브롬계 화합물 번역(한국어 원본)우리나라 브롬계 화합물 (polybrominated diphenyl ethers, PBDEs) 배경농도를 알아보기 위해 농촌지역인 경남 고성만 인접 하천 및 조하대 지역 퇴적물에서 PBDEs 잔류농도를 측정하였다. 하천 퇴적물내의 천체 PBDEs 농도는(∑PBDE19)는 0.18~13.95 ng/g dry wet. (평균: 4.55 ng/g dry wet.)로 나타났으며, 조하대 표층퇴적물에서는 0.06~7.30 ng/g dry wet. (평균: 2.51 ng/g dry wet.)로 하천 퇴적물이 조하대 퇴적물에 비해 약 2배 높은 농도를 나타내었다. 본 연구지역에서 검출되어진 퇴적물의 PBDEs 농도를 다른 연구지역과 비교한 결과 국내 산업활동이 활발한 공단지역에 비해 100배 이상 낮은 농도를 나타냈으며, 다른 나라에 비해서도 월등히 낮은 PBDEs 오염수준을 나타내었다. 비록 낮은 농도 수주이기는 하지만, 농촌 지역에서도 브롬계 난연제의 오염이 진행되고 있음을 알 수 있었다. 하천과 조하대 퇴적물에서 검출된 PBDEs 중 BDE 209가 ∑PBDE19 농도의 각각 79.0%, 78.5%를 나타내어 가장 우세한 조성비를 나타내었으며, 하천과 조하대 퇴적물의 PBDEs 조성비는 유사하게 나타났다. PBDEs와 TOC와의 상관관계를 알아본 결과, 대부분의 개별 BDE 화합물과 TOC 간에는 낮은 상관관계를 나타내었지만, BDE 209와 ∑PBDEs19는 TOC와 통계적으로 유의한 상관관계를 나타내었다. 또한 각 BDE 화합물 간에도 통계적으로 유의한 상관관계를 나타내었다.
1. 서론
Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs)는 브롬계 난연제 중의 하나로 플라스틱, 전기전자제품, 카펫, 소파 및 실내 마감재 등으로 사용되고 있다(USEPA, 2008). 우리나라의 경우 브롬계 난연제를 생산하지 않지만 여러나라에서 수입하여 사용하고 있으며, 국내 PBDEs 사용량은 1993년 16,800 톤에서 2004년 69,000 톤으로 4배 이상 급속히 증가하고 있다(Cischem, 2005). PBDEs는 Penta-, Octa-, Deca-BDE(brominated diphenyl ether)제품의 형태로 생산되며(BSEF, 2003), Deca-BDE 제품의 경우 국내 전체 브롬계 난연제 소비량(49,050 tons)의 25% 수준으로 난연제 시장에서 중요한 부분을 차지하고 있으며, Penta-BDE와 Octa-BDE제품의 경우 0.2%로 매우 작은 부분을 차지하고 있다(KISTI, 2002). 또한 Watanabe and Sakai [2003]에 의하면 2001년 아시아의 Deca-BDE 수요(24,050 tons) 중 약 50%(12,324 tons)를 우리나라가 차지한다고 보고하였으며, 이는 국내 전자산업의 급속한 발달에 따른 PBDEs 수요증가를 반영하고 있다.
대표적 환경오염물질인 유기염소계 화합물과 유사한 물리화학적 성질을 가진 PBDEs는 잔류성, 친지성 및 생물축적성의 특징을 가지며(WHO, 1997), 동물노출실험 결과 갑상선 호르몬 장애, 신경반응 결핍 및 발암 가능성을 나타내었다(McDonald, 2002; Staskal et al., 2005). 그 결과2004년 유럽에서는 Penta-BDE와 Octa-BDE의 사용이 금지되었으며(Kim et al., 2012), 2009년 스톡홀롬 협약에서는 Penta-BDE와 Octa-BDE를 신잔류성오염물질로 지정하여 국제적 규제대상물질로 분류하였다(WHO 2009). 이러한 독성과 국제사회의 규제에도 불구하고 우리나라에는 PBDEs 사용에 대한 규제가 없으며(Moon et al., 2007a), 이들 화합물이 첨가되어진 가구와 전자제품의 생산, 사용 및 폐기처분 과정에서 여전히 환경 중으로 배출되고 있다(Hale et al., 2003; Hites, 2004; Shaw and Kannan, 2009). 최근 환경 중에서 잔류농도가 점차 감소하고 있는 다른 할로겐 화합물(예; polychlorinated biphenyls, polychlorinated dibenzo-p-dioxins, polychlorinated dibenzofurans)과는 달리(Noren and Meironyte, 2000; Carro et al., 2010), PBDEs는 대기, 물, 어류, 조류, 해양포유류, 인간을 비롯한 다양한 매질에서 폭넓게 검출되고 있으며, 지난 20~25년간의 PBDEs 오염 수준은 꾸준히 증가하고 있다(Noren and Meironyte, 2000). 따라서 이러한 환경 중으로 배출되어진 PBDEs는 강이나, 대기를 통해 침적되어 최종적으로 해양환경으로 유입된다.
해양환경 내에서 PBDEs 모니터링을 위해 해양퇴적물(Mariana et al., 2008), 해수(Tanabe, 2008) 등 다양한 매질에서 PBDEs 잔류농도에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 해양생물(Rotander et al., 2012) 및 주상퇴적물시료(Shaw and Kannan, 2009; Hong et al., 2010)의 PBDEs 분석을 통해 해양생태계 내의 PBDEs 농도가 지속적으로 증가하고 있음을 알 수 있었다. 한편 국내의 경우에는 PBDEs 소비량이 많음에도 불구하고, 산업활동이 활발한 공단밀집지역 연안에서 제한적으로 PBDEs 오염 모니터링이 실시되었으며(Moon et al., 2007a; Hong et al., 2010; Moon et al., 2012), 우리나라 연안환경 중의 PBDEs 배경 농도에 대한 연구는 전무하다. 그러므로 본 연구에서는 우리나라 PBDEs 배경농도를 알아보기 위해 산업활동이 활발한 공단지역이 아닌 농촌지역을 기반으로한 고성만을 연구지역으로 선정하였으며, 육상으로부터의 PBDEs 유입을 확인하기 위해 고성만 인접 하천 및 조하대 지역의 표층 퇴적물에서 PBDEs의 잔류농도 및 조성특성에 대하여 알아보고자 하였다.
2. 재료 및 방법
2.1. 시료채집
표층 퇴적물 시료는 2011년 11월 20일부터 27일 사이 경남 고성만 인근 하천 및 조하대 시료를 채취하였으며, 시료 채취 정점은 Fig. 1에 나타내었다. 하천 퇴적물은 총 3개의 하천에서 채취하였으며, 마암천 4개 정점(St. 1~4), 구만천 4개 정점(St. 6~8), 고성천 10개 정점(St. 21~29)에서 시료를 채취하였으며, 조하대 표층퇴적물은 11개 정점(St. 9~19)에서 Van Veen 채니기를 이용하여 채취하였다. 모든 시료는 스테인리스 시약스푼을 이용하여 표층 1~2cm의 퇴적물을 채취하였으며, 시료 채취 후 미리 450℃ 고온 오븐에서 4시간 이상 태운 암갈색 유리병에 넣고 즉시 실험실로 이동하여 분석 전 까지 –20℃ 이하에서 냉동 보관하였다. |
브롬계 화합물 번역(영어 번역본)In order to study background level of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in Korea, residual concentrations of PBDEs in stream and subtidal sediments around the Goseong Bay in Gyeongsangnam-do were measured. Total PBDEs concentration in stream sediments (∑PBDE19) was measured to be 0.18~13.95 ng/g dry wet (mean: 4.55 ng/g dry wet.), and 0.06~7.30 ng/g dry wet (mean: 2.51 ng/g dry wet.) in subtidal sediments. Thus, level in stream sediments was about two-fold higher that the level in subtidal sediments. When levels of PBDEs in sediments measured in this study was compared to studies performed in other regions, they were about 100-fold lower than the levels measured in industrially active regions and significantly lower than levels in other countries. Although the measured PBDEs levels were low, it was found that pollution by brominated flame retardants is underway in agricultural areas. BDE 209 accounted for 79.0% and 78.5% of ∑PBDE19 level in stream and subtidal sediments, respectively. Meanwhile, compositions of PBDEs in stream and subtidal sediments were shown to be similar. When correlation between PBDEs and TOC was examined, most BDE compounds and TOC had low correlation but BDE 209 and ∑PBDEs19 showed statistically significant correlation with TOC. Also, correlations between each BDE compounds were statistically significant.
1. Introduction
Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are a type of brominated flame retardants and are used in plastics, electronics, carpets, sofas, and finishing materials (USEPA, 2008). Brominated flame retardants are not produced in Korea and are imported from various countries. Use of PBDEs has increased from 16,800 tons in 1993 to 69,000 tons in 2004, increasing by more than 4-fold and rapidly increasing (Cischem, 2005). PBDE are produced in forms of penta-, octa-, and deca-BDE (brominated diphenyl ether) products (BSEF, 2003). Deca-BDE products account for 25% of total brominated flame retardants consumed in Korea (49,050 tons) and thus takes an important place in the flame retardant market. In the meanwhile, penta-BDE and octa-BDE products have only 0.2% of market share (KISTI, 2002). According to Watanabe and Sakai [2003], about 50% (12,324 tons) of demand for deca-BDE (24,050 tons) in Asia in 2001 is from Korea. This demand reflects increase in PBDEs demand due to rapid development of electronics industry in Korea.
PBDEs, which has similar physicochemical properties to representative environmental pollutant organochlorine compounds, has persistence, lipophilicity, and biocumulative property (WHO, 1997). In animal tests, PBDEs showed thyroid hormone disorders, deficiency in neural responses, and carcinogenicity (McDonald, 2002; Staskal et al., 2005). As a result, use of penta-BDE and octa-BDE was banned in Europe in 2004 (Kim et al., 2012), and the Stockholm Convention in 2009 has listed penta- and octa-BDE as new persistent organic pollutant and classified them as materials for international regulation (WHO 2009). Despite such toxicity of PBDEs and international regulations, Korea has no regulations on PBDEs usage (Moon et al., 2007a) and PBDEs are continuing to be discharged into the environment from production, usage, and disposal of PBDEs-added furniture and electronic appliances (Hale et al., 2003; Hites, 2004; Shaw and Kannan, 2009). Unlike other halogenated compounds (e.g. polychlorinated biphenyls, polychlorinated dibenzo-p-dioxins, polychlorinated dibenzofurans) whose residual concentrations are steadily declining in the environment (Noren and Meironyte, 2000; Carro et al., 2010), PBDEs are detected in wide range of media including the air, water, fish, birds, and humans and their pollution levels in the past 20 to 25 years have continued to rise (Noren and Meironyte, 2000). Such PBDEs discharged into the environment are deposited through air and are ultimately introduced to the marine environment.
To monitor PBDEs in the marine environment, research on residual concentration of PBDEs is actively underway in various media such as ocean sediments (Mariana et al., 2008) and ocean water (Tanabe, 2008). Analysis of PBDEs in marine animals (Rotander et al., 2012) and sediment core samples (Shaw and Kannan, 2009; Hong et al., 2010) has shown that PBDEs concentration in marine environment is continuously rising. Despite large consumption of PBDEs in Korea, only limited monitoring of PBDEs pollution has been performed in coastal regions near densely populated industrial areas (Moon et al., 2007a; Hong et al., 2010; Moon et al., 2012) and research on background level of PBDEs in coastal environment in Korea is absent. Therefore in this study, the Goseong Bay has been selected for studying PBDEs background level in agricultural areas instead of industry areas. In order to confirm introduction of PBDEs from the ground, residual concentration and composition of PBDEs in stream and subtidal sediments near the Goseong Bay has been examined.
2. Materials and methods
2.1. Sample collection
Surface sediment samples were collected from stream and subtidal sediments near the Goseong Bay, Gyeongsangnam-do, between November 20th and 27th, 2011. Sites of sample collection are shown in Fig. 1. Stream sediments were collected from 3 streams: 4 sites at Maam Stream (St. 1~4), 4 sites at Guman Stream (St. 6~8), and 10 sites at Goseong Stream (St. 21~29). Subtidal surface sediments were collected at 11 sites (St. 9~19) using a Van Veen grab. 1 to 2 cm of sediments was collected using a stainless sampling spoon. Samples were immediately placed inside a dark-brown glass jar that has been heated at 450℃ oven for over 4 hours and directly transported to the laboratory. Samples were then stored at –20℃ until analysis. |
