Editorial Board

SS기 사용에 따른 보호장비 착용 수준의 총 농약 노출량의 변화를 Fig. 1에 나타내었으며, 고체 제형 중 WG or SG 및 WP or SP를, 액체 제형 중 water base와 organic base로 구분하였다(보호장비에 대한 코드는 Table 1 참조).

Fig. 1. 
Changes of pesticide exposure to agricultural workers according to the level of wearing personal protective equipment (PPE) when using speed sprayer.

PPE conditions are coded, applying the setting conditions according to the mixing and application steps in Table 1.

고체 제형 중 WG or SG 제형에 대해 SS기를 이용하여 농약의 조제 및 살포를 하는 농작업자의 총 노출량을 살펴보면, 조제 단계의 보호장비 미착용군(I-1)의 총 노출량이 0.021 mg/kg bw/day이었으며 장갑 착용군(II-1)에서 0.016 mg/kg bw/day로 I군에 비해 22.9% 감소하였으며, 장갑과 호흡보호장비를 동시에 착용하는 군(III-1, IV-1)은 총 노출량이 모두 0.014 mg/kg bw/day로 II-1군에 비해 8.8~9.3%의 저감이 있었다. 한편, 호흡보호장비만 착용하는 군(V-1, VI-1)의 총 노출량은 0.19 mg/kg bw/day로 I군에 비해 감소폭이 10.0% 미만으로 나타남에 따라, 조제 단계에서 노출량 저감에 영향을 주는 보호장비의 영향은 장갑이 가장 크며 다음이 호흡보호장비였으며, 저감이 가장 큰 보호장비의 착용 조건은 ‘장갑과 호흡보호장비’ >장갑 >호흡보호장비 순이었다.

고체 제형 중 WP or SP 제형에 대해 SS기를 이용하는 경우(Fig. 1) 농작업자의 총 노출량이 조제 단계에서 보호장비를 미착용하는 군(I-1)에서 0.031 mg/kg bw/day로 WG or SG 제형에 비해 1.5배 높았으며, 장갑 착용군(II-1)에서 0.019 mg/kg bw/day로 I군에 비해 36.6% 감소하였고 장갑과 호흡보호장비를 동시에 착용하는 군(III-1, IV-1)은 모두 0.014 mg/kg bw/day로 II-1군에 비해 16.1~17%가 저감되어 이 또한 WG or SG 제형에 비해 저감효과가 1.7배 높게 나타났다. 한편, 호흡보호장비만 단독으로 착용하는 군(V-1, VI-1)의 총 노출량은 0.25~0.26 mg/kg bw/day로 I군에 비해 감소폭이 17.0% 수준으로 나타나 WG or SG 제형에 비해 저감영향이 1.8배 높게 나타나는 것을 확인하였다. 조제 단계에서 노출량 저감에 영향을 주는 보호장비의 영향은 WG or SG와 동일하였다.

액체 제형에 대해서, SS기를 이용하여 SC와 같은 water base 제형과 EC 같은 organic base 제형을 처리하는 경우 총 노출량의 변화에서 유사한 경향이 나타났는데(Fig. 1), 조제 및 살포 모든 단계에서 보호장비를 미착용한 경우(I-1군)의 총 노출량이 0.047 mg/kg bw/day이었으며 조제 단계에서 장갑을 착용한 경우(II-1)의 총 노출량은 0.015~0.017 mg/kg bw/day로 I-1군에 비해 63.6~67.2%로 저감 영향이 매우 컸다. 또한, 살포 단계에서 보호장비를 착용한 경우(I-2군)의 총 노출량은 0.043 mg/kg bw/day로 감소폭이 8.5%에 그쳤으나, 조제 단계와 살포 단계 모두에서 장갑을 착용한 경우(II군-2) 총 노출량이 0.011~0.013 mg/kg bw/day로 저감 폭이 23.3~25.9%였으며, 이를 조제 및 살포에 보호장비를 착용하지 않은 군(I-1군)과 비교하면 72.1~75.7%로 가장 큰 저감 영향을 보였다. 이상의 총 노출량에 대한 결과에 대해 조제 및 살포 단계로 세분화하여 보호장비 착용의 영향을 살펴볼 필요가 있었다.

고체 제형 중 WG or SG 제형의 조제 및 살포 단계의 노출량은 0.007 mg/kg bw/day 및 0.014 mg/kg bw/day로 1:2의 비율로 살포 단계를 통한 노출이 높게 나타났다(Fig. 1). 다른 고체 제형의 분류인 WP or SP 제형의 경우 조제 단계의 노출량은 0.017 mg/kg bw/day 이며 살포 단계의 노출량은 SS기에서 동일하게 0.014 mg/kg bw/day로 조제 및 살포단계의 노출 비율이 1.2:1로 조제 단계의 노출이 높았다(Fig. 1).

액체 제형의 조제 및 살포 단계의 노출량은 0.033 mg/kg bw/day 및 0.014 mg/kg bw/day로 2.4:1.0의 비율로 조제 단계를 통한 노출이 2.4배 높게 나타났다(Fig. 1).

작업단계별로 노출 경로를 다시 세분화 하면, WG or SG 제형의 조제 단계의 보호장비 미착용군의 노출량은 0.007 mg/kg bw/day로 피부를 통한 노출이 0.005 mg/kg bw/day, 호흡을 통한 노출이 0.002 mg/kg bw/day로 조제 단계의 피부와 호흡 경로를 통한 노출이 70.3:29.7의 비율로 조제의 비율이 2.3배 높았다(Fig. 1).

반면, 동일 제형에 대해 조제 단계에서 장갑을 착용하는 경우 노출량이 0.002 mg/kg bw/day이었으며 장갑과 호흡보호장비를 동시에 착용하는 경우 zero에 가깝게 나타났으나 호흡보호장비(FFP2, FFP3)만 하는 경우 0.005 mg/kg bw/day로 노출됨에 따라 장갑과 호흡보호장비를 동시에 착용할 때 조제 단계의 노출량이 가장 낮은 것을 알 수 있었다(Fig. 1). 조제 단계의 보호장비 착용에 따른 피부와 호흡 경로의 노출 비율도 장갑 착용시 2.3:97.7, 호흡보호장비만 착용 시평균 96.9:3.1로 노출량이 감소하는 중에도 보호장비 착용부위의 노출이 중점적으로 저감되는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 1).

WP or SP 제형에 대해서 조제 단계의 보호장비 미착용군의 노출량인 0.017 mg/kg bw/day 중 피부를 통한 노출이 0.011 mg/kg bw/day, 호흡을 통한 노출이 0.005 mg/kg bw/day로 조제 단계의 피부와 호흡 경로를 통한 노출이 67.4:32.6의 비율을 나타내었다. 반면, 동일 제형에 대해 조제 단계에서 장갑을 착용하는 경우 노출량이 0.006 mg/kg bw/day이었으며 장갑과 호흡보호장비를 동시에 착용하는 경우 0~0.001 mg/kg bw/day, 호흡보호장비(FFP2, FFP3)만 하는 경우 0.012 mg/kg bw/day로 노출됨에 따라 장갑과 호흡보호장비를 동시에 착용할 때 조제 단계의 노출량이 가장 낮은 것도 WG or SG 제형의 경향과 동일하였다. 조제 단계의 보호장비 착용에 따른 피부와 호흡 경로의 노출 비율도 장갑 착용시 2.0:98.0, 호흡보호장비만 착용 시 평균 96.5:3.5로 나타나 노출량이 감소하는 중에도 보호장비 착용 부위의 노출이 중점적으로 저감되어 WG or SG 제형과 동일한 경향을 확인하였다(Fig. 1).

액체 제형의 경우 조제 단계에서 호흡 경로를 통한 노출은 없다고 판단하고 모든 노출의 피부를 통한 노출로만 산정하므로, 보호장비 착용에 따른 노출경로의 비율 산정을 시행하지 않았다. 조제 단계에서 장갑을 착용한 경우 피부를 통한 노출량은 0.002~0.003 mg/kg bw/day로 보호장비 미착용군에 비해 90.9~93.9%로 저감영향이 매우 크게 나타났다(Fig. 1). 선행연구 (Choi et al., 2014; Lee et al., 2016)에서 조제 단계에서 피부 노출은 주로 손에서 일어난다고 보고되고 있어, 장갑의 착용이 직접적으로 조제 중 손을 통한 피부 노출을 감소시키는 효과가 있을 것으로 예상할 수 있었고, 본 연구에서도 이런 효과를 대해 확인하였다. 하지만 조제 단계는 아직 살포 전이기 때문에, 작물의 특성에 영향이 아닌 작업 환경에 큰 영향을 받는다는 선행연구(Choi et al., 2014) 결과에 근거해서, 실제 농업환경 중 조제 단계의 작업 환경에 대한 영향이 큰 변수로 작용할 수 있음을 감안해야 할 것이다.

살포 단계의 노출량은 농약 제형에 상관없이 노출량이 동일하며 보호장비 착용에 따른 저감영향도 동일하였다(Fig. 1). 이는 선행연구에서 농약의 살포 단계에서 전반적으로 피부 노출은 농약 제형에 큰 영향을 받지 않으며(Martinez et al., 2002), 농약을 물에 조제할 경우, 살포 단계에서 농작업자의 노출 양상은 비슷할 것이라고 판단한 결과(Hong et al., 2012)와 유사하였다.

보호장비의 영향을 살펴보면, 살포 단계 중 보호장비 미착용군의 노출량은 0.014 mg/kg bw/day로 피부 및 호흡을 통한 노출량이 각각 0.013 mg/kg bw/day 및 zero 수준으로 피부:호흡의 노출 비율이 97.6:2.4로 나타나 살포단계에서 보호장비를 미착용할 경우 대부분 피부를 통해 노출되는 것을 알 수 있었다(Fig. 1).

반면, 살포단계에서 장갑을 착용한 군은 노출량이 0.010 mg/kg bw/day으로 대부분 피부를 통해 노출되었고 장갑 착용으로 인해 농약의 피부 노출이 크게 감소하지는 않는 것으로 나타났다(Fig. 1). 살포 단계에서 피부 노출이 가장 많이 일어나는 부위는 장갑과 몸통 부분으로 알려져 있어 본 연구에서 이론적 노출량 산출을 위해 사용한 KoPOEM 노출경로의 결과와 유사한 경향을 보였다(Kim et al., 2012a; Choi et al., 2014; Lee et al., 2016).

다만, SS기 사용에 있어서 살포단계에서 호흡보호장비의 설정이 불가능하여 농업현장에서 농약을 사용할 때 사용하는 마스크 등의 보호구에 대한 저감효과를 살펴보지 못하는 제한점이 있었다. 향후 이는 KoPOEM의 기능 보완을 통해 개선되어야 할 필요가 있다.

MS기 사용에 따른 보호장비 착용 수준의 총 노출량의 변화를 Fig. 2(상향) 및 Fig. 3(하향)에 나타내었다. 보호장비를 미착용한 군(I-1)이 MS기를 상향으로 고체 제형을 사용하는 경우 총 노출량이 0.060~0.064 mg/kg bw/day으로(Fig. 2) 하향으로 사용하는 경우(0.047~0.050 mg/kg bw/day)에 비해 1.3배 높았으며(Fig. 3), SS기를 사용하는 동일 조건에 비해 총 노출량이 2.1배(WP or SP 제형)~2.9배(WG or SG 제형)에 해당하였다.

Fig. 2. 
Changes of pesticide exposure to agricultural workers according to the level of wearing personal protective equipment (PPE) when using motor sprayer_high target.

PPE conditions are coded, applying the setting conditions according to the mixing and application steps in Table 1.

Fig. 3. 
Changes of pesticide exposure to agricultural workers according to the level of wearing personal protective equipment (PPE) when using motor sprayer_low target.

PPE conditions are coded, applying the setting conditions according to the mixing and application steps in Table 1.

반면, 액체 제형을 사용하는 경우 보호장비를 미착용하고 MS기를 상향으로 사용하면 총 노출량이 0.022 mg/kg bw/day으로(Fig. 2) MS기 하향(0.014 mg/kg bw/day)보다 1.6배 높으나(Fig. 3) SS기(0.047 mg/kg bw/day)에 비해 0.5배 수준으로 낮게 나타났다.

MS기(상향 및 하향)에 대해 WG or SG 제형을 선별하여 총 노출량을 살펴보면(Fig. 2, Fig. 3), 조제 단계의 보호장비 미착용군(I-1)의 총 노출량이 0.047~0.060 mg/kg bw/day이었으며 장갑 착용군(II-1)에서 0.004~0.009 mg/kg bw/day로 I군에 비해 84.9%(상향)~90.8%(하향)의 월등히 높은 저감효과가 있었으며, III-1군(장갑과 호흡보호장비 FFP2)과 IV-1군(장갑과 호흡보호장비 FFP3)은 II-1군에 비해 0.3%의 미미한 효과만 나타났다. 호흡보호장비만 단독으로 착용하는 V-1군(호흡보호장비 FFP2)과 VI-1군(호흡보호장비 FFP3)의 총 노출량도 미착용군에 비해 0.3% 저감만 나타남으로서, 조제 단계에서 노출량 저감을 위해 보호장비로 장갑만착용하여도 그 효과가 매우 높으며, 특히 MS기 상향에 비해 하향으로 사용하는 경우 장갑의 보호장비로서의 효과가 높음을 확인 할 수 있었다.

WP or SP 제형에 대해 MS기를 사용(상향, 하향)하는 경우 조제 단계에서 장갑을 착용한 경우(II-1) 총 노출량이 0.008~0.013 mg/kg bw/day였으나 조제 단계 보호장비 미착용군(I-1)의 0.050~0.064 mg/kg bw/day에 비해 79.1% (상향)~84.2% (하향)로 저감 영향이 매우 높은 것으로 나타났다(Fig. 2, Fig. 3). WP or SP 제형도 WG or SG 제형과 MS기 사용에 있어서 유사한 경향이었으나 조제 단계 장갑의 효과가 월등한 WG or SG 제형에 비해 영향이 적은 수준이었다. 또한, III-1군(장갑과 호흡보호장비 FFP2)과 IV-1군(장갑과 호흡보호장비 FFP3)은 총 노출량은 보호장비 미착용군(I-1)에 85.6%~91.4%의 저감효과가 있었으며, 특히 MS기 상향(85.6~85.9%)에 비해 하향(91.0~91.4%) 사용에서 장갑과 호흡보호장비를 동시에 조제 단계에서 착용하는 효과가 큰 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2, Fig. 3). 또한, 실제 호흡보호장비의 종류는 크게 영향이 없는 것으로 나타나실제 농작업자를 대상으로 하는 교육에서 호흡보호장비의 종류에 상관없이 착용하도록 권장하는 것이 중요하다.

액체 제형을 MS기를 사용하는 경우 총 노출량의 변화를 살펴보면 water base 와 organic base에서 유사한 경향을 보였는데, 조제 단계에서 보호장비 미착용군(I-1)에 비해 장갑착용군(II-1)에서 55.4~69.3%의 저감 영향이 확인되었으며, 특히 MS기 상향(55.4~58.5%)에 비해 하향(65.7~69.3%) 사용에서 저감 영향이 더 크게 나타났다(Fig. 2, Fig. 3). 또한, 살포 단계에서 장갑(I-2군) 및 ‘장갑과 불침투성 전신방제복’ 착용군(I-3)이 미착용군(I-1)에 비해 총 노출량이 각각 8.8~13.9%, 21.2~29.6% 감소하여, 보호장비 착용의 영향은 ‘장갑과 불침투성 전신방제복’ >장갑 순으로 효과가 있었다. 반면, 이러한 경향은 MS기를 하향 사용에 비해 상향 사용에서 효과가 더 큰 것으로 나타남에 따라, MS기 사용 중 고체 제형은 MS기의 하향 사용에서 보호장비의 영향이 크고 액체 제형은 MS기의 상향 사용에서 보호장비의 양향이 큰 것을 확인 할 수 있었다.

고체 제형을 살펴보면, WG or SG 제형의 조제 단계의 노출량은 MS기를 상향 사용시 0.052 mg/kg bw/day(Fig. 2), 하향 사용시 0.043 mg/kg bw/day이며(Fig. 2), 살포 단계는 공통적으로 0.008 mg/kg bw/day으로(Fig. 2, Fig. 3) 조제 및 살포 단계의 비율이 상향 사용시 6.5:1, 하향 사용시 5.4:1의 비율로 조제 단계를 통한 노출이 높게 나타났다.

WP or SP 제형의 조제 단계의 노출량은 MS기 상향 사용시 0.056 mg/kg bw/day(Fig. 2), 하향 사용시 0.047 mg/kg bw/day에 해당하였다(Fig. 3). Fig. 1에서 SS기 사용시 WP or SP 제형에서 조제단계의 노출량이 0.017 mg/kg bw/day로 MS 상향을 사용하는 경우 조제 단계의 노출량이 3.3배, 하향이 2.8배 많았다. 이는 WP와 액제(Soluble Concentrate; SL) 농약의 조제 시 피부 노출은 SS기보다 MS기에서 높은 값을 보인다는(Kim et al., 2012b)의 결과와 유사하였다. 살포단계의 노출량은 MS기 상향과 하향에서 동일하게 0.08 mg/kg bw/day이므로 조제 및 살포 단계의 비율이 상향 사용시 7.0:1, 하향 사용시 5.9:1의 비율로 조제 단계를 통한 노출이 높게 나타났다.

액체 제형은 조제 단계의 노출량이 제형에 상관없이 MS기 상향 사용시 0.013 mg/kg bw/day(Fig. 2), MS기 하향 사용시 0.01 mg/kg bw/day으로(Fig. 3) 조제 및 살포 단계에 대한 비율이 상향 사용시 1.6:1, 하향 사용시 1.3:1로 조제단계의 노출이 높았다.

이상의 결과를 볼 때 MS기를 사용하는 경우 조제 단계가 살포 단계에 비해 노출비율이 높았으며, 고체 제형 중에서는 WP or SP 제형이 WG or SG 제형에 비해 조제 단계의 노출이 더 높았으며, 액체 제형은 water base와 organic base에 의한 노출량의 차이가 없었다.

작업단계별로 노출 경로를 다시 세분화 하면, WG or SG 제형의 조제 단계의 보호장비 미착용군의 노출량은 0.043~0.052 mg/kg bw/day로 피부를 통한 노출이 99.6%에 달하였다. 반면, 동일 제형에 대해 조제 단계에서 장갑을 착용하는 경우 노출량이 0.001 mg/kg bw/day, 장갑과 호흡보호장비를 동시에 착용하는 경우 0~0.001 mg/kg bw/day로 나타났으나 호흡보호장비(FFP2, FFP3)만 하는 경우 보호장비 미착용군과 같은 수준으로 노출됨에 따라 조제 단계의 저감 영향은 장갑이 절대적으로 높은 것을 확인 할 수 있었다(Fig. 2, Fig. 3).

WP or SP 제형에 대해서 조제 단계의 보호장비 미착용군의 노출량인 MS기 상향에서 0.056 mg/kg bw/day, 하향에서 0.047 mg/kg bw/day으로 피부를 통한 노출량은 상향 0.051 mg/kg bw/day, 하향 0.043 mg/kg bw/day으로 공통적으로 조제 단계의 노출량의 91.8%가 피부로, 8.2%가 호흡을 통하여 이루어졌다(Fig. 2, Fig. 3). 조제 단계 중 보호장비 중 장갑을 착용하는 경우 MS기 상향 및 하향에 상관없이 노출량이 90.9% 감소하였으며, 장갑과 호흡보호장비를 동시에 착용하는 경우 98.3~98.7%로 저감효과가 매우 컸다(Fig. 2, Fig. 3). 반면, 호흡보호장비만 단독으로 착용하는 경우는 저감 영향이 7.4~7.8%로 미미하였다(Fig. 2, Fig. 3). 따라서, WP or SP 제형의 조제 단계 보호장비는 장갑을 가장 권장하며, 장갑에 추가로 호흡보호장비를 하는 경우 조제 중 농약 노출의 저감효과가 98% 이상 이루어지는 것을 알 수 있었다.

액체 제형도 조제 단계에서 호흡 노출이 없다고 판단하며, 장갑을 착용함으로서피부를 통한 노출이 water base 및 organic base에 상관없이 90.09(상향)~92.3%(하향)의 저감효과가 매우 크게 나타났다(Fig. 2, Fig. 3).

살포 단계의 노출량은 제형에 의해 상관 없이 MS기의 상향과 하향 사용에 따라 구분할 수 있으며, 살포 단계에서 MS기 상향(Fig. 2)으로 보호장비를 미착용하는 경우 노출량인 0.008 mg/kg bw/day, MS기 하향(Fig. 3)인 경우 0.004 mg/kg bw/day로 피부 및 호흡을 통한 노출이 상향 사용에서 99.2:0.8, 하향 사용에서 98.2:1.8로 대부분 피부를 통해 노출되었다. 살포 단계 중 보호장비로 장갑을 착용하는 경우 노출량에서 32.4~36.1%의 저감이 나타났으며, ‘장갑과 불침투성 전신방제복’을 착용하는 경우 보호장비 미착용군에 비해 77.2~78.4%의 저감 효과가 있었다(Fig. 2, Fig. 3). 따라서, MS기를 사용하는 경우(상향, 하향 모두) 살포단계에서 장갑 착용에서 1/3의 저감 효과가 나타나지만, 장갑과 불침투성 전신방제복을 동시에 착용하는 경우 80%에 가까운 저감 효과가 나타나므로 농업인 대상으로 전신방제복의 착용을 권장할 필요가 있다.

조제 단계에서 피부 노출은 주로 손에서 일어나지만(Choi et al., 2014; Lee et al., 2016), 호흡으로 노출 된 경우는 100% 폐로 흡수되는 것과 달리 피부 노출은 의복을 통해 피부에 닿으면 흡수율에 따라 인체 내부로 침투되는 것이기 때문에 피부 노출을 계산할 때는 의복 투과율과 피부 흡수율을 모두 고려할 필요가 있다고 보고되고 있다(Kim et al., 2011). 본 연구에서 사용된 KoPOEM도 피부 흡수율을 10%로 default로 두고 있으나, 실제 농약에 해당하는 피부 흡수율 자료가 있는 경우 달리 적용 하고 있다.

한편, KoPOEM은 살포 단계의 호흡 노출량 산출에 적용되는 변수는 살포기기를 선택하되 보호장비는 장갑, ‘장갑 및 불침투성 전신방제복’의 2조건만 가능하고 호흡 보호장비가 포함되어 있지 않아 살포단계의 호흡 보호장비에 대한 반영이 불가능하다. 선행연구에서 우리나라 농작업자의 개인보호장비 착용 중 장화, 장갑, 마스크 순이었다고 보고되고 있어(Choi et al., 2018), 실제 농가에서 마스크와 같은 호흡보호장비를 착용하는 조건에 대해 KoPOEM에서의 예측이 어려워 그 영향을 알 수 없는 한계점이 있다. 조제 단계와 살포 단계 모두에서 피부 및 호흡 보호장비를 구분하여 설정 가능한 독일 모델(German model)을 벤치마킹할 필요가 있을 것으로 생각한다.

본 연구는 농작업자의 이론적 농약 노출량을 산정하는 모델인 KoPOEM을 통하여 보호장비의 저감 영향을 살펴보았으며, 앞으로 현장의 농업인을 대상으로 보호장비 착용에 대한 농약노출량 저감 영향을 교육하기 위한 실제적인 자료로 사용될 수 있을 것으로 생각한다. 농작업자의 농약 노출을 줄이기 위해서는 실제 농업환경에서 발생하는 노출 요인에 대한 평가뿐만 아니라 실제 농업인들의 농약 노출 저감을 위한 인식 개선과 교육이 필요한 것으로 보인다. 또한, 앞으로 실제 농업현장에서 보호장비 착용에 대한 저감효과를 확인하고 경제적 측면과 편익, 저감효능까지 고려한 장비착용에 대한 제안을 할 수 있는 현장중심 연구가 필요하다.