국내.외 Chemical Ranking and Scoring 체계 비교분석을 통한 우선순위 토양오염물질 선정을 위한 평가인자 도출

안윤주,정승우,김태승,이우미,남선화,백용욱,An, Youn-Joo,Jeong, Seung-Woo,Kim, Tae-Seung,Lee, Woo-Mi,Nam, Sun-Hwa,Baek, Yong-Wook 한국지하수토양환경학회 2008 지하수토양환경 Vol.13 No.6

환경에는 매우 다양한 유해화학물질이 존재하며 지속적으로 새로운 화학물질이 개발되고 다시 환경 중으로 유출되고 있다. 화학물질의 관리나 규제를 위해서는 우선관리대상 오염물질(Priority Contaminants)을 결정해야 하는데, 이를 위한 과학적이고 정량적인 방법론으로는 우선순위선정(Chemical Ranking and Scoring; CRS)기법이 대표적이다. CRS기법에는 개발목적에 따라 다양한 평가인자들이 적용되는데 본 연구에서는 토양매체에서의 우선순위물질 선정시 필요한 인자를 제시하기 위해 다양한 CRS기법을 비교분석하여 토양특성을 고려할 수 있는 평가인자를 제시하였다. 연구대상 CRS는 국외에서 개발된 CHEMS-1, EURAM, SCRAM, ARET와 국내에서 개발된 CRS-Korea 및 그 외 기타 관련연구들이다. 기존에 개발된 CRS에 적용된 평가인자들을 비교분석한 결과 노출과 독성을 고려하여 우선순위물질을 선정하는데, 주로 화학물질의 잔류성, 생물축적성, 배출량 등을 공통적인 노출인자로 적용하고 있었고 독성인자로는 인체와 환경독성을 고려하고 있다. 본 연구에서는 토양매체의 우선순위물질선정을 위하여 이러한 CRS기법들이 공통적으로 적용하고 있는 인자들 이외에 토양매체의 특성을 고려할 수 있는 토양배출량, 토양오염 사고사건사례, 선진국의 규제국가수 등을 평가인자로 제안하였으며, 지하수매체와의 연계성을 위하여 지하수이동성 인자를 새로이 추가하였다. 본 연구결과는 CRS기법을 비교분석하여 토양에서의 유해화학물질 우선순위 선정시 고려되어야할 평가인자를 제안한 연구로 토양에 대한 CRS기법개발을 위한 기반연구로 활용될 수 있을 것이다. Soil quality standards (SQS) are necessary to protect the human health and soil biota from the exposure to soil pollutants. The current SQS in Korea contain only sixteen substances, and it is scheduled to expand the number of substances. Chemical ranking and scoring (CRS) system is very effective to screen the priority chemicals for the future SQS in terms of their toxicity and exposure potential. In this study, several CRS systems were extensively compared to propose the assessment factors that required for the screening of soil pollutants The CRS systems considered in this study include the CHEMS-1 (Chemical Hazard Evaluation for Management Strategies), SCRAM (Scoring and Ranking Assessment Model), EURAM (European Union Risk Ranking Method), ARET (Accelerated Reduction/Elimination of Toxics), CRSKorea, and other systems. The additional assessment factors of CRS suitable for soil pollutants were suggested. We suggest soil adsorption factor as an appropriate factor of CRS system to consider chemical transport from soil to groundwater. Other factors such as soil emission rate and cases of accident of soil pollutants were included. These results were reflected to screen the priority chemicals in Korea, as a part of the project entitled ‘Setting the Priority of Soil Contaminants'.

토양준거치 도출을 위한 국내형 생태위해성평가기법 제안

안윤주,이우미,남선화,정승우,An, Youn-Joo,Lee, Woo-Mi,Nam, Sun-Hwa,Jeong, Seung-Woo 한국지하수토양환경학회 2010 지하수토양환경 Vol.15 No.3

Ecological Risk Assessment (ERA) supports a decision-making process such as establishment of environmental quality criteria. Soil quality criteria (SQC) are essential to protect soil organisms from the exposure to various soil contaminants. In this study, ERA methodologies of advanced countries for soil pollution were extensively compared to propose the ERA approach suitable for soil ecosystem in Korea. The soil ERAs in European Chemical Bureau(ECB), The Netherlands, and Canada can be classified as deterministic ecological risk assessment (DERA), and probabilistic ecological risk assessment (PERA) based on species sensitivity distribution (SSD). We propose three ERA methods according to abundance and reliability of soil ecotoxicity data. The method considered land use such as residential/agricultural, and industrial/commercial uses. The taxonomic groups of soil organism were classified as 'Class' level including different trophic levels (Magnoliopsida or Liliopsida, Clitellata, and Insecta or Secernentea). This study can be used to estimate the soil quality criteria to protect soil biota.

선진국의 토양위해성평가 모델 비교분석 연구

안윤주,백용욱,이우미,정승우,김태승,An, Youn-Joo,Baek, Yong-Wook,Lee, Woo-Mi,Jeong, Seung-Woo,Kim, Tae-Seung 한국지하수토양환경학회 2007 지하수토양환경 Vol.12 No.1

우리나라는 최근에 토양위해성평가 지침을 마련하였으며, 앞으로 토양위해성모델 개발에 대한 필요성이 대두되고 있다. 선진국에서는 자국 내 부지특성과 노출경로를 고려한 토양위해성평가 모델을 토양정책 전반에 활용하고 있다. 본 연구에서는 선진국에서 위해성평가에 이용되는 대표적인 오염토양 위해성평가 모델을 비교분석하였다. 연구대상이 된 모델은 미국, 영국, 네덜란드에서 사용하고 있는 CalTOX, CLEA, CSOIL로서, 노출경로, 토지이용도 그리고 노출량 산정식을 중심으로 비교분석하였다. 모델 검토시 우선적으로 비교 분석된 항목은 노출시나리오, 노출경로, 입력변수의 공통사항이며, 이러한 분석결과를 토대로 선진국의 토양위해성 모델들이 공통적으로 포함하고 있는 노출경로를 추출하여, 국내에 적용 가능한 토양 위해성평가 모델개발의 기초자료로 제안하였다. 인체노출량 산정식에서는 일반적으로 미국식 방법이 국내 상황에서 사용이 용이한 것으로 판단되며, 비산먼지나 휘발물질 흡입의 경우는 네덜란드식이 기본값이 제공되어 있으므로 사용하기가 편리할 것으로 판단된다. Soil risk assessment models were used to determine the goals of soil remediation and to establish the soil quality standards in developed countries. Recently, Korean Ministry of Environment prepared the guideline for soil risk assessment. Soil risk assessment model applicable to Korean situation will be needed in the near future. In this study, three models for soil risk assessment were extensively compared to suggest the fundamental components that required for the soil risk assessment in Korea. The models considered in this study were CalTOX in the United States, CLEA (Contaminated Land Exposure Assessment) in the United Kingdom, and CSOIL in the Netherlands. The major exposure routes and the intake estimation equations suitable for Korean situation were suggested. The exposure routes suggested were intake of the crops, underground water, indoor outdoor soil ingestion, dust inhalation and a volatile matter inhalation. The equations for intake estimation used in CalTOX and CSOIL seem to be applicable for the calculation of the human intake in Korea.

비음용 지하수 오염물질 기준설정체계 구축 연구: (2) 일반오염물질

안윤주,남선화,정승우,An, Youn-Joo,Nam, Sun-Hwa,Jeong, Seung-Woo 한국지하수토양환경학회 2014 지하수토양환경 Vol.19 No.6

To data, there was no systematic basis for establishing the content and allowed levels of general contamination substances in the Korean groundwater quality standards for non-drinking water. Recently, use of specific procedures for deriving valid groundwater quality standards have become mandatory. This study first investigated the methodology for deriving groundwater quality standards in the European Commission (EC), considering background groundwater quality and domestic and international standards related to water quality. Furthermore, this study investigated the existing specified procedure of standards related to water quality (e.g. surface water, drinking water, and wastewater). Our findings showed that EC and Member States presented the methods for deriving groundwater threshold values for general chemicals. Finally, we have proposed the following procedures of deriving Korean groundwater quality: (1) Selection of groundwater pollutant population, (2) selection and monitoring of priority substances, (3) monitoring, (4) selection of groundwater quality standard candidates, (5) selection of new substances and values for groundwater quality standards.

토양오염 위해성평가를 위한 국가별 노출인자 비교분석 및 국내 노출인자 연구

안윤주,이우미,An, Youn-Joo,Lee, Woo-Mi 한국지하수토양환경학회 2007 지하수토양환경 Vol.12 No.1

토양매체중의 오염물질들은 다양한 경로를 통해 인체나 생태계에 노출되어 위해성 문제를 유발하고 있다. 토양위해성평가(Soil Risk Assessment)는 토양오염물질로 인한 악영향의 개연성을 정량적으로 평가하는 과정으로, 유해성 확인(Hazard Identification), 용량-반응평가(Dose-Response Assessment), 노출평가(Exposure Assessment), 그리고 위해도 결정(Risk Characterization)의 4가지 단계적 과정으로 이루어진다. 이중 노출평가과정에서 매우 중요하게 작용하는 노출인자(Exposure Factor)는 토양오염물질의 인체노출량을 산정하는데 필수적인 요소로, 미국, 유럽국가 등 선진국에서는 나라별 상황에 적절한 노출인자를 사용하고 있으나, 우리나라는 아직 국내에 적용하기 적합한 노출 인자에 대한 연구가 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 토양오염 위해성평가를 위한 국가별 노출인자를 비교분석하고, 이를 토대로 국내상황에 적용가능한 노출인자를 제시하였다. 국가별 노출인자 연구는 미국 Environmental Protection Agency, 영국 Environmental Agency, 네덜란드 RIVM, 호주, 그리고 독일에서 적용되고 있는 노출인자값에 대해 노출인자별로 총괄적인 비교분석을 수행하였다. 또한 국가별 비교분석연구와 국내에서 제시된 노출인자 자료를 종합하여, 국내자료가 없는 경우 외국에서 보편적으로 적용하고 있는 인자값을 국내 적용 타당성을 고려하여 제시하였다. 본 연구에서 고려된 노출인자 조사항목은 평균수명, 노출기간, 노출빈도, 체중, 체표면적(또는 노출체표면적), 피부흡수계수(Skin Absorption Factor), 토양-피부간 흡착계수(Soil-Skin Adherence Factor), 음용수 섭취량, 호흡률, 토양 섭취량 그리고 농작물 섭취량 등이다. 본 연구는 오염토양의 위해성평가를 수행할 때 국내 상황을 고려한 노출평가에 필요한 기반연구가 될 것이다. Humans are exposed by a range of pollutants in soil via exposure routes such as ingestion, inhalation, and dermal contact. Risk assessment is a process of evaluating the adverse health effects of chemicals as a result of exposure to stressors, and it is a very useful tool to establish the cleanup goals in contaminated lands. In the exposure assessment that is one of main process in risk assessment, exposure factor plays a significant role to quantify the intake of soil pollutants. However there is a very limited study about the exposure factor applicable to Korea. In this study, we compared the exposure factors applied by the developed countries including the United States and representative European countries, and suggested the exposure factor that might be suitable in our situation. The exposure factors considered in this study include average lifetime, body weight, (exposed) skin surface area, life time, skin absorption, soil-skin adherence factor, and soil ingestion rate. This information is needed to quantitatively estimate the intake of soil pollutants in contaminated lands.

음용 및 비음용 지하수 우선관리대상 항목 선정기법: CROWN (Chemical Ranking of Groundwater PollutaNts)

안윤주,이우미,정승우,An, Youn-Joo,Lee, Woo-Mi,Jeong, Seung-Woo 한국지하수토양환경학회 2013 지하수토양환경 Vol.18 No.1

The Korean groundwater law regulates 20 groundwater contamination parameters, including 14 specific harmful substances. Expanding the number of groundwater quality standards are needed to cope with recent groundwater quality deterioration due to the use of various chemicals. Chemical ranking and scoring system (CRS) is a scientific tool to sort priority chemicals by considering exposure and toxicity potentials. In this study, we developed a CRS for scoring and ranking of possible groundwater pollutants and screened priority substances to be later considered in the Korean standard expansion. Chemical Ranking Of groundWater pollutaNts (CROWN) incorporates important parameters consisting of exposure potential, human and water ecotoxicity, interests, and certainty. Furthermore, CROWN additionally evaluated existence of other media standards to consider impacts by contamination of other media. The 197 substances that were common to 9 countries were selected first. CROWN evaluated and ranked each chemical, and finally suggested priority substances. Suggested priority substances were classified into two groups according to the groundwater use purposes: drinking and non-drinking. The priority substances were further classified into $1^{st}$ and $2^{nd}$ group priorities. The $1^{st}$ group consists of 75 substances, including the all the Korean groundwater standard parameters. CROWN will be used in selecting groundwater pollutants for possible inclusion in the Korean standard expansion.

생태독성학적 기법을 이용한 토양오염평가 방안

안윤주,정승우,An Youn-Joo,Jeong Seung-Woo 한국지하수토양환경학회 2005 지하수토양환경 Vol.10 No.6

본 연구는 물리화학적인 평가방법에만 의존하고 있는 토양오염평가에 대해 생태독성학적 방법(ecotoxicological methods)을 도입하긴 위한 방안을 제시하였다. 오염물질에 민감하게 반응하는 토양생물을 이용하여 단기간에 결과를 얻을 수 있도록 측정방법을 고안하고, 대상토양에서의 생존 및 성장률을 정량적인 방법으로 측정하여 토양의 안전성 및 오염정도를 평가하였다. 실험연구는 토양 동$cdot$식물 모두를 포함하기 위한 노력의 일환으로 식물독성 실험(발아 및 성장저해실험), 그리고 토양 무척추동물 독성실험(단순접촉법에 의한 생존률 실험)으로 구성되었다 식물독성실험에서는 국내 주요농작물인 Zea may, Triticum aestivum, Cucumis sativus, 그리고 Sorghum bicolor를 대상 식물로 하여 중금속 토양의 오염정도와 식물의 생장률, 식물 내 중금속 축적량의 상관관계를 분석하고. 이들 실험식물 중에 꼭 토양오염의 평가에 적합한 식물지표종으로 Cucumis sativus와 Sorghum bicolor를 제안하였다. 토양무척추동물 독성실험에서는 국내사육종일. Perionyx excavatus를 이용하여 톨루엔오염토양을 평가하였다. 본 연구에서 제시한 토양 생물을 이용하는 생태독성학적 평가방법은 물리화학적 측정방법과 함께 토양오염을 평가하는 정량적인 방법으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. Chemical analyses are generally used to assess contaminated soils and to monitor the efficiency of soil remediation. In this study, the ecotoxicological methods was suggested to evaluate soil pollution by using a battery of bioassay. Plant assay and earthworm assay were conducted to evaluate ecotoxicity o soils contaminated by heavy metals (cadmium and copper) and oil (BTEX compounds, toluene). Test plants were Zea may, Triticum aestivum, Cucumis sativus, and Sorghum bicolor. The presence of heavy metals decreased the seedling growth. Cucumis sativus and Sorghum bicolor seemed to be good indicator plants which are sensitive to heavy metal pollution as well as BTEX contamination. An earthworm bioassay was performed to predict the ecotoxicity in toluene-contaminated soils, based on a simple contact method. Perionyx excavatus was adopted as a test earthworm species, and the severity of response increased with increasing toluene concentration. The present study demonstrated that ecotoxicological methods could be a quantitative approach to evaluate contaminated soils.

수계 유출가능성이 있는 유해화학물질 분류화

안윤주 ( Youn Joo An ),남선화 ( Sun Hwa Nam ),이재관 ( Jae Kwan Lee ) 한국물환경학회 2008 한국물환경학회지 Vol.24 No.2

The utilization of a variety of hazard chemicals bears risks to human health and ecosystem. The increasing usage of various chemicals indicates the greater emission of those chemicals to water system, and the subsequent deterioration of water quality. Water system is vulnerable to many pollutants, however, there are limitations of managing a range of hazard chemicals based on insufficient legal foundations. Therefore it is needed to select hazard chemicals that can be potentially discharged into water system, and subsequently to classify a wide range of existing chemicals for better management of those chemicals. In this study, the 259 candidate chemicals of concern were selected from the lists of the toxic released inventory chemicals (148), hazard concern candidate chemicals (106), and wastewater effluent standard candidate chemicals (116). We suggested the category 1, 2, 3 and 4 of hazard chemicals potentially discharged into water system. The assessment factors considered for the classification were hazard potential, persistence and emission to water body. This work was conducted as a part of the project entitled ``Development of integrated methodology for evaluation of water environment``, and the results were used to develop the monitoring lists of hazard chemicals in four major rivers in Korea.

생이가래를 이용한 영양물질의 제거방안 연구

안윤주(Youn Joo An),공동수(Dong Soo Kong) 大韓環境工學會 1995 대한환경공학회지 Vol.17 No.6

토양생태 위해성평가 제도 국내 도입방안 연구

안윤주(Youn-Joo An),김신웅(Shin Woong Kim),문종민(Jongmin Moon),정승우(Seung-Woo Jeong),김록영(Rog-Young Kim),윤정기(Jeong-Ki Yoon),김태승(Tae-Seung Kim) 大韓環境工學會 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.6

인간활동에 의한 토양오염은 지속적으로 발생되고 있으며, 이를 과학적이고 합리적으로 관리하기 위한 인체 및 생태 위해성평가의 중요성이 부각되고 있다. 하지만 국내에서 생태계를 수용체로 하는 위해성평가에 대한 제도적 장치가 마련되어 있지 않으며, 이에 대한 평가체계와 활용가능한 기반 마련이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서는 국내형 토양생태 위해성평가(soil ecological risk assessment) 체계를 제시하였으며, 이를 수행하기 위한 구체적인 내용들을 정리하였다. 토양생태 위해성평가는 오염물질에 대한 생태계 보호수준을 의미하는 예측무영향농도 산출을 목적으로 하고, 토양생태 독성자료 수집 및 적합성 확인, 토양생태 독성자료 표준화, 생태독성자료 충족도 확인 및 예측무영향농도 산출, 생태위해도결정의 단계로 수행할 수 있다. 수집된 생태독성자료는 신뢰도지수에 따라 적합성을 먼저 확인하며, 필요기준(국내 서식종, 급·만성, 독성종말점, 토양특성 분류)에 따라 순차적으로 정리하여 평가체계에 적용하는 방안을 제안하였다. 예측무영향농도는 생태독성자료 수준에 따라 저신뢰, 중간신뢰, 그리고 고신뢰 수준 중 하나의 산출 기법을 이용하며, 이를 통해 최종적으로 생태 위해도를 결정하는 방식을 제안하였다. 본 연구는 차후 토양오염물질에 대한 생태위해성평가 지침 제정에 있어 기본 체계로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. Human activities have resulted in soil pollution problems to us. Human and ecological risk assessment have been suggested as an efficient environmental management strategy for protecting human and ecosystems from soil pollution. However, Korean environmental policy is currently focused on human protection, and fundamental researches for ecology protection are required for institutional frameworks. In this study, we developed a schematic frame of Korean soil ecological risk assessment, and suggested the basic information for its application. This study suggested a soil ecological risk assessment scheme consisting of 4 steps for derivation of Predicted-No-Effect-Concentration (PNEC): 1) ecotoxicity data collection and reliability determination, 2) data standardization, 3) evaluation of data completeness for PNEC calculation, and 4) determination of ecological-risk. The reliability determination of ecotoxicity data was performed using Reliability Index (RI), and the classification of domestic species, acute/chronic, toxicity endpoint, and soil properties was used for data cataloging. The PNEC calculation methodology was determined as low-reliability, middle-reliability, and high-reliability according to their quantitative and qualitative levels of ecotoxicity data. This study would be the introductory plan research for establishment of Korean soil ecological risk assessment, and it can be a fundamental framework to further develop guidelines of Korean environmental regulation.