한국 특별관리해역의 과불화화합물 분포특성

이 강 현

전남대학교대학원 환경해양학과
(지도교수 : 조현서)
(국문초록)
과불화화합물은 소수성과 소유성을 동시에 가지고 있어 (Kissa, 2001), 환경에 노출시 광분해, 생물에 의한 분해 및 대사 등이 일어나지 않는다 (Giesy and Kannan, 2001; Renner, 2001). 배출된 과불화화합물은 환경에 남아 분해되지 않고 동?식물의 체내에 축적되어 먹이사슬의 상위단계인 인간에게 암, 신경계, 성장 및 발육, 유전 등에 악영향을 미치는 잔류성유해화학물질 (Persistent, Bioaccumulative and Toxic Substances, PBTs)의 특성을 가지고 있다. 국내에서는 외국의 국제기구와 협동하여 PFOA 및 PFOS와 이들 관련물질에 대해 PBTs 물질로 분류하고 안전성 확보 및 효율적 관리를 위한 다양한 연구를 진행하고 있다 (조, 2008; 국립환경과학원, 2011). 1940년대 과불화화합물의 생산이 시작된 이후 사용량이 증가하고, 환경 내 농도가 증가함에 따라, 미국의 과불화화합물 제조사인 3M에서는 2000년부터 잠재적 잔류성유기오염물질로 분류된 과불화화합물에 대해 생산을 중단 하였으며 (3M, 2000), 미국환경보호청 (United Environmental Protection Agency, US EPA), 유엔환경계획 (United Nations Environment Program, UNEP)에서는 해당물질의 배출 감소를 추진하였다. 2009년 스톡홀름 협약 제4차 당사국 총회에서 과불화화합물 중 PFOS 및 PFOS 관련 물질이 Annex B에 추가 등재되어 관리되고 있다.
본 연구의 목적은 한국 특별관리해역 중 광양만, 마산만, 부산항에서 환경매체 (해수, 표층퇴적물) 및 어류 (숭어, 전어)의 혈액에서 과불화화합물의 잔류 및 농축 특성을 조사하여 생태계 위해성 평가 등을 위한 기초자료로 제공하는데 있다.
시료채취는 2018년 7월 ~ 9월에 걸쳐 실시하였으며, 광양만 13개, 마산만 10개, 부산항 15개 정점에서 해수와 표층퇴적물 및 해역별 숭어와 전어 각각 5마리의 혈액을 채취 하였다. 분석물질로는 카르복실계열 (Perfluoroalkyl carboxylic acids, PFCAs) 9종, 설포닐계열 (Perfluoroalkyl sulfonates, PFSAs) 4종 등 총 13종에 대하여 분석을 실시하였다.
해수 중 총 과불화화합물 농도의 범위와 평균농도는 광양만에서 ND ~ 8.08 ng/L (평균 3.19 ng/L), 마산만에서 4.02 ~ 13.80 ng/L (평균 8.49 ng/L), 부산항에서 2.43 ~ 10.85 ng/L (평균 6.50 ng/L)로 나타났다. 표층퇴적물 중 총 과불화화합물 농도의 범위와 평균농도는 광양만에서 ND ~ 1.23 ng/g-dry wt. (평균 0.36 ng/g-dry wt.), 마산만에서 0.52 ~ 1.35 ng/g-dry wt. (평균 0.95 ng/g-dry wt.), 부산항에서 0.22 ~ 2.32 ng/g-dry wt. (평균 0.58 ng/g-dry wt.)로 나타났다. 숭어혈액 중 총 과불화화합물 농도의 범위와 평균농도는 광양만에서 4.77 ~ 14.96 ng/mL (평균 8.03 ng/mL), 마산만에서 1.56 ~ 5.92 ng/mL (평균 3.58 ng/mL), 부산항에서 1.97 ~ 4.65 ng/mL (평균 3.92 ng/mL)로 나타났다. 전어혈액 중 총 과불화화합물 농도의 범위와 평균농도는 광양만에서 0.89 ~ 4.07 ng/mL (평균 2.79 ng/mL), 마산만에서 0.56 ~ 2.10 ng/mL (평균 1.11 ng/mL), 부산항에서 0.49 ~ 2.08 ng/mL (평균 1.24 ng/mL)로 나타났다.
해수와 표층퇴적물에서 PFOA와 PFOS의 농도는 주변에 산업단지 및 하천 등이 위치하고 있는 정점들에서 비교적 높게 나타났다. 이러한 결과는 산업활동이나 하천을 통한 직?간접적인 과불화화합물의 해양 내 유입을 시사하고 있지만, 과거에 비해 낮은 농도를 보여주고 있다. 이는 이들 물질의 사용량 감소와 PFBS 등의 대체물질 사용으로 환경 내 PFOA와 PFOS의 농도 감소가 나타나고 있는 것으로 판단된다.
주성분 분석 결과 환경매체에서 PFOA, PFBS, PFNA, 어류 혈액에서 PFOS가 가장 큰 요인으로 나타났다. 각 해역별 환경매체에서 과불화화합물의 조성은 다르게 나타났으며, 해역특성을 고려한 모니터링을 통해 물질 거동특성에 관한 지속적인 연구가 더욱 필요할 것으로 판단된다. 어류 혈액에서 다른 물질에 비해 PFOS의 높은 생물축적경향을 확인할 수 있었다. 각 해역별 과불화화합물의 거동특성을 밝히기 위해서는 해역 특성 및 어류 특성을 고려한 지속적인 모니터링 및 위해성 평가 등을 통한 데이터 축적이 필요할 것으로 판단된다.