다양한 피부흡수율 default에 따른 농약살포 노출량 산출 및 농작업자 위해성 평가

한국과 EU의 농약 노출량 산출 시 피부흡수율 적용 지침 조사

농약 살포 시 노출되는 농약 노출량 산출을 위해 적용하는 피부흡수율에 대해 한국과 EU의 지침(EFSA, 2012)을 조사하였다. 농촌진흥청 고시 농약 및 원제의 등록기준 12-1-18. 농약 살포자 노출량 측정시험(RDA, 2017d)과 EU의 피부흡수율 지침(EFSA, 2012)을 검토하여 피부흡수율 default와 결정 방법을 조사하였다.

농약 품목의 유효성분 함량, 적용 작물, 제품사용량 조사

농약정보서비스(http://pis.rda.go.kr) 웹사이트에서 제공하는 등록된 농약 및 등록 신청한 농약 중 131품목에 대하여 유효성분의 함량, 적용 작물을 조사하였으며 희석배수를 이용하여 제품사용량을 계산하였다.

농약 유효성분의 물리적 특성 및 분자량 조사

농약 131품목에 대하여 각 농약 유효성분의 옥탄올/물 분배계수(LogP_ow)와 분자량(MW, molecular weight)을 Pesticide manual (Macbean, 2012)과 국립농업과학원 농약안전성평가시스템(National Institute of Agricultural Sciences, 2017)에서 조사하였다.

농약 품목의 피부흡수율 default 수치 분류 및 경구 흡수율 조사

농약 131품목에 대하여 한국과 EU의 지침에 따라 피부흡수율 default를 분류하였다. 1단계로 농약 유효성분의 물리적 특성과 분자량을 고려하여 피부흡수율 default를 분류하였다. 2단계로 유효성분의 함량을 고려하여 피부흡수율 default를 분류하였다. 피부흡수율 default 보다 경구흡수율이 낮은 경우 경구흡수율을 적용하기 위하여 농약 유효성분의 경구흡수율을 조사하였다. 경구흡수율은 농촌진흥청 고시 농약 및 원제의 등록기준 중 4-2-9-3 농작업자노출허용량 설정(RDA, 2017a) 고시 신설 시 설정한 수치에 대하여 조사하였다.

다양한 피부흡수율 default에 따른 농약살포 시 노출량 산출

농약 131품목, 223건에 대하여 한국의 농작업자 노출량 예측 프로그램인 Ko-POEM을 이용하여 농약살포 시 노출량을 산출하였다. 각 품목에서 적용 작물에 따라 제품사용량과 살포물량이 다른 경우 농약 노출량을 따로 산출하였으며 이를 건수로 측정하였다. 이에 따라 품목 수보다 노출량 산출 건수가 더 많이 측정되었다. 또한 Ko-POEM에서 개인보호장비 유무에 따라 노출량을 각각 산출하였으며 이는 건수에 포함하지 않았다. 개인보호장비를 착용하지 않은 경우에서는 조제 시와 살포 시 장갑착용 옵션을 선택하여 노출량을 산출하였다. Speed sprayer를 사용하는 과수(RDA, 2017c)에서 개인보호장비 옵션이 장갑만 있는 경우 개인보호장비 미착용 시와 착용 시의 노출량이 동일하여 개인보호 착용 시 노출량을 산출하지 않았다. 노출량 산출 시 한국과 EU의 지침에 따라 분류한 피부흡수율 default를 적용하여 결과를 산출하였다. 농작업자위해성이 높은 경우 중 AOEL 설정 시 적용한 경구흡수율이 피부흡수율보다 낮은 경우 경구흡수율을 적용하였다. 경구흡수율이 설정되지 않아 가장 낮은 수치로 10%를 사용한 경우는 적용하지 않았으며 경구 흡수율이 없는 것으로 표시하였다. 개인보호 장비 미착용 시 농작업자위해성이 낮게 나온 경우에는 개인보호 장비 착용에 대한 농약 노출량을 산출하지 않았고 위해성이 높은 경우에만 개인보호 장비 착용 시 농약 노출량을 산출하였다.

Ko-POEM 산출 농약노출량과 AOEL을 비교한 농작업자 위해성 평가

농약 유효성분의 특성과 함량, 희석배수에 따라 분류한 피부흡수율 default를 이용하여 농약살포 시 노출량을 산출한 후 이를 농작업자노출허용량(RDA, 2017a)과 비교하여 독성노출비(TER, Toxicity Exposure ratio)를 계산하였으며 농촌진흥청 고시「농약 및 원제의 등록기준」중「농약살포자 위해성 평가기준」(RDA, 2017b)에 따라 판정하였다. 독성노출비가 1 이하인 경우 위해성이 높은 것으로 판정하였다. 개인보호장비 미착용 시 농작업자위해성이 낮게 나온 경우 개인보호장비 착용에 대한 농작업자위해성 평가를 실시하지 않고 위해성이 낮은 것으로 판단하였다. 개인보호장비 착용 시 위해성이 높은 건수는 미착용 시와 착용 시의 평가를 함께 고려하여 두 경우 모두 위해성이 높은 경우에만 위해성이 높은 것으로 판단하였다.

한국과 EU의 농약 노출량 산출 시 피부흡수율 default 적용 지침 조사

한국의 피부흡수율 default 적용 지침을 조사한 결과, 농약살포자노출량측정시험에 대한 농촌진흥청 고시(RDA, 2017d)에서는 제제형태, 농약 노출 시기에 따라 피부흡수율 default가 다르게 설정되어 있었다. 고상의 경우, 조제 시에는 피부흡수율 default가 1%, 살포 시에는 10%였고 액상의 경우, 조제 시에는 5%, 살포 시에는 10%였다. Ko-POEM에서는 이와 다르게 제제형태, 농약 노출 시기와 상관없이 피부흡수율 default가 10%로 동일하게 적용되고 있어 농촌진흥청 고시와 Ko-POEM의 피부흡수율 default에 차이가 있었다. 농촌진흥청에서 농약살포자 노출량 예측모델로 사용하는 Ko-POEM은 한국인 체적 등을 고려하여 변형된 UKPOEM(Hong et al., 2013)이므로 UK-POEM과 Ko-POEM을 비교하여 조사한 결과, 피부흡수율 default를 적용하는 경우 조제와 살포, 제제형태와 상관없이 동일하게 피부흡수율이 적용되었다. 또한 농촌진흥청 고시에서 조제 시 제형에 따라 다르게 적용한 피부흡수율 수치는 피부에 도달하는 비율(transmission to skin)과 동일한 것으로 나타났다. 따라서 이는 Ko-POEM의 오류가 아닌 피부에 도달하는 비율을 피부흡수율로 잘못 적용하여 고시된 것으로 사료되었으며 이를 통일시키기 위해서는 고시개정이 필요하다고 판단하였다.

EU의 피부흡수율 지침(EFSA, 2012)을 조사한 결과, 1단계 피부흡수율 default 분류를 위하여 유효성분의 물리적 특성으로 logP_ow와 분자량을 고려하였다(Fig. 1). logP_ow가 <-1 또는 >4이고 분자량이 500 이상인 경우, 즉 물리적 특성의 두 가지 조건을 모두 만족하는 경우에 피부흡수율 default 10%를 적용하였다. 2단계 피부흡수율 default 설정에서는 유효성분 함량에 따라 분류하였는데 유효성분 함량이 5% 초과인 경우 피부흡수율 default를 25%로 설정하고 유효성분이 5% 이하인 경우 75%로 분류하였다. 이러한 default 설정의 근거로서 EU 지침에서는 농약 제품에 대한 사용가능한 자료를 검토한 결과 유효성분 함량이 4% 미만인 제품들에서 피부흡수율이 27% 초과로 나타났다고 보고하였다(EFSA, 2012).

Fig. 1.

Procedures to follow when there are no dermal absorption data on the actual formulation under evaluation (EFSA, 2012).

EU 지침에서는 조제와 살포 시의 피부흡수율 default를 구분하여 제시하지 않았으나 희석 용액에서는 피부흡수율 default를 75% 이하로 설정하지 않도록 제시하고 있어 본 연구에서 농약의 유효성분이 희석되었을 때 유효성분의 함량을 계산하여 살포 시의 피부흡수율 default를 설정하였다 (Fig. 1). 희석 용액에 대하여 피부흡수율 default 75% 이하로 설정하지 않도록 제시한 EU 지침의 근거를 본 연구에서는 다음과 같이 해석하였다. 희석 살포하는 경우 일반적인 희석배율은 100배 이상이므로 농약품목 중 원액의 유효성분이 최대 100%이더라도 100배로 희석한 희석액의 유효성분 함량은 1%이므로 살포 시 희석용액의 유효성분 함량은 일반적으로 1% 이하가 된다. 따라서 살포 시의 유효성분 함량은 5% 이하에 해당하므로 EU 지침에 따라 피부흡수율 default는 75%를 적용해야 한다고 판단하였다. 이러한 피부흡수율 default를 적용하여 산출한 노출량이 AOEL을 초과하는 경우 위해성이 높다고 판정하는데 이 때 EU 지침에서는 AOEL 설정 시 사용한 경구흡수율이 default보다 작다면 대체하여 사용할 수 있다고 제시하였다. 이는 AOEL 설정시 사용하는 경구흡수율은 동물체내대사시험성적을 통해 얻어지는 수치로서 피부흡수율 시험성적이 없는 경우 체내흡수율을 확인할 수 있는 대체 수치이기 때문인 것으로 사료되었다.

농약 품목의 유효성분 함량, 적용 작물, 제품사용량 조사

농약살포 시 노출량 산출 및 농작업자위해성평가를 위해 농약 131품목에 대하여 함유된 유효성분의 함량과 적용 작물, 제품사용량을 조사하였다(Table 1). 적용 작물은 제품사용량과 살포물량이 많은 작물 위주로 조사하였다. 살포물량은 농촌진흥청 고시(RDA, 2017b)에 따라 작물별로 적용하였다. 조사한 결과는 Table 1에 제시하였다. 조사한 농약 131품목 중 살균제가 65품목이었고 살충제가 64품목, 제초제가 2품목으로 주로 살충 및 살균제가 많았다.

Table 1.

Information of plant protection products and selection of dermal absorption default by physical characteristic and content of a.s. for estimation of exposure dose in mixing/loading and application

농약 유효성분의 LogP_ow 및 분자량 조사

EU 피부흡수율 지침에 따라 1단계 피부흡수율 default 분류를 위해 농약 131종에 함유된 유효성분의 logP_ow 및 분자량을 조사하였다. 농약 131품목에 함유된 유효성분은 총 101종이었다. 이중 logP_ow가 <-1 또는 >4에 해당하는 경우는 50종이었고 분자량이 >500인 경우는 15종이었으며 두 기준을 모두 충족하는 경우의 유효성분은 14종이었다. 이는 총 유효성분 중 14%를 차지하여 유효성분의 물리적 특성에 따라 가장 낮은 피부흡수율 default 10%로 분류되는 경우가 적은 것을 확인할 수 있었다.

유효성분의 물리적 특성 및 함량에 따른 피부흡수율 default 분류

유효성분을 함량에 따라 구분한 결과 총 169종이었다(Table 1). logP_ow가 <-1 또는 >4이고 분자량이 >500인 유효성분 14종에 대해 함량이 다른 경우를 모두 포함하면 22종이었으며 이에 대해 조제 및 살포시 모두 피부흡수율 default 10%를 적용하였다(Table 1). 169종 중 나머지 148종에 대하여 피부흡수율 default를 분류 한 결과, 함량이 5% 초과인 유효성분을 함유하여 그 유효성분에 대해 조제 시 피부흡수율 default 25%를 적용하고 살포 시 75%를 적용한 함량 포함 유효성분은 109종이었다(Table 1). 함량이 5% 이하인 유효성분을 함유하여 그 유효성분에 대해 조제 및 살포 시 모두 피부흡수율 default 75%를 적용한 함량 포함 유효성분은 38종이었다(Table 1). 피부흡수율 default가 10%로 분류되는 경우는 전체의 14%였으며 한국의 기준과 비교하여 가장 낮은 피부흡수율 default를 적용하는 경우가 7배 감소하였다. 유효성분 101종에 대한 경구흡수율을 조사한 결과, AOEL 설정 시 적용한 경구흡수율이 피부흡수율보다 낮은 성분은 42종이었으며 경구흡수율이 없는 유효성분은 9종이었다.

다양한 피부흡수율 default에 따른 농약살포 시 노출량 산출

농약 131 품목에서 적용 작물별로 분류한 223 건에 대하여 한국의 농작업자 노출량 예측 프로그램인 Ko-POEM을 이용하여 Ko-POEM에서 개인보호장비 유무에 따라 따로 노출량을 산출한 결과를 Table 2에 제시하였다. 노출량 산출 시 한국과 EU의 지침에 따라 분류한 피부흡수율 default를 적용하여 결과를 산출하였다. AOEL 설정 시 적용한 경구흡수율이 피부흡수율보다 낮은 경우 경구흡수율을 적용하였고, 경구흡수율이 설정되지 않아 가장 낮은 수치로 10%를 사용한 경우는 적용하지 않았으며 경구흡수율이 없는 것으로 표시하였다(Table 2).

Table 2.

Occupational risk assessment with/without personal protection equipment by different criteria of dermal absorption between Korea and EU

농약노출량과 AOEL을 비교한 농작업자 위해성 평가

국내 등록 131품목의 적용 작물에 대해 한국과 EU의 피부흡수율 default 기준을 각각 적용하여 산출한 농약 노출량과 한국의 AOEL (RDA, 2017a)과 비교하여 농작업자 위해성 평가를 총 223건 실시한 결과(Table 2), 한국 기준인 단일 피부흡수율 default 10%를 적용하였을 때 개인보호장비 미착용 시 위해성이 높은 경우가 75건이었고 모든 개인보호장비 착용 시 위해성이 높은 경우는 43건이었다. EU의 피부흡수율 default 기준을 적용하였을 때 개인보호장비 미착용 시 위해성이 높은 경우가 146건, 모든 개인보호장비 착용 시 위해성이 높은 경우는 121건이었다. EU의 피부흡수율 default를 적용하였을 때 모든 개인보호장비 착용 시 위해성이 높았던 121건 중 AOEL 설정 시 적용한 경구흡수율이 피부흡수율보다 낮아 경구흡수율을 적용하여 평가한 건수는 103건이었다. 경구흡수율을 적용하여 노출량을 산출한 후 농작업자 위해성 평가를 실시한 결과, 103건 중 위해성이 낮은 경우가 14건이었고 위해성이 높은 경우는 89건이었다. 모든 요인을 적용하여 평가를 수행한 결과, 223건 중 위해성이 높은 경우는 최종 107건이었다. 개인보호 미착용 시와 착용 시 위해성 평가 결과에서는 한국 기준보다 EU 기준에서 위해성이 높은 건수가 각각 95%, 181% 증가하였다. 경구흡수율을 피부흡수율 대신 적용하였을 경우 한국 기준보다 EU 기준에서 위해성이 높은 건수가 149% 증가하였는데 피부흡수율만 적용한 경우에 비해 위해성이 높은 건수가 12% 감소하였다. 따라서 EU의 피부흡수율 default 기준을 적용할 경우 2단계 위해성 평가에서 위해성이 높은 건수가 약 2.5배 증가함을 확인하였다. 2단계 위해성 평가에서 위해성이 높은 경우, 야외시험으로 농약살포자 노출량측정시험을 제출해야 하고(RDA, 2017b) 이를 제출하지 않은 경우 적용 작물 삭제 또는 품목 등록이 취소된다. 이에 따라 농약살포자 노출량 측정시험 요구가 2.5배 증가하거나 시중에 유통되어 사용하는 농약 중 사용 금지되는 경우가 최대 2.5배 증가할 수 있다. 이러한 결과를 고려하였을 때 EU 지침을 그대로 국내에 적용할 경우 농산물 재배와 산업계에 애로사항이 발생할 수 있으므로 국내 현실에 맞는 피부흡수율 default 설정 방안을 모색할 필요가 있다고 사료되었다.