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환경유해물질 수은 및 그 화합물 - 3. 독성영향

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작성자 최고관리자
댓글 0건 조회 5,347회 작성일 20-09-08 14:05

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bu_arw_02.gif독성영향

  수은은 주로 증기 상태로 흡입하여 체내로 들어오며 수은을 마셨을 때 일부가 장관으로 흡수되기도 하며 피부를 통해
들어오는 경우도 있다.


(1) 무기수은중독


 (가) 급성독성


  급성독성은 주로 고농도의 수은증기를 흡입하였을 때 일어나며 주 증상은 화학성 폐렴의 증상이나 설사, 신장의 기능
장애 등이 올 수 있다. 무기수은에 의한 급성 및 아급성 증상은 치은염, 구내염, 구토, 복통, 설사, 신경장애 등이 있다. 치사량과 중독량은
다음과 같다.


  ·흡입 - 토끼 LCLo(최저치사농도): 29㎎/㎥30시간


  ·흡입 - 토끼 TC(독성농도) : 4㎎/㎥6hr/day 혹은 4day/week


 (나) 만성독성


  무기수은의 만성중독 초기에는 흥분, 기분의 변화와 같은 과민증상이 나타나고, 이어서 손가락의 떨림이 나타난다. 손가락의
떨림은 만성중독 특유의 증상이다. 다음으로 나타나는 것은 글씨를 쓰거나 음식을 먹거나 걸어다니는 것과 같은 협동운동에 심한 장애가 나타난다.
수은을 취급하는 공장에 장기간 근무한 근로자에서는 수정체 앞면이 적갈색이나 황색으로 착색되는데 이것은 폭로의 지표가 된다. 장기간 노출된
사람에서는 신장의 장애도 보고된 바 있다.


표 1.4.6. 공기중 금속 수은의 농도와 증상

 



공기중 농도(㎎/m3)


증 상


증상 발현까지 기간


> 0.1


> 0.2


> 0.5


> 1


> 10


자각적 신경증상, 조로


손떨림, 단백뇨, 자각적


신경증상


구내염, 손떨림, 단백뇨


흥분


설사, 단백뇨, 혈뇨, 손


떨림, 구내염


폐렴, 설사, 신장장애


수 년


6개월에서 1년


2∼5개월


1개월


1∼2일 이내






(2) 메틸수은에 의한 만성중독


(가) 급성중독


  메틸수은에 의한 급성 중독은 간과 신장에 손상을 초래한다. 단기간에 대량 폭로되었을 경우는 정신이상과 유사한 증상이
나타나는 경우도 있고, 피부나 점막에 다량 접촉했을 때에는 염증이 생기기도 한다.


(나) 만성중독


  만성중독시에는 간과 신장뿐만 아니라 중추신경계에도 손상을 초래한다. 폭로 후 3주 이내에 증상이 나타나는 경우는
드물며 대개는 2개월 정도의 시간이 흐른 후 증상이 나타난다. 병리적인 특징은 소뇌와 대뇌피질 세포에 위축이 일어난다. 초기증상으로는 입술,
혀, 언어장애, 보행장애, 삼키는 데 장애가 일어나며, 그후에 난청이나 시야가 좁아지는 등의 증상이 나타난다. 여기서 더욱 진행하여 정신적인
이상 증상을 보이는 경우도 있다. 공통적인 증상으로는 1)사지의 저림과 통증 2)언어장애 3)보행장애 4)청력장애 5)구심성 시야협착 등이
있다. 심한 유기수은 중독의 경우는 근육이 소모되는 특징을 보이는 근위축성 축색경화증이 나타나기도 한다. 또한 메틸수은중독의 특성은 산모가
건강해도 산모를 통해 아기에게 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 이 경우 아이는 지능발달장애, 언어장애, 운동기능장애, 뇌성소아마비와 같은
증상을 보인다.


(3) 인체 노출 경로 및 영향


(가) 주요 노출 경로


  1) 먹는물


  오염되지 않은 지역의 담수 중 수은 농도는 0.2?g/ℓ 이하이다. 수질환경의 수은농도는 처리시설 운영에 의하여
상당히 감소하고 있는 추세이다. 음용수 섭취에 의한 수은의 체내 섭취량은 정상적으로 0.1?g/일 을 초과하지 않는다.


  2) 음식물


  비직업적 노출집단에서 수은의 인체 내 주요 노출원은 식품이다. 식품 중 메칠수은의 대부분은 어류와 어류 공산품 섭취로
체내에 들어온다. 식품을 통한 수은의 평균 1일 섭취량은 10∼12㎍ 범위로 평가되고 있으나 오염된 지역 주민에 있어서는 더 높은 농도로
섭취될 것이다.


  3) 대기


  금속수은이나 유기수은화합물들은 상대적으로 증기압이 높기 때문에 휘발성으로 대기 중에 방출된다. 오염지역을 제외한
대기환경의 수은농도는 0.02㎍/㎥ 정도로 알려져 있다. 대기환경 중 농도를 0.05㎍/㎥정도로 가정할 때 금속수은
증기를 통한 1일 평균 흡수량은 약 1㎍/일 정도로 평가된다.


  4) 산업장의 노출


  광공업, 염소화알칼리 제조산업, 과학기자제 산업의 경우 작업장 대기중 수은의 농도가 5㎎/m3 정도로
높은 수준임이 보고된 바 있다. 각국의 작업장 폭로허용한계로는 0.05㎎/m3 가 권고되고 있다. 작업 동안 작업장
공기를 폐를 통하여 1일 10m3 호흡하는 것으로 가정하면 권고되는 1일 수은 평균섭취량은 500?g 이하이다.


(나) 대사


  호흡기로 흡수되는 수은증기는 대부분 체내에서 빠른 속도로 2가의 수은으로 산화되어 혈청 알부민 및 적혈구의 헤모글로빈과
결합한다. 따라서 그 분포 및 배설양식은 경구로 흡수된 수은과 같게 된다. 그러나 일부는 금속 수은 상태로 혈중을 흐르다가 뇌혈액관문을
통과하여 뇌로 들어가고 뇌로 들어간 수은은 이내 산화되어 결합되므로 뇌로부터의 소실은 늦어진다.


  경구 투여된 무기수은의 장관흡수율은 5% 정도로 상당히 낮으며 전신에서의 생물학적 반감기는 29∼60일이다. 신장에서는
이보다 조금 길다. 메틸수은의 장관흡수율은 90% 이상으로 거의 대부분 흡수된다고 할 수 있다. 흡수된 메틸수은의 10%는 뇌에 축적된다.
흡수된 메틸수은의 80∼90%는 적혈구와 결합한다. 메틸수은은 체내에서 빠른 속도는 아니지만 서서히 탈메틸화가 진행된다. 메틸수은은 무기수은과는
달리 지용성이므로 막을 쉽게 통과하여 뇌, 척수, 말초신경 등에 축적되어 문제를 일으킨다.


(다) 건강상의 영향(독성영향참조)


  1) 인체가 음식물을 통해서 흡수하는 수은의 량은 일일 평균 10㎍이내이고 대기나 물을 통해서는 1/10∼1/100
수준이다. 음식물을 통해 흡수되는 수은량은 어류에 농축되는 량에 비해 1/100∼1/1000 수준이다.


  2) 수은의 급만성중독성


  수은 중독의 주요영향은 중추신경계와 신장기능 장해이다. 각종 수은화합물의 독성 및 임상증상은 수은화합물의 종류에
따라 차이가 있으나 일반적으로 위장염 증상으로 복통, 메스꺼움, 구토, 때로는 피가 섞인 설사를 일으킨다. 중증이 되면 콩팥이 손상되고
요독증(尿毒症)을 수반하는 요폐(尿閉)가 발생한다. 무기수은화합물의 급성중독증상은 구기, 구토, 토혈, 구강내적반(赤班), 저혈압 등이며,
심해지면 무뇨(武尿), 혈압 끝에 요독증으로 사망한다. 만성중독으로는 두통, 현기증, 불면, 기억장애, 운동실조 등이 일어나며 구내염,
치육염, 시신경염, 신장장애등도 나타난다.


  유기수은화합물의 급성중독증상은 전신권태, 식욕부진, 구기, 구갈, 구내염과 청력, 시력, 언어, 보행 등의 장애를
나타내고 경련을 일으키며 단시간 내에 사망한다. 만성중독증상으로는 입술, 혀끝, 사지 등에 이상 감각을 느끼고 일상동작 중의 운동실조,
구심성 시야협착, 난청, 언어장애, 보행장애, 정신장애 등을 일으킨다. 수은화합물의 반수치사량(LD50)은 아래의 표와
같다.


표 1.4.7. 수은 화합물의 급성독성 (단위 : ㎎/㎏)

 



화 합 물


동 물


투여방법


반수치사량


염화제이수은


마우스


복 강


7∼9


염화제이수은


마우스


경 구


30∼35


염화메틸수은


마우스


복 강


16∼28


염화메틸수은


마우스


경 구


38∼54


염화에틸수은


마우스


복 강


16∼20


염화에틸수은


마우스


경 구


27∼54


염화에틸수은


흰 쥐


경 구


59.3


염화에틸수은


토 끼


정 맥


15*



* 최소치사량(MLD : Minimum lethal dose)


3) 대표적 수은중독사고


  가) 1950년대 일본 구마모토현 미나마타시에서 수은중독에 의한 미나마타병이 처음으로 알려지게 되었고 그후 1965년부터
니이가타현 아가노강 유역의 주민들에게도 수은중독이 발생한바 있다. 1989년 12월 말 미나마타와 니이가타 두지역의 미나마타병으로 인한
피해자통계를 보면 모두 2665명(사망자 333명 포함)의 환자가 구제법과 보상법에 의해 공해병으로 인정받은 바 있다.


  나) 이란에서는 1971∼2년 종자소독제 유기수은농약을 처리한 밀을 식품으로 오용한 결과 인체내에 독성이 강한 메칠수은이
되어 사망 459명이 발생하였고 중독 환자가 6071명이 발생한 사례가 있다.


(4) 생태 영향


(가) 수생생물에 대한 영향


  중금속은 생물다양성과 생식능을 저하시킴으로써 생태계를 형태적, 기능적으로 변화시킨다. Baltic herring(Clupea
harengus)는 장거리를 이동하는 mussel로서 중금속 농축에 대한 지표생물로 이용되는데 이는 중금속 농축에 따라 성장률이 느려진다.



표 1.4.8. 수은이 수생생물에 미치는 최소농도

 




생 물 종


염도(%)


노출시간


농도 (㎍/ℓ)


영향/비고


어류


Fundulus heterocl





2.0


2.0





4 일


32 일





67


16∼48





LC50/급성


EC50/부화율


무척추생물


Mytilus edulis


"


Cancer magister


Penaeus indiuus





3


3


해수(3.6%)


"





2∼22 일


2∼6 일


4 일


4 일





0.3


0.3∼0.4


8


15





생장


EC50/생장


LC50/급성


LC50/급성



(출처 : Swedish EPA, 1993)


표 1.4.9. Baltic herring(Clupea harengus) 조직내의 수은농도(1988) (단위 : ㎍/g 건조중량)


 



장 소


나 이


체 장


근육내 수은농도


N. Bothnian Bay


3.4


17.8


0.033


S. Bothnian sea


3.5


16.5


0.035


N. Balitic


4.5


18.6


0.029


S. Baltic


4.2


20.7


0.025


Kattegat


3.4


20.6


0.026



(출처 : Swedish EPA, 1993)


  스웨덴 내 약 10,000여개의 호수에 서식하는 어류에서 약 체중 1㎏ 당 1㎎에 해당하는 수은이 농축되어 있는
것으로 조사되었다. 어떤 pike 종에는 체중 1㎏당 0.5㎎ 이상의 수은이 검출되었고 이러한 농도는 해가 갈수록 줄지 않고 있는 추세이다.
국제적으로는 어류체내의 수은농도 허용기준이 0.4∼1.0㎎/㎏이고 자연상태 background 농도는 0.05∼0.3㎎/㎏으로 본다.


(나) 토양중의 영향


  토양중의 수은농축은 다른 매질보다는 약하지만 토양 내에서 강한 독소로 작용한다. 토양 중의 미생물군은 토양 내에서
일어나는 대부분의 대사작용과 생물군의 분포를 결정한다. 수은은 다른 모든 중금속류 중에서 미생물에 대한 독성이 가장 강한 것으로 보고되어져
있고 토양내 농도가 0.4∼0.5㎎/㎏ 수준이하로 유지되어야만 토양 내 여러 가지 생화학적 대사에 독성을 야기하지 않는다.