1. 서 론

우리나라는 경제개발 정책이 시행되면서 국민들의 사회적·경제적 수준은 증가하였으나, 각종 산업시설 들이 조성되면서 다양한 화학물질의 사용 및 배출로 인해 환경오염은 급속히 진행되었다(Im et al., 2018). 이러한 산업시설들이 일정한 지역에 위치하여 조성 된 산업단지는 대부분 도시 내 또는 인근에 위치하고 있어 근로자뿐만 아니라 인근 지역주민들도 대기, 수 질, 토양과 같은 다양한 환경 매체를 통해 잠재적으 로 환경오염물질에 노출될 수 있다(Nadal et al., 2011). 납(Pb), 수은(Hg), 카드뮴(Cd)과 같은 중금속은 인간 의 인위적 활동에 의해 환경오염 수준이 증가한 물질 로 알려져 있다(Castaño et al., 2012).

납은 가솔린, 제련 및 석탄 연소와 같은 산업 공정, 페인트, 배터리 등에 의해 인간에게 노출될 수 있으 며(Flora et al., 2012), 노출될 경우 뇌, 신장 손상, 고혈 압, 신경계질환 등이 발생할 수 있는 것으로 보고되 고 있다(Jaishankar et al., 2014). 수은은 환경 중에서는 무기수은 형태로 존재하고, 인체 내에서는 유기수은 인 메틸수은이 대부분이며, 먹이사슬을 통해 수은이 축적된 생선 섭취 및 치과용 아말감이 일반인들에게 주된 노출 경로이다(Kim et al., 2013). 수은의 노출될 경우 뇌, 신장, 폐 등에 손상 및 피부발진이나 눈 자극 과 같은 현상도 발생할 수 있다(Martin and Griswold, 2009). 카드뮴은 도금, 용접, 배터리, 살충제 및 비료 제 조 등에 사용되며 금속이나 제품의 가공, 소비, 폐기 등을 통해 환경 중으로 방출되어 노출될 수 있다(Lee and Ha, 2011). 카드뮴에 노출 시 신장, 뼈 손상 및 호 흡기계, 생식기계, 암 등에 영향을 미칠 수 있는 것으 로 알려져 있다(Rehman et al., 2018).

체내 중금속과 관련된 연구로는 고혈압과 같은 질 환과의 관련성 조사(Lee et al., 2011;Shin et al., 2012) 등 다양한 연구가 수행되었다. 산업단지와 같은 환경 오염 취약지역에 거주하는 주민들을 대상으로도 노 출 요인(Jou et al., 2011;Heo et al., 2012) 연구가 일부 수행되었으나 이들은 대부분 일부시기에 조사된 참 여자들만을 대상으로 수행하였으며, 산단지역 주민 들을 대상으로 장기간 축적된 자료를 활용하여 연구 단계별로 종합적으로 체내 중금속 농도를 조사한 연 구는 부족한 실정이다.

따라서, 본 연구는 2007년부터 수행된 광양만권 산 단지역 주민 환경오염노출 및 건강영향 감시 연구에 서 2007년부터 2010년(1단계), 2012년부터 2015년(2단 계)까지 여수국가산업단지가 위치한 여수 지역 주민 들을 대상으로 혈액 및 소변 중 중금속 노출 수준과 설문조사와의 연계 분석을 통해 각 단계별 노출 특성 및 조사기간 동안 농도 변화를 파악하고자 하였다.

2. 연구방법

2.1 연구대상

본 연구는 2007년~2010년(이하 1단계), 2012년~2015 년(이하 2단계)에 전라남도 여수에 거주하는 주민들 을 대상으로 설문조사 및 체내 중금속 농도를 조사하 였다. 지역은 여수산업단지에서 약 5 km 이내에 위치 하여 영향권으로 예상되는 지역을 노출지역, 10 km 이 외에 위치한 지역을 대조지역으로 선정하였다. 대상 자는 조사 시점에 만 20세 이상 성인 중 설문조사 및 생체시료 채취에 동의한 사람들을 대상으로 수행하 였으며, 요중 중금속은 배설 시점에 따라 농도에 영 향을 받을 수 있어 국민환경보건기초조사에서도 환 경오염물질 농도 보정에 활용되는 크레아틴의 농도 가 0.3~3.0 g/L 범위를 벗어나는 사람들을 제외한(NIER, 2014) 총 2,446명(1단계 : 노출지역 631명, 대조지역 329 명, 2단계 : 노출지역 1,105명, 대조지역 381명)을 대상 으로 하였다.

생체 내 중금속 농도에 영향을 미치는 요인을 조사 하기 위하여 성별, 연령, 교육 수준, 거주기간과 같은 인구학적 특성, 흡연, 식습관 등에 대해 조사하였으 며, 사전에 충분히 교육된 설문조사 면접원에 의해 1:1 인터뷰 방식으로 진행하였다. 본 연구는 순천향대학 교 의과대학 연구윤리심의위원회(IRB)로부터 승인 받 은 후 수행하였다.

2.2 생체시료 채취 및 분석방법

본 연구에서의 생체시료 채취 및 분석은 국립환경 과학원의 생체시료 분석 매뉴얼을 참고하여 진행하 였다(NIER, 2006).

2.3 통계분석

본 연구의 자료 분석을 위한 통계 프로그램은 SPSS (ver.25.0)를 사용하였다. 설문조사 항목 중 무응답인 경우는 통계분석에서 제외하였다. 생체 내 중금속 분 포가 좌측으로 치우친 분포를 보여 자연로그(Ln)로 치환하여 기하평균(GM), 기하표준편차(GSD)로 나타 내었다. 평균차이 검정은 Mann-Whitney test를 적용 하였으며, 3개 집단 이상인 경우 Kruskal-Wallis test를 적용하였다. 생체 내 중금속 농도에 영향을 미치는 요 인을 파악하기 위해 인구학적 특성, 흡연, 식습관 등 을 독립변수로 하여 다중회귀분석(Multiple regression analysis)을 실시하였다.

3. 연구결과 및 고찰

3.1 여수지역 연구대상자 특성

1, 2단계 모두 노출지역과 대조지역에서 남성보다 여성이 많았으며, 연령은 1단계에서는 65세 미만의 대 상자가 많았으나, 2단계에서는 65세 이상의 대상자가 많은 분포를 보였다. 두 지역 모두 교육 수준은 중학 교 졸업 이하로 응답한 사람들이 많았으며, 현재 흡 연하는 사람이 적은 것으로 나타났다. 대상자들은 1, 2단계 모두에서 육류나 생선에 비해 채소를 주로 섭 취한다는 비율이 가장 높았다. 채소를 주로 섭취하는 사람들은 노출지역과 대조지역 모두 1단계 각각 77.0%, 82.7%, 2단계 각각 84.5%, 89.2%로 증가하였으나, 육류 나 생선을 주로 섭취하는 사람들은 감소하였다. 거주 기간이 25년 이상인 사람들은 노출지역에서 1단계 19.8%, 2단계 68.3%로 증가하였으며, 대조지역에서도 1단계 47.7%, 2단계 59.1%로 증가한 것으로 나타났다.

3.2 생체 중금속 농도

여수 지역주민들의 1단계(2007-2010년) 및 2단계 (2012-2015) 생체 중금속 농도를 Table 2에 나타내었다. 검체 부족, 불검출 등에 이유로 각 물질 별 대상자 수 는 차이가 나타났다.

1단계 요중 카드뮴은 노출지역에서 각각 1.03 μg/g Cr, 대조지역에서 1.68 μg/g Cr으로 노출지역에 비해 대조지역에서 농도가 높은 경향을 보였다. 각 연도별 로도 노출지역에 비해 대조지역에서 요중 카드뮴 농 도가 높게 나타났다. 2단계에서는 요중 카드뮴은 노 출지역에서 0.91 μg/g Cr, 대조지역에서 0.78 μg/g Cr으 로 노출지역에서 대조지역에 비해 농도가 높은 경향 을 보였으며, 1단계와는 대조적으로 2단계에서는 각 연도별로 노출지역에 거주하는 대상자들의 요중 카 드뮴 농도가 대조지역에 비해 높은 경향을 나타내었 다. 요중 카드뮴 농도는 2010년도에 노출지역과 대조 지역 모두에서 증가하였으나, 그 후로는 대체로 감소 하는 추세를 보였다.

요중 수은 농도는 1단계 노출지역이 1.00 μg/g Cr으 로 대조지역 0.92 μg/g Cr에 비해 높은 경향을 나타내 었다. 각 연도별로도 2010년을 제외하고는 노출지역 에서 대조지역에 비해 요중 수은 농도가 높은 경향을 보였으나, 큰 차이를 보이지는 않았다. 2단계에서는 노출지역 0.42 μg/g Cr, 대조지역 0.43 μg/g Cr으로 두 지역의 농도가 유사하였다. 각 연도별로 2012년~2013 년까지는 노출지역에서 농도가 높은 경향을 보였으 나, 2014~2015년에는 대조지역에서 농도가 높은 경향 을 나타내었다. 요중 수은 농도는 2009년까지 농도가 감소하였으나, 그 후에는 증감을 반복하였으며 두 지 역 간에 농도 변화 경향이 유사하게 나타났다.

혈중 납 농도는 1단계 노출지역 2.23 μg/dL, 대조지 역 2.56 μg/dL로 대조지역에서 노출지역에 비해 농도 가 높았으며, 2단계에서도 대조지역의 혈중 납 농도 가 1.93 μg/dL로 노출지역 1.82 μg/dL에 비해 높게 나 타났다. 각 연도별로 살펴보았을 때도 대체로 대조지 역에서 혈중 납 농도가 높은 경향을 보였다. 혈중 납 농도는 2010년까지 감소하였으며 이후 증감을 보이 다가 2015년에는 전년도에 비해 증가되었다.

국민환경보건기초조사 결과에 따르면 요중 카드뮴 농도는 1기(09-11)에는 0.664 μg/g Cr, 2기(12-14)에서 는 0.496 μg/g Cr, 요중 수은은 1기 0.611 μg/g Cr, 2기 0.487 μg/g Cr, 혈중 납은 1기 1.77 μg/dL, 2기 1.94 μg/ dL로 나타나, 요중 카드뮴 농도는 본 연구결과가 높 았으며, 그 외에는 유사한 수준이었다. 요중 카드뮴과 수은 농도는 국민환경보건기초조사에서도 1기에 비 해 2기에서 감소 추세를 보여 본 연구와 유사한 결과 를 보였다(NIER, 2014). 미국 NHANES(2007~2016) 연 구에서도 요중 카드뮴의 농도는 0.144~0.193 μg/g Cr, 요중 수은은 0.283~0.462 μg/g Cr, 혈중 납은 0.820~ 1.27 μg/dL로 나타나(CDC, 2019), 본 연구결과가 높게 나타났다. 본 연구에서의 체내 중금속 농도는 국내 및 국외 참고치에 비해 높은 경향을 보이기는 하였으나, 단계별로 노출지역과 대조지역 간에 농도가 유사하 거나 대조지역에서 높은 경향을 보이기도 하였다.

3.3 대상자 특성에 따른 생체 내 중금속 농도

3.3.1 요중 카드뮴

설문조사를 통해 도출한 대상자들의 특성에 따른 요중 카드뮴 농도를 Table 3와 Fig 1에 나타내었다. 성 별에 따라 분류하였을 때, 노출지역은 1, 2단계 모두 여성이 각각 1.13 μg/g Cr, 1.00 μg/g Cr으로 남성 0.93 μg/g Cr, 0.80 μg/g Cr에 비해 높았으며, 대조지역 에서도 1, 2단계 모두 여성이 각각 2.05 μg/g Cr, 0.86 μg/g Cr으로 남성 1.37 μg/g Cr, 0.71 μg/g Cr에 비 해 높았으며, 각 연도별로도 요중 카드뮴 농도는 여 성에서 높게 나타났다. 교육 수준에 따라서는 단계별 및 각 연도별로도 교육 수준이 중학교 졸업 이하인 그 룹에서 요중 카드뮴 농도가 높은 경향을 보였는데, Lee et al. (2011)의 연구에서도 요중 카드뮴 농도는 고등 학교 졸업 미만에서 1.63 μg/g Cr, 고등학교 졸업 1.52 μg/g Cr, 대학 졸업 이상에서 1.46 μg/g Cr으로 나 타나 교육 수준이 낮을수록 체내 카드뮴 농도가 높은 경향을 보여 본 연구와 유사한 결과를 보였다. 주로 섭취하는 음식 형태에 따라서는 육류나 생선에 비해 채식을 주로 섭취할 때 농도가 높았다. Kim et al. (2010) 의 연구에서도 요중 카드뮴 농도는 채식을 주로 선호 할 때 노출지역 2.47 μg/g Cr, 대조지역 1.95 μg/g Cr으 로 육류 및 채식을 함께 선호하는 경우에 비해 높게 나타났다. 이러한 결과는 체내 카드뮴 농도는 육류나 생선에 비해 채식과 관련이 있을 것으로 생각되어, 향 후 이에 대한 체계적인 조사가 이루어질 필요가 있을 것으로 사료된다. 현 거주지에서 25년 이상 거주한 경 우 요중 카드뮴 농도가 노출지역과 대조지역 모두에 서 높게 나타났다. 요중 카드뮴은 거주지 위치와 관 계없이 여수 지역에서 장기간 거주한 주민들의 농도 가 높게 나타나, 거주지역의 환경 중 농도 및 세부적 인 생활습관, 식습관과 같은 요인과의 연계를 통해 종 합적으로 검토해볼 필요가 있을 것으로 생각된다.

3.3.2 요중 수은

설문조사를 통해 도출한 대상자들의 특성에 따른 요중 수은 농도를 Table 4와 Fig 2에 나타내었다. 요중 수은 농도는 노출지역과 대조지역에서 대체로 1, 2단 계 모두 여성에서 농도가 높은 경향을 보였으며, 각 연도별로도 여성이 남성에 비해 요중 수은 농도가 높 은 경향이 나타났다. 스페인 성인 170명을 대상으로 한 Castaño et al. (2012) 연구에서도 요중 수은 농도는 여성이 1.31 μg/g Cr으로 남성 1.00 μg/g Cr에 비해 높 게 나타나 본 연구와 유사한 결과가 나타났다. 주로 섭취하는 음식 형태가 생선인 경우 노출지역과 대조 지역 모두 채식이나 육류를 주로 섭취할 때에 비해 농 도가 높은 경향을 보였다. Kim et al. (2015)의 연구에 서도 주로 섭취하는 음식 형태가 채소인 경우 요중 수 은 농도는 1.49 μg/g Cr, 육류인 경우 1.42 μg/g Cr에 비 해 생선을 주로 섭취할 때는 1.55 μg/g Cr으로 나타났 다. 이는 환경 중에 존재하며 순환되던 수은이 물에 녹아 먹이사슬을 통해 생선에 축적되어 노출되었을 가능성이 있는 것으로 판단된다(Kim et al., 2013). 요 중 수은 농도는 노출지역과 대조지역 모두 1, 2단계에 서 25년 이상 장기간 거주하는 경우 25년 미만 거주한 그룹에 비해 높게 나타났다. Kim et al. (2011) 연구에 서도 폐금속 광산 인근 지역에서 50년 이상 거주한 주 민들의 체내 수은 농도가 3.79 mg/L로 20-49년 3.27 mg/L, 20년 미만 3.10 mg/L에 비해 높게 나타났다. 수 은에 노출될 경우 뇌, 신장, 폐 등에 영향을 미칠 수 있 어(Martin and Griswold, 2009), 산업단지나 폐금속 광 산과 같이 환경오염에 취약한 지역의 장기간 거주하 는 주민들의 수은 노출을 저감시킬 수 있는 방안 마 련이 필요할 것으로 보인다.

3.3.3. 혈중 납

설문조사를 통해 도출한 대상자들의 특성에 따른 혈중 납 농도를 Table 5와 Fig 3에 나타내었다. 혈중 납 농도는 두 지역에서 1, 2단계 모두 여성에 비해 남성 에서 높게 나타났으며, 각 연도별로도 여성에 비해 남 성에서 높은 경향을 보였다. 이는 Yoo (2014)의 연구 에서 혈중 납 농도는 남성이 2.94 μg/dL로 여성 2.03 μg/ dL에 비해 높게 나타난 결과와 일치하였다. 연령은 대 체로 65세 미만에서 혈중 납 농도가 높게 나타났다. 이 는 반감기가 긴 혈중 납의 경우 연령이 증가함에 따 라 체내 분포 양상도 증가하다가 약 50~60세 이후에 는 감소되는 것으로 알려진 것과 관련이 있는 것으로 판단된다(Park et al., 2006). 혈중 납은 채소나 육류를 주로 섭취하는 사람들에 비해 생선을 주로 섭취하는 그룹에서 농도가 높은 경향인 나타났다. Kim et al. (2011)의 연구에서 혈중 납과 어패류에서 일관성 있 는 결과를 보이지 않아 혈중 납과 어패류 종류 및 섭 취 빈도는 관련성이 적은 것으로 사료하여 본 연구결 과와는 다른 경향을 보였다. 본 연구대상지역인 여수 는 바다에 인접한 지역적 특성이 있으며, 이들이 섭 취하는 생선의 유통 경로, 섭취 빈도 등도 고려하여 평가할 필요가 있을 것으로 생각된다. 흡연 여부에 따 른 경우 노출지역과 대조지역 모두 1, 2단계에서 현재 흡연하는 그룹에서 농도가 높게 나타났으며, 연도별 로 살펴보았을 때에도 노출지역과 대조지역 모두 현 재 흡연하는 그룹에서 혈중 납 농도가 높게 나타났다. 폐금속 광산 인근 지역 주민들을 대상으로 한 Jang et al. (2011)의 연구에서도 혈중 납 농도가 비흡연 그룹 에서 3.27 μg/dL에 비해 흡연자 그룹에서 3.68 μg/dL로 나타나 본 연구결과와 유사하였다.

3.4 다중회귀분석

요중 카드뮴 농도에 영향을 미치는 요인은 노출지 역과 대조지역에서 1, 2단계 공통적으로 남성보다 여 성일 경우 농도가 높았으며(p<0.05), 교육 수준이 중 학교 졸업 이하인 그룹, 주로 섭취하는 음식 형태가 채소인 경우, 현 거주지에서 25년 이상 거주한 경우도 통계적으로 유의하지는 않았으나 요중 카드뮴 농도 증가에 영향을 미칠 가능성이 있는 것으로 나타났다.

요중 수은 농도는 노출지역과 대조지역 모두 1, 2단 계에서 공통적으로 현 거주지에서 25년 이상 거주한 경우 농도가 높았다(p<0.05). 통계적으로 유의하지는 않았으나 연령도 요중 수은 농도의 영향을 줄 가능성 이 있는 요인으로 나타났다.

혈중 납 농도는 노출지역과 대조지역 모두 1, 2단계 에서 공통적으로 여성에 비해 남성일 경우 높았으며 (p<0.001), 지역 및 단계별로 통계적 유의성에는 차이 가 있으나 연령, 주로 섭취하는 음식 형태가 혈중 납 농도에 영향을 미칠 가능성이 있는 것으로 보인다.

본 결과를 통해 각 단계별 지역에 따른 생체 내 중 금속 농도에 대한 영향 요인을 파악할 수 있었으나, 조사 시기 별로 대상자들이 동일하지 않은 점을 고려 하였을 때 조사기간 동안 영향 요인이 변하였다고 판 단하기에는 어려울 것으로 생각되며, 앞으로도 인체 중금속에 영향을 미칠 수 있는 다양한 요인들에 대한 지속적인 파악이 필요할 것으로 생각된다.

4. 결 론

본 연구는 2007년부터 2010년(1단계), 2012년부터 2015년(2단계)까지 전라남도 여수 지역주민 총 2,446 명(1단계 960명, 2단계 1,486명)을 대상으로 거주하는 위치에 따라 노출지역과 대조지역으로 분류하여 생 체 내 중금속 농도 수준, 설문조사와 연계하여 노출 특성 및 조사기간 동안 농도 변화를 파악하고자 하였 으며 다음과 같은 결론을 얻었다.

대상자들은 1, 2단계 모두 여성이 많았으며, 1단계 에서는 65세 미만인 대상자들이 많았고, 2단계에서는 65세 이상인 대상자들이 많은 분포를 보였다. 1, 2단 계 모두 채식을 주로 섭취하는 사람들이 많았으며, 채 식을 주로 섭취하는 사람들이 1단계에 비해 2단계에 서 증가하였으나, 육류나 생선을 주로 섭취하는 사람 들은 감소하였다.

1단계 노출지역에서 요중 카드뮴 농도는 1.03 μg/g Cr, 요중 수은은 1.00 μg/g Cr, 혈중 납은 2.23 μg/dL 이 었으며, 대조지역 요중 카드뮴 농도는 1.68 μg/g Cr, 요 중 수은은 0.92 μg/g Cr, 혈중 납은 2.56 μg/dL로 나타 났다. 2단계 노출지역에서 요중 카드뮴 농도는 0.91 μg/ g Cr, 요중 수은은 0.42 μg/g Cr, 혈중 납은 1.82 μg/dL 이었으며, 대조지역에서 요중 카드뮴 농도는 0.78 μg/ g Cr, 요중 수은은 0.43 μg/g Cr, 혈중 납은 1.93 μg/dL로 나타났다. 요중 카드뮴과 수은의 경우 1단계에 비해 2단계에서 농도가 감소 추세를 보였다.

요중 카드뮴은 여성, 연령이 많을수록, 교육 수준이 낮을수록, 채식을 주로 섭취할수록, 현 지역에 25년 이 상 거주할수록 농도가 높았으며, 요중 수은은 여성, 교 육 수준이 낮을수록, 주로 생선을 섭취, 현 지역에 25 년 이상 거주할수록 농도가 높았으며, 혈중 납은 남 성, 연령이 낮을수록, 생선을 주로 섭취, 현재 흡연하 는 경우 농도가 높게 나타났다.

생체 내 중금속 농도에 영향 요인을 파악하기 위하 여 다중회귀분석을 수행한 결과, 단계 및 지역별로 차 이는 있었으나 요중 카드뮴은 성별(p<0.05), 교육 수 준, 주로 섭취하는 음식 형태, 거주기간, 요중 수은은 연령, 거주기간(p<0.05), 혈중 납은 성별(p<0.001), 연 령이 영향을 줄 가능성이 있는 것으로 조사되었다.

본 연구결과는 대상자들이 조사 시점별로 동일하 지 않아 단면조사 방식으로 수행되어 인과관계를 파 악하기에는 제한점이 있으나, 환경오염 취약지역에 거주하는 주민들을 대상으로 장기간 수행된 연구 자 료를 활용하여 생체 내 중금속 노출 수준 및 특성을 파악하고 조사기간 동안의 농도 변화를 확인함으로 서, 향후 취약지역에 환경보건학적 예방대책을 수립 하는데 기초자료로 활용 가능할 것으로 생각된다.