환경유해인자의 위해성평가기법 확산을 위한 적용...

발간 등 록번 호 NIER NO. RP2011-1427

11-1480523-000977-01

환경유해인자의 위해성평가기법 확산을 위한

적용 연구

환경건강연구부 위해성평가연구과

서정관, 김탁수, 심일섭, 이상희, 김현미, 윤준헌, 김필제

A study of applicability to improve

risk Assessment guidance

Jungkwan Seo, Taksoo Kim, Ilseob Shim, Sanghee Lee,

Hyunmi Kim, Junheon Yoon, Pilje Kim

Risk Assessment Division

Environmetal Health Risk Research Department

National Institute of Environmental Research

2011

목 차❚

ⅰ

목 차

목차 ······························································································································ ⅰ표목차 ·························································································································· ⅱ그림목차 ······················································································································ ⅲAbstract ······················································································································· ⅳⅠ. 서 론 ····················································································································· 1

Ⅱ. 연구내용 및 방법 ······························································································ 2

1. 연구 목표 ··········································································································· 2

2. 연구 내용 및 방법 ··························································································· 2

가. 연구 내용 ······································································································· 2

(1) 매체통합위해성평가 ···················································································· 2

(2) 위해성평가 지침 및 해설서의 적용성 검토 ·········································· 2

나. 위해성평가 방법 ··························································································· 2

(1) 자료수집 ········································································································ 2

(2) 유해성확인 및 용량반응 평가 ·································································· 3

(3) 노출평가 ········································································································ 3

(4) 위해도결정 ···································································································· 4

(5) 개인노출평가를 통한 검증 ········································································ 4

Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ······························································································ 6

1. 인체위해성평가 ································································································· 6

2. 생태위해성평가 ······························································································· 32

3. 위해성평가지침 개선사항 ············································································· 35

Ⅳ. 결 론 ················································································································· 36

참고문헌 ···················································································································· 37

목 차❚

ⅱ

표 목 차

<표 1> GC/MS conditions for chemical analysis ··············································5

<표 2> Physical and chemical properties ····························································6

<표 3> Summary of exposure scenarios ····························································8

<표 4> Summary of exposure model & algorithm ···········································9

<표 5> Results of reliability test for selected exposure factors ···················10

<표 6> Results of reliability test for selected exposure data ·······················11

<표 7> Reference values of xylene for oral & inhalation exposure ···········14

<표 8> Reference values of ethylbenzene for oral & inhalation exposure 15

<표 9> Concentration of xylene using exposure assessment ························16

<표 10> Concentration of ethylbenzene using exposure assessment ··········17

<표 11> Exposure parameter of weight, inhalation rate, and drinking-water

intake rate for different age-groups and different microenvironments

·······················································································································18

<표 12> Exposure time for different age-groups and different

microenvironments ···················································································18

<표 13> Summary of age-specific & multi-environmental total doses to

xylene for deterministic approach ·························································20

<표 14> Contribution of various micro-environments for xylene exposure21


ethylbenzene for deterministic approach ·············································24

<표 16> Contribution of various micro-environments for ethylbenzene

exposure ·······································································································24

<표 17> Risk evaluation for age-specific & multi-environmental media

exposure to xylene ····················································································26

<표 18> Risk evaluation for age-specific & multi-environmental media

exposure to ethylbenzene ········································································29

<표 19> Percentage of hours spent by various populations in major

목 차❚

ⅱ

micro-environments during a day ·························································31

<표 20> Result of PBT evaluation to xylene & ethylbenzene ·····················32

<표 21> PNEC estimation using species sensitivity distribution(SSD) ·······33

<표 22> Ecological risk evaluation to xylene & ethylbenzene ·····················34

목 차❚

ⅲ

그 림 목 차

<그림 1> Distribution of age-specific Total Xylene exposure for probabilistic

approach ···································································································22

<그림 2> Distribution of age-specific total ethylbenzene exposure for

probabilistic approach ·········································································26

<그림 3> Probabilistic risk distribution of major xylene exposure ·············28

<그림 4> Probabilistic risk distribution of major Ethylbenzlene exposure 30

<그림 5> Comparision between personal & population based exposure level

····················································································································31

Abstract❚

ⅳ

Abstract

In order to review the applicability of risk assessment guidance(MOE,

2010), we selected xylene and ethylbenzene which have been largely

produced and released in Korea, and carried out a pilot project for

multimedia risk assessment according to the guidance.

The applicability of the guidance was generally well effective in this study.

For the improvement of risk assessment guidance, it is considered that

strategies for human health risk assessment need to be developed and

personal exposure assessment for group exposure scenario and verification of

exposure at the planning stage are needed. Also, as for the reference of

exposure index of other countries as specified in the guidance, it is

concluded that more detailed and harmonized applications need to be

developed and korean exposure factors centering on children including

infants also need to be established.

In human exposure assessment, the results indicated that lower ages were

exposed more and that, in the interior space at home, the highest level of

human exposure occurred via inhalation. At outdoor spaces, exposures via

inhalation and drinking were less than 1%. In human health risk

characterization, xylene showed HQ(Hazard Quotient) =< 1 in almost all

ages. When Reasonable Maximam Exposure was applied, HQ for infants was

above 1(1.16). HQ of ethylbenzene was below 1(0.02~0.07) in all ages,

indicating no potential risk. In ecological risk characterization, HQ of xylene

and ethylbenzene was 0.005 and 0.007 respectively, showing no potential risk

to the aquatic ecosystem.

Ⅰ. 서 론❚

1

Ⅰ. 서 론

최근 환경정책이 사전 예방적 정책패러다임으로 변화됨에 따라 환경유해인

자로부터 사전에 국민의 건강과 환경을 보호하기 위한 정책수단 으로서 위해성

평가기법에 대한 관심이 점차 증대 되고 있다.

환경부에서는 유해물질에 대한 위해성평가를 효과적으로 수행하기 위하여

2009년도 시행된 환경보건법에서 ‘환경유해인자’를 정의하고 환경유해인자의

위해성평가 실시 및 관리 대책마련의 근거를 마련하였으며, 이에 따라 2010년

‘환경유해인자의 위해성평가를 위한 절차와 방법 등에 관한 지침’을 제정하였

다(환경부, 2010). 그 동안 환경부에서는 2002년부터 단계별 위해우려물질기본

사업을 통하여 위해우려물질목록작성, 매체별 환경모니터링, 일부 물질에 대한

위해성평가연구 등을 순차적으로 수행하여 왔으며, 이러한 경험과 노력은 매체

통합위해성평가지침 마련의 토대가 되었다. 그러나 최근에 마련된 매체통합위

해성평가지침이 보다 효율적인 평가기법으로서 널리 활용되기 위해서는 지속

적인 보완 및 개선이 필요하다. 그러므로 적합한 평가대상물질에 대해 지침에

근거한 매체통합위해성평가를 수행하면서 지침의 적용성 및 개선방안을 찾는

것은 매우 효과적인 방안이 될 수 있다.

평가대상물질은 국민들이 실생활속에서 체감하는 위해 우려물질들을 우선순

위로 고려하였으며 본 연구에서는 휘발성 유기화합물인 자일렌과 에틸벤젠을

평가대상물질로 선정하였다. 이 두 물질은 유해대기측정망 항목에 포함되어 전

국 지역별 자료 획득이 용이 할 뿐 아니라 국내 화학물질 취급량 및 배출량이

많아 국민들이 일상생활 가운데 노출확률이 높은 물질에 속한다. 또한 휘발성

유기화합물은 대기오염물질로 여러 가지 급성 및 만성영향으로 호흡기 자극,

발암 등을 일으키는 물질로 알려져 있다(ATSDR, 2007; 2010). 우리나라에서도

휘발성 유기화합물로 인한 새집증후군 등으로 어린이를 포함하여 많은 국민이

위해를 체감하고 있으며, 위해저감 연구가 활발히 진행되고 있다(Son 등, 2003).

본 연구에서는 생활공감 유해물질인 자일렌과 에틸벤젠에 대하여 지침에 따

라 매체통합위해성 평가를 수행하였으며, 동시에 위해성평가지침의 적용 가능

성과 보완사항을 검토하였다.

Ⅱ. 연구내용 및 방법❚

2

Ⅱ. 연구내용 및 방법

1. 연구 목표

위해성평가지침에 근거한 매체통합위해성평가수행 및 지침 적용성 검토

2. 연구 내용 및 방법

가. 연구내용(1) 매체통합 위해성평가

본 연구의 대상물질은 휘발성유기합물 중 에틸벤젠과 자일렌 2종이며, 이들

물질에 대해 ‘환경유해인자의 위해성평가를 위한 절차와 방법 등에 관한 지침’

(환경부, 2010)에 따라 매체통합적 위해도관리체계 구축을 위한 매체통합 위해

성평가를 수행하였다.

(2) 위해성평가 지침 및 해설서의 적용성 검토

지침에 따라 위해성평가를 수행하는 과정에서 지침의 적용가능성과 추가적

으로 보완이 필요한 사항들을 검토하였다.

나. 위해성평가 방법인체(생태)위해성평가는 크게 자료수집, 유해성확인, 용량-반응평가(종민감도

분포평가), 노출평가, 위해도 결정 5단계로 수행하였다. 인체위해성평가는 개인

노출평가를 수행하여 집단노출평가의 노출량과 노출시나리오에 대한 검증을

실시하였다. 생태위해성평가는 수생태계를 중심으로 수집된 자료에 대해 PBT

평가, 종민감도분포 평가를 실시하였다.

(1) 자료수집

노출시나리오는 환경중 배출특성과 생활환경중 노출특성 등을 검토하여 연

령별로 영유아에서 성인까지 5개 그룹으로 나누어 수립하였다. 노출계수도 연


3

령별로 5개 그룹으로 나누어 우선적으로 한국노출계수핸드북(장재연, 2007) 자

료를 사용하였고 미흡한 국내자료에 대해서 미국 환경보호청에서 제시한

Exposure factors handbook(US EPA, 2011)노출계수를 활용하였다. 노출수준자

료는 대표성과 정확한 노출수준을 확보하기 위해서 유해대기측정망 등의 국가

측정망자료 및 환경부 국립환경과학원 등에서 대규모로 수행된 노출실태조사

자료를 우선적으로 확보하였으며 그 외 학교 및 지하주차장 등의 국소공간 등

의 자료는 개별연구 논문자료를 사용하였다. 수집된 모든 자료에 대해서 결손

분석과 신뢰도 평가를 통하여 국내 실정에 부합하고 노출평가에 적합한 노출시

나리오, 노출수준, 노출계수 자료만을 스크리닝하여 노출평가에 활용하였다.

(2) 유해성확인 및 용량 반응 평가

유해성확인 및 용량 반응평가에 필요한 독성자료는 주로 미국 환경보호청의

통합위해정보 시스템(IRIS, Integrated risk information system)자료와 유럽연

합의 화학물질 데이터베이스(ESIS, European chemical substances information

system)와 국가기관에서 발간된 공인보고서를 검토하여 사용하였으며, 독성자

료 역시 신뢰도 평가를 수행하였다. 생태위해성평가에 필요한 독성자료는

ECHA, ECOTOX, HSDB 등의 국외 자료를 중심으로 수집하여 PBT평가와

ETX2.2 프로그램(RIVM, 2004)을 이용하여 종민감도분포평가를 실시하였으며,

그 결과 무영향예측농도(PNEC)와 생태계 모든 생물종 중 민감한 5%의 생물종

이 위해를 받을 수 있는 농도(HC5)를 산출하였다.

(3) 노출평가

결정론적 방법에 의한 인체노출량 산정은 일반적인 노출수준을 파악하기 위

한 중심경향적 노출량 산출(CTE, Central Tendency Exposure)방법과 보수적인

접근법인 합리적 최대노출량 산출(RME, Reasonable Maximum Exposure)방법

을 사용하였다. 중심경향적과 합리적 최대노출량 산출에 사용된 노출농도는 미

국 환경보호청의 가이드라인을 적용하여 주로 평균값과 해당 평균값의 95% 신

뢰상한값(UCL)을 각각 적용하였다(US EPA, 2001). 수집된 여러 환경중 농도자

료의 평균농도와 95% 신뢰구간의 산출은 메타분석방법을 활용한 역분산 가중


4

평균법을 이용하여 병합평균농도(pooled average)를 산출하고 이에 대한 신뢰

구간을 추정하는 방식으로 수행되었다(이철민, 2004; 손혜양, 1999). 확률론적

방법은 크리스탈볼 프로그램(Decisioneering, 2008)의 몬테카를로 시뮬레이션기

법을 사용하여 95분위수 등에 대한 노출량을 산정하였다. 생태노출평가는 수생

태를 중심으로 실시하였으며 ‘11년도 한강수계 수질자동측정망자료를 검토하여

노출량을 산출하였다.

(4) 위해도 결정

결정론적 방법에 의한 위해도 결정은 시나리오에 따른 각각의 매체, 활동공

간, 집단별 일일평균노출량을 CTE와 RME로 구분하여 산출하였으며, 산출된

일일평균노출량을 비발암 독성참고치로 나누어 유해지수를 산출하였다. 각각의

매체에 대해 산출된 유해지수를 합하여 매체통합 위해도를 결정하였다. 그리고

몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 확률론적 방법으로 매체통합위해도가 연령

별 독성참고치를 초과하는 집단, 즉 위험인구 집단 등에 대하여 산출하였다. 생

태위해성평가는 무영향예측농도(PNEC)도출을 통한 노출농도(PEC)과의 비교를

통해 생태 위해성을 결정하였다.

(5) 개인노출평가를 통한 검증

(가) 연구대상

개인노출모니터링은 통계청 생활시간조사(통계청, 2009)를 분석한 결과를 검

토하여 선정된 4개 집단 미취학아동(18명), 청소년(7명), 전업주부(18명), 성인

(17명) 총60명에 대해서 2011년 6월부터 9월까지 서울과 인천 등 수도권 지역에

서 실시하였다.

(나) 대상물질의 시료채취

개인대상 시료채취은 24시간 개인노출과 연령층별 주요 활동공간에 대한 시

료채취를 동시간에 병행하여 실시하였다. 이중 24시간 개인시료채취는 뱃지형

태의 수동식 시료채취기, OVM3500(3M, USA)를 사용하여 개인의 호흡기 주변


5

에서 실시하였다. 시료채취는 실내공기질공정시험법(국립환경과학원, 2000)에

준하여 수행되었으며, MP-Σ30 등속흡인펌프(Sibata, Japan)와 320℃에서 6시간

동안 열탈착된 Tenax-TA 흡착관(Supelco, USA)을 이용하였다. 시료채취시 유

량은 100ml/min으로 유지하였으며, 시료채취 전후에 유량계를 이용하여 채취

시 유량을 보정하였다. 채취된 시료는 4℃ 이하 냉장보관 상태로 운반되어 분

석을 실시하였다.

(다) 대상물질의 분석

수동식 시료채취에 대한 전처리는 3M사에서 제시한 방법(3M, 1991)에 따라

실시하였으며, Aceton/CS2를 2:1(V/V)비율로 혼합한 추출용매 1mL를 첨가하

고 초음파 추출을 40분동안 실시하였다. 능동식으로 시료채취된 흡착관은 분석

전 Turbomatrix ATD(PerkinElmer, USA)로 320℃에서 열탈착 후 분석하였다.

모든 대상물질의 분석은 GC/MS(Agilent, USA)를 사용하였으며, 자세한 기기

분석조건은 다음 표 1과 같다.

Descriptions ConditionsColumn DB-5MS (60 m × 0.32㎜ × 1㎛)

Detector MS

Carrier Gas and Flow He(99.999%), 1.2 ㎖/min

GC Temperature Program50℃(10min) → 5℃/min → 220℃(10min)

15℃/min → 280℃( 1min)

MS

Condition

Mode EI(Electron ion)

Electron Energy 70ev

Detection mode TIC(Scan), m/z: 40 ～ 350

<표 1> GC/MS conditions for chemical analysis

Ⅲ. 연구결과 및 고찰❚

6

Ⅲ. 연구결과 및 고찰

1. 인체위해성평가

가. 자일렌, 에틸벤젠의 물리화학적 특성자일렌은 상온에서 무색 투명한 액체로서 신나와 비슷한 냄새가 나며,

휘발성과 인화성이 크다. 이성질체인 o-자일렌, m-자일렌, p-자일렌 존재

하며 에틸벤젠역시 무색 투명한 액체로서 알코올, 에테르 등에 잘 녹으

며, 인화성이 크다.

<표 2> Physical and chemical properties

Parameter Xylene Ethylbenzene

CAS No. 1330-20-7 100-41-4

AppearanceColorless transparent

liquid in room temp.

Colorless transparent

liquid in room temp.

Chemical formular C8H10 C8H10

M·W(g/mol) 106.17 106.16

Chemical structure

Melting point(℃) -48∼13.3 -94.9

Boiling point(℃) 138∼143 136.1

Density(g/cm3) 0.86∼0.88(20℃) 0.87(20℃)

V·P(20℃, hPa) 7 9.3

Solubility(25℃, mg/L) 110 160

Log Kow(25℃) 2.77∼3.15 3.13

Source : European Union Risk Assessment Report(Ethylbenzene), 2007. IUCLID Dataset(Xylene), 2000. Korea information system for chemical safety management (http://kischem.nier.go.kr)


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나. 환경 중 배출 특성(1) 자일렌

혼합자일렌은 약 80%가 o-, m-, p-자일렌이고, 나머지 약 20%정도가 에틸

벤젠으로 구성되어 있으며, 대부분 가솔린 혼합액으로 사용된다. 국내에서 자

일렌의 취급량은 연간 13,787천톤(‘09년)으로 우리나라 전체 화학물질취급량의

10.2%로 가장 많은 양을 차지하고 있다. 환경중 배출량 역시 연간 17,088톤(’09

년)으로 우리나라 전체 화학물질 배출량의 36.4%를 차지하여 화학물질 중 가

장 많은 양이 환경 중으로 배출되고 있다. 배출량이 가장 많은 업종은 운송장

비제조업(강선건조업(선박) 등)이며 업체수(전체의 1.7%)와 취급량(전체의

0.06%)에 비해 연간 14,143톤(‘09년)을 배출하는 것으로 나타나 전체 배출량의

37.2%를 차지하고 있다. 이는 도장용으로 취급형태가 옥외도장, 분사(spray)로

배출율이 매우 높기 때문이다. 자일렌은 대부분 사업장과 자동차배기가스에

포함되어 대기 중으로 99.999% 배출되며 기타 수계로 미량 배출되고 있다.

(2) 에틸벤젠

에틸벤젠은 원유내에 자연적으로 존재하며, 대부분은 상업적으로 벤젠과

에틸렌과의 촉매작용에 의해 만들어진다. 에틸벤젠은 주로 스티렌 생산을 위

한 원료로 사용되며, 일부 소량이 페인트, 라커, 잉크 등의 용매로 단독 혹은

자일렌과 혼합하여 사용된다. 국내에서 에틸벤젠의 취급량은 연간 3,767천톤

(‘09년)으로 우리나라 전체 화학물질취급량의 2.8%로 상위 10번째를 차지하

고 있다. 환경중 배출량 역시 연간 2,208톤(’09년)으로 우리나라 전체 화학물

질 배출량의 4.6%를 차지하여 상위 6번째로 많은 양이 환경 중으로 배출되고

있다. 배출량이 가장 많은 업종은 자일렌과 마찬가지로 운송장비 제조업(강선

건조업(선박) 등)이며 연간 1,876톤(‘09년)을 배출하고 있다. 에틸벤젠은 대부

분 사업장과 자동차배기가스에 포함되어 대기 중으로 99.999% 배출되며 기타

수계로 미량 배출되고 있다.

다. 노출시나리오자일렌과 에틸벤젠이 인체에 노출되는 주요 경로는 대부분 공기호흡을 통한


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경로이며, 흡입경로를 제외한 다른 노출경로로서 음용수 섭취를 노출시나리오

에 추가하였다. 시나리오 작성시 외국의 노출시나리오(VCCEP, 2005)를 참고하

였으며, 샤워에 의한 경피 노출과 음식물 섭취(주로 포장지) 경로는 극히 미량

만이 인체에 노출되므로 본 노출시나리오에서 제외하였다. 따라서 흡입경로는

주요 이용공간을 중심으로 세밀하게 시나리오를 작성하였다. 실내의 경우 모든

연령대에 공통으로 해당하는 집안 과 연령대별로 이용률이 다른 학교, 사무실

등 11개 주요 다중이용시설을 선정하였다(표 4). 음용수 섭취 경로는 상수도 등

먹는물과 음용이 가능한 지하수 섭취가 노출 시나리오에 포함되었다.

<표 3> Summary of exposure scenarios

노출

경로대상매체

영․유아

(0-2세)

미취학

(3-7세)

취학아동

(8-13세)

청소년

(14-19세)

성 인

(20세>)

흡입 대기

실외도로변 ○ ○ ○

도로변 외 ○ ○ ○ ○ ○

실 내

집 안 ○ ○ ○ ○ ○

보육시설 ○

학 교 ○ ○

학 원 ○ ○

식 당 ○

사무실 ○

승용차 ○

버 스 ○ ○

지하철 ○ ○

실내주차장 ○

주 점 ○

영화관 ○ ○

경구

(섭취)물

먹는물(상수도) ○ ○ ○ ○ ○

지하수 ○ ○ ○ ○ ○


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라. 노출계수 및 노출알고리즘노출계수는 한국노출계수핸드북(환경부 2007)에서 제시하고 있는 값을 주로

적용하였다. 예를 들어 20세 이상 성인호흡률의 경우 집안에서는 남녀 평균값

인 14.25 m3/day를 적용하였으며, 사무실은 활동양상별 평균호흡률 표에서 제

시하고 있는 중분류 “일”에 해당하는 남녀 평균 호흡율 16.0 m3/day을 대표값

으로 하였다. 음용수 섭취량의 경우 2세미만 영유아는 하루 0.5리터, 성인은 1.5

리터 등 연령대별로 음용수 섭취량을 달리 적용하였다. 그러나 영유아, 어린이,

청소년 호흡률의 경우 국내 노출계수자료가 없어, 미국환경청(EPA)의 최신 노

출계수자료를 이용하였다(US EPA 2011). 연령별 주요활동공간별 생활시간양상

은 2010년 통계청 자료를 활용하였으며, 예를 들어 어린이와 청소년이 학교에

서 생활하는 시간은 일평균 각각 215분과 346분인 것으로 나타났다(통계청

2010). 노출알고리즘은 흡입 및 경구(섭취)경로에 대한 노출모형을 활용하였다.

<표 4> Summary of exposure model & algorithm

노출경로 노출모형(알고리즘) Parameter

흡입

××××

×××××

ADD: 일일평균 노출량(mg/kg/day)

CA: 공기중 유해화학물질농도(ug/m3)

IRinh: 호흡률 (m3/day)

ET: 노출 시간 (min/day)

EF: 노출 빈도 (days/year)

ED: 노출 기간 (years)

BW: 체중 (kg)

AT: 평균 시간 (days)

ABSair-inhal: 흡수율(0.6)

경구

(섭취)

×

×××

ADD: 일일평균 노출량(mg/kg/day)

CW: 물 중 유해화학물질농도(mg/L)

IRw: 먹는물 섭취량 (L/day)

EF: 노출 빈도 (days/year)

ED: 노출 기간 (years)

BW: 체중 (kg)

AT: 평균시간 (days)

Source: US EPA, 1989, Risk assessment guidance for superfund volume I-Human health evaluation manual(Part A)


10

노출경로

구 분대표성

최신성

비 고신뢰성

자료출처

흡 입 호흡율 ○ ○성인은 국내노출계수 인용

기타연령군은 외국자료 인용△

환경부(2007)

USEPA(2011)

경 구음용수

섭취율○ ○ 국내노출자료 인용 ○ 환경부(2007)

○: 국내자료가 있거나 외국자료도 국내 연구목적에 적합할 경우

△: 국내자료가 빈약하거나 연구목적에 적합하지는 않지만 국외 자료만을 인용해야 할 경우

마. 자료신뢰도 평가노출계수의 경우 국내에서 조사된 노출계수핸드북 최신자료를 활용하였기

때문에 전반적으로 자료신뢰도가 높은 것으로 나타났다. 그러나 성인을 제외

한 영유아, 어린이, 청소년 호흡률은 미국환경청 자료를 인용하였으므로 활동

공간별 호흡률 적용에 있어서 제한점이 존재하였다(표 6).

연령별 시간활동양상의 경우는 최신 통계청자료(2010)를 적용하였기 때문에

신뢰성이 매우 높았다. 그러나 통계청조사는 일반적으로 10세 이상을 조사대

상으로 하므로 영유아 및 미취학아동에 대한 자료가 없다. 그러므로 미취학

아동과 영유아의 실외활동시간을 구하기 위하여 최근 보고서(국립환경과학원

2010)를 참고하여 실외활동시간을 각각 3%와 1%로 가정하는 등 일부 연령층

대상 시간활동양상자료에서 신뢰도가 낮은 것으로 나타났다.

노출수준자료의 경우 실외대기 및 음용수자료는 국가측정망 및 지자체 자

료를 활용하여 신뢰도가 높았으나, 실내활동공간 중 승용차, 실내주차장 등

일부실내공간에서의 국내조사료가 빈약한 것으로 나타났다(표 7).

<표 5> Results of reliability test for selected exposure factors


11

노출매체 구 분분석법

신뢰성재현성

시료수

적절성

표본

대표성비 고

자연환경

매체

대 기 ○ ○ ○ ○ 국가측정망

음용수 ○ ○ ○ ○ 지자체보고서

집 안 ○ ○ ○ ○ 국가보고서

생활환경

매체

보육시설 ○ ○ ○ ○ 국가보고서

학 교 ○ ○ ○ △ 논문자료

학 원 ○ ○ ○ ○ 논문자료

식 당 ○ ○ ○ ○ 논문자료

사무실 ○ ○ ○ ○ 논문자료

승용차 △ △ △ △ 논문자료

버 스 ○ ○ ○ △ 국가보고서

지하철 ○ ○ ○ ○ 국가보고서

실내주차장 ○ ○ △ △ 논문자료

주 점 ○ ○ ○ △ 논문자료

영화관 ○ ○ ○ ○ 논문자료

○: 국내자료가 있거나 외국자료도 국내 연구목적에 적합할 경우

△: 국내자료가 빈약하거나 연구목적에 적합하지는 않지만 국외 자료만을 인용해야 할 경우

<표 6> Results of reliability test for selected exposure data

바. 유해성 확인(1) 자일렌

자일렌은 인체에 노출될 경우 8시간 안에 약 70%가 인체내로 흡수되는 것으

로 알려져 있다(NCI, 1985). 인체흡수경로는 주로 점막과 폐기관이며, 혈관을

통해 다른 부위로 전달된다(Clayton, 1981). 인체내에 흡수된 자일렌은 24시간

이내에 대사작용을 거쳐 거의 전량이 소변으로 배출된다(Ellenhorn, 1988). 동

물실험결과 혈액, 장기보다 골수, 척수, 뇌에서의 분포농도가 높게 나타났다


12

(Hayes, 1982). 인체에 노출시 나타나는 급성독성 영향으로는 계산능력, 단기

기억력 등 중추신경장애를 일으키고 소화기계 독성으로 인해 위통, 호흡곤란,

두통, 어지럼증 등이 유발한다. 랫드를 이용한 동물실험에 의하면 급성경구독성

은 LD50이 4,300 mg/kg 이었으며, 급성흡입독성 LC50이 6,350 ppm(4h) 그리고

급성경피독성 LD50은 47,635 mg/l(4h)로 나타났다(ECB, 2000). 그리고 인체의

피부에 장기간 노출시에는 피부홍반, 갈라짐 그리고 수포 유발이 나타날 가능

성이 있으며 안구에 200ppm 노출시 안구자극이 발생하는 것으로 알려져 있다.

랫드를 이용한 아급성 및 만성독성실험결과 103주동안 경구에 반복투여한 만성

경구실험은 무영향관찰농도(NOAEL)가 250mg/kg-day 이었고, 6개월간 반복투

여한 아급성흡입실험의 무영향관찰농도(NOAEL)값은 350ppm으로 나타났다

(US EPA, 2003). 인체에 미치는 생식 및 발생독성의 경우 여성에 한하여 월경

장애가 발생할 수 있고 기준초과 농도로 장기간 노출시 임신중독 유발가능성이

있다. 랫드를 이용한 동물실험결과 생식 및 발생독성의 무영향관찰농도

(NOAEL)값이 흡입( 1000ppm), 경구(1,030mg/kg-day)로 각각 나타났다(US

EPA, 2003). 자일렌에 의한 발암성은 없는 것으로 알려져 있으며, 국제암연구소

(IARC)에서도 인체 발암물질로 분류 할 수 없는 물질인 3그룹으로 분류하였다.

(2) 에틸벤젠

에틸벤젠은 인체에 노출될 경우 인체노출경로별(흡입, 경구, 경피)로 몸속으

로 빠르게 흡수되며, 흡수 후에는 몸 전체에 분포한다. 체외로 배출되는 경로는

주로 소변을 통하여 배출된다(OECD, 2002). 랫드를 이용한 동물실험에서 급성

경구독성 영향으로 경미한 간 변화가 관찰되었다. 랫드의 급성경구독성값은

LD50이 3,500∼4,700 mg/kg 이었으며, 급성흡입독성 LC50이 4,000 ppm(4h) 그

리고 토끼의 급성경피독성 LD50은 15,400 mg/kg로 나타났다(OECD, 2002). 에

틸벤젠은 인체의 피부에 대한 피부감작성은 유발하지 않으나 노출농도

200ppm에서 일시적인 안구 자극현상이 발생하는 것으로 나타났다(ECB, 2000).

랫드와 마우스를 이용한 2년동안의 만성흡입실험결과 무영향관찰농도

(NOAEL)값은 75ppm 이었으며 750ppm에서 랫드는 신장내 신세뇨관 과다형

성 현상이 유발되었으며 마우스는 폐, 간독성을 나타내었다(OECD, 2002). 생식

및 발생독성의 경우 랫드와 마우스를 이용한 흡입실험결과 무영향관찰농도


13

(NOAEL)가 100ppm로 나타났다(OECD 2002). 동물실험에서 생식독성은 정자,

고환의 형태, 정자운동, 발정주기의 길이 등에서 영향이 관찰되지 않았으나, 발

달독성의 경우 1000 ppm에서 과잉늑골을 나타내는 새끼의 빈도가 14% 증가하

는 등 유의한 독성 영향이 관찰되었다(OECD 2002). 발암성의 경우 동물실험에

서는 간, 폐, 신장종양 증가 등 발암성을 나타내었으나 인체발암성에 대해서는

증거가 불충분하여 국제암연구소에는 2B그룹으로 분류하였다.

사. 노출량-반응평가(1) 자일렌

자일렌의 노출량-반응평가는 U.S. EPA IRIS(Integrated Risk Information

System)의 게재정보를 이용하였다. 이 사항은 위해성평가지침(환경부 2010) 제

8조 2항에도 규정되어 있다(지침 8조2항 :「이용할 수 있는 기존의 노출량-반응

평가 자료가 충분할 경우에는 그 결과를 인용 할 수 있으며, U.S. EPA IRIS의

게재정보 등을 근거로 최신독성평가기술을 적용하여 산출된 자료를 적용할 수

있다」). IRIS에 게재된 자일렌의 경구 독성참고치(RfD)은 0.2 mg/kg-day이었

으며 흡입독성참고치(RfC)값은 0.1 mg/m3 이었다.


14

<표 7> Reference values of xylene for oral & inhalation exposure

Route Critical EffectExperimental

DosesUF MF RfD

Oral*

Rat decreasing

body weight &

increasing

mortality rate in

oral chronic

study

NOAEL

250mg/kg-day

(C·F1)

179mg/kg-day)

LOAEL

500mg/kg-day

10002) 1 0.2mg/kg-day

Inhala

tion**

- Impaired motor

coordination(decre

ased rotarod

performance)

- Subchronic

inhalation study

in male rats

NOAEL : 50 ppm

NOAEL(HEC) :

39mg/m3 1)

LOAEL : 100

ppm

NOAEL(HEC) :

78mg/m3

3002)

1 0.1mg/m3

* Oral route1) Conversion factor and assumption(250mg/kg-day×5day/7day=179mg/kg-day)2) 불확실성계수(UF) : 종간 외삽 10, 종내 변이 10, 독성자료부족 10* Inhalation route1) Conversion factor and assumption - MW=106.17. Assuming 25℃ and 760mmHg, NOAEL(mg/m3)=50ppm × 106.17/24.45=217mg/m3. NOAEL(ADJ)(mg/m3)=217mg/m3× 6hrs/day × 5day/7day=39mg/m3

2) 불확실성계수(UF) : 종간 외삽 3, 종내 변이 10, 아만성자료 활용 3, 독성자료 부족 3Source : U.S. EPA IRIS(Integrated Risk Information System)

(2) 에틸벤젠

에틸벤젠의 노출량-반응평가 역시 U.S. EPA IRIS(Integrated Risk

Information System)의 게재정보를 이용하였다. IRIS에 게재된 에틸벤젠의 경

구독성참고값(RfD)은 0.1 mg/kg-day이었으며 흡입독성참고치(RfC)값은 1.0

mg/m3 이었다.D)은 0.2 mg/kg-day이었으며 흡입독성참고치(RfC)값은 0.1

mg/m3 이었다.


15

<표 8> Reference values of ethylbenzene for oral & inhalation exposure

Route Critical EffectExperimental

Doses UF MF RfD

Oral*

- Rat Liver &

Kidney toxicity in

subchronic to

chronic oral

bioassay

NOEL

136mg/kg-day

LOAEL

408mg/kg-day

(C·F1)

97.1mg/kg-day)

10002)

1 0.1mg/kg-day

Inhala

tion**

- Rat and Rabbit

developmental

inhalation studies

NOAEL : 100

ppm

NOAEL(HEC)1)

:

434mg/m3

LOAEL : 1000

ppm

NOAEL(HEC) :

4340mg/m

3002) 1 1.0mg/m3

* Oral route1) Conversion factor and assumption(136mg/kg-day × 5day/7day=97.1mg/kg-day)

2) 불확실성계수(UF) : 종간 외삽 10, 종내 변이 10, 아만성자료 활용 10

** Inhalation route1) Conversion factor and assumption - MW=106.18. Assuming 25C and 760mmHg,

NOAEL(mg/m3)=100ppm × 106.18/24.45=434mg/m3.

2) 불확실성계수(UF) : 종간 외삽 3, 종내 변이 10, 다세대간 생식 및 만성자료 부족 10

Source : US EPA IRIS(Integrated Risk Information System)

아. 노출평가(1) 모니터링 자료

대상물질의 노출평가에 사용된 모니터링 자료는 노출시나리오에 근거하여

주요 노출매체와 국소환경을 중심으로 수집되었다. 수집된 데이터는 원자료 수

집의 유무에 따라 결정론적 노출평가 방법에 적합하게 적용될 수 있도록 노출

농도를 정하였으며, 아래 표 9, 10에서 제시된 자료 중 국가모니터링 자료의 경

우 원자료에서 직접 통계량을 산출하여 제시하였다. 그 이외 대규모 모니터링

자료가 없는 경우에는 데이터의 전국대표성 등을 위하여 여러 지역에서 유사한

방법으로 측정된 연구자료를 수집하여 메타분석방법을 활용, 데이터의 병합평

균값과 95% 신뢰구간을 제시하였다.


16

대상매체개

수

산술

평균

표준

편차최소

95%

UCL최대 자료출처

대

기

실외

전국

(도로변제외)876 3.41 7.03 0.00 3.80 120.47 환경부

(2007~2009)　도로변 131 3.23 3.35 0.00 3.71 17.28

실내　

　

집안 770 19.27 15.89 0.00 45.41 1692.70국립환경과학원

(2009,2010)

보육시설 200 15.30 10.50 0.00 16.53 54.00국립환경과학원

(2006)

학교 87 15.81 7.08 0.00 27.46 98.70 개별연구자료 1)

학원 70 20.00 21.10 0.30 24.20 255.00

환경부(2005)　식당 70 13.70 13.10 0.50 16.31 281.50

사무실 86 18.70 21.90 0.70 22.62 416.40

주점 30 36.30 28.80 0.50 45.22 225.30

영화관 70 34.60 37.40 0.00 42.05 124.30

승용차 53 124.80 117.80 - 151.84 - Jo et al. (1999)

버스 31 12.50 8.70 2.80 15.15 40.50환경부(2006)　

지하철 114 14.90 11.40 0.10 16.67 68.20

실내주차장 48 19.70 16.12 - 23.60 - 하덕호 등(2008)

수

질상수도 수돗물 　 ND ND ND ND ND

서울시, 대전시,

인천시 등(2009)

※ 자료출처1) 김윤덕 등(2007), 전준민 등(2010), 정민희 등(2007)

먹는물의 모니터링 자료는 지방 상수도 사업소의 보고서를 이용하였으며 수

돗물 중 대상물질에 대한 농도는 불검출이었다. 본 연구에서 사용된 먹는물의

노출평가 자료는 불검출값에 대해서 검출한계의 50%를 가정하였다.

확률론적 노출평가에 사용된 노출분포는 국가측정망 등 대규모 자료의 경우

원자료로부터 분포 추정이 가능한 경우 원자료로부터 분포추정을 하였으며, 그

이외 활동공간은 문헌을 참고하여 로그노말분포를 가정하였다.

<표 9> Concentration of xylene using exposure assessment


17

대상매체개

수

산술

평균

표준

편차최소

95%

UCL최대 자료출처

대

기

실외

전국

(도로변제외)876 1.38 2.18 0.00 1.50 19.00 환경부

(2007~2009)　도로변 131 1.62 1.61 0.00 1.85 7.88

실내　

　

집안 770 10.72 10.71 0.00 28.34 465.40국립환경과학원

(2009,2010)

보육시설 200 6.50 4.60 0.00 7.04 24.60국립환경과학원

(2006)

학교 114 5.49 2.16 0.40 9.05 27.80 개별연구자료 1)

학원 70 8.40 7.60 0.90 9.91 57.00

환경부(2005)　식당 70 9.20 8.00 0.00 10.79 61.30

사무실 86 8.50 9.70 0.00 10.24 126.70

주점 30 18.20 16.80 1.40 23.41 54.80

영화관 70 14.80 14.70 0.00 17.73 56.90

승용차 53 24.80 18.90 - 29.14 - Jo et al. (1999)

버스 31 5.10 2.70 0.90 5.92 10.10환경부(2006)　

지하철 114 7.40 6.30 0.01 8.38 36.30

실내주차장 48 5.75 5.59 - 7.10 - 하덕호 등(2008)

수

질상수도 수돗물 　 ND ND ND ND ND

서울시, 대전시,

인천시 등(2009)

※ 자료출처1) 김윤덕 등(2007), 전준민 등(2010), 정민희 등(2007)

<표 10> Concentration of ethylbenzene using exposure assessment

(2) 노출계수

노출평가에 사용되는 노출계수의 분포는 문헌을 참고하여 체중, 호흡률 등

원자료의 분포가 정규분포를 가정할 수 있는 경우 이외에는 한 개의 값을 사용

한 (point) 분포를 적용하여 확률론적 노출평가에 사용하였다.

한국노출계수 핸드북(장재연 등, 2007) 등에서는 성인을 대상으로 조사되었으

므로 영유아부터 청소년까지의 호흡률이 포함된 대부분의 노출계수는 우리나

라에서 확보할 수 없어 미국의 노출계수핸드북(EPA, 2011)을 이용하여 추정하

였다.


18

대상매체

연령군별 노출시간(min/day)

영유아(0-2세)

미취학아동(3-7세)

취학아동(8-13세)

청소년(14-19세)

성인(20세이상)

실외　전국 14 43 18 12 12

도로변 - - 25 20 31

실내　

　

집안 1426 876 911 783 901

보육시설 - 564 - - -

학교 - - 215 346 -

학원 - - 158 151 -

식당 - - - - 44

사무실 - - - - 213

승용차 - - 28 - 45

버스 - - 28 33 20

지하철 - - - 33 13

실내주차장 - - - - 1

주점 - - - - 6

영화관 - - 2 2 2

※ 자료출처

- 성인 : 장재연 등(2007) 한국노출계수핸드북

- 영유아, 미취학아동, 청소년 : EPA(2011) Exposure factors handbook

　 영유아

(0-2세)

미취학아동

(3-7세)

취학아동

(8-13세)

청소년

(14-19세)

성인

(20세

이상)

체중(kg) 9.12 18.99 37.83 58 62.8

먹는물 섭취량 (L/day) 0.5 0.6 0.8 1.3 1.5

호흡률(m3/day) 6.7 10.1 12 16.3 1)

1) 성인집단의 활동공간별 호흡률

- 실외: 도로변(20.7), 도로변외(22.6),

- 실내: 집안/승용차/버스/지하철/실내주차장(14.25), 식당/주점(17.65), 사무실(16), 영화관(12.65)

※ 자료출처

- 성인 : 장재연 등(2007) 한국노출계수핸드북

- 영유아, 미취학아동, 청소년 : EPA(2011) Exposure factors handbook

<표 11> Exposure parameter of weight, inhalation rate, and drinking-water intake rate for different age-groups and different microenvironments

<표 12> Exposure time for different age-groups and different microenvironments


19

(3) 노출평가 결과

(가) 자일렌

1) 결정론적 노출평가

자일렌 노출량 평가결과 연령이 낮을수록 노출량이 많았으며, 활동공간별로

는 집안 실내공간에서 호흡을 통해 가장 많은 양이 인체에 노출되는 것으로 나

타났다. 집밖 실외 공간에서의 호흡 및 음용수 섭취를 통한 노출기여도는 1%미

만으로 나타났다.

연령별로 구분된 집단노출평가결과는 2세미만의 영유아 집단에서

RME(Resasonable Maximam Exposure)값 적용시 총노출량이 0.0198

mg/kg-day로 가장 많은 노출량을 보여주었으며, 성인이 0.0051 mg/kg-day로

연령별 집단 중에서 가장 적은 노출량을 보여주었다. 그 외 미취학아동은

0.0109 mg/kg-day, 취학아동은 0.0073 mg/kg-day 그리고 청소년은 0.0058

mg/kg-day의 노출량 분포를 나타내었다. 연령별로 CTE(Central Tendancy

Exposure)값 적용시에도 영유아(0.0084mg/kg-day), 미취학아동(0.0056

mg/kg-day), 취학아동(0.0037 mg/kg-day), 청소년(0.0028 mg/kg-day), 성인

(0.0027 mg/kg-day) 순서의 노출량 분포를 나타내었다.

활동공간별로 자일렌이 인체에 가장 많이 노출 되는 곳은 집안 실내공간 이

었으며 연령집단별로 총 노출량의 71%∼99%(CTE 적용시 59%∼99%)범위를

차지하였다. 특히 집안 실내에 머무르는 시간이 대부분인 2세미만의 영유아 연

령층의 경우 총노출량의 99% 이상이 집안 실내에서의 흡입경로를 통하여 노출

되는 것으로 나타났다. 집안 실내를 제외하고 자일렌에 많이 노출되는 장소들

로는 학교, 보육시설, 학원, 사무실 그리고 승용차 등 이었다. 학교의 경우 청소

년 연령층은 총 노출량의 19%(CTE 적용시 22%)를 차지하였고 초등학생에 해

당하는 취학아동연령층은 총 노출량의 약 11%(CTE 적용시 12%)를 차지하는

것으로 나타났다. 보육시설은 미취학아동 연령층에서 총노출량의 19%(CTE 적

용시 34%)를 차지하였다. 학원은 청소년 및 취학아동연령층에서 6∼7%(CTE

적용시 11∼12%)의 노출기여도를 나타내었다. 성인이 주로 생활하는 공간인 사

무실의 경우 총 노출량의 10%(CTE 적용시 15%)의 노출 기여도를 보여주었다.


20

교통수단으로 주로 활용하는 승용차의 경우 성인은 총 노출량의 10%(CTE 적용

시 19%)를 나타내었고 취학아동은 8%(CTE 적용시 12%)를 보여주었다. 이러한

결과는 성인과 취학아동이 승용차에서 머무르는 시간이 다른 장소에 비해 상대

적으로 매우 짧은 점을 고려할 때 향후 승용차 실내공기질에 대한 보다 정밀한

평가가 필요할 것으로 판단된다.

도로변과 운동장, 놀이터 등 실외에서 공기 호흡을 통한 자일렌 노출기여도

는 모든 연령층에서 0.1∼0.5%(CTE 적용시 0.2∼0.7%)의 범위를 나타내어 노출

기여도가 매우 작게 나타났다. 상수도 등 음용수를 섭취시에도 모든 연령층에

서 0.1%(CTE 적용시 0.2∼0.3%)의 극히 작은 노출기여도를 보여주었다.

<표 13> Summary of age-specific & multi-environmental total doses to xylene for

deterministic approach

노출

경로대상매체

RME

영/유아

(0-2세)

미취학아동

(3-7세)

취학아동

(8-13세)

청소년

(14-19세)

성 인

(20세 이상)

흡입　대

기

실 외 1.6E-05 3.6E-05 2.1E-05 1.4E-05 2.4E-05

실 내 0.0198 0.0108 0.0073 0.0058 0.0053

섭취 물 음 용 1.6E-05 9.5E-06 6.3E-06 6.7E-06 7.2E-06

총 노출량 0.0198 0.0109 0.0073 0.0058 0.0051

노출

경로대상매체

CTE

영/유아

(0-2세)

미취학아동

(3-7세)

취학아동

(8-13세)

청소년

(14-19세)

성 인

(20세 이상)

흡입

　

대

기

실 외 1.4E-05 3.1E-05 1.9E-05 1.2E-05 2.1E-05

실 내 0.00841 0.0056 0.0037 0.0028 0.0027

섭취 물 음 용 1.6E-05 9.5E-06 6.3E-06 6.7E-06 7.2E-06

총 노출량 0.00844 0.0056 0.0037 0.0028 0.0027


21

<표 14> Contribution of various micro-environments for xylene exposure

영/유아

(0-2세)

미취학아동

(3-7세)

취학아동

(8-13세)

청소년

(14-19세)

성 인

(20세 이상)

집 안 99.8(99.6)* 80.7(65.7) 73.9(62.4) 71.2(61.2) 75.8(59.6)

보육시설 0.0 18.9(33.6) 0.0 0.0 0.0

학 교 0.0 0.0 10.5(12.1) 19(22.2) 0.0

학 원 0.0 0.0 6.8(11.2) 7.3(12.3) 0.0

사무실 0.0 0.0 0.0 0.0 10.0(15.4)

승용차 0.0 0.0 7.6(12.4) 0.0 10.4(19.3)

실 외 0.1(0.2) 0.3(0.5) 0.3(0.5) 0.2(0.4) 0.5(0.7)

* 괄호안은 CTE 값 적용시 노출기여도(%)

2) 확률론적 노출평가

자일렌에 대한 확률론적 노출평가결과는 결정론적 평가결과와 동일하게 연

령이 낮을수록 노출량이 많았으며, 활동공간별로는 집안 실내공간에서 호흡을

통해 가장 많은 양이 인체에 노출되는 것으로 나타났다. 또한 집밖 실외 공간에

서의 호흡 및 음용수 섭취를 통한 노출기여도는 매우 낮게 나타났다.

노출수준을 산술평균(CTE)을 적용한 경우, 영유아 연령층은 노출량 범위

0.002∼0.021 mg/kg-day(5분위수∼95분위수)를 나타내었으며, 성인연령층은

0.0013∼0.0056 mg/kg-day(5분위수∼95분위수)의 범위를 보여주었다. 그 외

미취학아동은 0.0029∼0.0112 mg/kg-day(5분위수∼95분위수)이었고, 취학아동

은 0.0018∼0.0171 mg/kg-day(5분위수∼95분위수)의 범위를 나타내었다. 그리

고 청소년은 0.0013∼0.0057 mg/kg-day(5분위수∼95분위수)의 노출량 분포를

나타내었다.


22

<그림 1> Distribution of age-specific Total Xylene exposure

for probabilistic approach

(나) 에틸벤젠

1) 결정론적 노출평가

에틸벤젠 노출량 평가결과 자일렌과 마찬가지로 연령이 낮을수록 노출량이


23

많았으며, 활동공간별로는 집안 실내공간에서 호흡을 통해 가장 많은 양이 인

체에 노출되는 것으로 나타났다. 집밖 실외 공간에서의 호흡 및 음용수 섭취를

통한 노출기여도는 1%미만으로 나타났다.

연령별로 구분된 집단노출평가결과는 2세미만의 영유아 집단에서

RME(Resasonable Maximam Exposure)값 적용시 총노출량이 0.0124

mg/kg-day로 가장 많은 노출량을 보여주었으며, 성인이 0.0029 mg/kg-day로

연령별 집단 중에서 가장 적은 노출량을 보여주었다. 그 외 미취학아동은

0.0064 mg/kg-day, 취학아동은 0.0040 mg/kg-day 그리고 청소년은 0.0032

mg/kg-day의 노출량 분포를 나타내었다. 연령별로 CTE(Central Tendancy

Exposure)값 적용시에도 영유아(0.0047 mg/kg-day), 미취학아동(0.0029

mg/kg-day), 취학아동(0.0018 mg/kg-day), 청소년(0.0014 mg/kg-day), 성인

(0.0013 mg/kg-day) 순서의 노출량 분포를 나타내었다.

활동공간별로 자일렌이 인체에 가장 많이 노출 되는 곳은 집안 실내공간 이

었으며 연령집단별로 총 노출량의 81%∼99%(CTE 적용시 69%∼99%)범위를

차지하였다. 특히 집안 실내에 머무르는 시간이 대부분인 2세미만의 영유아 연

령층의 경우 총노출량의 99% 이상이 집안 실내에서의 흡입경로를 통하여 노출

되는 것으로 나타났다. 집안 실내를 제외하고 에틸벤젠에 많이 노출되는 장소

들로는 학교, 보육시설, 학원, 사무실 그리고 승용차 등 이었다. 학교의 경우 청

소년 연령층은 총 노출량의 약 11%(CTE 적용시 16%)를 차지하였고 초등학생

에 해당하는 취학아동연령층은 총 노출량의 약 6%(CTE 적용시 9%)를 차지하

는 것으로 나타났다. 보육시설은 미취학아동 연령층에서 총노출량의 14%(CTE

적용시 28%)를 차지하였다. 학원은 청소년 및 취학아동연령층에서 5∼6%(CTE

적용시 10∼11%)의 노출기여도를 나타내었다. 성인이 주로 생활하는 공간인 사

무실의 경우 총 노출량의 8%(CTE 적용시 15%)의 노출 기여도를 보여주었다.

교통수단으로 주로 활용하는 승용차의 경우 성인은 총 노출량의 4%(CTE 적용

시 8%)를 나타내었고 취학아동은 0%(CTE 적용시 5%)를 보여주었다.

도로변과 운동장, 놀이터 등 실외에서 공기 호흡을 통한 에틸벤젠 노출기여

도는 모든 연령층에서 0.1∼0.3%(CTE 적용시 0.1∼0.7%)의 범위를 나타내어 노

출기여도가 매우 작게 나타났다. 상수도 등 음용수를 섭취시에도 모든 연령층


24

에서 0.1∼0.2%(CTE 적용시 0.3∼0.5%)의 극히 작은 노출기여도를 보여주었다.


ethylbenzene for deterministic approach

노출경로

대상매체RME

영/유아(0-2세)



청소년(14-19세)

성 인(20세 이상)

흡입

　

대

기

실 외 5.9E-06 1.3E-05 8.6E-06 5.7E-06 9.1E-06

실 내 0.00467 0.0028 0.0017 0.0014 0.0012

섭취 물 음 용 1.6E-05 9.5E-06 6.3E-06 6.7E-06 7.2E-06

총 노출량 0.0198 0.0109 0.0073 0.0058 0.0051

노출경로 대상매체

CTE

영/유아(0-2세)



청소년(14-19세)

성 인(20세 이상)

흡입

　

대

기

실 외 6.4E-06 1.4E-05 9.7E-06 6.4E-06 1.0E-05

실 내 0.0123 0.0063 0.0040 0.0032 0.0028

섭취 물 음 용 1.6E-05 9.5E-06 6.3E-06 6.7E-06 7.2E-06

총노출량 0.0123 0.0064 0.0040 0.0032 0.0028

<표 16> Contribution of various micro-environments for ethylbenzene exposure

영/유아

(0-2세)

미취학아동

(3-7세)

취학아동

(8-13세)

청소년

(14-19세)

성 인

(20세 이상)

집 안 99.8(99.5)* 85.9(71.4) 84.7(73.7) 80.9(69.3) 83.8(69.9)

보육시설 0.0 13.8(27.9) 0.0 0.0 0.0

학 교 0.0 0.0 6..4(8.9) 11.4(15.7) 0.0

학 원 0.0 0.0 5.1(10.0) 5.5(10.5) 0.0

사무실 0.0 0.0 0.0 0.0 8.0(14.7)

승용차 0.0 0.0 0.0(5.2) 0.0 4.3(8.1)

실 외 0.1(0.1) 0.2(0.5) 0.2(0.5) 0.2(0.4) 0.3(0.7)

* 괄호안은 CTE 값 적용시 노출기여도(%)


25

2) 확률론적 노출평가

에틸벤젠에 대한 확률론적 노출평가결과는 결정론적 평가결과와 동일하게

연령이 낮을수록 노출량이 많았으며, 활동공간별로는 집안 실내공간에서 호흡

을 통해 가장 많은 양이 인체에 노출되는 것으로 나타났다. 또한 집밖 실외 공

간에서의 호흡 및 음용수 섭취를 통한 노출기여도는 매우 낮게 나타났다.

노출수준을 산술평균(CTE)을 적용한 경우, 영유아 연령층은 노출량 범위

0.0009∼0.0129 mg/kg-day(5분위수∼95분위수)를 나타내었으며, 성인연령층은

0.0005∼0.0029 mg/kg-day(5분위수∼95분위수)의 범위를 보여주었다. 그 외 미

취학아동은 0.0009∼0.0066 mg/kg-day(5분위수∼95분위수)이었고, 취학아동은

0.0006∼0.0040 mg/kg-day(5분위수∼95분위수)의 범위를 나타내었다. 그리고

청소년은 0.0006∼0.0031 mg/kg-day(5분위수∼95분위수)의 노출량 분포를 나

타내었다.


26

<그림 2> Distribution of age-specific total ethylbenzene exposure

for probabilistic approach

자. 위해도 결정(1) 자일렌

(가) 결정론적 위해도 결정

자일렌에 대한 인체위해도를 결정하기 위해 CTE와 RME 값 각각에 대해 얻

어진 노출량을 가지고 유해지수를 산정한 결과 대부분의 연령층에서 유해지수

가 1이하로 나타나 위해우려가 없었으나 RME 값이 적용된 노출량의 경우 영

유아 연령층에서 유해지수 1을 약간 초과하는 것으로 나타났다.

CTE 값이 적용된 경우에는 영유아 연령층을 포함한 5개 연령층의 유해지수

값이 0.16∼0.49 범위로 모두 1 이하였으며 영유아 연령층이 0.49로 가장 높았

고 성인 연령층이 0.16으로 가장 낮았다. RME 값이 적용된 경우에는 유해지수

가 연령층별로 0.32∼1.16의 범위를 나타내었고 영유아 연령층이 1.16을 나타내

어 자일렌에 대한 위해우려가 있는 것으로 나타났다.


27

<표 17> Risk evaluation for age-specific & multi-environmental media exposure

to xylene

노출

경로대상매체

RME

영/유아

(0-2세)

미취학아동

(3-7세)

취학아동

(8-13세)

청소년

(14-19세)

성 인

(20세 이상)

흡입

　

대

기

실 외 0.000 0.002 0.001 0.000 0.001

실 내 1.160 0.638 0.432 0.342 0.316

섭취 물 음 용 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

유해지수합(HI) 1.16 0.64 0.43 0.34 0.32

노출

경로대상매체

CTE

영/유아

(0-2세)

미취학아동

(3-7세)

취학아동

(8-13세)

청소년

(14-19세)

성 인

(20세 이상)

흡입

　

대

기

실 외 0.000 0.001 0.001 0.000 0.001

실 내 0.492 0.332 0.217 0.168 0.160

섭취 물 음 용 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

유해지수합(HI) 0.49 0.33 0.22 0.17 0.16

(나) 확률론적 위해도 결정

자일렌에 대한 확률론적 위해도 결정은 확률론적 노출량 범위의 값들 중에서

독성 참고치(RfDinhal : 0.01714 mg/kg-day)를 초과하는 비율로 제시하였다. 조

사결과 영유아 연령군이 8.9%로 가장 초과 비율이 높았으며, 취학아동 0.2%, 미

취학아동 1% 그리고 청소년과 성인은 0%로 독성참고치를 초과하는 노출량 값

은 없었다.


28

<그림 3> Probabilistic risk distribution of major xylene exposure

(2) 에틸벤젠

(가) 결정론적 위해도 결정

에틸벤젠에 대한 인체위해도를 결정하기 위해 CTE와 RME 값 각각에 대해

얻어진 노출량을 가지고 유해지수를 산정한 결과 모든 연령층에서 유해지수가

1이하로 나타나 위해우려가 없는 것으로 나타났다.

CTE 값이 적용된 경우에는 영유아 연령층을 포함한 5개 연령층의 유해지수

값이 0.01∼0.03 범위로 모두 기준치인 1 이하보다 크게 작았다. RME 값이 적

용된 경우에도 유해지수가 연령층별로 0.02∼0.07의 범위로 유해지수값이 매우

작게 나타났다.


29

<표 18> Risk evaluation for age-specific & multi-environmental media exposure

to ethylbenzene

노출

경로대상매체

RME

영/유아

(0-2세)

미취학아동

(3-7세)

취학아동

(8-13세)

청소년

(14-19세)

성 인

(20세 이상)

흡입

　

대

기

실 외 3.8E-05 8.3E-05 5.7E-05 3.8E-05 5.8E-05

실 내 0.072 0.037 0.023 0.019 0.017

섭취 물 음 용 9.6E-05 5.5E-05 3.7E-05 3.9E-05 4.2E-05

유해지수합(HI) 0.07 0.04 0.02 0.02 0.02

노출

경로대상매체

CTE

영/유아

(0-2세)

미취학아동

(3-7세)

취학아동

(8-13세)

청소년

(14-19세)

성 인

(20세 이상)

흡입

　

대

기

실 외 3.4E-05 7.7E-05 5.0E-05 3.3E-05 5.3E-05

실 내 0.027 0.017 0.010 0.008 0.008

섭취 물 음 용 9.6E-05 5.5E-05 3.7E-05 3.9E-05 4.2E-05

유해지수합(HI) 0.03 0.02 0.01 0.01 0.01

(나) 확률론적 위해도 결정

에틸벤젠에 대한 확률론적 위해도 결정은 확률론적 노출량 범위의 값들 중에

서 독성 참고치(RfDinhal : 0.1714 mg/kg-day)를 초과하는 비율로 제시하였다.

조사결과 모든 연령층군에서 독성참고치를 초과하는 비율이 0%를 나타내었다.


30

<그림 4> Probabilistic risk distribution of major Ethylbenzlene exposure

차. 개인노출평가를 통한 검증집단노출 시나리오 및 노출량을 검증하기 위하여 개인노출평가를 수행한 결

과 인체노출평가를 위해 수립된 집단노출시나리오는 상당히 검증되는 것으로

나타났으며 노출량의 경우도 집단 및 개인노출평가결과 간 차이가 크지 않았다.

노출시나리오와 관련하여 연령층별 개인들의 24시간 시간활동양상을 조사한

결과 3∼7세 미만의 미취학아동은 하루 중 79%는 집안에 머물며 나머지 21%는

어린이집, 유치원과 같은 보육시설에 머무르는 것으로 조사되었다. 그리고 청소

년은 집(41%), 학교(48%), 학원(11%)였으며, 20세 이상 성인에 속하는 직장인은

집(53%), 사무실(34%), 출퇴근(9%), 기타 실외(4%)로 나타났다. 이와 같은 연령

층별 개인시간활동양상 결과는 집단노출평가시 수립된 노출시나리에 모두 충

실히 포함되어 반영되었기 때문에 본 조사에서 수립된 노출시나리오에 문제가

없음을 알 수 있다.

개인노출평가 및 집단노출평가에서 측정된 노출량을 비교해보면 자일렌은

개인노출평가 노출량이 0.0026 mg/kg-day 으로 나타났고 집단노출평가 노출량

은 0.0045 mg/kg-day(CTE)와 0.009 mg/kg-day(RME)로서 두 조사결과 간 큰

차이를 나타내지 않았다. 에틸벤젠의 경우는 개인노출평가 노출량이 0.0042

mg/kg-day 였으며 집단노출평가 노출량은 0.0025 mg/kg-day(CTE), 0.0058

mg/kg-day(RME)로서 두 결과 간 편차가 자일렌보다 더 적게 나타났다.


31

<표 19> Percentage of hours spent by various populations in major

micro-environments during a day

미취학아동

(3-7세)

청소년

(14-19세)

전업주부

(20세 이상)

직장인

(20세 이상)

집 안 79 41 100 53

보육시설 21 - - -

학 교 - 48 - -

학 원 - 11 - -

사무실 - - - 34

출 퇴근 - - - 9

실 외 - - - 4

계 100 100 100 100

<그림 5> Comparison between personal & population based exposure level


32

2. 생태위해성평가

가. 자료결손 분석 및 신뢰도 평가자일렌과 에틸벤젠의 수생태계에서의 위해성을 알아보기 위해 사용한

환경 중 노출수준은 국가수질자동측정망자료를 활용하였으므로 자료의

신뢰도는 높았다. 생태영향을 평가하기 위한 생물분류군별 생태독성자료

도 국제적으로 통용되는 국외 생태독성 데이터베이스(ECHA, HSDB, EC

B)를 활용하였으므로 신뢰도가 높았다.

나. 유해성 확인자일렌과 에틸벤젠의 생태독성영향평가를 수행한 결과 생물농축계수(B

CF)값이 모두 20이하로서 환경잔류성(Persistent)과 생물축적성(Bioaccum

ulative) 및 생물확장성(Biomagnification)이 없어 이차독성을 제외한 일반

생태독성만 고려하면 되는 것으로 나타났다. 일반적으로 유해성확인을 위

한 기준으로 많이 수행되는 PBT(Persistent, Bioaccumulative, Toxic)평가

에서는 담수에서 반감기가 40일 이상, 담수퇴적물에서 반감기가 120일 이

상이면 환경잔류성이 있는 것으로 판단한다. 그리고 생물농축계수가 2000

이상인 경우에는 생물축적성이 있으며, 만성 무영향관찰농도(NOEC) 값

이 0.01 mg/l 이하이거나 내분비계장애 영향이 있을 경우 독성이 큰

것으로 고려할 수 있다(ECB 2003).

<표 20> Result of PBT evaluation to xylene & ethylbenzene

물 질 *PBT 평가 생태영향분류 종합 결과

자일렌

P (유기화합물) (유기화합물) -

유기독성물질로서

일반생태독성만 고려함B BCF = 20 생물확대성 없음

T 만성 NOEC 값 0.01mg/l 이상

이차독성 없음

에틸

벤젠

P (유기화합물) (유기화합물) -

유기독성물질로서

일반생태독성만 고려함B BCF = 1.1∼15 생물확대성 없음

T 만성 NOEC 값 0.01mg/l 이상

이차독성 없음

*PBT : Persistent, B : Bioaccumulative, T : Toxic


33

다. 종민감도분포 평가무영향예측농도(PNEC) 추정을 위해 종민감도분포를 이용하여 전체 종

의 95%를 보호할 수 있는 수준으로 추정한 결과 자일렌은 100.1 ㎍/L

이었고 에틸벤젠은 74.2 ㎍/L 로 나타났다. 종민감도분포를 활용하기

위해서는 중요 분류군별 생태독성자료가 최소 4개 분류군 이상 충족

되고 총 5종 이상의 자료가 확보되어야 한다(환경부 2010). 본 조사에

서는 자일렌의 경우 4개 분류군 14개 생태독성 자료를 활용하였고 에

틸벤젠은 4개 분류군 12개의 생태독성자료를 활용하였다.

<표 21> PNEC estimation using species sensitivity distribution(SSD)

구 분 독성구분 HC5 계산과정 평가계수(AF) PNEC

자일렌수생태

급성1009.6 ㎍/L HC5/AF 10 100.1 ㎍/L

에틸벤젠수생태

급성741.8 ㎍/L HC5/AF 10 74.2 ㎍/L

※ HC5(Hazardous Concentration 5%) : 생태계에 서식하는 모든 생물종 중 민감한 5%의

생물종이 위해를 받을 수 있는 농도

※ AF(Assessment Fator) : 급성생태독성 자료들로 종민감도분포를 활용하는 경우 평가계

수 10을 적용

라. 노출평가자일렌과 에틸벤젠의 환경 중 노출량 산정은 ‘11년도 1월부터 9월까지

한강수계에 대해서 매일 측정된 수질자동측정망 자료를 활용하였다. 한강

수계에 대한 자일렌과 에틸벤젠의 노출수준은 대부분 불검출로 나타났으

므로 기기 검출한계 값인 1 ㎍/L의 절반인 0.5 ㎍/L를 예측환경농도(PEC)

값으로 가정하였다.


34

마. 위해도 결정자일렌과 에틸벤젠의 생태위해도결정은 환경노출농도(PEC)와 무영향예

측농도(PNEC)의 비로 나타낸 유해지수에 대한 점추정치를 산정하였다.

자일렌의 경우 0.005이었고 에틸벤젠은 0.007로서 수생태계에 대한 위해

우려는 없는 것으로 나타났다.

<표 22> Ecological risk evaluation to xylene & ethylbenzene

물 질 수생태환경노출농도(PEC, ㎍/L)

무영향예측농도(PNEC, ㎍/L)

유해지수(HQ)

자일렌 급 성 0.5 100.1 0.005

에틸벤젠 급 성 0.5 74.2 0.007


35

3. 위해성평가지침 및 해설서 개선사항

가. 위해성평가 추진전략 수립에 관한 사항위해성평가 추진전략 및 계획수립단계에서 인체위해성평가시 집단노출

시나리오, 노출량 검증 등을 위한 개인노출평가 방안을 추가로 고려하는

것이 필요할 것으로 여겨졌다. 현행 지침에서는 인체위해성평가 추진전략

으로서 수용체 특성, 연령별 또는 민감계층 특성을 반영하고 다매체/다

경로에 근거한 위해성평가를 수행하도록 하고 있다. 여기에 세계보건기구

(WHO)에서 제안하고 있는 노출시나리오 및 노출량 검증을 위한 개인노

출평가방안이 추가로 포함된다면 보다 신뢰성 있는 위해성평가결과를 얻

는데 도움이 될 것으로 생각된다.

나. 노출계수 적용에 관한 사항현행 지침에 규정된 외국 노출계수 인용에 대해서는 보다 구체적이고,

통일된 적용방안 등 보완책이 필요하며, 영유아를 포함한 어린이 중심의

한국인 노출계수 추가확보가 시급히 필요할 것으로 판단되었다. 위해성평

가에 활용되는 노출계수의 경우 지침 제9조 7항에 의하면 국내노출계수

자료가 없을 경우 외국의 자료를 이용할 수 있도록 되어있다(환경부 201

0). 그러나 연구자마다 달리 사용할 경우 동일한 노출량 자료에 대해서

위해성평가 결과가 달라질 수도 있기 때문에 이에 대한 보완이 필요하다.

또한 현재 국내노출계수 자료는 20세 이상 성인 중심으로 되어 있어, 민

감계층인 영유아, 어린이 연령층의 위해도 결정에 있어서 평가결과의 불

확실도를 높이는 요인으로 작용하므로 한국형 노출계수 확보가 필요할

것으로 사료되었다.

Ⅳ. 결 론❚

36

Ⅳ. 결 론

최근 새롭게 제정된 위해성평가지침(환경부 2010)의 적용성을 검토하고 개선

방안을 찾기 위하여 지침에 따른 매체통합위해성평가 시범사업을 수행하였다.

평가대상물질은 국내 화학물질 취급량 및 배출량이 많은 자일렌과 에틸벤젠을

선정하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 위해성평가지침에 따라 위해성평가를 수행한 결과 전체적으로 평가단계별

지침 적용성에는 문제가 없는 것으로 나타났다. 그러나 검토사항으로서 인

체위해성평가 추진전략 및 계획수립단계에서 집단노출시나리오, 노출량 검

증을 위한 개인노출평가를 추가로 고려하는 것이 필요할 것으로 여겨졌다.

2. 또한 현행 지침에 규정된 외국 노출계수 인용에 대해서는 보다 구체적이고,

통일된 적용방안 등 보완책이 필요하며, 영유아를 포함한 어린이 중심의 한

국인 노출계수 확보가 시급히 필요할 것으로 판단되었다.

3. 시범사업으로 수행된 위해성평가 결과 인체노출량은 두 물질 모두에서 연령

이 낮을수록 노출량이 증가하였으며, 활동공간별로는 집안 실내공간에서 호

흡을 통해 가장 많은 양이 인체에 노출되는 것으로 나타났다. 집밖 실외에서

의 호흡 및 음용수 섭취를 통한 노출기여도는 1%미만으로 낮게 나타났다.

4. 산출된 인체위해도는 두 물질 모두 대부분의 연령층에서 유해지수 1이하로

서 위해우려가 없거나 영향이 미미한 것으로 나타났으나, 다만 자일엔의 경

우 높은 노출수준(Reasonable Maximam Exposure)을 적용할 경우 영유아

연령층에서 유해지수 1을 약간 초과(1.16)하는 경향을 나타내었다.

5. 생태위해도는 수생태의 경우 두 물질 모두에서 유해지수가 0.01 이하로 산출

되어 위해우려는 없는 것으로 나타났다.

결론적으로, 위해성평가결과의 불확실성을 줄이기 위해서는 향후 다양한 경로

를 고려한 다양한 물질에 대한 추가 적용성 검토를 통해 위해성평가지침이 앞

으로도 지속적으로 보완될 필요가 있을 것으로 사료되었다.

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