다환방향족 탄화수소(PAHs)는 도시 대기입자상물질 중에 광범위하게 존재하고 있으며 그들의 발암성 및 변이성으로 인하여 건강과 관련하여 많은 주목을 받고 있다(Kado et at., 1996; Nielsen et al., 1996; Kao, 1994; Manzie et al., 1994). 다환방향족 탄화수소는 탄소나 수소를 함유한 유기물질의 불완전연소나 열분해에 의해서 생성된다. 연소과정에서 배출되는 다환방향족 탄화수소는 배출원에서 초기에 가스상태로 배출되나 상당량은 대기중의 입자상물질에 흡착된다. 산불이나 화산 등에서도 다환방향족 탄화수소에 기여하나 대기로 유입되는 대부분은 인위적인 배출원에서 배출된다. (중략)
다양한 혐기성 조건에서 다환방향족탄화수소(PAHs)로 오염된 토양의 미생물 분해 연구를 수행하였다. 대표적인 다환방향족탄화수소인 phenanthrene과 fluorene을 토양과 물에 오염시켜서 약 100일 동안 저감정도를 관찰하였고, 실제 다환방향족탄화수소로 오염된 현장 토양을 이용 혐기성하에서 다환방향족탄화수소의 생분해 가능성을 확인하였다. 미생물 접종원은 혐기성 조건에서 다환방향족탄화수소에 노출시킨 슬러리가 사용되었다. 황산염 환원조건, 질산염 환원조건, 메탄생성조건 등의 다양한 혐기성 조건에서 실험을 수행한 결과, 메탄생성조건 > 질산염 환원조건 > 황산염 환원조건의 순서로 분해가 잘 일어났다. 또한 현장오염토양의 경우 34일간 처리 후 메탄생성조건에서 최대 72%의 분해율을 보였다.
연구목적: 본 연구는 일반인의 비직업적 노출에 대한 혈중 16종의 다환방향족탄화수소(PAHs) 의 농도르 분석하여 PAHs의 백그라운드 노출 농도를 평가하는 것이다. 내용 및 방법: 농촌지역에 거주(비직업적 노출로서 16종 다환방향족탄화수소가 특정한 환경오염을 받지 않은 지역에 거주)하는 156명의 연구 참여자의 혈중 16가지 다환방향족탄화수소 농도의 기하평균치를 간접흡연군, 구운 음식물섭취군과 각대조군을 비교 하였다. 혈중 16종의 다환방향족탄화수소의 농도는 질량분석기를 장착한 가스크로마토그라피법과 헤드스페이스 마이크로고체상 추출법에 의하여 분석하였다. 결과: 연구참여자 중, 간접흡연자들에서 4종의 다환방향족탄화수소 아세나프틸렌(p<0.01), 아세나프텐(p<0.1), 플로렌(p<0.01), 피렌(p=0.05)가 대조군 보다 유의하게 높았다. 또한 구운육류와 생선 섭취군에서는 벤조(a)피렌(p<0.1)이 대조군 보다 유의하게 높았다. 결론: 간접흡연과 구운음식물 섭취는 비직업적 노출에서 다환방향족탄화수소 노출원의 가능성이 높다고 추정된다. 혈중 다환방향족탄화수소는 한국일반인의 비직업적 노출 농도로 사용 가능하다고 생각된다.
다환방향족 탄화수소는 주요한 독성환경오염물질풍의 하나이며 해양퇴적물에 축적이 된다. 다환방향족 탄화수소가 가지고 있는 위해성으로 인해 해양퇴적물내의 다환방향족 탄화수소 제거는 많은 관심사가 되어오고 있다. 본 연구에서는 다환방향족 탄화수소로 오염된 해양퇴적물의 생물정화를 위해 bioslurry reactor를 사용하기 위한 전단계로 ex situ bioremediation을 위한 최적 조건을 찾기 위해 멸균 유무의 퇴적물에서 균주접종과 혼합 cyclodextrin (M-CD)공급의 효과를 알아보았다. 비멸균상태의 퇴적물에서 분해균주의 접종여부에 상관없이 M-CD가 첨가된 실험구의 전자전달계활성이 증가되었고 멸균상태의 퇴적물에서는 분해균주가 접종되고 M-CD가 첨가된 실험구의 전자전달계활성이 증가되었다. 멸균상태의 퇴적물에서 M-CD와 함께 단일 균주가 접종되었을 때 퇴적물내의 다환방향족 탄화수소의 분해율이 9-20%로 나타났으며 동일한 조건에서 혼합균주가 접종되었을 때는 24-37%로 나타났다. 비멸균상태의 퇴적물에서 동일한 조건으로 실험하였을 때는 유의한 분해가 일어나지 않았으며 군집분석 결과 접종 균주도 감소하였다. 또한 M-CD 첨가 없이는 2일후 접종균주를 찾아볼 수 없었다. 결론적으로 퇴적물내의 다환방향족 탄화수소 제거를 위해 퇴적물내의 토착미생물과 포식자가 제거된 상태에서 적절한 탄소원과 함께 균주를 접종하는 것이 효과적인 것으로 나타났다.
과산소산(peroxy-acid)을 산화제로 사용하여 현장 오염토양내 존재하는 다환방향족탄화수소의 산화분해 효과를 알아보기 위하여 실험실 규모의 연구를 진행하였다. 대상 토양의 토성은 19.2 %의 토양 유기물을 포함한 pH 6.8의 사양토(sandy loam)로 확인되었으며 토양 내 다환방향족탄화수소 중 벤조(a)피렌(benzo(a)pyrene)의 농도가 평균 2.23 mg/kg으로 국내 토양환경보전법의 1 지역 우려 기준치의 3배 정도 높게 나타났다. 따라서 벤조(a)피렌 오염 토양에 대하여 유기산과 과산화수소를 이용한 과산소산 산화(peroxy-acid oxidation)처리에 의한 토양내 벤조(a)피렌의 농도 저감효과를 유기산의 종류와 유기산 및 과산화수소의 농도조건별로 평가하였다. 선정된 유기산 중 프로피온산(propionic acid)의 산화 효과가 가장 큰 것으로 확인되었으며 토양 중 벤조(a)피렌의 농도를 최종적으로 1 지역 우려 기준치 이하로 저감하였다.
다환방향족탄화수소(PAHs)는 해수환경에서 가장 일반적인 오염물질로 다양한 관점에서 모니터링되고 있다. PAHs는 수중에서는 콜로이드상태 또는 부유물질에 흡착되어 저질로 축적되지만, 먹이연쇄를 통하여 수중 동물에 축적되어 생리작용에 영향을 준다(Baumard et al., 1999). 수중 생물이 이러한 Xenobiotic에 노출되면 면역기능에 의해 통제되어, ROS 발생량이 증가하고 여러 가지 효소분비가 감소되는 것으로 알려져 있다(Anderson et at., 1994). (중략)
본 연구는 공단지역의 대기 시료를 이용하여 다환방향족 탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)의 농도수준, 분포특성 및 생체 중 농도에 관하여 조사하였다. 시료는 공단지역 및 주변지역 4개 지점에서 채취하였으며, 지역적 특성에 따라 다환방향족 탄화수소(PAHs) 농도의 변화를 다음 결과에 나타내었다. 공단지역의 대기 중 다환방향족탄화수소화합물 (PAHs)의 평균농도 수준은 $14.52{\sim}193.48ng/m^3$로 조사되었다. 발암가능물질 6종 PAHcarc.의 평균농도 수준은 $1.65{\sim}13.44ng/m^3$로 나타났다. 농도 수준은 대체적으로 낮았지만 제철동지점은 지속적인 관심이 필요한 지역으로 조사되었다. 모든 지점의 대기 시료에서 벤조(a)피렌(Benzo(a)pyrene)의 검출이 확인되었으나 농도는 높지 않았다. 그러나 제철동 지점에서 벤조(a)피렌(Benzo(a)pyrene)의 농도는 $2.89ng/m^3$로 유럽연합(EU)의 기준($1ng/m^3$)을 초과하는 것으로 나타났다. 직접노출군 240명의 전혈 중 다환방향족탄화수소화합물(PAHs) 농도수준을 조사한 결과, 남자의 경우 $1.12{\sim}11.45ng/m^3$, 여자의 경우 $1.20{\sim}26.89ng/m^3$로 조사되었다. 성별에 따른 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 고령자의 혈중 다환방향족탄화수소화합물(PAHs) 농도가 높게 나타나 생체 축적성을 예측할 수 있었다. 본 연구결과 공단지역 및 주변지역은 다환방향족탄화수소 화합물(PAHs) 및 환경오염물질의 영향을 받고 있는 지역으로 공단지역에 대한 환경오염물질 원인배출원에 대한 감시체계의 보완, 집중관리, 지역 주민의 건강 보호를 위하여 보건 환경성질환에 영향을 미치는 위해인자 및 오염물질을 원천적으로 저감하는 작업이 지속적으로 수행되어야 할 시점이다.
본 논문에서는 보건환경적 영향 및 환경오염수준을 평가할 수 있는 공단지역의 대기 시료를 이용하여 다환방향족탄화수소화합물(PAHs)의 농도수준과 인체 영향 및 분포특성에 관하여 조사하였다. 산업공정 및 공단 주변지역 오염물질의 저감 및 개선을 위한 방안을 마련할 수 있는 기초자료를 확보하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 공단지역의 대기시료 중에 다환방향족탄화수소화합물(PAHs) profile은 Pyrene, Naphthalene과 Anthracene 같은 저분자량 화합물은 주요 인자로 나타났고, Phenanthrene의 농도가 지배인자로 나타났다. 향후 보다 과학적이고 체계적인 연구가 추가적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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