Biological Effects of Volatile Organic Compounds from Carpet Materials as Assessed by the Tradescantia Assay

Indoor air differs from outdoor atmosphere since it contains chemical and physical contaminants from building materials. This study deals with the biological effects of volatile organic compounds (VOCs) released from synthetic fiber carpet materials. One group of Tradescantia inflorescence was exposed to VOCs from the carpet sample in the environmental test chamber, while the other inflorescence group was exposed to a TO-14 standard gas mixture (1 ppm) for comparison. After the exposure, VOCs from the carpet were analysed by the desorber/GC/MS method, and micronuclei in the pollen mother cells of Tradescantia were scored under a microscope $({\times}400)$ to evaluate the genotocixicity induced by the exposure to VOCs. The chemical analysis confirmed that a total of 12 VOCs were released from the carpet materials, among which stylene $(71.9{\mu}g\;m^{-3})$ and toluene $(49.6{\mu}g\;m^{-3})$ were in the highest concentration. Twenty four hours of exposure to VOCs from the carpet in the environmental test chamber resulted in a micronucleus frequency as high as $7.73{\pm}0.75MCN$ per 100 tetrads, which was similar to that induced after exposure to the TO-14 standard gas mixture (1 ppm) for 4 hours. Meanwhile, two hours of exposure to the standard gas mixture did not cause a significant increase in the genotoxicity compared to the spontaneous micronucleus frequency. This result indicates that exposure for a long time to the air contaminated with VOCs from the carpet materials causes a genotoxic effect. The biological-chemical combination analyses in the study proved to be an effective tool for monitoring the indoor air contaminants.

자주달개비 분석법을 이용한 카펫 방출 휘발성 유기화합물의 생물학적 영향 평가

실내 공기는 대기와는 달리 실내 건축 자재에서 유래된 물질로 오염될 수 있다. 본 연구는 실내자재인 카펫에서 방출되는 휘발성 유기화합물의 생물학적 영향을 평가하기 위하여 수행되었다. 카펫과 자주달개비 BNL 4430 꽃차례를 환경노출시험용기에 넣고 일정시간 노출을 실시하였고 흡착관의 VOCs에 대한 화학분석을 실시하였다. 화학분석결과 카펫에서는 12종의 VOCs가 방출되는 것이 확인되었으며 이중 스틸렌$(71.9{\mu}g\;m^{-3})$과 톨루엔$(49.6{\mu}g\;m^{-3})$의 농도가 높았다. 환경노출시험용기에서 카펫에서 방출되는 VOCs에 24시간 노출된 자주달개비 실험군의 미세핵 빈도는 100사분자 당 $7.73{\pm}0.75MCN$으로서 TO-14 표준혼합기체 1ppm에 4시간 노출된 실험군의 미세핵 빈도인 $7.31{\pm}0.70$와 유사한 높은 값을 나타내었다. 반면 표준혼합기체 1ppm에 2시간 노출된 실험군의 경우 미세핵 자연발생 빈도와 유사한 수준을 보였다. 이 같은 결과로부터 카펫에서 방출된 휘발성 유기화합물이 함유되어 있는 실내공기에 장시간 노출될 경우 생물유전독성이 유발된다는 것이 확인되었다. 본 연구에 적용한 생물-화학 병용분석 기법은 실내 공기오염의 생물학적 감시에 매우 효율적임이 입증되었다.