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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
살균제 미세입자 에어로졸의 발생 및 흡입독성 연구
- 연구책임자
- 양정선외 5명
- 수 행 연 도
- 2012년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- ,1. 연구제목 살균제 미세입자 에어로졸의 발생 및 흡입독성 연구 2. 연구 필요성 및 목적 에어로졸 스프레이 형태로 목재가공, 청소용역, 방역작업 등에서 사용되는 살균제는 미세입자의 흡입에 의한 건강장해의 잠재위험이 크지만 현재까지 국내 작업장에서 에어로졸 형태로 살포되는 살균제에 대한 흡입노출 유해성 평가에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 이들 살균제의 유해성 평가는 대부분 경구독성 위주로 이루어졌기 때문에 흡입에 의한 노출경로의 변경에 대한 위험성 재평가 및 관리가 필요하며 이를 위하여 국내에서 직업적으로 사용되고 있는 살균제 에어로졸의 흡입독성 연구가 필요하다. 국내에서 미세 에어로졸 스프레이 형태로 직업적으로 사용되고 있는 4급 암모늄 계열의 살균제 didecyldime-thylammonium chloride(DDAC)에 대하여 2주 및 13주 반복 전신흡입노출시험을 통하여 살균제 에어로졸의 유해성 평가를 위한 흡입독성 평가자료를 제공하여 직업적 살균제 취급 근로자의 건강보호와 위험 관리에 활용하고자 한다. 3. 연구내용 및 방법 국내에 대표적으로 널리 쓰이는 4급 암모늄 계열의 살균제인 DDAC를 실험동물에 전신흡입노출 시키기 위하여 에어로졸 형태로 분무하여 미세 에어로졸 입자의 발생과 입자 특성을 검토하고 에어로졸의 분석 및 모니터링 조건을 확립한다. 적정 농도 결정을 위한 2주 반복 전신흡입노출시험을 예비시험으로 실시하고 예비시험 결과를 통하여 13주 반복 전신흡입노출시험에 적정한 노출농도를 설정한다. 13주 반복 전신흡입노출시험을 실시하고 용량-반응 평가를 위한 흡입에 의한 폐 기능 손상 위험성 등을 분석하고 흡입독성 평가 자료를 제시하여 미세 에어로졸 살균제에 의한 위험관리 및 직업병 예방 대책 수립에 활용하고자 한다. 4. 연구결과 1) 흡입챔버내 DDAC농도 및 분석조건은 아래와 같았다. 전신흡입노출 챔버 내에 분무시킨 DDAC 에어로졸 입자는 XAD-2 resin 흡착제를 이용하여 포집하여 전도도 검출기가 부착된 이온크로마토그라피로 분석하였으며, 분석감도는 MDL(method detection limit)이 2.97 ㎍/㎥, LOQ(limit of quantitation)가 8.92 ㎍/㎥ 였다. 흡입 챔버 내 에어로졸 입자의 중량평균중앙값은 1.23 ㎛였으며, 시험기간 중 에어로졸 입자의 평균 농도는 2주 반복 흡입노출시험에서는 저농도, 중농도, 고농도 각각에 대하여 0.15±0.15 mg/m3, 0.58±0.40 ㎎/㎥, 3.63±1.56 ㎎/㎥였으며, 13주 반복 흡입노출시험에서는 0.11±0.06 ㎎/㎥, 0.36±0.20 ㎎/㎥, 1.41±0.71 ㎎/㎥이었다. 2) 2주 반복 흡입노출시험 시험에서는 아래와 같은 결과를 얻었다. SD 랫드 암수 각 5마리씩 2주 반복 흡입노출 결과, 고농도군에서 유의한 체중감소가 관찰되었으며 혈액 및 혈액생화학 검사에서 암컷 고농도군에서 적혈구수 증가, 적혈구 사이즈 변이의 증가 및 폐장 무게 증가가 관찰되었다. 기관지 폐포세척액 검사에서 중농도 및 고농도에서 약한 염증성 세포의 증가가 나타났으며, 병리검사 결과, 폐와 기관에서 염증세포의 출현과 대식세포 침윤, 실질성 폐렴, 폐포벽의 좁아짐 등의 소견이 농도 의존적으로 관찰되었다. 이상의 결과, 2주 반복 흡입독성시험의 NOAEL(no observed adverse effect level)은 0.15 ㎎/㎥으로 판단되었으며, 13주 반복 흡입노출시험의 목표농도를 3.6 ㎎/㎥의 1/3 수준인 1.2 ㎎/㎥ 을 최고농도로 하고, 공비 3~4 수준으로 결정하였다. 3) 13주 반복 전신흡입노출시험 SD 랫드 암수 각 10마리씩 13주 반복 흡입노출시험 결과, 고농도군에서 유의한 체중감소가 관찰되었으며, 암컷에서 중농도 및 저농도에서도 체중의 감소 경향을 보였다. 수컷에서 12주 반복 노출에 의해 고농도에서 호흡빈도의 증가가 관찰되었으며, 면역세포의 배양실험에서 고농도군에서 ConA에 대한 면역 세포 분열능과 IL-6의 유리능이 증가하였다. 혈액생화학적 검사에서 일부 지표(수컷의 총 콜레스테롤, 칼슘, 암컷의 트리글리세롤, 크레아틴키나아제)의 변화가 관찰되었으나, 병리조직학검사에서 폐와 기관에서만 비 농도 의존적으로 유의한 결과가 관찰되었다. 이상의 연구결과, 호흡기로 노출될 가능성이 있는 살균제 성분의 유해성 평가에는 흡입노출에 의한 독성평가 자료가 필수적으로 요구되는 것이 필요한 것으로 판단되며, DDAC에 의한 반복흡입노출시험에서 무영향(최소영향) 농도는 2주 반복 노출시험에서는 0.15 ㎎/㎥가 암·수 모두에서 NOAEL에 해당되며, 13주 반복노출 흡입독성시험에서는 0.11 ㎎/㎥가 암·수 모두에서 LOAEL(lowest observed adverse effect level)에 해당된다고 판단된다. 5. 활용 및 기대효과 이 연구의 활용 및 기대효과는, 기술적 측면에서 국내에 대표적으로 널리 쓰이는 4급 암모늄 계열의 살균제인 DDAC 에어로졸에 대하여 흡입경로에 의한 독성평가 자료를 제시하는데 있다. DDAC의 흡입노출에 의한 양-반응 평가를 통하여 DDAC의 위험관리를 위한 흡입노출 기준값(RfC) 산출의 근거자료를 제공할 수 있다. 학술적인 측면에서 4급 암모늄 계열 살균제의 흡입독성에 관한 자료는 국제적으로 아직까지 보고된 바가 없다. 따라서 최초로 2주 및 13주 반복 전신 흡입노출시험을 통하여 산출된 본 연구의 성과물을 관련 학회 및 학술지 등에 발표하여 유해성 자료를 공유하고 실험동물의 중복사용을 지양하는데 기여하고자 한다. 정책 제도 반영 측면에서 직업적으로 사용되는 살균제의 노출시나리오에 대한 후속 연구를 통하여 국내 다량 유통, 사용 살균제 에어로졸에 대한 유해성 위험성 평가를 추진하여 에어로졸 살균제의 허용농도 설정 등 위험관리를 위한 국가 화학물질 관리대책 수립의 과학적 근거자료로 활용될 수 있다. 5. 중심어 살균제 에어로졸, didecyldimethylammonium chloride(DDAC), 이온크로마토그라피, 13주 반복 전신흡입노출, NOAEL, LOAEL 6. 참고문헌 및 연락처 양정선, 최성봉, 이성배, 박상용, 흡입챔버 내 didecyldimethylammonium chloride(DDAC) 에어로졸의 분석법, 분석과학지 Vol 25, No 5, 307~312, 2012. Ohnuma A., Yoshida T., Tajima H., et al., Didecyldimethylammonium chloride induces pulmonary inflammation and fibrosis in mice, Experimental and Toxicologic Pathology, 643-651, 2010.
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