환경 내 항생제 문제와...

2005. 4. 20

박정임한국환경정책.평가연구원

환경 내 항생제 문제와 관리방안

Antibiotics in the Environment

질문들…

“환경 내 항생제” – 새로운 환경문제인가?

항생제는 얼마나 사용되고 얼마나 환경 중으로 들어가는가?

환경 내 항생제의 주요 오염원(sources)는 무엇인가?

어느 장소, 어느 지역에서 항생제가 발견되었는가?

지금껏 밝혀진 농도수준에서 환경영향 또는 건강영향이 있는가?


“환경 내 항생제”-새로운 환경문제인가?

현재 주요관심대상 화학물질 예

PBTs(Persistent, Bioaccumulative, Toxic)

POPs(Persistent Organic Pollutants)

EDCs(Endocrine Disrupting Compounds)

관리대상 화학물질 선정의 근거

꼭 위해성만을 염두에 둔 것은 아니다!

필요성과 편리성(분석가능성!)

emerging pollutants vs. emerging concerns/recognition

새로운 “인식!”잠재된 (미래의) 환경문제를 밝히고 (identification)

그 문제들이 생태계 또는 사람에 심각한 영향을 미치기 전에 (proactive) 관련연구를 추진하여

과학적인 사실에 근거한 정책결정이 되도록 (informed decisions)

PROVEN HARM

PARTIALLY PROVEN

NOT YET RECOGNIZED

FOREVER UNRECOGNIZED

THE TOXIC ICEBERG


환경 내 “의약품” 문제의 특성

화학물질로서 의약품의 특성

특정한 약리효과를 갖는 생리활성 물질

강력한 작용

물에 잘 녹도록 설계

세포막 투과성이 우수(lipophilic, active transport, nanoparticles 등)

체외배출량 범위 0-100%

다양한 biotransformed metabolites

환경 중 반감기가 긴 편 (pseudo-persistent)

개인의 일상적인 활동으로 오염 유발


환경 내 “항생제” 문제의 특성

화학물질로서 의약품의 특성

특정한 약리효과를 갖는 생리활성 물질

강력한 작용

물에 잘 녹도록 설계

세포막 투과성이 우수(lipophilic, active transport, nanoparticles 등)

체외배출량 범위 0-100%

다양한 biotransformed metabolites

환경 중 반감기가 긴 편 (pseudo-persistent)

개인의 일상적인 활동으로 오염 유발

+ 내성균


항생제의 환경 속 유입 경로

개인복용 및 폐기

병원하수

제약공장

축산

과수

양식


개인 사용 항생제의 환경유입 경로

배설* 보관 폐기**

하수

하수처리장

토양지표수 지하수

매립 소각

음용수

공기

*복용한 항생제 중 75%가 그대로 배설 (Kummerer and Henninger 2003)**팔린 약의 1/3 (Germany, 2003) 또는 25% (Austria, 1999)가 폐기


우리나라 항생제 사용현황

가축용 항생제 1600 톤 (2003년)

인체용 항생제 ….

가축용 항생제와 거의 비슷한 양으로 추정

주로 쓰는 항생제의 종류 (이의경 등, 2002년)

• 페니실린(β-lactam) 48%

• 테트라사이클린 19%

전체 의약품 시장의 14.5%(1조 246억원,식품의약품안전청 통계 2002)

항생제 처방률 56% (장선미 등, 2001년) WHO 권장치 22.7%

항생제 사용량 33.2 DDD/1000명/일 OECD 21.3 DDD


Environmental Risk Management

Risk classification

Risk benefit analysis

Risk reduction

Monitoring

Risk Management

Hazard Identification

Exposure Assessment Hazard Characterization

Risk Characterization

Risk Assessment


의약품 환경위해성 평가제도 사례(1)

1. 유럽기구: National Drug Agencies 또는 EU Commission(European Medicines Evaluation Agency)

관련법: Dir 2001/83/EEC

Guidance on Environmental Risk Assessment of Medicinal Products for Human Use

Action Limits: PECsurfacewater < 0.01 ug/L

100×××

=DilutionWASTEinhabFDOSEai

PEC penersurfacewat

PEC(Predicted Environmental Concentration)DOSEai: Max. daily doseFpen: percentage of market penetrationWASTEinhab: amount of wastewater per inhabitant per dayDilution: Dilution factor 10



1. 유럽환경위해성 평가의 단계별 접근 (phased approach)

Case-by-caseRisk assessment

Substance and site-specific refinement

secondary

Extended data set on emission, fate and effects

Risk assessment

Standard approach to ensure consistent decision making

PrimaryPhase II;

Tier B

Base set aquatic toxicology and fate

Risk assessment

Rapid prediction of risk

ScreeningPhase II;

Tier A

No test requiredAction limitsEstimation of exposure

Phase I

Test/data requirement

MethodObjectiveStage in risk assessment

Stage in regulatory evaluation



2. 미국기구: FDA

관련법: The National Environmental Policy Act of 1969(NEPA), FDA’s regulations in 21 CFR part 2, 62 FR 40569

Guide: Guidance for Industry-Environmental Assessment of Human Drug and Biologics Applications

Action Limits: EIC < 1 ppb

DCBAppbEICaquatic ×××=)(

EIC(Expected Introduction Concentration)A: kg/year produced for direct useB: 1/liters per day entering water treatment systemC: years/365daysD: 109 ug/kg (conversion factor)


아스피린

Environmental Risk Assessment 예

Hazard Identification

Exposure Assessment Effects Assessment

Risk Characterization지표수에서 측정된 농도: 0.34 ug/L

PEC 0.34 ug/L

• 급성독성시험 결과(Daphnia magna): LC50 167.5 mg/L• assessment factor 1000

PNEC 167.5 ug/L

PEC/PNEC ratio = 0.002

결과에 대한 의견 예: 환경위해성이 거의 없을 것으로 추정되었다. 그러나 아스피린은 대량으로 생산되므로 지표수 시료를 가끔 확인하는 것이 바람직하겠다. 아스피린의 주요 대사체인 salicylic acid의 환경 중 농도를 함께 평가하는 것도 필요하다.


환경 속 항생제 위해성 관리

오염원생산량/사용량

사용방식폐기

유입경로직접 유입하수처리장

매립토양/유실

노출농도수준잔류성거동

생체이용률

영향급성독성만성독성

생물축적/농축

위해성 관리 (위해성 평가, 감소, 의사소통)


오염원인물질 관리

사용량 줄이기-신중하고 안전하고, 효과적인 항생제 사용

인체용 및 동물용 항생제

항생제 생산 및 사용량 자료

제약산업의 참여가 필요

새로운 항생제 개발에 항생제의 환경 중 “생분해성’ 고려

사전 환경위해성평가 보고


환경내 유입경로 및 노출관리

항생제의 환경내 유입원

개인사용 항생제 – 배설 (75%), 폐기 (30%)

병원 방출수

축산폐수, 토양유실

과수, 양식

지금까지 항생제가 검출된 사례 (국외)

병원방출수, 생활하수처리장, 지표수, 지하수, 음용수, 퇴적물,

토양 등


환경내 항생제의 생태영향 및 건강영향

계속되는 질문들…

환경내 존재하는 세균계의 구조, 기능에 변화를 초래할 것인가?

환경내 존재하는 항생제가 인체 건강에 영향을 미칠 것인가?

내성균 문제

환경내 검출되는 농도정도로 내성균이 생긴다고 할 수 있나?

환경내 내성균 증가의 중요한 원인은 병원방류수를 통한 내성균의

직접 유입?


맺으며…

지속적인 관리체계를 갖추는 것이 필요

무엇보다 중요한 것은

reduction, minimization, and elimination at source

기타-disposal guideline 개발 및 보급

문제인식

전략 선정

위해성 평가

문제인식전략 실행

결과평가및 모니터링

관련자참여

문제인식

전략 선정

위해성 평가

문제인식전략 실행

결과평가및 모니터링

관련자참여

환경 내 항생제 문제와...

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