Evaluation of exposure to lead ingestion by particle sizes of crumb rubber on artificial turf considering bioavailability

환경보건학과/석사최근 이용이 증가되고 있는 인조잔디에 함유된 유해물질로 인한 어린이 건강영향이 사회문제로 대두되고 있다. 특히 인조잔디 충진재(고무분말)에 함유된 중금속, 다환방향족탄화수소류(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAHs), 휘발성유기화합물류(Volatile Organic Compounds, VOCs)는 시설 이용 시 고무분말의 직접 또는 손에 묻어 입으로 유입됨으로써 섭취 노출이 발생될 우려가 있다. 이에 본 논문에서는 인조잔디 충진재에 함유된 유해물질 중 적은양의 노출에 의해서도 어린이 성장․발달 장애를 유발할 수 있다고 보고된 납(Pb)을 대상으로 섭취 노출량 추정방법에 대해 연구하였다. 최근 보편적으로 사용되고 있는 재활용 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)의 인조잔디 충진재를 대상으로 하여, 고무분말의 입경별(250㎛ 이상 및 미만) 섭취 노출량을 추정하였다. 섭취 노출량 추정법으로 함량 농도에 생물학적 이용성(Bioavailability)으로 보정하는 방법을 적용한 생물학적 이용성은 산용출 농도에 의한 방법과 소화액용출 농도를 이용하는 방법의 경우를 비교 평가하였다. EPDM 중 납의 전함량 실험은 재활용 고무분말 중의 유해물질 시험법, 산용출 실험은 자율안전확인대상공산품 안전기준 중 유해원소 용출 시험법, 소화액용출 실험은 RIVM(Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu)에서 제시하고 있는 시험법을 적용하였다. EPDM 고무분말의 입자크기별 함량법 및 용출법에 의한 인조잔디 이용 시 납의 어린이 섭취 노출량 평가를 수행하여 다음과 같은 주요 결과를 도출하였다. 첫째, EPDM 고무분말에 함유된 납의 농도는 3.0㎎/㎏ 이었으며, 산용출 결과는 함량농도의 6.5배, 소화액용출은 10.3배 수준이었다. 산용출과 소화액용출 결과 값은 비슷한 양상을 보였다. 둘째, 250㎛ 미만입경의 EPDM 고부분말의 전함량, 산용출 및 소화액용출법에 의한 납 농도로 2.4㎎/㎏, 1.4㎎/㎏, 0.5㎎/㎏ 로서 250㎛ 이상의 큰 입자에서의 함량 및 용출농도에 비해 유의하게 높은 납 농도로 평가되었다. 따라서 인조잔디 충진재의 사용기간이 길어져 고무분말의 입경이 작아질 경우 체내 용출양이 커질 우려가 있었다. 셋째, 고무분말 중 납의 함량 농도를 이용한 인체 노출량 및 위해도 추정을 위한 보정 계수인 생물학적 이용성은 소화액용출에 의한 결과, 250㎛ 이상 입경 EPDM 고무분말에서 4.2%, 250㎛ 미만 21.9%로 산출되었다. 인조잔디 충진재의 입경이 작을수록 생물학적 이용성은 유의하게 높았으며, 특히 250㎛ 미만 입경에서의 산용출법에 의한 생물학적 이용성은 58.0% 로서 소화액용출법에 의한 경우보다 약 2.7배 높았다. 넷째, 250㎛ 미만 입경의 EPDM 고무분말 중 납에 의한 인조잔디 이용 어린이 초등학생 저학년의 섭취 노출량은 산용출법이 4.13×10-4, 소화액용출법이 1.56×10-4 로서 가장 높은 노출량으로 추산되었다. 이로 인해 250㎛ 미만 입경의 인조잔디 충진재 중 납의 어린이 섭취노출로 인한 위해도는 산용출법의 경우 250㎛ 이상 입경보다 약 7.9배 높았다. 이상의 연구 결과를 종합하여 볼 때, 인조잔디 충진재의 입경이 작을수록 납의 섭취 노출량 및 위해도가 증가됨을 확인할 수 있었다. 특히 작은 입경의 인조잔디 충진재 중 납의 소화액 용출농도로 큰 입경에서 보다 약 3.3배 높아 위해도 추정 시, 현장시료로 이용한 인조잔디 충진재의 입경을 고려할 필요가 있었다. 현재 인조잔디 고무분말 안전기준은 함량농도로 규제하고 있어, 이용자의 섭취 노출량 및 위해도 추정 시 생물학적 이용성 적용법을 활용할 수밖에 없다. 본 논문에서는 소화액용출법과 산용출법이 유사한 납 노출 경향성이 관찰됨에 따라 표준화하기 쉬운 산용출법의 적용성이 더 큰 것으로 평가되었다. 다만, 작은 입경에서의 산용출법에 의한 섭취 노출량이 소화액보다 약 2.6배 높아 과대평가될 우려가 있었다. 본 연구 결과는 다양한 고무분말 종류 중 재활용 EPDM 고무분말의 시제품만을 대상으로 평가하여 산출된 결과이므로, 모든 인조잔디 충진재를 대표할 수 있는 결과로 불확실성이 존재한다. 따라서 향후 인조잔디 운동장 중 어린이 노출에 대한 유해물질의 다매체 경로 및 물질에 대한 연구와 다양한 용출법에 대한 비교 연구가 이루어져야 할 것이다.ope