환경유해물질 비소 및 그 화합물 - 2. 자연계분포, 오염원, 독성영향
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자연계 분포
지각(crust) 중의 비소농도는 평균 1.8ppm정도이다. 우리 나라 논 토양중 자연함유량을 조사 한 결과 평균 0.56ppm(가용성), 현미중 함유량은 0.088ppm으로 나타났으며(1988), 농작물에 영향을 주는 농도는 10∼20ppm으로 알려져 있다. 비소는 지구상의 어떤 시료를 취하여 분석하여도 어디서나 검출된다. 토양에서는 3∼10ppm(국소적으로는 자연함유량으로 500ppm 보고도 있음). 해수에서는 3∼10ppb, 빗물은 0∼14ppb, 대기에선 0∼수백분의 1㎍/㎥(주로 분진에 포함)이 검출되었다.
오 염 원
o 주요 발생원
광산, 제련소, 아비산, 비산염 등의 제조공장, 사용공정(반도체제조, 유리공업 등), 광산, 제련소, 공장 등에서 나오는 폐수, 광재, 분진 둥의 비소뿐만 아니라 수목, 농작물에 사용된 살충제 중 의 비소가 주변지역의 토양과 우물, 하천 등에 오염된다.
독성영향
(1) 노출한계 : 0.2㎎/㎥ 비소 및 그 화합물(As로서)
원소상 비소는 공기 중에서 산화되기 쉬우며, 대부분이 비산, 아비산의 형태로 되어 생체에 흡수되거나 피부에 접촉하는 일이 많다. 따라서 비소원소에 의한 급성·만성중독이라고 생각되는 증례는 거의 없으며, 일반적으로 비소화합물 특히 삼산화비소를 함유하는 분진에 의한 폭로 예가 많다.
(2) 급성독성
피부에 닿으면 피부가 헐거나 염증이 생기며 눈에 들어가면 눈이 아프고 결막염과 같은 염증이 일어난다. 급성중독 증상으로는 식도가 따갑고 화끈거리고 침을 삼킬 수 없고 위와 배가 심하게 아프며 토하거나 설사를 하게 된다. 특히 몸속의 물이 다 빠지게 되어 입이 마르고 혈관이 마비되어 피부가 차가워지며 혈압과 맥박수가 내려간다. 심하면 심장장애 등의 쇼크증상이 나타나 사망하게 된다. 동물실험에서는 비소원소의 독성은 삼산화비소와 비교하면 극히 약하며, 비소화합물은 소화기계장해, 특히 자극성이 비교적 적다. 비소는 일반적으로 세포독성으로서 효소활성, 특히-SH기계 효소활성의 조해작용에 의한 산화작용 및 조직호흡 감퇴가 일어난다. 또한 평활근의 마비 및 혈관계, 신경계 특히 말초신경계에 독성이 있으며, 세포핵의 염색체에 장해를 준다. 비화수소는 가장 위험한 가스상 비소화합물이며 일반적으로 비소화합물과는 구별해서 생각하여야 한다.
(가) 치사량
1) 근육(랫트) LDL0 : 25㎎/㎏
2) 피하(토끼) LDL0 : 300㎎/㎏
3) 복강(몰모트) LDL0 : 10㎎/㎏
4) 피하(몰모트) LDL0 : 300㎎/㎏
※ 최저치사량(LDL0) : Lowest published lethal dose
(3) 만성독성
살충, 살균제에 이용되고 있는 비산, 아비산염은 만성중독의 원인이 된다. 또한 비소화합물을 장기간 취급하면 피부가 흑변 또는 각화하며 신경이나 근육의 섬유에 이상을 주는 수가 있다. 만성적으로 중독이 되었을 경우에 처음에는 식욕이 떨어지고 힘이 없어지며 설사, 변비, 구역질이 나타나다가 눈꺼풀이 붓거나 눈에 염증이 생기고 목구멍이 아프며 때로는 콧속에 구멍이 뚫린다. 비소는 동, 납, 철 등의 많은 황화광물속에 함유되어 있기 때문에 제련공장 등에서 작업중에 비소가 들어있는 먼지나 증기 등을 마시게 되면 만성중독이 발생할 가능성이 있다.
(4) 인체노출경로 및 영향
(가) 주요 노출경로
1) 먹는물 : 대다수의 상수도 수질중에는 10㎍/ℓ미만으로 존재한다. 심하게 오염된 우물물의 경우 수십 ppm으로 나타난 보고도 있다. 인체에 노출되는 섭취량은 식료품의 섭취에 의 한 것과 비슷한 량으로 알려지고 있다.
2) 식료품 : 대부분의 식료품에 비소가 1㎎/㎏(건조물) 이하로 존재하는 것으로 알려져 있 고, 해양 물고기 중에는 식료품보다 더 높은 농도로 존재할 수 있다. 조개와 같은 갑각류 에는 50㎎/㎏ 이상의 수준으로 함유하기도 하며 주로 유기상태의 비소로 존재함. 규정식 음식섭취로부터 평균 성인 1일 체중 ㎏당 약 30㎍의 비소를 섭취한다고 발표된 바 있다 (WHO, Technical Report Series, No.532, 1973).
FAO/WHO의 합동 식품첨가물 전문가 회의(JECFA)에서는 무기비소에 대한 1주당 잠 정 섭취 허용량(PTW1)을 15㎍/㎏(체중)로 평가 하였다(1988).
3) 대기 : 도시 및 산업지역 이외의 지역 대기중에서는 비소의 존재량이 무시할 정도로 매 우 낮다. 일반적으로 0.01㎍/㎥이하이다. 도시지역에서는 특히 산업지역의 대기중 1㎍/㎥ 을 초과하였고, 전형적인 대기노출량은 무기비소로서 약 0.2㎍/㎥이다.
4) 기타 오염경로 : 비소화합물을 함유하는 흄(fumes)의 작업장 노출, 특히 제련소에서 대기중 비소는 1㎎/㎥를 초과하며, 제련소 주변 토양중 380ppm이상 오염된 것으로 보고된 바 있다.
(나) 대사
원소상태로는 거의 흡수되지 않으나 As3+, As5+의 무기화합물 형태로 소화기를 통해 신속히 흡수된다. 혈액으로 들어온 비소는 간, 근육, 신장, 비장, 피부로 이행되며 생물학적 반감기는 10시간 내지 수일이며, 대개 소변을 통해 체외로 배설된다.
(다) 건강에 미치는 영향(독성영향 참조)
비소화합물의 독성영향은 화합물의 화학적, 물리적 성질에 따라 좌우된다. 인체내에 노출된 비소는 As3+가 As5+보다 독성이 더 강한 것으로 알려지고 있다. 물중 비소의 농도가 0.05㎎/ℓ 이상일 때 화학적 형태를 확인하는 것이 필요하다.
1) 급성중독 : 비소로 70∼180㎎의 량이 체내에 섭취되면 중추신경계를 포함한 급성중독은 혼수상태, 사망에 이르게 된다.
2) 만성중독 : 근무력증, 식욕부진, 구역질, 점막에 염증이 발생. 3∼6㎎(As)/일로 장기간 섭 취시에도 만성중독증 가능성이 있다. 물중 0.6㎎/ℓ의 비소가 오염된 경우에도 어린이가 사망한 보고도 있다. 음용수중 0.2㎎/ℓ의 농도로 As가 존재할 때 피부암 발생확률이 5% 라고 보도된 바 있다.(무기비소는 발암물질로 분류됨)
3) WHO의 음용수 권고기준은 0.01㎎(As)/ℓ(1993)로 정하고 있는데 이 농도로 일생동안 섭 취할 때 피부암 가능성이 1만명당 4명이 걸릴 가능성이 있다고 평가한다.
지각(crust) 중의 비소농도는 평균 1.8ppm정도이다. 우리 나라 논 토양중 자연함유량을 조사 한 결과 평균 0.56ppm(가용성), 현미중 함유량은 0.088ppm으로 나타났으며(1988), 농작물에 영향을 주는 농도는 10∼20ppm으로 알려져 있다. 비소는 지구상의 어떤 시료를 취하여 분석하여도 어디서나 검출된다. 토양에서는 3∼10ppm(국소적으로는 자연함유량으로 500ppm 보고도 있음). 해수에서는 3∼10ppb, 빗물은 0∼14ppb, 대기에선 0∼수백분의 1㎍/㎥(주로 분진에 포함)이 검출되었다.
오 염 원
o 주요 발생원
광산, 제련소, 아비산, 비산염 등의 제조공장, 사용공정(반도체제조, 유리공업 등), 광산, 제련소, 공장 등에서 나오는 폐수, 광재, 분진 둥의 비소뿐만 아니라 수목, 농작물에 사용된 살충제 중 의 비소가 주변지역의 토양과 우물, 하천 등에 오염된다.
독성영향
(1) 노출한계 : 0.2㎎/㎥ 비소 및 그 화합물(As로서)
원소상 비소는 공기 중에서 산화되기 쉬우며, 대부분이 비산, 아비산의 형태로 되어 생체에 흡수되거나 피부에 접촉하는 일이 많다. 따라서 비소원소에 의한 급성·만성중독이라고 생각되는 증례는 거의 없으며, 일반적으로 비소화합물 특히 삼산화비소를 함유하는 분진에 의한 폭로 예가 많다.
(2) 급성독성
피부에 닿으면 피부가 헐거나 염증이 생기며 눈에 들어가면 눈이 아프고 결막염과 같은 염증이 일어난다. 급성중독 증상으로는 식도가 따갑고 화끈거리고 침을 삼킬 수 없고 위와 배가 심하게 아프며 토하거나 설사를 하게 된다. 특히 몸속의 물이 다 빠지게 되어 입이 마르고 혈관이 마비되어 피부가 차가워지며 혈압과 맥박수가 내려간다. 심하면 심장장애 등의 쇼크증상이 나타나 사망하게 된다. 동물실험에서는 비소원소의 독성은 삼산화비소와 비교하면 극히 약하며, 비소화합물은 소화기계장해, 특히 자극성이 비교적 적다. 비소는 일반적으로 세포독성으로서 효소활성, 특히-SH기계 효소활성의 조해작용에 의한 산화작용 및 조직호흡 감퇴가 일어난다. 또한 평활근의 마비 및 혈관계, 신경계 특히 말초신경계에 독성이 있으며, 세포핵의 염색체에 장해를 준다. 비화수소는 가장 위험한 가스상 비소화합물이며 일반적으로 비소화합물과는 구별해서 생각하여야 한다.
(가) 치사량
1) 근육(랫트) LDL0 : 25㎎/㎏
2) 피하(토끼) LDL0 : 300㎎/㎏
3) 복강(몰모트) LDL0 : 10㎎/㎏
4) 피하(몰모트) LDL0 : 300㎎/㎏
※ 최저치사량(LDL0) : Lowest published lethal dose
(3) 만성독성
살충, 살균제에 이용되고 있는 비산, 아비산염은 만성중독의 원인이 된다. 또한 비소화합물을 장기간 취급하면 피부가 흑변 또는 각화하며 신경이나 근육의 섬유에 이상을 주는 수가 있다. 만성적으로 중독이 되었을 경우에 처음에는 식욕이 떨어지고 힘이 없어지며 설사, 변비, 구역질이 나타나다가 눈꺼풀이 붓거나 눈에 염증이 생기고 목구멍이 아프며 때로는 콧속에 구멍이 뚫린다. 비소는 동, 납, 철 등의 많은 황화광물속에 함유되어 있기 때문에 제련공장 등에서 작업중에 비소가 들어있는 먼지나 증기 등을 마시게 되면 만성중독이 발생할 가능성이 있다.
(4) 인체노출경로 및 영향
(가) 주요 노출경로
1) 먹는물 : 대다수의 상수도 수질중에는 10㎍/ℓ미만으로 존재한다. 심하게 오염된 우물물의 경우 수십 ppm으로 나타난 보고도 있다. 인체에 노출되는 섭취량은 식료품의 섭취에 의 한 것과 비슷한 량으로 알려지고 있다.
2) 식료품 : 대부분의 식료품에 비소가 1㎎/㎏(건조물) 이하로 존재하는 것으로 알려져 있 고, 해양 물고기 중에는 식료품보다 더 높은 농도로 존재할 수 있다. 조개와 같은 갑각류 에는 50㎎/㎏ 이상의 수준으로 함유하기도 하며 주로 유기상태의 비소로 존재함. 규정식 음식섭취로부터 평균 성인 1일 체중 ㎏당 약 30㎍의 비소를 섭취한다고 발표된 바 있다 (WHO, Technical Report Series, No.532, 1973).
FAO/WHO의 합동 식품첨가물 전문가 회의(JECFA)에서는 무기비소에 대한 1주당 잠 정 섭취 허용량(PTW1)을 15㎍/㎏(체중)로 평가 하였다(1988).
3) 대기 : 도시 및 산업지역 이외의 지역 대기중에서는 비소의 존재량이 무시할 정도로 매 우 낮다. 일반적으로 0.01㎍/㎥이하이다. 도시지역에서는 특히 산업지역의 대기중 1㎍/㎥ 을 초과하였고, 전형적인 대기노출량은 무기비소로서 약 0.2㎍/㎥이다.
4) 기타 오염경로 : 비소화합물을 함유하는 흄(fumes)의 작업장 노출, 특히 제련소에서 대기중 비소는 1㎎/㎥를 초과하며, 제련소 주변 토양중 380ppm이상 오염된 것으로 보고된 바 있다.
(나) 대사
원소상태로는 거의 흡수되지 않으나 As3+, As5+의 무기화합물 형태로 소화기를 통해 신속히 흡수된다. 혈액으로 들어온 비소는 간, 근육, 신장, 비장, 피부로 이행되며 생물학적 반감기는 10시간 내지 수일이며, 대개 소변을 통해 체외로 배설된다.
(다) 건강에 미치는 영향(독성영향 참조)
비소화합물의 독성영향은 화합물의 화학적, 물리적 성질에 따라 좌우된다. 인체내에 노출된 비소는 As3+가 As5+보다 독성이 더 강한 것으로 알려지고 있다. 물중 비소의 농도가 0.05㎎/ℓ 이상일 때 화학적 형태를 확인하는 것이 필요하다.
1) 급성중독 : 비소로 70∼180㎎의 량이 체내에 섭취되면 중추신경계를 포함한 급성중독은 혼수상태, 사망에 이르게 된다.
2) 만성중독 : 근무력증, 식욕부진, 구역질, 점막에 염증이 발생. 3∼6㎎(As)/일로 장기간 섭 취시에도 만성중독증 가능성이 있다. 물중 0.6㎎/ℓ의 비소가 오염된 경우에도 어린이가 사망한 보고도 있다. 음용수중 0.2㎎/ℓ의 농도로 As가 존재할 때 피부암 발생확률이 5% 라고 보도된 바 있다.(무기비소는 발암물질로 분류됨)
3) WHO의 음용수 권고기준은 0.01㎎(As)/ℓ(1993)로 정하고 있는데 이 농도로 일생동안 섭 취할 때 피부암 가능성이 1만명당 4명이 걸릴 가능성이 있다고 평가한다.
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