퍼플루로옥탄술폰산염(바카라 주소S) 및 관련 화합물에 대한 일본 최초의 환경 금속 조사

그림 1 퍼플루오로알칸 설포네이트의 구조

퍼플루오로옥탄 설포네이트(바카라 주소S) 및 관련 과불소화 화합물(예: PFHS, PFBS, 바카라 주소A)은 지난 3년 동안 전 세계적으로 주목을 받아 왔습니다 이 종류의 화학물질은 "21세기 PCB"라고도 불립니다 탄소-불소 결합의 강도는 불소화학물질의 안정성에 기여합니다¹⁾이 화합물은 물과 기름을 밀어내고 표면 장력을 감소시킵니다 바카라 주소S 및 관련 화합물을 함유한 제품은 섬유 코팅, 종이, 포장, 소방용 폼, 제초제 및 살충제와 같은 다양한 응용 분야에 사용되었습니다¹⁾바카라 주소S는 다양한 술폰화 불소화학물질의 생물학적 대사의 최종 산물입니다²⁾바카라 주소S는 인간 혈청과 야생동물에서 확인되었습니다^3)~6)이러한 화학물질은 신흥 잔류성 유기 오염물질(POP)로 간주되지만 염소화 및 브롬화 유기 화합물과 비교하여 과불화 화합물(PFC)의 환경 분포는 잘 알려져 있지 않습니다 PFC의 공간적 분포를 이해하기 위해 세계 여러 지역에서 노출 농도를 측정했습니다

일본은 세계의 주요 산업화된 국가 중 하나이며 이번 조사 이전에는 일본의 환경 매체에서 PFC가 발생하는 것으로 알려지지 않았습니다 2000년에는 신에너지산업기술개발기구(NEDO)의 지원을 받아 AIST에서 바카라 주소S 및 관련 화합물에 관한 최초의 국가 프로젝트가 시작되었습니다 일본 AIST와 미국 미시간 주립대학교 간의 국제 연구가 확립되어 일본 인간의 혈액에서 바카라 주소S를 추정하기 위한 첫 번째 조사가 이루어졌으며 2001년에 측정 가능한 수준이 나타났습니다 이 연구에서는 일본에서 수집한 일부 환경 샘플(어류, 지표수 및 인간)에서 바카라 주소S 및 관련 화합물에 대한 첫 번째 환경 조사 결과를 보고합니다

이 연구에서는 조류, 어류, 해수 표면 및 인간의 혈액과 간을 분석했습니다 어류의 혈액 44개, 간 시료 11개, 표층수 시료 13개를 분석하였고, 이는 2002년 3월~6월 동안 일본의 도쿄만, 오사카만, 비와호, 세토내해, 아리아케 만 및 오키나와에서 수집되었습니다(그림 3) 인간 혈액 및 혈청은 2002년 6월에 일본 시민(n=3, 연령: 25~36세)으로부터 수집되었습니다 혈액, 간 및 물의 추출 절차는 다음과 같습니다 다른 곳에서 제시됨¹⁵⁾.

• 바카라 주소S는 일본의 모든 물고기의 혈액과 간 및 지표수에서 발견되었습니다
• 물고기 혈액의 바카라 주소S 농도는 2~834ng/mL 범위이며, 그 순서는 다음과 같습니다

• 표층수에서 가장 높은 농도의 바카라 주소S는 도쿄 만에서 59ng/L로 발견되었으며 다음 순으로 나타났습니다

• PFHS는 일부 물고기와 지표수 샘플에서 검출되었습니다
• 도쿄만에서 잡힌 납작한 물고기의 혈액에서 PFHS의 가장 높은 농도가 121ng/mL로 발견되었습니다
• PFBS는 어떤 샘플에서도 발견되지 않았습니다

그림 3 일본의 어류[ng/mL] 및 지표수[ng/L]에 있는 바카라 주소S의 공간 분포

바카라 주소S와 일본의 다른 오염물질 비교

• 어류 혈액의 바카라 주소S 농도는 PCB의 농도와 비슷했으며 PCDD 및 PCDF의 농도보다 10,000배 더 높았습니다
• 표층수의 바카라 주소S 농도는 PAH의 농도와 유사했으며 PCB, PCDD 및 PCDF의 농도보다 훨씬 더 높았습니다
• 물고기 혈액의 바카라 주소S 농도는 일본인 혈액의 바카라 주소S 농도보다 약 10배 더 높았습니다

일본과 미국 비교

• 일본 물고기의 바카라 주소S 농도는 미국 오대호 지역의 일부 물고기의 농도와 유사했습니다
• 도쿄 만 표층수의 바카라 주소S 농도는 미국 테네시 강에서 보고된 농도와 유사했습니다
• 일본 혈청의 바카라 주소S 농도는 미국 혈청과 유사했습니다

그림 4 일본과 미국의 퍼플루오로알칸 설폰산염과 기타 오염물질의 농도3),4),7)~10).

어류 내 바카라 주소S의 생물농축계수(BCF)

• 바카라 주소S의 로그 BCF는 도쿄 만에서 31에서 43 범위였습니다
• 바카라 주소S의 BCF는 PCDD 및 PCDF의 BCF와 유사했습니다
• 도쿄만에 있는 바카라 주소S의 BCF는 캐나다 오염 지역인 Etobocoke Creek의 BCF와 유사하거나 그보다 낮았습니다

그림 5 바카라 주소S 및 기타 오염물질의 생물농축계수(BCF)11)~14).

이러한 결과는 일본의 어류, 지표수 및 인간 혈액에서 바카라 주소S가 발생했다는 최초의 증거를 제공하며 그 농도는 미국의 농도와 비슷합니다 모니터링된 세 가지 퍼플루오로알칸 설포네이트 중에서 바카라 주소S는 분석된 조직에서 가장 두드러진 불소화학물질이었습니다 일본의 바카라 주소S 오염 상황은 PCB 또는 PAH의 오염 상황과 유사한 것으로 추정됩니다 이 연구에서는 지표수 어류의 바카라 주소S의 정량적 생물학적 축적이 명확해졌습니다 일본에서 바카라 주소S의 인체 노출 메커니즘과 환경적 운명을 이해하기 위해 바카라 주소S 및 관련 화합물에 대한 포괄적인 조사를 수행할 필요성을 고려하여 두 번째 국가 연구 프로젝트인 "바카라 주소S 관련 화합물에 대한 종합적인 위험 데이터베이스 개발"은 환경부의 지원을 받는 AIST(EMTECH) 및 NIAH에 의해 2003년에 시작됩니다
 

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야마시타 노부요시
AIST, 환경경영기술연구소(EMTECH)