환경보건의 새로운 과제

하미나(Mina Ha) 환경독성보건학회 2021 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2021 No.5

우리나라 환경보건정책은 2009년에 환경보건법이 시행되면서 법적, 제도적인 체계를 갖추었다. 그러나 2011년 가습기살균제로 인한 건강피해, 2013년 구미 불산사고 등 대형 환경참사가 일어나면서, 환경보건 제도에 심대한 변화와 개선이 이루어졌다. 특히 환경 피해에 대한 구제제도에 현저한 발전이 있었다. 환경오염과 환경유해인자 노출로 인해 발생한 피해에 대한 정부의 구제는 대체로 사법적 판단에 의한 손해배상이 이루어지기 전까지 신속하게 피해자의 위급한 어려움을 경감시켜 주기 위한 것이 목적이다. 최근에 개정된 가습기살균제 피해구제를 위한 특별법은 손해배상소송에서 인과관계 추정 요건을 대폭 완화되었다. 즉 노출이 있고, 노출이후 질병의 발생 또는 악화가 있으며, 노출과 질병사이에 역학적 상관관계가 충족된다면 인과관계가 추정된다. 단, 원인자가 다른 요인에 의한 것임을 반증하지 못한다는 것이 전제가 된다. 이는 환경유해요인에 누적적으로 노출되어 발생한 환경성 질환의 인과관계의 추정 요건인 ‘상당한 개연성’에서 한발 더 나아간 것이다. 환경보건정책은 지난 10년간의 성과를 딛고, 환경 유해인자노출로 인한 건강피해의 예방과 사전관리를 새로운 10년의 정책기조로 하되, 환경피해를 구제하는 것에 그치지 않고, 지역사회 환경복구까지 확장하여 (환경개선이 이루어지지 않아 발생할 수 있는) 2차 피해까지 예방할 수 있는 종합적인 예방·관리로 발전시킬 필요가 있다. 환경문제는 지역차원에서 발생하며, 지역차원에서 해결되어야 하는 속성을 가지고 있다. 선제적 예방적 관리가 이루어지기 위해서는 지역의 환경보건 거버넌스가 필요하다. 최근 지역의 환경보건과 관련된 환경보건법 개정으로, 이를 위한 토대가 마련되었다. 기후변화와 그로 인한 지구환경의 위기는 인류와 생태계가 공동체적 운명을 가지고 있음을 보여주었고 미래의 새로운 환경보건은 인간을 넘어선 생태계의 건강까지 포괄해 나가야 하는 과제를 던지고 있다.

Toxicokinetic and Toxicodynamic Models for Ecological Risk Assessment

이종현 환경독성보건학회 2009 환경독성보건학회지 Vol.24 No.2

오염물질에 대한 생태위해성평가(ecological risk assessment)를 위해서는 노출평가(exposure assessment) 와 함께 생물영향에 대한 평가(effect assessment)를 수행해야 한다. 노출평가의 경우는 지화학적 과정에 대한 이해를 바탕으로 환경농도를 예측하기 위한 화학평형모델이나 다매체환경거동모델 등 다양한 평가 및 예측모델을 활용해 왔다. 이와 달리 생물영향평가는 실험실 조건에서 제한된 독성자료를 대상으로 외 부노출농도에 기반한 농도-반응관계를 통계적 방법을 통해서 추정하는 ‘ì경험적 모델(empirical model)’ì에 주로 의존해 왔다. 최근에 와서 생체 내 잔류량을 기반으로 농도-시간-반응관계를 기술하고 예측하는 독성동태학 및 독성역학 모델(toxicokinetic-toxicodynamic model)과 같은 독성작용에 기반한 모델(processbased model)들이 개발되어 활용되고 있다. 본 논문에서는 여러 종류의 독성동태학 및 독성역학 모델을 소개하고, 이를 통계적 추론에 기반한 전통적인 독성학 모델과 비교하였다. 서로 다른 종류의 독성동태학 및 독성역학 모델로부터 도출된 노출농도-시간-반응관계식을 비교하고, 동일 독성기작을 보이는 오염물질 그룹 내에서 미측정 오염물질의 독성을 예측할 수 있게 해주는 구조-활성관계(Quantitative Structure-Activity Relationship, QSAR) 모델을 여러 독성동태 및 독성역학모델로부터 유도하였다. 마지막으로 독성동태학 및 독성역학 파라미터를 추정하기 위한 실험계획을 제안하였고, 앞으로 독성동태학 및 독성역학 모델을 생태계 위해성평가에 활용하기 위해서 해결해야 될 연구과제를 검토하였다.

Toxicokinetic and Toxicodynamic Models for Ecological Risk Assessment

Jong-Hyeon Lee(이종현) 환경독성보건학회 2009 환경독성보건학회지 Vol.24 No.2

오염물질에 대한 생태위해성평가(ecological risk assessment)를 위해서는 노출평가(exposure assessment)와 함께 생물영향에 대한 평가(effect assessment)를 수행해야 한다. 노출평가의 경우는 지화학적 과정에 대한 이해를 바탕으로 환경농도를 예측하기 위한 화학평형모델이나 다매체환경거동모델 등 다양한 평가 및 예측모델을 활용해 왔다. 이와 달리 생물영향평가는 실험실 조건에서 제한된 독성자료를 대상으로 외부노출농도에 기반한 농도-반응관계를 통계적 방법을 통해서 추정하는 ‘경험적 모델(empirical model)’에 주로 의존해 왔다. 최근에 와서 생체 내 잔류량을 기반으로 농도-시간-반응관계를 기술하고 예측하는 독성동태학 및 독성역학 모델(toxicokinetic-toxicodynamic model)과 같은 독성작용에 기반한 모델(processbased model)들이 개발되어 활용되고 있다. 본 논문에서는 여러 종류의 독성동태학 및 독성역학 모델을 소개하고, 이를 통계적 추론에 기반한 전통적인 독성학 모델과 비교하였다. 서로 다른 종류의 독성동태학 및 독성역학 모델로부터 도출된 노출농도-시간 -반응관계식을 비교하고, 동일 독성기작을 보이는 오염물질그룹 내에서 미측정 오염물질의 독성을 예측할 수 있게 해주는 구조-활성관계(Quantitative Structure-Activity Relationship, QSAR) 모델을 여러 독성동태 및 독성역학모델로부터 유도하였다. 마지막으로 독성동태학 및 독성역학 파라미터를 추정하기 위한 실험계획을 제안하였고, 앞으로 독성동태학 및 독성역학 모델을 생태계 위해성평가에 활용하기 위해서 해결해야 될 연구과제를 검토하였다.

Body Residue-based Approach as an Alternative of the External Concentration-based Approach for the Ecological Risk Assessment

이종현 환경독성보건학회 2006 환경독성보건학회지 Vol.21 No.2

환경오염물질로부터 수생태계 보호를 위한 표준적인 평가 및 관리 수단인 수질환경기준은 오염물질의를 이용해 왔다. 이러한 외부환경농도에 기반한 접근방법 은 표적기관에서의 독성물질의 농도가 생물체내 농도에 비례하고, 결국 외부환경농도에도 비례할 것이라고 가정한다. 따라서 환경오염물질의 생물이용도나 생물축적 양상의 차이 때문에 고유 독성치를 비교평가하는데 한계가 있다. 이와 달리 생물체내농도에 기반한 접근방법(이하 생체잔류량 접근법)은 환경오염물질의 생물이용도나 종 특이적 생물축적양상과 관련된 불확실성을 제거하고, 환경오염물질 고유의 독성을 비교평가할 수 있게 해준다. 특히 생한 노출조건에서의 독성영향을 예측하는데 활용할 수 있다. 생체잔류량 접근법 은 독성기작별 임계잔류량(Critical Body Residue)을 결정함으로써 생물모니터링의 결과를 해석하는데 적용되고 있다. 또한 생태위해성평가를 위해서 필요한 무영향예측농도(Predicted No-effect Concentration, PNEC)를 예측하기 위한방법으로 생체 내 잔류량에 기반해서 농도-시간-반응관계를 기술하고, 예측할 수 있는 새로운 유형의 독성역학 및 독성동태학 모델을 제시하고, 생체내 무영향농도(No Effect Concentration, NEC)를 추정하게해 준 다. 특히 생체내 NEC는 무영향관찰농도 (No Observed Effect Concentration, NOEC)와 영향농도(Effect concentration, EC)처럼 분산분석이나 회귀분석모델과 같은 통계적 모델에 기반해서, 농도-반응관계만을 기술할 뿐인 기존 독성모델을 대체할 대안으로 최근에 OECD와 ISO에 의해서 추천되었다.

살균소독제의 zebrafish embryos 발달 독성 및 갑상선호르몬 합성에 미치는 영향

지성근(Seonggeun Zee),박준우(June-Woo Park),박창범(Chang-Beom Park) 환경독성보건학회 2021 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2021 No.5

COVID-19 바이러스 전염 사태의 장기화에 따른 살균소독제의 생산과 사용증가와 함께 직·간접적으로 인체 및 환경에 미치는 악영향에 대한 우려에 대응하기 위해, 본 연구에서는 zebrafish 배아를 이용한 독성평가 및 관련 바이오마커를 검증하였다. COVID-19 바이러스 전염 방지용 손소독제(에어로졸 타입, A; 젤 타입, B)와 손소독제 주요 구성성분인 benzalkonium chloride(BAC)를 대상으로, 각 제품 내 화학물질 및 BAC 함유량을 기준으로 노출 농도를 설정하여, zebrafish embryo 발달 단계에서의 독성값(Effective concentraions, ECx)을 산출하였다. 서로 다른 타입의 손소독제와 BAC의 독성값(50% Effective concentraions, EC50)은 각 0.05 mg/L(A 손소독제), 119 mg/L(B 손소독제), 0.59 mg/L(BAC)으로, 독성 강도는 A 손소독제> BAC> B 손소독제 순이었다. zebrafish embryos의 발달 독성 관련 바이오마커 발굴 및 검증 연구를 수행하기 위해, 각 손소독제와 BAC의 LOEC (Lowest observed effect concentration)(즉, EC25 and EC10)의 노출에 따른 thyroids 합성 경로에 관여하는 유전체(thyroid stimulating hormone, TSH; deiodinase enzyme, Dio; thyroid hormone receptor, THR) 발현량 변화를 관찰하였다. 대조군에서의 유전체 발현과 비교했을 때, zebrafish embryo의 발달에 관여하는 갑상선 호르몬(Thyroid) 관련 유전체(THR, Dio, THR) mRNA 발현량들이 모두 감소하였다. 따라서 낮은 독성의 살균소독제 노출은 zebrafish embryo 단계에서 갑상선호르몬 합성 저해를 유발할 가능성이 있고, 이 연구 결과는 살균소독제 사용에 있어 인체 및 환경생물에 대한 안전성 검증이 필요함을 시사한다.

Genotoxicity of CeO2, SiO2 and TiO2 Nanoparticles in the Freshwater Crustacean Daphnia magna

김성만,최진희 환경독성보건학회 2008 환경독성보건학회지 Vol.23 No.2

본 연구에서는, 세리아(CeO2), 실리카(SiO2) 및 티타늄(TiO2) 나노입자의 유전독성과 생태독성 평가를위하여 바이오 모니터링에 널리 이용되는 수생생태 감시종인 Daphnia magna를 사용하였다. 합성한 나노입자 세리아와 공업적으로 상용되는 실리카 및 티타늄을 유전독성 및 생태독성평가에 이용하였다. 세리아의 경우, D. magna의 DNA의 파괴가 증가함을 통해 세리아의 유전독성 가능성을 확인할 수 있었으나,실리카 및 티타늄의 경우에는 두 물질 모두 유전독성 영향이 나타나지 않았다. 실리카는 DNA에는 영향을 미치지 않는 것으로 보이나, 실리카에 노출된 D. magna의 사멸은 증가하는 결과를 보였다. 그러나, 티타늄에 노출된 D. magna에서는 유전독성 및 생태독성 인자의 유의적인 변화를 관찰할 수 없었다. 이상의전체 결과를 통하여 예상할 수 있는 것은 세리아 나노입자가 D. magna에 유전독성을 일으킬 수 있다는점이다. 이 결과는 나노입자가 광범위하게 이용되고 있으나 독성 관련 자료가 미약한 현재에 수생태 관련 독성 연구 결과로서 이바지 할 수 있을 것으로 여겨진다.

EVALUATION OF CYTO-, GENO- AND ECOTOXICITY OF BIO-OIL FROM THE FAST PYROLYSIS OF REDIATA PINE

박선영,김주식,박영권,최진희 환경독성보건학회 2008 환경독성보건학회지 Vol.23 No.3

국내에서 목질계 바이오매스는 유망한 재생가능한 자원이다. Fast pyrolysis을 통한 radiata pine 톱밥의 bio-oil의 전환은 벤치스케일의 유동층 반응기을 이용하였다. 이 실험에서 얻어진 Bio-oil은 주로 산, 페놀, 알킬페놀 등을 포함하고 있었고, 세포생존율실험, comet assay, 물벼룩 급성유영저해실험을 이용하여 각각 세포독성, 유전독성 및 생태독성을 평가하였다. Bio-oil의 액상부분은 타르 부분보다 세포독성과 유전독성이 더 높게 나타났고, 반면 타르부분은 액상부분에 비해 생태독성이 높게 나타났다. 본 연구에서 얻어진 결과를 통해 pyrolysis 생성물에 대한 다양한 독성영향을 확인할 수 있었으나, 보다 다양한 독성 지표의 적용이 필요할 것으로 보인다.

제브라피쉬 배아와 인간 줄기세포를 이용한 미세플라스틱의 신경발달독성 및 후생유전독성 연구

임정은(Jeongeun Im),이연우(Yeonwoo Lee),최진희(Jinhee Choi) 환경독성보건학회 2021 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2021 No.5

최근 미세플라스틱이 공기, 바다, 강 및 토양을 포함한 모든 환경에서 발견되고 있어 어류를 비롯한 다양한 수생 생물과 인체에 미칠 수 있는 영향에 대한 연구가 활발하게 되고 있다. 이 연구에서는 생애 초기 단계에 미세플라스틱 노출이 미치는 신경발달 및 후생유전 독성을 관찰하기 위해 제브라 피쉬 배아와 인간 줄기세포 (H9-ESC, iPSC derived NSC)를 이용하여 실험을 수행하였다. 먼저, 인간 줄기세포를 이용하여 다양한 플라스틱의 종류와 크기 (PS, PE, PP/0.1, 1, 10 μm)에 따른 줄기세포의 세포 독성을 MTS assay를 통해 관찰하였다. 그리고 배아 줄기세포를 이용한 3D 배아체(Embryoid Body) 형성 실험을 통해 미세플라스틱의 노출이 배아체 발달에 미치는 신경 및 발달독성을 배아체 크기 및 발달 마커 유전자 (NANOG, OCT4, PDGFR-α, PAX6) 발현을 확인하여 분석하였다. 제브라 피쉬 배아를 이용한 실험은 생애초기 발생단계 5일 동안 미세플라스틱을 노출한 뒤 제브라피쉬 치어에 광·암주기를 주어 행동량 측정으로 확인하였다. 또한 미세플라스틱이 신경 및 발달 독성과 동시에 후생유전적 영향을 미치는지 확인하기 위해 후생유전 마커인 유전자 메틸화 분석을 통해 확인하였다. 플라스틱의 종류와 크기에 상관없이 유의미한 세포독성을 보이지 않았으나 배아체 형성실험에서는 플라스틱 노출에 의해 발달 크기 및 발달 마커 유전자 발현에 차이를 보였다. 제브라 피쉬치어는 PS 1 μm에서 광주기에 이상 행동량을 보이고 암주기에는 행동량이 감소하는 결과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과들을 토대로 미세플라스틱의 잠재적인 생애 초기 신경발달독성이 확인되었다. 이번 연구의 글로벌 유전자 메틸화 결과에 기반하여 신경발달 마커 유전자를 대상으로 특정 유전자의 메틸화 분석을 통해 미세플라스틱이 미치는 신경발달 독성과 후생유전적 영향을 연구할 계획이다.

Evaluation of Cyto-, Geno- and Ecotoxicity of Bio-oil from the Fast Pyrolysis of Rediata Pine

Sun-Young Park(박선영),Joo-Sik Kim(김주식),Young-Kwon Park(박영권),Jinhee Choi(최진희) 환경독성보건학회 2008 환경독성보건학회지 Vol.23 No.3

국내에서 목질계 바이오매스는 유망한 재생가능한 자원이다. Fast pyrolysis을 통한 radiata pine 톱밥의 bio-oil의 전환은 벤치스케일의 유동층 반응기을 이용하였다. 이 실험에서 얻어진 Bio-oil은 주로 산, 페놀, 알킬페놀 등을 포함하고 있었고, 세포생존율실험, comet assay, 물벼룩 급성유영저해실험을 이용하여 각각 세포독성, 유전독성 및 생태독성을 평가하였다. Bio-oil의 액상부분은 타르 부분보다 세포독성과 유전독성이 더 높게 나타났고, 반면 타르부분은 액상부분에 비해 생태독성이 높게 나타났다. 본 연구에서 얻어진 결과를 통해 pyrolysis 생성물에 대한 다양한 독성영향을 확인할 수 있었으나, 보다 다양한 독성 지표의 적용이 필요할 것으로 보인다.

Genotoxicity of CeO₂, SiO₂ and TiO₂ Nanoparticles in the Freshwater Crustacean Daphnia Magna

Sung-Man Kim(김성만),Jinhee Choi(최진희) 환경독성보건학회 2008 환경독성보건학회지 Vol.23 No.2

본 연구에서는, 세리아(CeO₂), 실리카(SiO₂) 및 티타늄(TiO₂) 나노업자의 유전독성과 생태독성 평가를 위하여 바이오 모니터링에 널리 이용되는 수생생태 감시종인 Daphnia magna를 사용하였다. 합성한 나노 입자 세리아와 공업적으로 상용되는 실리카 및 티타늄을 유전독성 및 생태독성평가에 이용하였다. 세리아의 경우, D. magna의 DNA의 파괴가 증가함을 통해 세리아의 유전독성 가능성을 확인할 수 있었으나, 실리카 및 티타늄의 경우에는 두 물질 모두 유전독성 영향이 나타나지 않았다. 실리카는 DNA에는 영향을 미치지 않는 것으로 보이나, 실리카에 노출된 D.magna의 사멸은 증가하는 결과를 보였다. 그러나, 티타늄에 노출된 D. magna에서는 유전독성 및 생태독성 인자의 유의적인 변화를 관찰할 수 없었다. 이상의 전체 결과를 통하여 예상할 수 있는 것은 세리아 나노입자가 D.magna에 유전독성을 일으킬 수 있다는 점이다. 이 결과는 나노입자가 광범위하게 이용되고 있으나 독성 관련 자료가 미약한 현재에 수생태 관련 독성 연구 결과로서 이바지 할 수 있을 것으로 여겨진다.