이종현 ㈜네오엔비즈 부설 환경안전연구소 시민환경연구소 환경보건위원회 수산물 다이옥신류 오염의 위해성 문제 이종현 ㈜네오엔비즈 부설 환경안전연구소 시민환경연구소 환경보건위원회
차례 1. 어떻게 수산물 안전성을 평가할 수 있나? 2. 현재 오염된 수산물로 인한 건강피해가 예상되는가? 3. 현재 조건에서 오염된 수산물로 인한 건강피해 가능성을 최소화할 수 있는가? 4. 국내 수산물 안전성 관리상의 고려사항 1) 잔류허용기준 설정시 고려사항 2) 수산물 섭취권고안 설정시 고려사항 5. 수산물 다이옥신 모니터링체계 어떻게 구축할 것인가?
1. 어떻게 수산물 안전성을 평가할 수 있나? 수산물 모니터링 인체 모니터링 수산물 내 오염물질의 농도 조사 수산물 소비량 조사 수산물을 통한 섭취량 추정 후 섭취허용량기준과 비교 수산물 섭취에 대한 노출평가와 건강영향평가를 통한 인체 위해성 평가방법 적용 인체 모니터링 수산물을 통한 섭취기여도가 큰 오염물질의 혈중 농도 조사 결과를 혈중 농도기준과 비교 오염물질별 수산물을 통한 섭취기여도 조사: 중금속, 잔류성 유기화합물질 등이 비중이 큼, 다이옥신의 경우 수산물 섭취가 차지하는 비율이 73.3%임. 수산물섭취 이외의 경로를 포함해서 전반적인 노출수준을 반영
일일섭취량(Daily Intake)과 일일섭취허용량(Tolerable Daily Intake) 일일섭취량 (pg TEQ/d) = 수산물 섭취량 (g/d) 오염물질 농도 (pg TEQ/g) (단위체중당) 일일섭취량 (pg TEQ/kg BW/d) = (단위체중당) 수산물 섭취량 (g/kg BW/d) 오염물질 농도 (pg TEQ/g) (단위체중당) 일일섭취허용량 (Tolerable Daily Intake, pg TEQ/kg BW/d)
단위체중당 섭취허용량 비발암 영향 일일 섭취허용량으로 환산결과 WHO 1998 TDI 1-4 pg/kg BW/day (1-4) SCF 2001 TWI 14 pg/kg BW/week (2) JECFA 2001 PTMI 70 pg/kg BW/month (2.3) SCF: EC Scientific Committee on Food JECFA: WHO/FAO Joint Expert Committee on Food Additives 발암영향 USEPA 2000 추정 발암위해도: 1 x 10-3 risk/pg TEQ/kg BW/day 1 x 10-6 risk 10-3 pg TEQ/kg BW/day Note – one day = 0.04% of the half-life – one week = 0.25% of the half-life – one month = 1.11% of the half-life
일일섭취량 (pg TEQ/kg BW/day) 수산물 모니터링을 통한 노출평가 일일섭취량 (pg TEQ/kg BW/day) 빈도 위험인구 = TDI 초과비율*전체 인구수 TDI 4 TDI 초과비율 수산물 섭취량 (g/kg BW/day) * 다이옥신 농도 (pg TEQ/g)
인체 모니터링을 통한 노출평가 : 혈중 수은 모니터링 (환경부, 2006) 위험인구 = RfD 초과비율*전체 인구수 RfD (5.8 ug/L) 위험인구 = RfD 초과비율*전체 인구수
2. 현재 오염된 수산물로 인한 건강피해가 예상되는가? 평균적으로 보면 어패류섭취를 통한 다이옥신 일일섭취량 0.794 pg TEQ/kg/d은 WHO의 일일허용섭취량(TDI, Tolerable Daily Intake) 4 pg TEQ/kg/d의 약 20% 수준 지역 또는 계층별 다소비집단, 체중이 적은 어린이의 경우 일일섭취량이 평균치를 상회할 수 있음 과연 얼마나 많은 사람들이 일일섭취허용량을 초과하는 다이옥신을 섭취하고 있는지, 즉 위험인구를 파악하기 위한 보다 정량적인 노출평가가 필요
일일섭취량 (pg TEQ/kg BW/day) 정량적 노출평가: 전체 인구집단 일일섭취량 (pg TEQ/kg BW/day) 상대빈도 수산물 섭취량 (g/kg BW/day) * 다이옥신 농도 (pg TEQ/g) 위험인구 = TDI 초과비율*인구수 TDI 4 TDI 초과비율
일일섭취량 (pg TEQ/kg BW/day) 정량적 노출평가: 수산물 다소비 집단 상대빈도 위험인구 = TDI 초과비율 *수산물다소비집단 인구수 TDI 초과비율 4 일일섭취량 (pg TEQ/kg BW/day) TDI 수산물 섭취량 (g/kg BW/day) * 다이옥신 농도 (pg TEQ/g)
연령별 다이옥신 섭취량 70 60 50 40 30 20 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 단위체중당 일일섭취허용량 1 2 3 4 5 6 7 8 9 연령 (년) 일일섭취량 (pg TEQ/kg bw/day) 중간값 상위 95분위수 단위체중당 일일섭취허용량 Liem & Theelen, 1997
식품군별 다이옥신 섭취 상대기여도 기타 어패류 달걀 육류 유지방 제품 EU-SCOOP, 2000 0% 20% 40% 60% 80% 100% FIN 91-99 FR 98-99 GER 95-98 IT 94-96 NL 90-91 NO 89-96 SV 96-99 UK 92 기타 어패류 달걀 육류 유지방 제품 EU-SCOOP, 2000
식품군별 상대노출기여도 수산물, 73.3 % 육류, 12.8 % 국립환경과학원, 2004 기타, 4.0 % 곡류, 3.5 % 대기, 6.4 % 육류, 12.8 %
모유 중 다이옥신류의 변화 추세 WHO 인체모유연구 결과 40 30 1988 20 1993 2002 10 WHO TEQ (pg/g fat) 20 1993 2002 10 Spain Finland Germany Ukraine Norway Croatia Hungary Netherlands Czech Republic Slovak Republic Van Leeuwen & Malisch, DIOXIN 2002
3. 현재 조건에서 오염된 수산물로 인한 건강피해 가능성을 최소화할 수 있는가? 불가능하다. 왜냐하면, 오염된 수산물의 유통을 방지하는 수산물 잔류허용기준도 설정되어 있지 않거나, 잔류허용기준을 초과하지 않더라도 과도하게 수산물을 섭취하게 되면 건강피해를 초래할 만큼 다이옥신을 체내에 축적하게 된다. 따라서 다이옥신에 의한 건강피해를 줄이기 위해서는 1) 궁극적으로는 수산물의 다이옥신 오염도를 줄이기 위한 오염배출량을 삭감해야 한다. 근본적인 대책으로서 장기간 노력을 통해서만 달성될 수 있다. (오염배출량 삭감) 2) 최대허용농도를 설정해서 이를 초과하는 수산물에 대해서는 시장유통을 금지시킬 필요가 있다. (잔류허용기준, EU의 maximum level 또는 JECFA의 guideline level) 3) 수은에 오염된 수산물의 실태를 파악해서 문제가 되는 어종에 대한 섭취를 줄여야 한다. 근본적인 해결책은 아니지만 당장의 건강피해 가능성을 최소화하는데 기여할 수 있다. (수산물 섭취권고안, Fish consumption advisory)
4. 국내 수산물 안전성 관리상의 고려사항 : 잔류허용기준 설정시 고려사항 다이옥신에 대한 어패류 잔류허용기준 설정시 JECFA의 guidance level 또는 EU의 maximum level을 참조할 필요가 있음 그러나 잔류허용기준은 각국의 어패류 섭취량에 따라서 나라마다 달리 설정될 필요가 있음 예를 들어 일본의 경우 메틸수은 잔류허용기준을 JECFA의 guidance level (0.5 ppm)보다 낮은 0.3 ppm으로 설정하고 있음 전세계에서 3번째로 수산물을 많이 소비하는 한국의 경우 국내 실정에 맞는 잔류허용기준 설정이 필요함 이를 위해서는 체계적이고 정량적인 수산물 섭취량 조사 결과가 필요함
식품수급표상의 담수어패류 및 해조류의 1인 1일당 공급량의 국가간 비교
<어패류 유통량과 소비량의 년도별 변화추세>
<어패류 소비량 조사결과> 구분 전국민 1인당 총 어패류 섭취량 (일반성인/가임여성) 전국민 담수어패류 섭취량 (일반성인/가임여성) 담수어 섭취자중 담수어패류 섭취량 (일반성인/가임여성) 담수어 섭취자중 전체어패류 섭취량 (일반성인/가임여성) 조사대상 (명) 8863/3065 289/99 평균 (g/d) 84.5/81.2 2.5/2.0 78.0/62.7 183.2/138.8 50th (g/d) 44.4/43.1 50.8/37.3 140.9/121.4 90th (g/d) 211.6/202.5 182.1/150.4 365.1/264.0 [한국형 노출지수 개발 및 운영체계 구축 연구](차세대 과제)의 방법을 차용해서, 2001년 국민건강영양조사 결과 원자료를 재가공해서 분석한 결과임
4. 국내 수산물 안전성 관리상의 고려사항 : 수산물 섭취권고안 설정시 고려사항 수산물 안전성뿐만 아니라 오메가3 등 불포화지방산 섭취 권장을 위한 어패류 섭취권장량을 동시에 충족시킬 필요가 있음 지역별, 어종별, 크기별 다이옥신 오염도에 대한 정밀조사가 필요함 지역별, 어종별, 크기별 수산물 섭취권고안 설정 수산물 섭취제한 기준 이외에 청정기준도 제시 필요
Fish Consumption Advisories for Mercury (USEPA, 2004)
Number of Safe Eating Guidelines by State (USEPA, 2004)
Fish Consumption Advisories Trends of Number of Fish Consumption Advisories (USEPA, 2004)
<뉴저지주 지역별 어종별 Fish Consumption Advisory를 구체적으로 알려주고 있는 팸플릿>
<버어지니아주 Fish Consumption Advisory를 보여주고 있는 웹사이트 내용>
<버어지니아주 South River의 수은오염에 의한 섭취금지 관련 Fish Consumption Advisory를 보여주고 있는 웹사이트 내용>
5. 수산물 다이옥신 모니터링체계 어떻게 구축할 것인가? 적절한 관리를 위해서는 오염실태 파악을 위한 효율적이고, 체계적인 모니터링기법 확립 필요 HRGC-MS를 이용한 기존 모니터링 방법은 장시간, 고비용 소요되기 때문에 대량의 모니터링 소요를 감당하기 힘듦 따라서 잔류허용기준 적용을 위한 모니터링의 경우 스크리닝 방법 활용 필요
Good relation total TEQ and CALUX-response Action limit Virtual limit Good relation total TEQ and CALUX-response
Bioanalysis 간의 비교 (일본의 연구 사례) 8 7 Ratio Bioassay/GC-MS 2 1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M1 – M5 만 스크리닝 목적에 적절함 Reporter Gene Assay Dioxins-Immunoassay AhR-Immunoassay AhR PCR Assay AhR-based Bioassay
다이옥신 분석을 위한 다양한 방법들간의 효율성 비교 구분 시간 (day/sample) 비용 (원/시료) AhR -based Bioassay Reporter Gene Assay (Method 1-4) 3 - 5 350,000 – 600,000 AhR-Immunoassay (Mehtod 5) 3 450,000 AhR PCR Assay (Method 6) 1 400,000 Dioxin-Immunoassay (Method 7-11) 1 - 3 360,000 – 500,000 HR GC-MS method 10 - 20 2,000,000
Procedure of DR-CALUX® dioxin screening
Toxic Equivalent (TEQ) calculation concentration 1 x TEF1 = TEQ1 concentration 2 x TEF2 = TEQ2 concentration 3 x TEF3 = TEQ3 Compound 1: Compound 2: Compound 3: Compound n: concentration n x TEFn = TEQn Total dioxin toxicity of mixture: SumTEQ GCMS method CALUX® method Direct measurement of TEQ value of sample + DR CALUX® method has been validated and complies fully with the regulatory requirements for dioxins and dioxin-like compounds in: - food, feed, and raw materials (EU 2001) - sediments river, marine (Dutch Government 2002) exhaust gas, fly ash, residue (Japanese Min. Environm. 2004) - river mud and lake sediment (Japanese MLIT 2004).
유럽연합의 식품 및 사료에 대한 현행 규제 2001년 식품과 사료에서 다이옥신과 퓨란에 대한 Maximum levels과 action levels 설정된 이후, 2006년 12월부터 다이옥신 유사 PCBs를 포함하는 총 TEQ로 전환됨 EU guidelines 69/2002, 70/2002 and 1883/2006 는 식품과 사료내 다이옥신 모니터링을 효율적으로 진행하기 위해 공식적으로 Bioanalytical method를 활용하기 위한 지침서를 제공하고 이를 제도화. 식품과 사료에서 EU maximum level보다 25% 적은 경우에는 해당 제품이 안전하다고 평가하고 있음. 자료의 정도관리를 위해서 스크리닝과 확정을 위한 분석방법에 대한 수행평가기준 제시 - 스크리닝 방법: 가음성 비율 (<1%), 정밀도 (<30%) - 확증방법: 정확도 ( 20%), 정밀도 (<15%)
Performance of DR CALUX® for various food and feeding stuffs Foodstuffs Weight (g) EU-Limit TEQ pg/g lipid LOQ Repeatability (%) Reproducibility (%) Oils/fats plant origin 7.0 0.75 0.14 18 32 Animal oils/fats 5.0 1.0 0.20 16 13 Milk/Milk products 2-50 3 0.60 11 Egg 17 10 21 Fish/Fishproducts 9 4 0.11 25 Fish oil 3.5 2 0.28 26 14 Feedingstuffs Feed plant origin* 11-19 13-26 Feedingstuff for fish 2.25 27 Fish/Fish products 1.25 1 6 * ng TEQ/kg
Distribution of DR CALUX® TEQ levels in food samples (n=490) analyzed
국내 연구 동향: 유전자재조합세포를 이용한 다이옥신 오염도 신속검출기법 개발
6. 어떻게 하면 수산물 안정성을 제고시킬수 있는가? 국민건강보호를 위한 수산물 안전성 평가 및 관리제도를 마련해야 한다. 수산물오염실태 모니터링, 문제진단, 원인파악, 오염 저감대책 실행, 후속 평가 등의 범 정부차원의 통합적인 평가 및 관리체계를 구축해야 한다. 환경부 주도하에 ‘오염원 저감대책’을 수립하고, ‘수산물 잔류허용기준’를 설정하고, 환경부, 해수부, 식의약청 공동으로 ‘수산물섭취권고제도’를 운영할 필요가 있다. 정보의 공유와 의사소통의 원활화를 통해서 생산자와 소비자가 함께 참여할 수 있는 수산물 안전성 평가 및 관리방식을 도입할 필요가 있다.