Environmental distribution of Dechlorane Plus

Abstract

난연제는 화재의 확산을 막아주는 물질로 전세계적인 소방법 강화로사용량이 증가는 추세이다. 난연제에는 유기 할로겐 난연제, 유기 인계 난연제, 무기 난여제 등이 있다. 그 중 할로겐 난연제는 뛰어난 난연 효과와 가격 경쟁력에서 각광받고 있다. 지난 연구에서 한국의 유기염소계 난연제인 Dechlorane Plus (DP) 농도가 다른 나라의 농도보다 상대적으로 높은 것이 밝혀졌다. 이런 발견은 한국에 DP가 환경 중 많이 존재하며, 따라서 한국인의 오염 상태와 평가에 대한 연구가 급한 상황이라고 할 수 있다. 이번 연구의 목표는 다양한 환경 매체를 분석하고 인체 노출을 평가를 통해 DP의 환경 중의 분포의 이해를 돕는 것에 있다. (1) 이번 연구에서는 한국 공업지역 두 군데 해안가에서 해양 퇴적물 (약 10 cm 깊이)을 분석하여 DP 농도를 측정하였다. 두 퇴적물을 입자의 크기 별로 5개로 나누고 DP의 분포를 다른 입자 크기에 따라 살펴보았다. 지표면과 공업지역에 가까운 퇴적물 일수록 D P의 농도가 높아지는 현상이 관찰되었다. 가장 높은 DP 농도는 가장 고운 입자 (< 10 μm, 451.2 and 149.9 pg/g dw)의 퇴적물에서 관측되었다. 총 DP 중 anti-DP의 비율 (fanti) 이 유기 탄소 양에 비례하여 증가는 현상을 발견하였다. 여기서 anti-DP가 상대적으로 더 흡착력이 좋거나 syn-DP가 더 높은 생체 농축 현상을 보일 것이라는 가정이 가능하다. 이 기작을 알아보기 위해 활성탄을 사용하여 메탄올 중 DP 흡착 실험과 Gaussian 03 프로그램을 사용하여 두 이성질체의 특징을 알아보았다. 흡착 실험 결과 syn-DP가 활성탄에 더 잘 흡착하며 syn-DP가 anti-DP보다 더 소수성이라는 사실을 알 수 있었다. 따라서 anti-DP가 퇴적물에서 더 많은 이유는 syn-DP의 생분해성이 더 크기 때문이라고 생각되며 분자 구조를 보면 syn-DP의 dipole moment와 Van der Waals volume이 더 크며 maximal diameter이 더 작아서 더 높은 생물체로의 섭취가 가능한 것으로 보인다. (2) 총 175 개, 총 35 종의 식품을 한국의 상점에서 구입하여 Dechlorane compounds의 오염 상태나 식이 섭취양을 살펴보기 위해 분석하였다. DP, mirex, Dechlorane (Dec) 602 와 603의 농도는 불검출부터 각각 169.85 pg/g wet weight (ww), 107.30 pg/g ww, 20.81 pg/g ww, 0.41 pg/g ww까지 검출된 반면 Dec 604는 어느 시료에서도 검출되지 않았다. 강한 양의 상관관계가 anti- and syn-DP and between mirex and Dec 602에서 관찰되었다. 평균 fanti은 0.78 ± 0.11로 상업용 혼합물의 값(fanti=0.75)보다 컸다. DP의 식이 섭취량은 11.2 × 103 pg/day로 다른 Dechloranes보다 10에서 100배 정도 컸다. DP의 식이섭취량에서 곡류가 많이 기여하였다. (3) DP, mirex, Dec 602, 603, 604를 포함한 Dechlorane compounds를 한국 서울지역에 거주하는 사람을 대상으로 혈액 61개를 2013년에 채취하였다. DP와 Dec 602가 가장 높은 농도를 보였으며, Dec 604는 어떤 시료에서도 검출되지 않았다. D P의 중간값은 0.75 ng/g lipid로 유럽과 비슷하지만 중국보다는 낮았다. Dechlorane compounds간 통계학적으로 유의한 결과가 관찰되었다. 평균 fanti은 0.75이며 fanti 값과 DP농도가 음의 상관 관계를 보였다. Dechlorane compounds와 비교하기 위해 PBDEs를 분석하였고 BDE-153이 1.43 ng/g lipid로 가장 농도가 높았다. 시간에 따른 DEchlorane compounds의 농도 변화를 알아보기 위해 2006년부터 2013년까지의 pooled 혈액 시료를 분석하였다. Dechlorane compounds의 뚜렷한 경향은 보여지지 않았지만 PBDEs는 시간에 따라 감소하였다.