Risk Assessment about Heavy Metals Contamination in Agricultural Products at Abandoned Mine Area

BACKGROUND: This study was to carry out risk assessment of contamination of cadmium (Cd), lead (Pb), and inorganic arsenic (I-As) in agricultural products of 25 crops from the abandoned mine areas. The 36 typical investigation sites located in Gyeongbuk provincial area were selected by considering the heavy metal levels, that had been known that the amount of the heavy metals exceeded the contamination level based on the previous survey. METHODS AND RESULTS: Cadmium, lead, and total arsenic (T-As) concentrations were determined using microwave device and ICP-MS. Inorganic arsenic was determined by HPLC-ICP-MS. The limits of quantification for heavy metals were 0.59 ㎍/kg for Cd, 0.42 ㎍/kg for Pb, 0.55 ㎍/kg for T-As, and sum of As (III) (1.74 ㎍/kg) and As (V) (2.25 ㎍/kg) for I-As, respectively. The contents of Cd, Pb, and I-As (only rice) were N.D.-0.958 mg/kg, N.D.-0.227 mg/kg, and 0.082 mg/kg, respectively, in the agricultural products. For risk assessment, dietary exposures of heavy metals through usual intake were 5.20×10^-4-7.15×10⁰ ㎍/day for Cd, 7.00×10^-5-7.75×10^-1 ㎍/day for Pb, and 1.17×10¹ ㎍/day for I-As, taking 0.01-14.37%, 0.01-2.05%, and 15.16% as risk indices, respectively. CONCLUSION: It requires to consider the critical levels of heavy metals in agricultural products due to unexpectedly high levels in a few places, while concentrations of heavy metals in the samples were relatively low in most areas.

폐광산 인근 지역에서 생산되는 농산물의 중금속 오염도 평가

본 연구에서는 대구·경북지역 36개 폐광산 인근지역에서 생산되는 25개 농산물 1,059건에 대하여 카드뮴, 납, 비소 오염도 조사와 더불어 위험평가를 실시하였다. 정량한계는 카드뮴 0.59 ㎍/kg, 납 0.42 ㎍/kg, 총비소 0.55 ㎍/kg, 무기비소 화학종에서는 arsenite [(As(III)) 1.74 ㎍/kg], arsenate[(As(V)) 2.25 ㎍/kg]이었으며, 직선성은 모두 0.9995 이상으로 나타났고, 무기비소의 함량은 arsenite (As(III))와 arsenate(As(V))의 합으로 하였다. 평균 회수율은 카드뮴 96.3-97.7%, 납 95.8-98.2%, 총비소 96.1-98.0%, arsenite 94.8%, arsenate 115.4% 이었고, C.V.% (Coefficient of Varidation)는 모두 5% 미만으로 나타났다. 농산물의 중금속 평균 함량은 도라지 0.244±0.164 mg/kg, 대파 0.145±0.133 mg/kg, 참깨 0.124±0.136 mg/kg, 고사리 0.109±0.070 mg/kg, 취나물 0.103±0.093 mg/kg, 마늘 0.071±0.063 mg/kg의 순으로 카드뮴의 오염도가 높았고, 납은 참깨 0.040±0.085 mg/kg, 도라지 0.039±0.056 mg/kg, 고구마 0.034±0.058 mg/kg, 들깻잎 0.034±0.016 mg/kg, 호박 0.032±0.065 mg/kg, 매실 0.028±0.012 mg/kg의 순으로 높은 오염도를 보였다. 무기비소는 쌀에 한하여 조사되었는데 평균 0.082±0.035 mg/kg의 오염도를 보였다. 카드뮴의 경우 쌀 1.19×10^-1 ㎍/kg b.w./day(14.37% of PTMI), 대파 2.77×10^-2 ㎍/kg b.w./day(3.34% of PTMI), 감자 2.08×10^-2 ㎍/kg b.w./day(2.51% of PTMI), 사과 1.39×10^-2 ㎍/kg b.w./day(1.67% of PTMI), 양파 1.13×10^-2 ㎍/kg b.w./day(1.37% of PTMI)의 순이었고, 납의 경우 사과 1.29×10^-2 ㎍/kg b.w./day (2.05% of PTWI), 고구마 7.49×10^-3 ㎍/kg b.w./day (1.19% of PTWI), 쌀 7.15×10^-3 ㎍/kg b.w./day (1.14% of PTWI), 호박 5.01×10^-3 ㎍/kg b.w./day (0.79% of PTWI), 양파 4.80×10^-3 ㎍/kg b.w./day (0.76% of PTWI)의 순으로 납 노출량이 높았다. 본 연구의 조사대상 25개 품목 농산물을 모두 일시에 섭취한다고 가정하였을 경우, 카드뮴은 PTMI 대비 28.21%, 납은 PTWI 대비 7.94%, 무기비소는 쌀 단일품목에 한해 PTWI 대비 15.16%의 위해도를 보임으로써, 본 연구에서 진행하였던 중금속에 대한 인체 위해정도는 우려할 수준이 아닌 것으로 확인되었다.