(Begley, 2005). 식 품포장지에서 과불화합물을 분석한 결과 PFOS와 PFOA는 검출되지 않 았다(Zafeiraki, 2014). 46 제3장 위해평가 47 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS 산업화에 따른 환경오염으로 환경오염물질이 인체에 유해한 영향을 끼 칠 수 있다는 사실이 지속적으로 밝혀지고 있다. 이에 따라 다양한 환경 오염물질에 대한 위해평가 필요성이 제기되고 있다. 내분비계장애추정물질(EDCs, Endocrine disrupters)의 경우 생태계 및 인간의 호르몬 작용에 영향을 주는 것으로 알려져 국내·외에서 연구 가 활발히 수행되고 있다. EDCs는 그 자체로는 독성이 크지 않을 수 있 지만 인체에 축적되면 만성독성을 일으킬 수 있기 때문에 이에 대한 영 향을 평가할 필요가 있다. 수많은 화학물질 중에서 EDCs로 규정된 것 은 극히 일부이며, 과불화합물도 EDCs로 추정되고 있다. 과불화합물 중 PFOA와 PFOS는 환경 또는 생물체 내에서 장기간 잔류·축적될 수 있 어, 인간에게 내분비계장애를 유발할 수 있다는 우려가 제기되고 있다. 하지만 이에 대한 위해성은 명확히 밝혀지지 않아 추가 연구가 필요한 상황이다. 국제 협약에 따라 과불화합물 관련 제품의 생산을 금지하고 있어 앞으로 식품 등을 통한 과불화합물 노출은 점차 감소할 것으로 예상된다. 하지만 식품 외에 과불화합물 노출에 영향을 미치는 생활환경 요인들, 식수원 및 음용수 등의 오염관리는 지속적으로 수행되어야 한다. 이번 평가에서 직업적 노출이 아닌 우리나라 일반 국민의 과불화합물 노 출은 안전한 수준으로 나타났다. 하지만 이 결과만 가지고 안심해서는 안 된다고 생각한다. 인체 노출평가를 위해 사용되는 자료가 매우 제한적이 기 때문이다. 다양한 노출원에 대한 노출평가를 수행하고, 더욱 정확한 노출평가를 위한 연구개발이 지속되어야 한다. 특히 산모 및 태아 등 민 감군에 대한 노출평가를 위한 기반정보를 확보하고, 생활습관 및 거주지 역의 특성 등 과불화합물 노출과 관련된 요인들에 대한 연구를 지속적으 로 수행할 필요가 있다. 2008년부터 우리나라의 환경부가 POPs 관리법을 시행하고 있다. 식품 제4장 결론 및 제언 의약품안전처는 2015년부터 5년 간 환경부 및 농림수산식품부 등과 공 동으로 ‘환경유래 식품오염물질 통합안전 관리망 구축 사업’을 추진하고 있으며, 여기에는 과불화합물에 대한 모니터링이 계획이 포함되어 있다. 48 참고문헌 49 과불화옥탄산(PFOA) 및 과불화옥탄술폰산(PFOS) 위해평가 Risk Assessment of PFOA and PFOS Austin, M.E., Kasturi, B.S., Barber, M., Kannan, K., MohanKumar, P.S. and MohanKumar, S.M.J. 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PFOA 및 PFOS 위해평가(1st Edition) 발행일 발행인 편집위원장 편집위원 감수 발행처 편집 및 디자인 2015년 11월 손여원 서세정 황인균, 장민수, 황명실, 오재호, 문귀임, 이광수, 고영호, 신민기, 이정미, 이희석, 서진향, 김방현 한범석, 고상훈, 전상일 식품의약품안전평가원, 식품위해평가부, 식품위해평가과 전화 043-719-4502~4, 팩스 043-719-4500 식품의약품안전처 소비자위해예방국 소비자위해예방정책과 전화 043-719-1721, 팩스 043-719-1710 한국환경건강연구소 전화 02-3291-3351, 팩스 070-8836-1215

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