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1 발간등록번호 NIER-SP 유해물질노출실태파악을위한 환경매체별모니터링연구 창원대학교

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3 제출문 국립환경과학원장귀하 본보고서를 유해물질노출실태파악을위한환경매체별모니터링연 구 용역의최종보고서로제출합니다 연구기관명창원대학교 연구책임자전준호 연구원박나리 김덕원 최영훈 Sardar Syed Wasim

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5 요약문 Ⅰ. 연구개요 연구과제명 국문유해물질노출실태파악을위한환경매체별모니터링연구 영문 Monitoring of hazardous substances in environmental media 연구기관창원대학교연구책임자 for exposure assessment 소속 성명 연구기간 ~ (8 개월 ) 환경공학과 전준호 연구비 76,000,000 원 참여연구원수총 5 명내부 : 5 명, 외부 : 0 명 Ⅱ. 연구목적및필요성 Ÿ 잠재적위해우려의약물질 ( 의약외품포함 ) 의환경매체별농도분석및평가를통하여 국내수생환경에대한위해성평가및관리를위한근거자료확보 Ÿ 급속한인구고령화와사회경제적발전에따른질병양상변화로환경으로배출되는 의약물질의양증가및종류다변화에따라사전감시수단마련및지속적모니터링 필요 Ÿ 잠재적인위해우려의약물질 ( 의약외품포함 ) 의위해성관리를위해모니터링자료확보등 과학적근거마련필요 Ⅲ. 연구개발의내용및범위 1. 인체용 동물용의약품및의약외품중조사대상물질선정 Ÿ Ÿ Ÿ 조사대상물질의약품유통량및배출량조사 위해우려의약물질물질목록확보및조사대상물질선정 조사대상물질의독성및위해성 (e.g., EC50) 조사 2. 조사대상물질의분석방법고찰및정도관리 - i -

6 Ÿ Ÿ Ÿ 국내 외의약물질분석방법동향조사 Solid Phase Extraction (SPE) 다성분동시분석기법과 Liquid Chromatography High Resolution Mass Spectrometer (LC-HRMS) 분석정량분석을위한분석조건확립 3. 환경중모니터링자료조사및실측농도분석 Ÿ 환경매체별 ( 하천수, 퇴적물 ) 국내 외모니터링및분포특성비교 Ÿ 샘플링지점선정 Ÿ 시료채취방법 Ⅳ. 연구결과 1. 인체용 동물용의약품및의약외품중조사대상물질선정 Ÿ 조사대상물질의약품생산량조사 조사대상물질의약품의유통량및배출량조사는국내생산량조사로대체되었음 조사대상물질 32종에대한 2016년국내생산량은진통 소염제계열의 acetaminophen이약 988 ton으로생산량이제일높았으며, 항생제계열의 cefaclor가약 805 ton, 혈당강하제계열의 metformin이약 508 ton, 항생제계열의 amoxicillin이약 191 ton, 소염 진통제계열의 ibuprofen이약 184 ton 등으로뒤를이었음 Chlortetracycline, fenbendazole, florfenicol, oxytetracycline, sulfamethazine, sulfathiazole 은국내생산량조사에서확인되지않았음 - ii -

7 표 S1. 조사대상물질 32종에대한국내생산량순위 순위 물질명 2011년 2016년생산량 (kg) 생산량 (kg) 비고 1 Acetaminophen 765, ,368 인체 / 동물 2 Cefaclor - 805,383 인체 / 동물 3 Metformin - 507,893 인체 4 Amoxicillin 201, ,462 인체 / 동물 5 Ibuprofen 145, ,871 인체 6 Cimetidine 141,844 83,861 인체 7 Acetylsalicylic acid - 56,046 인체 / 동물 8 Valsartan - 37,285 인체 9 Mefenamic acid 51,014 26,514 인체 10 Tramadol - 24,173 인체 11 Diphenhydramine - 23,955 인체 12 Ciprofloxacin 12,052 23,604 인체 13 Clarithromycin 54,843 39,003 인체 14 Cephradine - 13,047 동물 15 Cefadroxil 91,990 12,300 인체 / 동물 16 Carbamazepine 8,897 9,527 인체 17 Roxithromycin - 9,007 인체 18 Diclofenac 7,092 6,824 인체 19 Lidocaine - 6,738 인체 / 동물 20 Lincomycin - 5,322 인체 / 동물 21 Propranolol - 4,105 인체 / 동물 22 Bacitracin - 3,086 동물 23 Vancomycin - 1,328 인체 / 동물 24 Neomycin 인체 / 동물 25 Metoprolol 인체 26 Erythromycin - 9 인체 / 동물 - Chlortetracycline - - 동물 - Fenbendazole - - 동물 - Florfenicol - - 동물 - Oxytetracycline - - 인체 / 동물 - Sulfamethazine - - 동물 - Sulfathiazole - - 동물 - iii -

8 Ÿ 위해우려의약물질물질목록확보및조사대상물질선정 본연구과제의조사대상물질선정은우선순위기법에따른후보대상물질제시방법 및선행연구의예측 HQ (PNEC) 지수 1 이상혹은환경실측농도가없는물질제시방법을통 해선정되었음 두가지의선행연구기법을통해선정된조사대상물질은국립환경과학원과논의후최종 선정되었고물질은표 S2 와같음 - iv -

9 표 S2. 정량분석대상물질목록 No. 물질명 본연구과제 (32 종 ) `16 년연구과제 (26 종 ) d) `13~`14 년연구과제 (14 종 ) c) `12 년연구과제 (42 종 ) b) `11 년연구과제 (42 종 ) a) 비고 1 Fenbendazole 동물 2 Clarithromycin 인체 3 Neomycin* 인체 / 동물 4 Florfenicol 동물 5 Bacitracin 동물 6 Diphenhydramine 인체 7 Roxithromycin 인체 8 Mefenamic acid 인체 9 Vancomycin 인체 / 동물 10 Ibuprofen 인체 11 Cephradine 동물 12 Lincomycin 인체 / 동물 13 Chlortetracycline 동물 14 Erythromycin 인체 / 동물 15 Propranolol 인체 / 동물 16 Sulfathiazole 동물 17 Cimetidine 인체 18 Acetaminophen 인체 / 동물 19 Ciprofloxacin 인체 20 Sulfamethazine 동물 21 Acetyl salicylic acid 인체 / 동물 22 Cefadroxil 인체 / 동물 23 Oxytetracycline 인체 / 동물 24 Metoprolol 인체 25 Amoxicillin 인체 / 동물 26 Diclofenac 인체 27 Carbamazepine 인체, 추가물질 e) 28 Tramadol 인체, 추가물질 e) 29 Valsartan 인체, 추가물질 e) 30 Cefaclor 인체 / 동물, 추가물질 e) 31 Lidocaine 인체 / 동물, 추가물질 e) 32 Metformin 인체, 추가물질 e) a) 2011년잔류의약물질분석방법연구및실태조사 (Ⅳ)( 국립환경과학원 ) b) 2012 년잔류의약물질분석방법연구및실태조사 (Ⅴ)( 국립환경과학원 ) c) 년환경중의약물질의신규관리전략마련을위한위해성평가연구 ( 국립환경과학원 ) d) 2016 년위해우려의약물질의생태위해성평가연구 ( 국립환경과학원 ) e) 검출빈도및농도에서의약품그룹별대표되는물질들로각각항경련제, 진통소염제, 고혈압치료제, 항생 제, 마취제, 고혈압치료제에속한다. - v -

10 Ÿ 조사대상물질의독성및위해성 (e.g., EC50) 조사 통합적인독성평가를위해서는, 국내에서주로사용되는의약물질등에대한정보를 수집하고, 이들에대한독성값을산정하여야함 반수영향농도 (EC50, Effect concentration of 50%) 는어떠한물질이실험생물 ( 조류또는수생생물 ) 내유해한물질인지를판단하는생물학적독성지표로사용되며, 투입시험생물의 50% 가치사혹은성장저해를나타낸농도임 2. 조사대상물질의분석방법고찰및정도관리 Ÿ 국내 외의약물질분석방법동향조사 최근유럽의여러연구기관에서는 EU-POSEIDON 프로젝트를통해의약물질관련연 구가활발히진행되어왔고국내에서도의약물질을환경중오염물질로인식하고이 에대한연구가이루어지고있음 의약물질관련연구는 LC/MS/MS 를통한연구방법이대체적으로사용되고있으며전 처리방법은넓은범위의분배계수를가지는다양한미량오염물질을동시분석하기 위한최적의방법으로 multi-layer SPE 를주로사용하고있음 Ÿ SPE 다성분동시분석기법과 LC-HRMS 분석 SPE 기법은다양한미량오염원을흡착 추출하기위해서는반드시필요한전처리절 차로물시료에사용되는기존 SPE 전처리방법은시중에유통되는 SPE 카트리지를 구입해서사용하는경우가대부분임 상용 SPE 재료는특정물리화학적특성을지니는유기화학물질의추출에특화되어 있음. 따라서다양한화학물질의동시분석을위해서는 multi-layer SPE 를통해 LC-MS 로측정하는방법이가장적합함 Ÿ 정량분석을위한분석조건확립 전처리과정을거친시료는기기조건을만족하는 LC-HRMS 를이용하여조사대상물질 - vi -

11 을분석하며기기를통해분석된시료는 TraceFinder TM 처리됨 4.0 소프트웨어를통해데이터 표 S3. Liquid Chromatography(LC) 기기분석조건 Parameters Column(pre-column) Mobile phase Gradient Conditions XBridge C18 column, 3.5 μm, 2.1 x 50 mm (the same material 2.1 x 10 mm) A : Water with 0.1% formic acid B : Methanol Time(min): Solvent B(%): Column flow rate 0.2 ml/min Injection volume 10 μl 표 S4. High Resolution Mass Spectrometer (HRMS) - Heated Electrospray Ionization (HESI) source 기기분석조건 Parameters Conditions Spray Voltage(Positive mode +) Spray Voltage(negative mode -) Sheath Gas Flow Aux Gas Flow Spare Gas Max Spray Current 3800 V 3000 V 40 AU(Arbitrary Unit) 12 AU 2 AU 100 A Capillary Temp 320 Probe Heater Temp vii -

12 표 S5. High Resolution Mass Spectrometer (HRMS) - Orbitrap 기기분석조건 Parameters Conditions Full Ms : Mass Range 100-1,100 m/z Mass Resolution 140,000 AGC Target 1E 6 Maximal Injection Time 100 ms Data Dependent MS 2 (Top5) : Mass Resolution 17,500 Microscan 1 AGC Target 5E 5 Maximal Injection Time 50 ms Under Fill Ratio 0.1-1% Isolation window Dynamic Exclusion Normalized Collision Energy 1 m/z 8 s According Inclusion List 3. 환경중모니터링자료조사및실측농도분석 Ÿ 환경매체별 ( 하천수, 퇴적물 ) 국내 외모니터링및분포특성비교 2006 년국내연간 1,000 톤이상사용된대량생산화학물질총 845 종중유기화합물 428 종에서 US EPA EPI SUITE 로유기화합물 236 종에대하여환경매체별화학물질분 포를예측함 토양에비해퇴적물에분포하는비율은낮은것으로조사되었으며, 수질을통해퇴적 물로이동하는화합물의비율이낮은것을확인함 Ÿ 오염우심지역및주요하천샘플링지점선정 오염우심지역을선정하기위해국내산업단지및공업단지를조사한결과대상지역으 로 A 지역을선정함 - viii -

13 2016년선행연구를통해의약물질에의한오염우려가높은 A지역에대하여분석을실시하였으나실측농도분석이 1회만측정되었기때문에보다정확한환경노출실태를파악하기위해분석횟수를증가하여해당수환경에대한추가적인모니터링을실시하고자함 4 대강중하나인영산강은대도시광주에서발생되는각종수질오염원과농경지대에 서발생되는다양한비점오염으로인해상대적으로높은영양염류 (TN, TP, COD 등 ) 농도를나타내는것으로알려짐 이와함께생활하수에기인하는인체의약품및개인관리용품, 그리고농경지에서사 용되는각종농약및동물항생제의출현및농도또한상대적으로높은것으로조사 된바있기때문에주요하천샘플링지점으로선정됨 Ÿ 시료채취방법 하천시료의경우, 스테인리스재질의채수용기로 1 L 이상의물을채수하며지점에따라채수방법은달라지는데, 교량지점의경우교량위에서표층수를채수하며, 교량이없는하천지점은하천의양쪽끝 ( 좌안, 우안 ) 에서채수하여혼합함 퇴적물시료의경우, A 지역에만실시하며, A1, A3, A4 지점의하천시료채취지점과동일한장소에서시료를채취함. 토양표면에서 10 ± 5 cm 깊이의퇴적물 200 g을채취한뒤, 각지점의시료별로분석에알맞게혼합 균질화하여냉동보관함 - ix -

14 Ÿ 시료전처리방법 그림 S1. 하천시료의분석전처리방법 본연구과제의하천시료분석에서사용된전처리방법은그림 S1 과같음. 시료의 ph 를조절하기위한완충액주입과정전까지수행은시료채취지점에서즉시 수행되었고이후과정은시료를연구실로옮긴후수행함 전처리가완료된시료는기기분석전까지 4 로냉장보관함 - x -

15 그림 S2. 퇴적물시료의분석전처리방법 퇴적물시료의전처리는그림 S2 와같이수행하였고전처리과정이완료된시료는기 기분석전까지 4 로냉장보관함 4. 정도관리및실측농도분석결과 Ÿ 정도관리결과 조사대상물질 32 종중 27 종의물질에대해서분석이가능하며분석이불가능한 5 종 의물질은 acetylsalicylic acid, bacitracin, chlortetracycline, neomycin, vancomycin 임 분석에사용된내부표준물질은총 20종이며그중 10종은해당물질과동일한동위원소치환체내부표준물질을사용해서분석하였으며 acetaminophen, carbamazepine, diclofenac, fenbendazole, lidocaine, mefenamic acid, metformin, sulfamethazine, sulfathiazole, tramadol이해당됨 - xi -

16 Ÿ 정확도및분석한계 하천시료에서 cefaclor, cephradine, oxytetracycline 과퇴적물시료에서 diclofenac, metformin 의경우정확도및회수율이 25% 이하또는 175% 이상의값을보여실측 농도값의신뢰성이부족하다고판단됨 표 S6. 조사대상물질의정확도, 정밀도, 검출한계, 정량한계 물질명 하천시료퇴적물시료검출한계정량한계정밀도 (%) 정확도 (%) 정확도 (%) (ng/l) (ng/l) Acetaminophen Amoxicillin Carbamazepine Cefaclor < Cefadroxil Cephradine < Cimetidine Ciprofloxacin Clarithromycin Diclofenac < Diphenhydramine Erythromycin Fenbendazole Florfenicol Ibuprofen Lidocaine Lincomycin Mefenamic acid Metformin 97.8 < Metoprolol Oxytetracycline < Propranolol Roxithromycin Sulfamethazine Sulfathiazole Tramadol Valsartan xii -

17 Ÿ 실측농도분석결과 그림 S3. A 지역시료채취지점 A 지역 7 개지점에서총 4 회에걸쳐채취한하천시료와 3 개지점에서채취한퇴적 물시료, 영산강수계 3 개지점에대해조사대상물질 27 종을분석한결과는다음과 같았음 A1 에서는검출된조사대상물질의농도가다른시료채취지점과비교했을때대부분 가장높게검출되었고 18 종의물질이검출됨 A2 에서검출된물질은 19 종이며 A1 과비교했을때항간질의약품인 florfenicol 이검 - xiii -

18 출되지않았고 sulfonamide 계동물용항생제의약품인 sulfamethazine 과 sulfathiazole 이검출되었음 A3 에서검출된물질은 20 종이며 A1 과 A2 에서각각검출되지않았던 sulfonamide 계 항생제의약품 2 종과항간질의약품 1 종이함께검출되었음 A4 에서는 19 종의물질이검출되었고 A2 와 A3 에서검출되었던 sulfathiazole 이검출되 지않았음 A5 에서검출된물질은 18 종이며 A4 와비교하여항간질의약품인 florfenicol 이검출되 지않았음 A6 과 A7 은각각 19 종, 16 종의물질이검출되었으며 A 지역시료채취지점중하류에 해당하기때문에물질의농도는가장낮게검출됨 A1 에서높은농도로검출되고지천의합류에의한희석과정을거치는하류지점에서 도높은농도를보인 carbamazepine, diclofenac, lidocaine, tramadol, metformin 이 A 지역의주요물질이라판단됨 A 지역방류수수로와연결된 A1 지역에비해비교적오염정도가낮을것으로예상되 는 A2 와 A5 에서도의약물질이검출된것으로보아 A1 지점이아닌또다른오염원이 X 지천과 Z 지천상류에존재할가능성이있다고판단됨 A 지역의퇴적물시료에서 tramadol 이 49 ng/g 으로가장높은농도로검출되었고 A1, A3, A4 에서각각 5 종, 2 종, 3 종의물질이검출됨 - xiv -

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20 진통소염제계열에해당하며아스피린으로잘알려진 acetylsalicylic acid 가캐나다의 하천에서 17,000 ng/l 의농도로가장높게분포되고있는것을확인함 혈당강하제인 metformin 은미국에서 1,200 ng/l 의농도로높게분포되고있음을확인 할수있었고본연구결과와비교해보면 A 지역의 A4 지점과비슷한농도분포를보 이고있음 Ÿ 국내모니터링자료조사결과 하천시료에해당하는한강에서항궤양치료제인 cimetidine 이 ~ ng/l 의농 도로, 울산의방류수에서항생제계열의 lincomycin 이 ng/l 의농도로분포되고 있음을확인함 - xvi -

21 목 차 목차 ⅰ 표목차 ⅳ 그림목차 ⅵ Ⅰ장. 서론 1 1절. 연구추진배경및필요성 1 2절. 사업목표및범위 4 1. 연구목적 4 2. 연구범위 4 Ⅱ장. 연구내용및방법 5 1절. 인체용 동물용의약품및의약외폼중조사대상물질선정 5 1. 조사대상물질의약품유통량및배출량조사 5 가. 조사대상물질의약품생산량조사 5 나. 관리동향조사 7 2. 위해우려의약물질물질목록확보및조사대상물질선정 9 가. 선행연구기법혹은연구결과에따른후보대상물질제시 9 (1) 우선순위기법에따른후보대상물질제시 9 (2) 선행연구예측 HQ (PNEC) 지수 1이상혹은환경실측농도가없는물질제시 10 나. 조사대상물질선정 조사대상물질의독성및위해성 (e.g., EC50) 조사 16 2절. 조사대상물질의분석방법고찰및정도관리 국내 외의약물질분석방법동향조사 SPE 다성분동시분석기법과 LC-HRMS 분석 21 가. Multi-layer SPE 21 나. Multi-layer SPE 제조방법 22 다. SPE 카트리지의정도관리 22 라. 고분해능 (High resolution) LC-MS(LC-HRMS) 필요성 정량분석을위한분석조건확립 25 가. LC-HRMS 기기조건 25 - i -

22 나. 정도관리 (Quality Control) 및정도보증 (Quality Assurance) 27 (1) 검출한계 (LOD : limit of detection) 및정량한계 (LOQ : limit of quantitation) 27 (2) 정밀도 27 (3) 정확도 28 (4) 퇴적물회수율 28 3절. 환경중모니터링자료조사및실측농도분석 환경매체별국내 외모니터링및분포특성비교 샘플링지점선정 34 가. A지역샘플링지점선정 34 나. 주요하천샘플링지점선정 시료채취방법 40 가. 하천시료 40 나. 퇴적물시료 40 다. 시료채취일정 시료전처리방법 42 가. 하천시료 42 나. 퇴적물시료 43 Ⅲ장. 연구결과및고찰 44 1절. 조사대상물질의약품생산량조사 국내의약물질의총생산량순위 국내의약품효능별생산량 45 2절. 실측농도분석결과 정도관리결과 46 가. SPE 정도관리결과 46 나. 조사대상물질세부사항 46 다. 크로마토그램 48 라. 검정곡선 49 마. 정확도및분석한계 77 바. 정밀도 79 사. 일반항목 시료분석결과 80 가. A 지역하천시료분석결과 94 (1) 실측농도그룹별분석결과 102 (2) 기타오염원 ii -

23 (3) 선행연구결과비교 109 나. A지역퇴적물시료분석결과 110 다. 영산강수계하천시료분석결과 112 라. A 지역성분별분석결과 114 마. A 지역작용기작별분석결과 117 바. Z 하천의수평적농도변화 분석결과요약 123 3절. 국내 외모니터링및분포특성조사 국외모니터링자료조사결과 국내모니터링자료조사결과 133 Ⅳ 장. 결론 136 Ⅴ 장. 기대성과 ( 활용방안 ) 및향후계획 139 Ⅵ 장. 참고문헌 140 Ⅶ 장. 부록 iii -

24 표목차 표 년의약품생산실적자료 ( 예시 : 신경계감각기관용의약품 ) 6 표 2. 선행연구기법또는연구결과를통한조사대상물질제시 11 표 3. 정량분석대상물질목록 13 표 4. 국내 외추가분석대상물질환경중검출농도 14 표 5. 국내 외추가분석대상물질독성자료 15 표 6. 수계신종오염물질 (e.g., 의약물질등 ) 분석방법동향 19 표 7. SPE 카트리지정밀도확인에사용되는표준물질 22 표 8. Liquid Chromatography(LC) 기기분석조건 25 표 9. High Resolution Mass Spectrometer (HRMS) - Heated Electrospray Ionization (HESI) source 기기분석조건 26 표 10. High Resolution Mass Spectrometer (HRMS) - Orbitrap 기기분석조건 26 표 11. 국내 외모니터링및국 내외분포특성 30 표 12. A지역시료채취지점설명 35 표 13. 영산강수계시료채취지점설명및좌표 39 표 14. 조사대상물질 32종에대한국내생산량순위 44 표 15. 조사대상물질효능별생산량 45 표 16. SPE 카트리지정확도및정밀도확인결과 46 표 17. 조사대상물질의세부사항 47 표 18. Acetaminophen의검정곡선 50 표 19. Amoxicillin의검정곡선 51 표 20. Carbamazepine의검정곡선 52 표 21. Cefaclor의검정곡선 53 표 22. Cefadroxil의검정곡선 54 표 23. Cephradine의검정곡선 55 표 24. Cimetidine의검정곡선 56 표 25. Ciprofloxacin의검정곡선 57 표 26. Clarithromycin의검정곡선 58 표 27. Diclofenac의검정곡선 59 표 28. Diphenhydramine의검정곡선 60 표 29. Erythromycin의검정곡선 61 표 30. Fenbendazole의검정곡선 62 - iv -

25 표 31. Florfenicol의검정곡선 63 표 32. Ibuprofen의검정곡선 64 표 33. Lidocaine의검정곡선 65 표 34. Lincomycin의검정곡선 66 표 35. Mefenamic acid의검정곡선 67 표 36. Metformin의검정곡선 68 표 37. Metoprolol의검정곡선 69 표 38. Oxytetracycline의검정곡선 70 표 39. Propranolol의검정곡선 71 표 40. Roxithromycin의검정곡선 72 표 41. Sulfamethazine의검정곡선 73 표 42. Sulfathiazole의검정곡선 74 표 43. Tramadol의검정곡선 75 표 44. Valsartan의검정곡선 76 표 45. 조사대상물질의정확도 ( 하천시료 ), 검출한계, 정량한계 77 표 46. 조사대상물질의퇴적물시료에서정확도 78 표 47. 조사대상물질의정밀도 79 표 48. A 지역의시료채취지점에서일반항목 80 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 82 표 50. ATC code를이용한조사대상물질의분류 118 표 51. A 지역의하천시료에서조사대상물질분석결과요약 123 표 52. A 지역의하천시료에서전체지점에대한조사대상물질분석결과요약 127 표 53. A 지역의퇴적물시료에서조사대상물질분석결과요약 128 표 54. 영산강수계에서조사대상물질분석결과요약 128 표 55. 조사대상물질 32종의국외모니터링자료조사결과 129 표 56. 조사대상물질 32종의국내모니터링자료조사결과 133 부록 1. ATC code를활용한조사대상물질의분류 151 부록 2. ATC code를활용한조사대상물질의분류 ( 계속 ) v -

26 그림목차 그림 1. 의약품의환경배출경로 2 그림 2. 의약물질등배출및환경매체유입경로 3 그림 3. 인체용의약물질우선순위선정방법 ( 국립환경과학원, 2013) 9 그림 4. Multi-layer solid phase extraction (SPE) 카트리지구성 21 그림 5. GC-MS와 LC-MS의분석가능물질점유도 23 그림 6. 일반질량분석기 ( 위 ) 와고분해능질량분석기 ( 아래 ) 의선택성비교 24 그림 7. 정확도실험방법 (Piazzoli et al. 2012) 28 그림 8. 환경매체에따른화학물질분포예측결과 ( 국립환경과학원, 2011) 29 그림 9. A지역시료채취지점 34 그림 10. A지역시료채취지점 (A1 ~ A3) 35 그림 11. A지역시료채취지점 (A4 ~ A7) 36 그림 12. 영산강수계의시료채취지점 ( 전체 ) 38 그림 13. 영산강수계시료채취지점 ( 상세 ) 38 그림 14. 하천시료및퇴적물시료채취도구 40 그림 15. 하천시료의 SPE 전처리방법 42 그림 16. 퇴적물시료의 SPE 전처리방법 43 그림 17. 조사대상물질 27종에대한크로마토그램 48 그림 18. A 지역하천시료에서 Acetaminophen 분석결과 94 그림 19. A 지역하천시료에서 Amoxicillin 분석결과 94 그림 20. A 지역하천시료에서 Carbamazepine 분석결과 95 그림 21. A 지역하천시료에서 Cefaclor 분석결과 95 그림 22. A 지역하천시료에서 Cimetidine 분석결과 95 그림 23. A 지역하천시료에서 Clarithromycin 분석결과 96 그림 24. A 지역하천시료에서 Diclofenac 분석결과 96 그림 25. A 지역하천시료에서 Diphenhydramine 분석결과 96 그림 26. A 지역하천시료에서 Erythromycin 분석결과 97 그림 27. A 지역하천시료에서 Florfenicol 분석결과 97 그림 28. A 지역하천시료에서 Lidocaine 분석결과 97 그림 29. A 지역하천시료에서 Lincomycin 분석결과 98 그림 30. A 지역하천시료에서 Mefenamic acid 분석결과 98 그림 31. A 지역하천시료에서 Metformin 분석결과 98 - vi -

27 그림 32. A 지역하천시료에서 Propranolol 분석결과 99 그림 33. A 지역하천시료에서 Roxithromycin 분석결과 99 그림 34. A 지역하천시료에서 Sulfamethazine 분석결과 99 그림 35. A 지역하천시료에서 Sulfathiazole 분석결과 100 그림 36. A 지역하천시료에서 Tramadol 분석결과 100 그림 37. A 지역하천시료에서 Valsartan 분석결과 100 그림 38. A그룹의 1차 (7월 13일 ) 시료농도변화 102 그림 39. A그룹의 2차 (8월 22일 ) 시료농도변화 103 그림 40. A그룹의 3차 (9월 27일 ) 시료농도변화 103 그림 41. A그룹의 4차 (10월 26일 ) 시료농도변화 104 그림 42. B그룹의 1차 (7월 13일 ) 시료농도변화 104 그림 43. B그룹의 2차 (8월 22일 ) 시료농도변화 105 그림 44. B그룹의 3차 (9월 27일 ) 시료농도변화 105 그림 45. B그룹의 4차 (10월 26일 ) 시료농도변화 106 그림 46. 3차 (9월 27일 ) 및 4차 (10월 26일 ) 시료에서기타오염원확인 107 그림 47. A 지역의기타오염원 107 그림 48. 국립환경과학원선행연구과제 (2016년) 와실측농도값비교 109 그림 49. A 지역 A1지점퇴적물시료분석결과 110 그림 50. A 지역 A3지점퇴적물시료분석결과 110 그림 51. A 지역 A4지점퇴적물시료분석결과 111 그림 52. 영산강수계 Y1지점하천시료분석결과 112 그림 53. 영산강수계 Y2지점하천시료분석결과 112 그림 54. 영산강수계 Y3지점하천시료분석결과 113 그림 55. A 지역에서조사대상물질성분별분석결과 (anti-biotic) 114 그림 56. A 지역에서조사대상물질성분별분석결과 (anti-inflammatory) 114 그림 57. A 지역에서조사대상물질성분별분석결과 (etc.) 115 그림 58. A 지역에서조사대상물질성분별분석결과 (total) 116 그림 59. 조사대상물질의작용기작별분포도 119 그림 60. 조사대상물질의작용기작별평균농도분포도 (A1 지점기준 ) 119 그림 61. A 지역 A6 혼합시료 121 그림 62. A 지역 A7 혼합시료채취지점 121 그림 63. A 지역 A6에서수평적농도변화 122 그림 64. A 지역 A7에서수평적농도변화 vii -

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29 Ⅰ 장. 서론 1 절. 연구추진배경및필요성 2015년세계의약품시장은 1조 661억달러 (1,206조원 ) 규모로, 최근 7년간 (2009년 ~ 2015년 ) 연평균 5.2% 씩성장하고있다. 2015에는전년대비 7.1% 성장률을달성하고있어의약품시장규모는점차증대되고있다 ( 한국보건산업진흥원, 2016). 아시아지역의약품시장규모는세계 26.4% 로 ( 한국보건산업진흥원, 2016), 최근파머징 (Pharmerging) 국가의경제성장, 의료근성개선, 의약품수요증가등에힘입어높은성장을기록하고전체시장규모확대의견인역할을주도하고있다. 우리나라는 2015년세계의약품시장규모 13위로, 가속화되는인구고령화추세와치매, 중풍등노인성질환에대한치료수요가늘어났으며, 소득증대및생활패턴변화등으로삶의질이향상되면서건강증진을유지하기위한새로운화학물질개발및소비량이기하급수적으로증가하고있다 ( 한국보건산업진흥원, 2016). 의약물질은주로유기화합물로구성되며생체에특정한기능을하도록고안된물질로, 사람과동물질병치료및축산의생산성향상을위해개발된화학물질로인체, 동물, 수산물양식및농산물생산등에광범위하게사용되어왔다. 의약물질은그화학구조가매우복잡하고물질고유의물리화학적특성및생물학적특성을지닌물질집합으로생리학적활성이매우크다 ( 국립환경과학원, 2012). 이러한이유로의약물질은환경적인측면에서살펴보면수생생태계에잠재적으로부정적영향을초래할수있다. 수계에는다양한유기화학물질이조류및수서생물에영향을줄수있는잠재적인유해인자로작용하는데, 최근의약품등미량오염물질의잠재적위해성에대한관심이높다. 비록미량으로수계에존재하지만그종류가다양하고고유의생물활성물질 (bioactive ingredients) 을포함하고있어, 조류등의수서생물에직간접적인영향을줄수있을것으로판단된다

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32 2 절. 사업목표및범위 1. 연구목적및필요성 가. 잠재적위해우려의약물질 ( 의약외품포함 ) 의환경매체별농도분석및평가를통하여국내수생환경에대한위해성평가및관리를위한근거자료확보나. 급속한인구고령화와사회경제적발전에따른질병양상변화로환경으로배출되는의약물질의양증가및종류다변화에따라사전감시수단마련및지속적모니터링필요다. 잠재적인위해우려의약물질 ( 의약외품포함 ) 의위해성관리를위해모니터링자료확보등과학적근거마련필요 2. 연구범위 가. 인체용 동물용의약품및의약외품중조사대상물질선정 (1) 조사대상물질의약품유통량및배출량조사 (2) 위해우려의약물질물질목록확보및조사대상물질선정 (3) 조사대상물질의독성및위해성 (e.g., EC50) 조사 나. 조사대상물질의분석방법고찰및정도관리 (1) 국내 외의약물질분석방법동향조사 (2) SPE 다성분동시분석기법과 LC-HRMS 분석 (3) 정량분석을위한분석조건확립 다. 환경중모니터링자료조사및실측농도분석 (1) 환경매체별 ( 하천수, 퇴적물 ) 국내 외모니터링및분포특성비교 (2) 샘플링지점선정 (3) 시료채취방법 - 4 -

33 Ⅱ 장. 연구내용및방법 1 절. 인체용 동물용의약품및의약외품중조사대상물질 선정 1. 조사대상물질의약품유통량및배출량조사 가. 조사대상물질의약품생산량조사 국내에서유통및사용되는인체용 동물용의약품의환경내농도를측정하기위하여의약품들의국내총생산량을산정하였다. 국내총의약품생산량을산정하기위하여한국제약바이오협회 (Korea Pharmaceutical and Bio-Pharma Manufacturers Association) 에서제공한 2016년약효별실적분류데이터베이스 에등록된의약품을대상으로하였다. 그중생산실적이없는 116개의업체는대상에서제외하였으며총업체수에서중복업체는제외되었다. 대한민국의약정보센터 KIMS Online 에서제공하는국내에서판매및유통되는의약품의유효성분및함량, 식품의약품안전청에서제공되고있는의약품분류에대한데이터베이스를활용하여생산량을산정하였다. 한국제약바이오협회에서는국내에서판매및유통되는의약품을완제의약물질, 마약, 한외마약, 향정신성의약물질, 원료의약물질, 의약외품등총 6가지분류로나누어등록하였다. 이에따라제공된데이터베이스내에서의약품성분별생산량자료가아닌의약물질군별생산량자료만제공받을수있는한계점을가진다. 또한, 동물용의약품에대해서는정보를얻을수없어인체용의약품에대해서만조사하였다

34 표 년의약품생산실적자료 ( 예시 : 신경계감각기관용의약품 ) 업체명 품목명 분류번호 포장수량 포장단위 포장형태 생산량생산금액 ( 천원 ) ( 주 ) 비씨월드제약 울셋세미정 T BTL 5, ,929 ( 주 ) 비씨월드제약 울셋정 T BTL 11, ,327 ( 주 ) 비씨월드제약 울셋정 T BTL 1,269 72,333 ( 주 ) 서울제약시흥공장 마르디정 ( 아세트아미노펜제피세립 ) T BTL 2,942 76,492 ( 주 ) 서울제약시흥공장 트로셋세미정 T BTL 3,972 15,014 국내판매및유통의약품성분별생산량자료를나타내기위하여먼저 KIMS Online 에서제공하는자료중 2016년약효별실적분류데이터베이스 에등록된의약품에대하여유효성분과함량을확인하였다. 또한의약품별포장단위가박스, 병등으로다르므로개별포장단위를확인하였으며, 하나의제품에다성분이포함되어있을경우함유성분을각각분류하여생산량을산정하였다. KIMS Online 에서제공된자료내에는같은성분물질중국내유통및판매뿐만아니라수출용으로생산된의약품의생산량도나타나있어이는제외하였다. 해당자료들을활용하여계산된의약품의질량단위생산량은다음의식을따른다

35 개별의약품유효성분별질량단위생산량 (kg) = 개별제품생산량 (box) 포장단위 (tablets/box) 성분함량 (mg/tablet) 단위환산 (kg/1,000,000mg) 위의식을통해개별의약품의유효성분별질량단위생산량을계산하였으며 주사제, 시럽제, 연고제의경우농도보정을통하여질량환산하여총생산량에반 영하였다. 나. 관리동향조사 국외의약물질관리동향으로는미국의경우는 2007년백악관 (the White House on National Drug Control Policy) 에서는 처방약의적절한폐기 (Proper Disposal of Prescription Drugs) 를위한안내서를발간하여의약물질을적절하게폐기함으로써환경중의약물질의오염을방지하도록하였다 ( 국립환경과학원, 2007). 또한, US Environmental Protection Agency (US EPA) 를중심으로 1999년부터의약물질의오염원, 환경중의노출양상및이동, 사람과생태계에대한노출경로, 분석방법연구및노출실태조사, 잠재적인생태계및인간에대한위해성평가, 관리방안등에대한연구분야를선정하여연구하고있다. 유럽과미국의경우인체용의약물질과동물용의약물질의시장판매승인을위한환경위해성평가를분리하여진행하고있다. 유럽과미국에서인체용의약물질의환경위해성평가는각각 European Medicine Agency (EMA) 와 US Food and Frug Administration (US FDA) 이관리하고있다. 한편동물용의약물질의환경위해성평가는 동물용의약물질환경위해성평가지침 (VICH) 에근거하여관리하고있다. 또한, 캐나다는환경부에서인체용과동물용의약물질에대한환경위해성평가를관할하고있으며, 인체위해성평가는캐나다보건부가관리하고있다 ( 국립환경과학원, 2014). 우리나라는의약물질환경위해성측면의법령및제도가부족한실정이다. 식약처중심으로의약품허가 ( 심사 ) 제도및기준과규격에대한관리를중심으로하고있으며, 잔류동물용의약품의잔류허용기준설정을통하여관리하고있다. 또한, 식약처와농림축산식품부법령으로의약물질등록및안전에대한기준을정하고있다. 식약처에서는의약품품목허가, 신고, 심사규정, 의약품등의안전에관한규칙, 잔류동물용의약품잔류허용기준설정하고있으며농림축산식품부에서는동물용의약품등의취급규칙, 안전성및유효성심사에관한규정을규 - 7 -

36 정하고있다. 우리나라는환경중의약물질의위해성관리를위한과학적근거마련하고자 2008년부터국립환경과학원에서의약물질에대한환경위해성평가연구및실태조사를실사하고있다. 선행연구결과에도불구하고현재까지도의약물질환경위해성관리는쉽지않다. 의약물질환경위해성을효과적으로관리하기위해서는의약물질등록단계와환경중배출및오염측면에서의관리방향을모색할필요성이있다 ( 국립환경과학원, 2014)

37 2. 위해우려의약물질물질목록확보및조사대상물질선정 본연구과제에대상물질은인체 동물용의약물질 ( 의약외품포함 ) 중기존선 행연구결과를바탕으로환경실측농도가없는물질을조사대상물질로선정하 고자한다. 가. 선행연구기법혹은연구결과에따른후보대상물질제시 (1) 우선순위기법에따른후보대상물질제시 우리나라환경매체별위해성이우려되는의약물질 ( 의약외품포함 ) 을관리하기위해서는우선순위의약물질을선정하고관리하는것이요구된다. 따라서본연구에서는국립환경과학원, 2013 및국립환경과학원, 2014에서환경기준설정을위한방법론및문헌조사를근거로하여우선순위의약물질을선정하고자한다. 그림 3과같이선정기법에따르면 1) US FDA의기준을따라 logk OW 값이 3.5를초과할경우, 2) 호르몬제또는항암제에해당되는경우, 3) 연간생산량이 600 kg을넘으면서 PECcorr 0.1 μg/l를초과하는경우를후보목록으로선정하였다. 그림 3. 인체용의약물질우선순위선정방법 ( 국립환경과학원, 2013) - 9 -

38 (2) 선행연구예측 HQ (PNEC) 지수 1 이상혹은환경실측농도가없는물질제시 국립환경과학원에서 2008년부터실시하였던의약물질에대한환경위해성평가연구및실태조사의결과에서정량적으로예측한위해도가유해지수 (Hazard Quotient, HQ) 1이상혹은환경실측농도가없는물질을조사대상물질로선정하고자한다. 최대실측농도혹은예측환경농도를토대로국립환경과학원, 2016에서국내우선순위관리물질로제안한 13종과오염우심지역에서의위해우려를반영하기위하여국립환경과학원, 2014에서산출한예측 HQ (PNEC) 가 1 이상인물질 8종을우리나라주요위해우려의약물질선정하였다. 또한, 국립환경과학원, 2016의조사결과에따르면오염우심지역에실측농도최댓값을적용하여정량적생태위해성평가결과로 acetaminophen, clarithromycin, diclofenac, diphenhydramine, florfenicol, ibuprofen, mefenamic acid, benzalkonium chloride 총 8종이 HQ 1이상으로예측산정되었다. 다만, 해당문헌에서도출된평가결과는단 1회의시료채취및분석결과를바탕으로한것이므로이에대한추가적인조사연구가요구되어진다. 본연구에서는선행연구기법혹은선행연구결과로실측최댓값농도혹은예측환경농도로산출한 HQ 1이상혹은환경실측농도가없는물질을표 2와같이조사대상물질로제시하여주요하천또는오염우심지역의지속적인모니터링을실시하고자한다

39 표 2. 선행연구기법또는연구결과를통한조사대상물질제시 No. 조사대상물질선정이유참고문헌 1 acetaminophen 2 clarithromycin 3 sulfamethoxazole 4 ciprofloxacin 5 ofloxacin 6 metformin 7 norethisterone 8 roxithromycin 9 ibuprofen 10 levofloxacin 11 fluoxetine 12 ranitidine 13 sertraline 우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상, 환경측정농도없는물질우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상, 환경측정농도없는물질우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC) 1이상우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상우선순위선정기법근거, 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1이상 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, 2016 국립환경과학원, mefenamic acid 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1 이상국립환경과학원 2014; sulfamerazine 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1 이상국립환경과학원 sulfachlorpyridazine 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1 이상국립환경과학원 chlortetracycline 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1 이상국립환경과학원

40 표 2. 선행연구기법또는연구결과를통한조사대상물질제시 ( 계속 ) No. 조사대상물질선정이유참고문헌 18 oxytetracycline 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1 이상국립환경과학원 diclofenac 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1 이상국립환경과학원 diphenhydramine 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1 이상국립환경과학원 florfenicol 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1 이상국립환경과학원 benzalkonium chloride 예측 HQ(PNEC 기준 ) 1 이상, 환경측정농도없는물질 국립환경과학원 나. 조사대상물질선정 앞서, 선행연구기법또는연구결과에따라후보대상물질을제시하였다. 이에따라국립환경과학원과논의후본연구과제조사대상물질 32종을표 3과같이선정하였다. 선행연구에서선정되었던물질중제외된물질 (Benzalkonium chloride, Naproxene, Ranitidine 등 ) 은액체크로마토그래피및고분해능질량분석기의조건 (ESI negative mode, unsatisfied R square) 과표준물질구비조건등이맞지않아제외되었다. 그리고국내외분석자료등에서자주검출되는의약물질총 6종을추가로선정하였다. 추가로선정한이유는검출빈도및농도에서의약품그룹별대표되는물질들로선정하였으며, Metformin, Carbamazepine, Tramadol, Valsartan, Cefaclor, Lidocaine 6종이다. 각각의물질은당뇨병치료제, 항경련제, 진통소염제, 고혈압치료제, 항생제, 마취제그룹의대표물질로, 국외수환경에서도높은빈도로검출된바있으며, Petrovic et al.(2014), Lindim et al.(2016), Botelho et al.(2015) 등최근연구결과에서도보고된바있다. 표 4, 5는 6종의추가로선정된물질들에대한환경중의농도및독성값을나타내었다

41 표 3. 정량분석대상물질목록 No. 물질명 본연구과제 (32 종 ) `16 년연구과제 (26 종 ) `13~`14 년연구과제 (14 종 ) `12 년연구과제 (42 종 ) `11 년연구과제 (42 종 ) 비고 1 Fenbendazole 동물 2 Clarithromycin 인체 3 Neomycin* 인체 / 동물 4 Florfenicol 동물 5 Bacitracin 동물 6 Diphenhydramine 인체 7 Roxithromycin 인체 8 Mefenamic acid 인체 9 Vancomycin 인체 / 동물 10 Ibuprofen 인체 11 Cephradine 동물 12 Lincomycin 인체 / 동물 13 Chlortetracycline 동물 14 Erythromycin 인체 / 동물 15 Propranolol 인체 / 동물 16 Sulfathiazole 동물 17 Cimetidine 인체 18 Acetaminophen 인체 / 동물 19 Ciprofloxacin 인체 20 Sulfamethazine 동물 21 Acetyl salicylic acid 인체 / 동물 22 Cefadroxil 인체 / 동물 23 Oxytetracycline 인체 / 동물 24 Metoprolol 인체 25 Amoxicillin 인체 / 동물 26 Diclofenac 인체 27 Carbamazepine 인체, 추가물질 e) 28 Tramadol 인체, 추가물질 e) 29 Valsartan 인체, 추가물질 e) 30 Cefaclor 인체 / 동물, 추가물질 e) 31 Lidocaine 인체 / 동물, 추가물질 e) 32 Metformin 인체, 추가물질 e) a) 2011년잔류의약물질분석방법연구및실태조사 (Ⅳ)( 국립환경과학원 ) b) 2012년잔류의약물질분석방법연구및실태조사 (Ⅴ)( 국립환경과학원 ) c) 년환경중의약물질의신규관리전략마련을위한위해성평가연구 ( 국립환경과학원 ) d) 2016년위해우려의약물질의생태위해성평가연구 ( 국립환경과학원 ) e) 검출빈도및농도에서의약품그룹별대표되는물질들로각각항경련제, 진통소염제, 고혈압치료제, 항생 제, 마취제, 고혈압치료제에속한다

42 표 4. 국내 외추가분석대상물질환경중검출농도 Substances Place Concentration(ng/L) Metformin Lake Germany(Rhine) Med. 270 Lake S. Korea(Paldang) Ave. 4.8 USA(Skaneateles) Med. 0.1 USA(Michigan) Ave. 2.2 Carbamazepine River S. Korea(Han) Ave. 44 Macedonia(Kriva) Ave. 6.7 Switzerland(Rhine) 6-87 S. Korea(Busan) Ave. 178 Effluence S. Korea(Ulsan) Ave. 55 USA(Minnesota) Med. 220 Spain(Madrid) Ave. 117 Sediment USA(Alafia River) ng/g Tramadol Valsartan Cefaclor China(Haihe) Med. 18 River Switzerland(Rhine) 4-50 Macedonia(Kriva) Ave. 1.9 Effluence EU(n=90) Med. 218 Effluence Spain(Catalonia) 99 ± 46 Spain(Iberian Peninsula) Max. > 4,000 Surface water Australia, Max. 200 Effluence Australia, Max. 1,800 Lidocaine Sediment USA(Alafia River) ND 0.03 ng/g * Med: median, Ave: Average, Max: maximum

43 표 5. 국내 외추가분석대상물질독성자료 Substances Species Exposure Concentration Endpoint Effect duration ( μg /L)* Metformin Daphnia magna 48 hour EC50 Immobile 64,000 Lepomis Glutathione 96 hour NOEC gibbosus S-transferase 125 Carbamazepine Bivalve 96 hour NOEC Protein, total 3.5 ~ 3.7 Green algae 3 day LOEC Sugar content 10 Daphnia magna 24 hour Bioconcentration factor Residue 84 ~ 91.4 Tramadol Daphnia magna 21 day NOEC Time to first progeny 8,500 Gammarus pulex 24 hour Bioconcentration factor Residue 81.9 ~ Valsartan Gammarus pulex 24 hour Bioconcentration factor Residue 70.2 ~ 99.9 Daphnia magna 24 hour Bioconcentration factor Residue 66.1 ~ 96.2 Cefaclor - Lidocaine Artemia salina 24 hour LC50 Mortality 567,900 * US EPA ecotox database

44 3. 조사대상물질의독성및위해성 (e.g., EC50) 조사 통합적인독성평가를위해서는, 국내에서주로사용되는의약물질등에대한정보를수집하고, 이들에대한독성값을산정하여야한다. 반수영향농도 (EC50, Effect concentration of 50%) 는어떠한물질이실험생물 ( 조류또는수생생물 ) 내유해한물질인지를판단하는생물학적독성지표로사용되며, 투입시험생물의 50% 가치사혹은성장저해를나타낸농도이다. 식 (1) 최저관찰영향농도 (Lowest Observable Effect Concentration, LOEC) 는최소영향농도를지칭하는것으로, 노출량-반응시험에서노출집단과비노출집단과비교하여, 악영향빈도나심각성이통계적으로또는생물학적으로유의성있는증가를보이는노출량중처음으로관찰되기시작하는가장최소의노출량을말한다. 의약물질및유기오염물질에대한 EC50 및 LOEC 값은미국 EPA의 Ecotoxdatabase 를참고하여수집할수있다 ( 출처 ecotoxdatabase:

45 2 절. 조사대상물질의분석방법고찰및정도관리 1. 국내 외의약물질분석방법동향조사 유럽에서일찍이환경매체내의약물질관련연구가활발히진행되어왔다. 독일의연방수문학연구소 (Federal Institute of Hydrology, BfG), 스위스의연방수질과학기술연구소 (Federal Institute of Aquatic Science and Technology, EAWAG), 핀란드, 오스트리아등대학의연구소등유럽주요국가의연구기관이참여하여 EU-POSEIDON라는명칭으로프로젝트를 2001년부터수행하였다. 이프로젝트에서는유럽의환경중의약물질의전반적인농도수준을조사하고다양한매체에서의의약물질의분석법개발하는등다양한연구를수행하였다. 국내에서도의약물질을환경중오염물질로인식하고이에대한연구가이루어지고있는데, 최근에국내연구기관에서는의약품에의한환경오염문제와대응방안과의약물질의환경위해성평가연구를통하여물환경중환경위해성평가가필요한의약물질의우선순위를정하고이를보고한바있다 (Kim et al. 2007). 또한국내하천수에서 iopromide, caffeine, acetaminophen 등 14종의의약물질이검출이되었고, 경안천, 한강본류및팔당호에서 sulfamethazine 등 7 종의의약물질이검출되었다 (Han et al. 2006). 의약품인 tylosin과 virginiamycin은 HPLC/UV-vis를이용하여분석하기도하지만낮은농도까지더효과적으로검출하기위해서는 LC/MS/MS 방법이많이사용되고있다 (Moats et al. 1998; Lindsey et al. 2001; Sacher et al. 2001; Hilton et al. 2003; Hao et al. 2006). 또한, erythromycin은자외선-적외선발색단이강하지않아 LC/UV-vis 보다는 LC/MS/MS 방법을많이사용하고있다 (Tsai et al. 2000). 이렇듯의약물질을분석할때최근동향은 LC-MS/MS를사용하여효과적이고감도가좋고정밀성이높게동시에분석하는방법을이용하고있다. Anna et al.(2015) 의최근국내 외신규오염물질 ( 의약물질등포함 ) 분석방법동향을살펴보면, 시료전처리는 SPE 방법을이용하며, Oasis HLB 또는 Strata-XAW, Strata-XCW, Isolute ENV+, Oasis HLB를합친카트리지를사용하고있다. 분석기기로는 HPLC-QTOF 또는 HPLC-Orbitrap을이용하여신규오염물질을분석하고있다. 수계유기오염물질 (e.g., 의약물질및의약외품등 ) 환경적거동을논의할때최근수계와퇴적물에환경적거동에대해함께논의하고있으며수계잔류하고있는 acetaminophen 물질이퇴적물에서빠르게제거된다고나타났다 (Löffler et al. 2005). 또한, 국내에서수계이외토양. 퇴적물분야에대한분석방법을일원

46 화하고자 2010년국립환경과학원 환경중의약물질분석방법매뉴얼 ( 토양 저질분야 ) 을발간하였다. Acetaminophen, lincomycin 등의약물질에대해서토양및퇴적물시료에대해 LC-MS를이용한방법을기술하고있으며, 식품의약품안전평가원에서도최근의약물질등유기오염물질에대한분석동향은액체크로마토그래프와질량분석기를이용한방법이주로사용되고있다. 또한, Kern et al.(2009), Helbling et al.(2010), Singer et al.(2016) 등에서동위원소치환체를이용한내부표준법이대두되고있으며정도관리방법도절대회수율을통한정확도, 상대표준편차를통한정밀도확인방법이주로사용되고있다. 본연구과제에서는액체크로마토그래프와고분해능질량분석기를이용하여수계및퇴적물시료에서의약물질등유기오염물질을분석 검출하고자한다

47 표 6. 수계신종오염물질 (e.g., 의약물질등 ) 분석방법동향 Parent compound/group of substances (Bio)assay/Test organism/ Degradation system Identified TPs/Transformation reaction Toxicity Information Identification workflow Sample Instrumental preparation technique(s) Ref. Acyclovir (ACV), Penciclovir (PCV) Batch systems seeded with activated sludge ACV: carboxy-acv, PCV: 8 TPs (oxidation) - SPE (Isolute ENV+) HPLC-LTQ-Orbitra p-msn, 1D & 2D NMR Prasse et al Amide-containing compounds Batch system seeded with sludge from a pilot-scale membrane bioreactor 53 TPs: amide hydrolysis and N-dealkylation, hydroxylation, oxidation, ester hydrolysis, dehalogenation, nitro reduction, and glutathione conjugation/kinetic study - - LC-MS Orbitrap, data dependent MS/MS acquisition Helbling et al Amoxicillin Laboratory alkaline & acidic hydrolysis study with wastewater and river water 4 TPs: b-lactam ring cleavage - SPE (OASIS.HLB) LC/QTOF-MS/MS Perez-Parada et al Carbamazepine Aqueous medium from air pulsed fluidized bioreactor and from culture broth Acridone, acridine, 10,11-dihydro-10,11- epoxycarbamazepine & dihydroxycarbamazepine Acute toxicity test: Vibrio fischeri luminescence reduction: nontoxic SPE (OASIS.HLB) UPLC/ESI-QqToF - HPLC/ESI-QqLIT - Jelic et al HPLC-LTQ-Orbitra Codeine (Opium Alkaloid) Diclofenac, Aceclofenac Aerobic batch experiments seeded with activated sludge pilot MBR 8 TPs: double bond shifts, introduction of hydroxy groups, amine demethylation. transformation pathways suggested for structurally related opium alkaloids (morphine & dihydrocodeine) 3 novel TPs: nitrosation, nitration, N-dealkylation and carboxylation - SPE (OASIS.MCX) SPE - (Oasis. HLB, Isolute ENV+) p-msn & HPLC-Qq-LIT-MS, data dependent acquisition, 1D & 2DNMR HPLC/ESI-QqLIT- MS, UPLC/ESI-QqTOF- MS, H/D-Exchange Experiments Wick et al Perez et al. 2008

48 표 6. 수계신종오염물질 (e.g., 의약물질등 ) 분석방법동향 (Anna A. B. et al. 2015)( 계속 ) Parent compound/group of substances (Bio)assay/Test organism/ Degradation system Identified TPs/ Transformation reaction Toxicity Information Identification workflow Sample Instrumental preparation technique(s) Ref. Iodinated X-ray Contrast Media (iohexol, iomeprol, iopamidol) Batch reactor seeded with secondary wastewater effluents 27 TPs: oxidation, oxidative decarboxylation, deacetylation, cleavage at the amide moieties - SPE (Isolute ENV+) HPLC-Qq-LIT-MS, MS/MS, NMR Kormos et al Iodinated X-ray Contrast Media (diatrizoate, iohexol, iomeprol, iopamidol) Aerobic soil-water and river sediment-water batch systems 7 novel TPs: Oxidation, cleavage of N-C bonds and decarboxylation - - HPLC-Qq-LIT-MS, MS/MS Kormos et al Metformin Closed Bottle test, Manometric Respiratory test, Zahn ellens test with activated sludge Guanyl urea (dealkylation & oxidative deamination) - - HPLC-Ion Trap MSn Trautwein et al Pharmaceuticals & 6 Pesticides (atenolol, bezafibrate, diazepam, levetiracetam, oseltamivir, valsartan & carbetamide, clomazone, DEET, napropamide, propachlor, tebutam) Batch reactors seeded with activated sludge 21 TPs from suspect screening & 26 TPs from non-targeted screening - - HPLC-LTQ-Orbitrap, data dependent MS/MS acquisition Helbling et al Pesticides, Biocides, Pharmaceuticals Surface water 19 plausible TPs identified - SPE (100 mg Strata-XAW, 100 mg Strata-X-CW, 150 mg Isolute ENV+, 200 mg Oasis HLB) HPLC-LTQ-Orbitrap MS/MS Kern et al Pharmaceuticals: atenolol, bezafibrate, ketoprofen, metoprolol, ranitidine, valsartan, venlafaxine, carbendazim Sludge-seeded batch reactors 12 TPs - SPE (Strata-X-AW, Strata-X-CW, Isolute ENV+, Oasis HLB) HPLC-LTQ-Orbitrap, data dependent MS/MS acquisition Kern et al Acidic pharmaceuticals (ketoprofen, bezafibrate, naproxen, ibuprofen, diclofenac) Activated sludge as inocculum under aerobic conditions Ketoprofen: 2 novel TPs Bezafibrate: 4-chlorobenzoicacid Naproxen: O-desmethyl-naproxen Ibuprofen: 2 isomers of hydroxy-ibuprofen - ion-pair solid phase extraction (IP-SPE) LC-ESI-MS/MS (QqQ), Full scan MS, Product ion scan, LC-UV Quintana et al. 2005

49 2. SPE 다성분동시분석기법과 LC-HRMS 분석 가. Multi-layer SPE SPE 기법은다양한미량오염원을흡착 추출하기위해서는반드시필요한전처리절차이다. 물시료에사용되는기존 SPE 전처리방법은시중에유통되는 SPE 카트리지를구입해서사용하는경우가대부분인데, 이러한상용 SPE 재료는특정물리화학적특성을지니는유기화학물질의추출에특화되어있다. 따라서다양한화학물질의분석을위해서는복수의 SPE를따로구입해서개별적인전처리과정을반복해야한다. 이러한불편함과비효율성을해결하기위해, 다양한 SPE 재료를최적의조합으로혼합하여다양한유기오염원을한번에흡착 추출할수있는수제 (customized) SPE 카트리지가필요하다. 현재, 수계에잔존하는유기오염물질은 ( 의약물질, 농약, 화학반응생성물질, 대사체등 ) multi-layer solid phase extraction (SPE) 전처리를거쳐 LC-MS로측정이가능하다. 이러한 multi-layer cartridge는국외연구인 Huntscha et al.(2012), Moschet et al.(2013), Schymanski et al.(2014), Ruff et al.(2015), Singer et al.(2016) 등 SPE를통한다성분동시분석에서가장많이사용되는전처리방법이다. 그림 4. Multi-layer solid phase extraction (SPE) 카트리지구성

50 나. Multi-layer SPE 의제조방법 SPE 카트리지는측정물질의물리 화학적성질에따라 SPE 카트리지를위층을 Oasis HLB (200mg, Waters) 로구성하고, 아래층은 Strata-XAW(100mg; anion exchange material, Phenomenex), Strata-XCW(100mg; cation exchange material, Phenomenex), Isolute ENV+(150mg; polar phase, Biotage) 의혼합물을섞어 SPE 카트리지에팩킹하여사용한다. 다. SPE 카트리지의정도관리 SPE 카트리지는한번에 100여개를제작하며제작된카트리지중무작위로 5개를선택하여정도관리실험을진행한다. 정도관리는카트리지에동일한농도 (100 ng/l) 의조사대상물질의표준물질을주입하여 SPE 전처리에대한정밀도를확인한다. 카트리지의정밀도를확인하기위해사용되는표준물질은표 7에나타내었다. 표 7. SPE 카트리지정밀도확인에사용되는표준물질 Compound Group Formula Exact mass m/z LogK ow Acetaminophen Pharmaceutical C8H9NO Carbamazepine Pharmaceutical C15H12N2O Diclofenac Pharmaceutical C14H11Cl2NO Lidocaine Pharmaceutical C14H22N2O Mefenamic acid Pharmaceutical C15H15NO Atrazine Pesticide C8H14ClN Diazinon Pesticide C12H21N2O3PS Iprobenfos Pesticide C13H21O3PS Oxadiazon Pesticide C15H18Cl2N2O Tricyclazole Pesticide C9H7N3S

51 라. 고분해능 (High resolution) LC-MS(LC-HRMS) 필요성 GC-MS와 LC-MS를비교하면, LC-MS는 GC-MS에비해분석할수있는유기화합물의종류가많고, 시료의전처리과정이상대적으로빠르고간편하다는장점이있다. 최근, 수중에존재하는극성 (polar) 물질의출현빈도및농도가나날이증가하고있다고보고되고있으며화학반응생성물질 (transformation product, TP) 들의유해성이점차대두되고있다. 이러한물질들을분석하기위해서는 LC-MS 방법이보다적합한것으로평가되고있다. 현재, 의약품 (pharmaceutical), 농약 (pesticide) 및화학반응생성물질 (transformation products) 등은 LC-MS로분석이용이하다. ( 그림 5) LC-HRMS의특징은, 유기물분석에있어서, 선택성과감도 (sensitivity) 가월등히증가 ( 그림 6) 하여기존의 MS 장비가구별해내지못했던물질들을분석할수있다. 그림 5. GC-MS 와 LC-MS 의분석가능물질점유도 이를통해분석가능한유기화합물의수를현격하게증가시킬수있고미량으 로존재하는물질 (ng/l 단위 ) 도특별한농축과정없이측정할수있다

52 그림 6. 일반질량분석기 ( 위 ) 와고분해능질량분석기 ( 아래 ) 의선택성비교

53 3. 정량분석을위한분석조건확립 가. LC-HRMS 기기조건 전처리과정을거친시료는표 8 ~ 10에나타낸기기조건을만족하는 LC (Ultimate 3000 ultra high performance liquid chromatography, Thermo Fisher Scientific; San Jose, CA, USA) 및 HRMS (Q Exactive plus quadropole-orbitrap mass spectrometry, Thermo Fisher Scientific; San Jose, CA, USA) 를이용하여조사대상물질을분석한다. 기기를통해분석된시료는 TraceFinder TM 4.0 (Thermo FIsher Scientific, San Jose, CA, USA) 소프트웨어를통해데이터처리된다. 표 8. Liquid Chromatography(LC) 기기분석조건 Parameters Column(pre-column) Mobile phase Gradient Conditions XBridge C18 column, 3.5 μm, 2.1 x 50 mm (the same material 2.1 x 10 mm) A : Water with 0.1% formic acid B : Methanol Time(min): Solvent B(%): Column flow rate 0.2 ml/min Injection volume 10 μl

54 표 9. High Resolution Mass Spectrometer (HRMS) - Heated Electospray Ionization source (HESI) 기기분석조건 Parameters Conditions Spray Voltage(Positive mode +) Spray Voltage(negative mode -) Sheath Gas Flow Aux Gas Flow Spare Gas Max Spray Current 3800 V 3000 V 40 AU(Arbitrary Unit) 12 AU 2 AU 100 A Capillary Temp 320 Probe Heater Temp 400 표 10. High Resolution Mass Spectrometer (HRMS) - Orbitrap 기기분석조건 Parameters Conditions Full Ms : Mass Range 100-1,500 m/z Mass Resolution 140,000 AGC Target 1E 6 Maximal Injection Time 100 ms Data Dependent MS 2 (Top5) : Mass Resolution 17,500 Microscan 1 AGC Target 5E 5 Maximal Injection Time 50 ms Under Fill Ratio 0.1-1% Isolation window Dynamic Exclusion Normalized Collision Energy 1 m/z 8 s According Inclusion List

55 나. 정도관리 (Quality Control) 및정도보증 (Quality Assurance) (1) 검출한계 (LOD : limit of detection) 및정량한계 (LOQ : limit of quantitation) 본연구에서는정량한계를신뢰할수있는최적의값으로구하기위하여, 일반적으로사용되는방법이아닌 LC-HRMS에서확인가능한 peak의 S/N 비 (signal to noise ratio) 를확인한다. S/N 비는 LC-HRMS에서분석된 chromatogram 상에서확인가능한물질신호로, 기기분석과정에서기본적으로발생하는 noise 신호와대상물질의 peak 신호간의비이다. S/N 비는아래그림과같이측정된크로마토그램을바탕으로소프트웨어 (Xcalibur TM 4.0, Thermo Fisher Scientific San Jose, CA, USA) 에서자동으로산출되며, 검출한계는 S/N > 3, 정량한계는 S/N > 10 으로설정하였다. (2) 정밀도 정밀도는표준물질을특정한농도로반복측정하여반복된측정값들의일치하 는정도를확인하기위해상대표준편차로표현된다. 본연구에서는 100 ng/l 농 도의표준물질을 5 회반복측정을하였고전체과정을 3 회반복하였다

56 (3) 정확도 그림 7. 정확도실험방법 (Piazzoli et al. 2012) 정확도는시료로부터분석과정을통해분석물질이회수되는정도를확인하는것으로 SPE 및농축과정에서발생하는손실을판단하기위한절차이다. 정확도의계산방법은 SPE를이용해시료를추출한후표준물질과내부표준물질을첨가한시료의비와추출이전에표준물질을첨가하고추출후내부표준물질을첨가한시료의비를비교하여측정한다. 본연구에서는 100 ng/l 농도의표준물질과내부표준물질이사용되었으며, 시료는추가로채취된하천시료를이용하였다. 정확도는 100% 가될필요는없으나일관성과재현성이있어야한다. (4) 퇴적물회수율 퇴적물시료의정확도를확인하기위한회수율은내부표준물질만을이용하였다. 이는퇴적물시료는하천시료에비해매질의방해물질비율이높아정확한회수율을얻기어렵기때문이다. 내부표준물질의회수율을확인하는절차는하천시료와동일하게 100 ng/l 농도의내부표준물질을이용해진행되었으나표준물질이첨가되지않았기때문에내부표준물질의 area 값을통해계산되었다

57 3 절. 환경중모니터링자료조사및실측농도분석 1. 환경매체별국내 외모니터링및분포특성비교 2006년국내연간 1,000톤이상사용된대량생산화학물질총 845종중유기화합물 428종에서 US EPA EPI SUITE로유기화합물 236종에대하여그림 8과같이환경매체별화학물질분포를예측하였다 ( 국립환경과학원, 2011). 토양에비해퇴적물에분포하는비율은낮은것으로조사되었으며, 수계내에서퇴적물로이동하는화합물의비율은낮은것으로유출할수있다고조사되었다 (Vial et al. 2011). 그림 8. 환경매체에따른화학물질분포예측결과 ( 국립환경과학원, 2011) 미국 Michigan 강상류에서는 Polyhalogenated carbazoles(phczs) 물질이 3000 ton이상축적되어있고, 최근감소하는경향을보였다 (Guo et. al. 2017). 표 11과같이국내 외의약물질모니터링결과를살펴보면, 특히유럽중심으로의약물질모니터링연구가일찍이시작되어많은자료를찾을수있었다. 반면에미국의경우는강이나호수를식수로사용하지않기때문에수계에대한의약물질모니터링에대한자료를유럽보다찾기어려웠다. 또한, 국내의약물질모니터링연구는논문자료보다는국립환경과학원등연구과제를통한의약물질에대한

58 모니터링연구가진행되어있었다. 비스테로이드성소염진통제 (NSAIDs) 인 ibuprofen은국내만경강에서평균 414 ng/l로높게검출된반면, 유럽마케도니아의 Krivar강에서는평균 ng/l, 덴마크의 Aarhus, Lyngbygaards강에서는평균 14 ng/l로국내에비해낮은농도로검출되었다. 또한 acesulfame는감미료의일종으로, 국내에서연구된경우가없지만, 스위스의 Rhine강에서 379 ~ 3,044 ng/l, 독일의 Gründlach강에서 4,820 ~ 6,400 ng/l로매우높은농도도검출되었다. 표 11. 국내 외모니터링및국 내외분포특성 Substances Ibuprofen Diclofenac Ketoprofen Place occurred Lake River ASIA Area Conc.(ng/L) Ref. S.Korea(Busan) Med. 40 Sim et al China(Dongting) Med. 4.1 Wu et al USA USA(Michigan) Ave. 7.9 Subedi et al ASIA S. Korea(Mankyung) Ave. 414 Ferguson et al EU Macedonia(Kriva) Ave Li et al Denmark(Aarhus, Lyngbygaards) Ave. 14 Kostich et al Lake ASIA S. Korea(Busan) N.D Sim et al S. Korea(Han) Ave. 15 Kim et al River River ASIA EU China(Zhujiang) Med Ma et al Denmark(Aarhus) Ave. 53 Li et al Switzerland(Furtbach ) Ave. 370 Germany(Bayreuth) Ave. 339, 381 Kleywegt et al Verlicchi et al ASIA S. Korea(Busan) N.D Sim et al EU Germany(Gründlach) <0.04 Spain(Valencia) Max. 70 Behera et al Wittmer et al * Med: median, Ave: Average, Max: maximum

59 표 11. 국내 외모니터링및국 내외분포특성 ( 계속 ) Substances Trimethoprim Clarithromycin Erythromycin Ofloxacin Carbamazepine Place occurred Lake River Lake River River River Lake River Area Conc.(ng/L) Ref. ASIA China(Chaohu) Ave Brix et al USA USA(Michigan) Ave. 5.2 Subedi et al S. Korea(Han) Ave. 8.9 Kim et al ASIA Japan(Tamagawa) N.D Sim et al EU Spain(Ter) Ave Wu et al USA USA(Zumbro) Med. 27 Kostich et al S. Korea(Mankyung) Ave Ferguson et al ASIA China(Poyang) 0.4 Yoon et al ASIA Japan(Tamagawa) Ave Sim et al China(Yangtze) Ave. 18 Yoon et al Spain(Ter) Ave Wu et al EU Italy(Po) Ave. 1.7 Bonvin et al S. Korea(Youngsan) Ave. 3.4 Ferguson et al ASIA China(Yangtze) Ave. 296 Yoon et al USA USA(Zumbro) Med. 390 Kostich et al ASIA EU ASIA China(Jiulong) Ave Li et al (Qiantang) Ave Sobek et al Spain(Ter) Ave Wu et al Italy(Po) Ave Bonvin et al China(Dongting) Med Wu et al S. Korea(Paldang) Ave. 4.8 Ferguson et al. 20 USA USA(Skaneateles) Med. 0.1 Ma et al ASIA EU USA S. Korea(Han) Ave. 44 Kim et al China(Haihe) Med. 50 Bonvin et al Switzerland (Rhine) 6-87 Sui et al Macedonia(Kriva) Ave. 6.7 Li et al Germany(Gründlach) 310, 230 USA (Zumbro) / (Metropolitan) Med. 99 / Ave. 600 Behera et al Behera et al * Med: median, Ave: Average, Max: maximum

60 표 11. 국내 외모니터링및국 내외분포특성 ( 계속 ) Substances Naproxen Indomethacin Place occurred Area Conc.(ng/L) Ref. Lake USA USA(Michigan) Ave. 6.3 Subedi et al River ASIA EU S. Korea(Han) Ave. 57 Kim et al China(Yellow) Ave. 5.1 Yu et al Denmark(Aarhus) Ave. 21 Sui et al Germany(Bayreuth) Ave. 38, 34 Verlicchi et al USA USA(Ontario) Med. 1, Max. 199 Stackelberg et al Lake ASIA China(Taihu) Ave. 7.6 Muller et al River ASIA Mefenamic acid River ASIA Gemfibrozil (GEM) Atenolol Sotalol River River River ASIA EU S. Korea(Mankyung) Ave. 18 Ferguson et al China(Yangtze) Ave. 226 Trautwein et al S. Korea(Busan) Med. 14 Sim et al China(Zhujiang) Med Benotti et al S. Korea(Han) Ave. 7 Kim et al China(Shijing) Med. 7 Benotti et al Macedonia(Zletovska) 15.3 Li et al Spian(Valencia) Max. 304 Wittmer et al USA USA(Ontario) Med. 0.7 Stackelberg et al ASIA EU China(Haihe) Med. 19 Helbling et al S. Korea(Han) Ave. 83 Kim et al Spain(Henares-Jaram a-tajo) Med Fairbairn et al Switzerland(Glatt) Ave. 58, 83 Kosjek et al ASIA China(Haihe) Med. 7 Bonvin et al EU * Med: median, Ave: Average, Max: maximum Switzerland (Rhine) 4-50 Sui et al Germany(Gründlach) 120, 59 Behera et al Sweden(Fyris) 19, 9.4 Behera et al

61 표 11. 국내 외모니터링및국 내외분포특성 ( 계속 ) Substances Place occurred Lake ASIA Area Conc.(ng/L) Ref. China(Dahuangpu Wetland) Ave. 249 Petrovic et al Sucralose EU Switzerland(Bern) Ave. 44 Sui et al River ASIA China(Haihe) Med Helbling et al EU Switzerland (Rhine) Sui et al Switzerland(Rhine) Sui et al Acesulfame River EU Germany(Gründlach) 6400, 4820 Behera et al Sweden(Fyris) 900, 450 Behera et al * Med: median, Ave: Average

62 2. 샘플링지점선정 가. A 지역샘플링지점선정 그림 9. A 지역시료채취지점

63 그림 10. A 지역시료채취지점 (A1 ~ A3) 표 12. A 지역시료채취지점설명 지점코드지점설명지점코드지점설명 A1 점오염원인근지천과소하천합류직전 A5 점오염원의영향을받기전지방 2 급하천상류 A2 점오염원의영향을받기전소하천상류 A6 소하천과지방 2 급하천합류직후 A3 2 차합류부로부터약 200 m 하류지점 A7 소하천과지방 2 급하천합류후약 6 km 하류지점 A4 소하천과지방 2 급하천합류직전

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65 본연구에서는 X지천과해당지천으로유입되는 A지역폐수처리장방류수 Y 지천및최종합류되는 Z지천의하천시료및퇴적물시료를채취하여각지점에서의검출빈도와농도범위, 합류에의한희석정도등에대한모니터링을실시하였다. 시료채취지점에대한정보는그림 9 ~ 11과표 12에나타내었다

66 나. 주요하천샘플링지점선정

67 표 13. 영산강수계시료채취지점설명및좌표 지점코드 Y1 지점설명 하수처리장방류수 Y2 극락교 ( 상무대로인근 ) Y3 승용교 ( 승촌보인근 ) 4대강중하나인영산강은대도시광주에서발생되는각종수질오염원과농경지대에서발생되는다양한비점오염으로인해상대적으로높은영양염류 (TN, TP, COD 등 ) 농도 ( 실시간수질정보시스템 : 를나타내는것으로알려져있다. 이와함께생활하수에기인하는인체의약품및개인관리용품, 그리고농경지에서사용되는각종농약및동물항생제의출현및농도또한상대적으로높은것으로조사된바있다 ( 국립환경과학원, 2015). 한편, 광주를지나중하류에조성된나주를비롯한평야지역은영산강을주요관계수로활용하고있는바, 환경오염원이농작물에미치는영향등을고려할때주요수질오염원에대한조사가필요해보인다. 이러한이유로광주에서발생되는하수의영향을받을것으로예상되는지점을조사대상지점으로선정하였다. 그림 12, 13 및표 13과같이각채수지점 (Y1, Y2, Y3) 은하수처리장방류수 (Y1) 와하류지점중국가수질자동측정망이위치한지점 (Y2, Y3) 으로, 광주하수에의한영향및희석정도, 해당수질에대한기초자료수집의용이성등을고려하여선정하였다

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69 을갖춘후직접채취한다. 다. 시료채취일정 오심우수지역 A단지의하천시료는 7월부터 10월까지총 4개월간 1개월에 1회씩시료를채취하며퇴적물시료는 1회차일정에맞춰시료를채취한다. 영산강수계의하천시료는 2회차일정에맞춰시료를채취한다. 시료채취는 1회차시료채취는 2017년 7월 13일에이루어졌으며 2회차는 8월 22일, 3회차는 9월 27일, 4회차는 10월 26일에이루어졌다

70 4. 시료전처리방법 가. 하천시료 그림 15. 하천시료의분석전처리방법 본연구과제의하천시료분석에서사용될전처리방법은그림 15와같다. 시료채취와함께유리섬유필터를이용한여과, 내부표준물질과시료의 ph를조절하기위한완충액주입과정은시료채취지점에서즉시수행되었다. 이후과정은시료를연구실로옮긴후수행되었다. Solid Phase Extraction (SPE) 과정을수행하기위해시료는카트리지에보관된상태에서 manifold를통해추출된다. Manifold 에카트리지를장착하고 6 ml의 alkaline solution (ethyl acetate/methanol 1: % ammonia) 과 3 ml의 acidic solution (ethyl acetate/methanol 1: % formic acid) 을주입하여 glass tube로추출한다. 추출된용액을질소농축기를이용해 0.1 ml로농축시키고, 메탄올과증류수가 1:9로혼합된용액 0.9 ml를주입한뒤 glass sellulose acetate filter (0.45 μm) 를사용하여필터링한후 2 ml vial에담아기기분석전까지 4 로냉장보관한다

71 나. 퇴적물시료 그림 16. 퇴적물시료의분석전처리방법 퇴적물시료의전처리는그림 16과같이진행하였다. 시료채취지점에서채취된퇴적물시료는 4일동안동결건조시키며입자크기를 63 μm 이하로파쇄한다. 파쇄된시료에내부표준물질을주입하고초음파처리및원심분리를통해상등액을추출한다. 추출된상등액은 500 ml의증류수에희석되고 SPE를통해추출되며건조, 용출등의과정을거쳐 2 ml vial에담아기기분석전까지 4 로냉장보관한다 (Zhou et al. 2014)

72 Ⅲ 장. 연구결과및고찰 1 절. 조사대상물질의약품생산량조사 1. 국내의약물질의총생산량순위 조사대상물질 32종중인체용및동물용의약품에대한 2016년국내생산량순위를표 14에나타내었다. Chlortetracycline, fenbendazole, florfenicol, oxytetracycline, sulfamethazine, sulfathiazole은국내생산량조사에서확인되지않았다. 표 14. 조사대상물질 32 종에대한국내생산량순위 순위물질명 2011년 2016년생산량 (kg) 생산량 (kg) 비고 1 Acetaminophen 765, ,368 인체 / 동물 2 Cefaclor - 805,383 인체 / 동물 3 Metformin - 507,893 인체 4 Amoxicillin 201, ,462 인체 / 동물 5 Ibuprofen 145, ,871 인체 6 Cimetidine 141,844 83,861 인체 7 Acetylsalicylic acid - 56,046 인체 / 동물 8 Valsartan - 37,285 인체 9 Mefenamic acid 51,014 26,514 인체 10 Tramadol - 24,173 인체 11 Diphenhydramine - 23,955 인체 12 Ciprofloxacin 12,052 23,604 인체 13 Clarithromycin 54,843 39,003 인체 14 Cephradine - 13,047 동물 15 Cefadroxil 91,990 12,300 인체 / 동물 16 Carbamazepine 8,897 9,527 인체 17 Roxithromycin - 9,007 인체 18 Diclofenac 7,092 6,824 인체 19 Lidocaine - 6,738 인체 / 동물 20 Lincomycin - 5,322 인체 / 동물 21 Propranolol - 4,105 인체 / 동물 22 Bacitracin - 3,086 동물 23 Vancomycin - 1,328 인체 / 동물 24 Neomycin 인체 / 동물 25 Metoprolol 인체 26 Erythromycin - 9 인체 / 동물 - Chlortetracycline - - 동물 - Fenbendazole - - 동물 - Florfenicol - - 동물 - Oxytetracycline - - 인체 / 동물 - Sulfamethazine - - 동물 - Sulfathiazole - - 동물

73 2. 국내의약품효능별생산량 조상대상물질 32 종에대하여효능별로분류한생산량을표 15 에나타냈다. 표 15. 조사대상물질효능별생산량 효능물질명국내생산량 (kg) 항생제 진통 소염제 고혈압치료제 Amoxicillin 191,462 Bacitracin 3,086 Cefaclor 805,383 Cefadroxil 12,300 Cephradine 13,047 Chlortetracycline - Ciprofloxacin 23,604 Clarithromycin 39,003 Erythromycin 9 Lincomycin 5,322 Neomycin 632 Oxytetracycline - Roxithromycin 9,007 Sulfamethazine - Sulfathiazole - Vancomycin 1,328 합계 1,104,183 Acetaminophen 988,368 Acetylsalicylic acid 56,046 Diclofenac 6,824 Ibuprofen 183,871 Mefenamic acid 26,514 Tramadol 24,173 합계 1,285,796 Metoprolol 153 Propranolol 4,105 Valsartan 37,285 합계 41,543 마취제 Lidocaine 6,738 항경련제 Carbamazepine 9,527 항히스타민제 Diphenhydramine 23,955 항궤양제 Cimetidine 83,861 혈당강하제 Metformin 507,893 구충제 Fenbendazole - 항간질제 Florfenicol

74 2 절. 실측농도분석결과 1. 정도관리결과 가. SPE 정도관리결과 카트리지의정확도와정밀도를확인하기위해서 acetaminophen, carbamazepine, diclofenac, lidocaine, mefemnamic acid, atrazine, diazinon, iprobenfos, oxadiazon, tricyclazole 10종의표준물질을이용하였다. 10종표준물질의정확도와정밀도는각각 75 ~ 120%, 10% 이내로확인되었다. 표 16. SPE 카트리지정확도및정밀도확인결과 물질명 정확도 (%) 정밀도 (%) Acetaminophen Carbamazepine Diclofenac Lidocaine Mefenamic acid Atrazine Diazinon Iprobenfos Oxadiazon Tricyclazole

75 나. 조사대상물질세부사항 조사대상물질 32종중 27종의물질에대해서분석이가능하며분석이어려운 5종의물질은 acetylsalicylic acid, bacitracin, chlortetracycline, neomycin, vancomycin이다. 이들물질은정성분석은가능하지만이온화효율과정확도가낮아신뢰성있는정량분석이어려운것으로판단된다. 분석가능한 27종의물질에대한세부사항은표 17에나타내었다. 분석에사용된내부표준물질은총 20종이며그중 10종은해당물질과동일한동위원소치환체내부표준물질을사용해서분석하였으며해당물질은 acetaminophen, carbamazepine, diclofenac, fenbendazole, lidocaine, mefenamic acid, metformin, sulfamethazine, sulfathiazole, tramadol이다

76 표 17. 조사대상물질의세부사항 Compound name Group Formula Adduct Exactmass m/z Used ISTD Amoxicillin 항생제 C16H19N3O5S M+H Sulfamerazine-(phenyl-13C6) Cefaclor 항생제 C15H14ClN3O4S M+H Glyphosate-2-13C Cefadroxil 항생제 C16H17N3O5S M+H Clothianidin-D3 Cephradine 항생제 C16H19N3O4S M+Na Carbamazepine-13C6 solution Ciprofloxacin 항생제 C17H18FN3O3 M+H Acetaminophen-d4 solution Clarithromycin 항생제 C38H69NO13 M+H Carbendazim-D4 Erythromycin 항생제 C37H67NO13 M+H Flufenacet-(phenyl-D4) Lincomycin 항생제 C18H34N2O6S M+H Prometryn-(N 2-isopropyl-D7) Oxytetracycline 항생제 C22H24N2O9 M+H Metformin-d6, Hydrochloride Roxithromycin 항생제 C41H76N2O15 M+H Flufenacet-(phenyl-D4) Sulfamethazine* 항생제 C12H14N4O2S M+H Sulfamethazine-(phenyl-13C6) hemihydrate Sulfathiazole* 항생제 C9H9N3O2S2 M+H Sulfathiazole-(phenyl-13C6) Acetaminophen* 진통소염제 C8H9NO2 M+H Acetaminophen-d4 solution Diclofenac* 진통소염제 C14H11Cl2NO2 M+H Diclofenac-13C6 Ibuprofen 진통소염제 C13H18O2 M+H Carbamazepine-13C6 solution Mefenamic acid* 진통소염제 C15H15NO2 M+H Mefenamic acid-(benzoic ring-13c6) Tramadol* 진통소염제 C16H25NO2 M+H Tramadol-13C,D3 hydrochloride solution Metoprolol 고혈압치료제 C15H25NO3 M+H Metoprolol Acid-d5 Propanolol 고혈압치료제 C16H21NO2 M+H Metribuzin-(S-methyl-D3) Valsartan 고혈압치료제 C24H29N5O3 M+H Flufenacet-(phenyl-D4) Fenbendazole* 구충제 C15H13N3O2S M+H Fenbendazole-d3 Lidocaine* 마취제 C14H22N2O M+H Lidocaine-(diethyl-d10) Florfenicol 항간질제 C12H14Cl2FNO4S M+H Bentazon-D7 Carbamazepine* 항경련제 C15H12N2O M+H Carbamazepine-13C6 solution Cimetidine 항궤양제 C10H16N6S M+H Atenolol-d7 Diphenhydramine 항히스타민제 C17H21NO M+H Prometryn-(N 2-isopropyl-D7) Metformin* 혈당강하제 C4H11N5 M+H Metformin-d6, Hydrochloride Acetylsalicylic acid** 진통소염제 C9H8O4 M+H Bacitracin** 항생제 C66H103N17O16S M+2H Chlortetracycline** 항생제 C22H23ClN2O8 M+H Neomycin** 항생제 C23H46N6O13 M+H Vancomycin** 항생제 C66H75Cl2N9O24 M+2H * 동위원소치환체내부표준물질사용 ** 정량불가

77 다. 크로마토그램 조사대상물질 27 종의 LC-HRMS 에의한크로마토그램을그림 17 에나타내었다. 그림 17. 조사대상물질 27 종에대한크로마토그램

78 라. 검정곡선 증류수에조사대상물질을농도별로나누어주입하여검정곡선을작성하였고표 18 ~ 44에정리하였다. 농도단계는 0.1, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 70, 100, 200, 500, 1000 ng/l 또는추가적으로 2000 ng/l까지수행하여총 13 ~ 14단계로이루어졌다. 정확한정량분석을위해 2배수로실험하였고저농도범위와고농도범위로나누어검정곡선을작성하였다. 검정곡선이작성된전항목에서직선성이 이상을나타내었다. Cefaclor와 Oxytetracycline의경우, 정량한계가검정곡선의저농도범위보다높아고농도에대한검정곡선만작성되었다

79 표 18. Acetaminophen의검정곡선물질명 : Acetaminophen (Rt: 1.97) 내부표준물질 : Acetaminophen-D4 solution Low range [ ng/l] Rt:2.07min High range [ ng/l]

80 표 19. Amoxicillin 의검정곡선 물질명 : Amoxicillin (Rt: 3.48) 내부표준물질 : Sulfamerazine-(phenyl-13C6) Low range [ ng/l] Rt: 2.51min High range [ ng/l]

81 표 20. Carbamazepine 의검정곡선 물질명 : Carbamazepine (Rt: 6.08) 내부표준물질 : Carbamazepine-13C6 solution Low range [ ng/l] Rt: 6.05min High range [ ng/l]

82 표 21. Cefaclor 의검정곡선 물질명 : Cefaclor (Rt: 3.45) 내부표준물질 : Glyphosate-2-13C Low range [ ng/l] Rt: 8.27min High range [ ng/l]

83 표 22. Cefadroxil 의검정곡선 물질명 : Cefadroxil (Rt: 2.95) 내부표준물질 : Clothianidin-D3 Low range [ ng/l] Rt: 3.69min High range [ ng/l]

84 표 23. Cephradine 의검정곡선 물질명 : Cephradine (Rt: 7.91) 내부표준물질 : Carbamazepine-13C6 solution Low range [ ng/l] Rt: 6.06min High range [ ng/l]

85 표 24. Cimetidine 의검정곡선 물질명 : Cimetidine (Rt: 1.97) 내부표준물질 : Atenolol-D7 Low range [ ng/l] Rt: 1.97min High range [ ng/l]

86 표 25. Ciprofloxacin의검정곡선물질명 : Ciprofloxacin (Rt: 3.29) 내부표준물질 : Acetaminophen-D4 solution Low range [ ng/l] Rt:2.07min High range [ ng/l]

87 표 26. Clarithromycin 의검정곡선 물질명 : Clarithromycin (Rt: 7.5) 내부표준물질 : Carbendazim-D4 Low range [ ng/l] Rt: 2.63min High range [ ng/l]

88 표 27. Diclofenac 의검정곡선 물질명 : Diclofenac (Rt: 10.4) 내부표준물질 : Diclofenac-13C6 Low range [ ng/l] Rt: 10.4min High range [ ng/l]

89 표 28. Diphenhydramine의검정곡선물질명 : Diphenhydramine (Rt: 5.36) 내부표준물질 : Prometryn-(N 2 -isopropyl-d7) Low range [ ng/l] Rt: 7.01min High range [ ng/l]

90 표 29. Erythromycin 의검정곡선 물질명 : Erythromycin (Rt: 6.3) 내부표준물질 : Flufenacet-(phenyl-D4) Low range [ ng/l] Rt: 9.48min High range [ ng/l]

91 표 30. Fenbendazole 의검정곡선 물질명 : Fenbendazole (Rt: 7.94) 내부표준물질 : Fenbendazole-D3 Low range [ ng/l] Rt: 8.03min High range [ ng/l]

92 표 31. Florfenicol 의검정곡선 물질명 : Florfenicol (Rt: 3.58) 내부표준물질 : Bentazone-D7 Low range [ ng/l] Rt: 5.75min High range [ ng/l]

93 표 32. Ibuprofen 의검정곡선 물질명 : Ibuprofen (Rt: 10.9) 내부표준물질 : Carbamazepine-13C6 solution Low range [ ng/l] Rt: 6.06min High range [ ng/l]

94 표 33. Lidocaine 의검정곡선 물질명 : Lidocaine (Rt: 3.26) 내부표준물질 : Lidocaine-(diethyl-D10) Low range [ ng/l] Rt: 3.15min High range [ ng/l]

95 표 34. Lincomycin 의검정곡선 물질명 : Lincomycin (Rt: 2.9) 내부표준물질 : Prometryn-(N 2 -isopropyl-d7) Low range [ ng/l] Rt: 7.01min High range [ ng/l]

96 표 35. Mefenamic acid 의검정곡선 물질명 : Mefenamic acid (Rt: 12.1) 내부표준물질 : Mefenamic acid-(benzoic ring-13c6) Low range [ ng/l] Rt: 12.1min High range [ ng/l]

97 표 36. Metformin의검정곡선물질명 : Metformin (Rt: 0.8) 내부표준물질 : Metformin-d6, hydrochloride Low range [ ng/l] Rt: 0.8min High range [ ng/l]

98 표 37. Metoprolol의검정곡선물질명 : Metoprolol (Rt: 3.97) 내부표준물질 : Metoprolol acid-d5 (Rt: 2.8) Low range [ ng/l] Rt: 2.8min High range [ ng/l]

99 표 38. Oxytetracycline의검정곡선물질명 : Oxytetracycline (Rt: 3.32) 내부표준물질 : Metformin-d6, hydrochloride Low range [ ng/l] Rt: 0.8min High range [ ng/l]

100 표 39. Propranolol 의검정곡선 물질명 : Propranolol (Rt: 5.24) 내부표준물질 : Metribuzin-(S-methyl-D3) Low range [ ng/l] Rt: 5.46min High range [ ng/l]

101 표 40. Roxithromycin 의검정곡선 물질명 : Roxithromycin (Rt: 7.8) 내부표준물질 : Flufenacet-(phenyl-D4) Low range [ ng/l] Rt: 9.48min High range [ ng/l]

102 표 41. Sulfamethazine 의검정곡선 물질명 : Sulfamethazine (Rt: 2.99) 내부표준물질 : Sulfamethazine-(phenyl-13C6) hemihydrate Low range [ ng/l] Rt: 2.99min High range [ ng/l]

103 표 42. Sulfathiazole 의검정곡선 물질명 : Sulfathiazole (Rt: 2.2) 내부표준물질 : Sulfathiazole-(phenyl-13C6) Low range [ ng/l] Rt: 2.21min High range [ ng/l]

104 표 43. Tramadol 의검정곡선 물질명 : Tramadol (Rt: 3.84) 내부표준물질 : Tramadol-13C, D3 hydrochloride solution Low range [ ng/l] Rt: 3.84min High range [ ng/l]

105 표 44. Valsartan 의검정곡선 물질명 : Valsartan (Rt: 8.89) 내부표준물질 : Flufenacet-(phenyl-D4) Low range [ ng/l] Rt: 9.48min High range [ ng/l]

106 마. 정확도및분석한계 하천시료와퇴적물시료에대한정확도와분석의검출한계, 정량한계를구하여표 45 ~ 46에나타내었다. 하천시료에서 cefaclor, cephradine, oxytetracycline과퇴적물시료에서 diclofenac, metformin의경우정확도가 25% 이하또는 175% 이상의값을보여실측농도값의신뢰성이부족하다고판단된다. 표 45. 조사대상물질의정확도 ( 하천시료 ), 검출한계, 정량한계 물질명 하천시료퇴적물시료검출한계정량한계정확도 (%) 정확도 (%) (ng/l) (ng/l) Acetaminophen Amoxicillin Carbamazepine Cefaclor < Cefadroxil Cephradine < Cimetidine Ciprofloxacin Clarithromycin Diclofenac 104 > Diphenhydramine Erythromycin Fenbendazole Florfenicol Ibuprofen Lidocaine Lincomycin Mefenamic acid Metformin 97.8 < Metoprolol Oxytetracycline < Propranolol Roxithromycin Sulfamethazine Sulfathiazole Tramadol Valsartan

107 퇴적물시료에대한정확도분석의경우, 분석에사용된내부표준물질의정확도를이용하여판단하였다. 이는하천시료의정확도분석에서증류수를사용하는것과같이퇴적물은증류수와같은표준물질을구비하는것이마땅하지않기때문이며, 조사대상물질분석에사용된내부표준물질의퇴적물정확도를통해전반적인퇴적물의정확도를대표할수있을것이라판단된다. 표 46. 조사대상물질의퇴적물시료에서정확도 내부표준물질 퇴적물정확도 (%) Acetaminophen-D4 solution 101 Carbamazepine-13C6 solution 105 Diclofenac-13C6 >175 Fenbendazole-D3 100 Lidocaine-(diethyl-D10) 104 Mefenamic acid-(benzoic ring-13c6) 79 Metformin-d6, hydrochloride <25 Sulfamethazine-(phenyl-13C6) hemihydrate 70 Sulfathiazole-(phenyl-13C6) 54 Tramadol-13C, D3 hydrochloride solution

108 바. 정밀도 조사대상물질 27종에대하여분석정밀도를구하여표 47에나타내었다. 분석정밀도의경우공정시험기준 20% 이내의값이적절하다고판단된다. Cefaclor와 Cephradine의경우낮은정밀도를나타내었고, 이들을제외한모든분석대상물질은 20% 이내의정밀도를나타내었다. 표 47. 조사대상물질의정밀도 물질명 1차정밀도 (%) 2차정밀도 (%) 3차정밀도 (%) (n=5) (n=5) (n=5) Acetaminophen Amoxicillin Carbamazepine Cefaclor Cefadroxil Cephradine Cimetidine Ciprofloxacin Clarithromycin Diclofenac Diphenhydramine Erythromycin Fenbendazole Florfenicol Ibuprofen Lidocaine Lincomycin Mefenamic acid Metformin Metoprolol Oxytetracycline Propranolol Roxithromycin Sulfamethazine Sulfathiazole Tramadol Valsartan

109 사. 일반항목 A 지역시료채취지점별수온과해당날짜의기온및기후를정리하여표 48 에 나타내었다. 표 48. A 지역의시료채취지점에서일반항목 시료채취지점시료량 (ml) 시료채취시간수온 ( ) 비고 1차 (7.13) 2차 (8.22) 3차 (9.27) 4차 (10.26 ) A1 250 ( 퇴적물 : 200g) 17시 25분 31.1 A 시 20분 30.2 A3 250 ( 퇴적물 : 200g) 17시 15분 30.5 A4 250 ( 퇴적물 : 200g) 17시 31.4 A 시 40분 29.2 A 시 31.9 A 시 31.3 A 시 40분 32.7 A 시 35분 32.2 A 시 30분 31.9 A 시 20분 31.9 A 시 30.7 A 시 30분 31.7 A 시 30분 33.3 A 시 25분 24.7 A 시 20분 27.8 A 시 15분 26 A 시 25.5 A 시 40분 24.7 A 시 24.4 A 시 25.3 A 시 25분 21.9 A 시 20분 16.9 A 시 15분 20.8 A 시 16.7 A 시 40분 18.0 A 시 17.4 A 시 18.0 기온 : 27.0 기후 : 박무기온 : 27.1 기후 : 박무기온 : 21.7 기후 : 비, 박무기온 : 14.3 기후 : 박무

110 2. 시료분석결과 A 지역과영산강수계의하천시료및퇴적물시료를분석한결과, 표 49와같은결과를얻었다. 물질명뒤에 * 표시는하천시료에서정확도가낮아신뢰성이부족한물질을나타내며 ** 표시는퇴적물시료에서회수율이낮거나높아신뢰성이부족한물질을나타낸다. 그리고시료채취지점별시료채취량을달리하였는데, 상대적으로유량이적고고농도로측정될것이라예상된 A1 ~ A4지점은 250 ml를채취하였기때문에 1 L의시료와비교하여 4배희석하여결과를정리하였다. 또한, 검정곡선의최고농도 (250 ml 시료는 4,000 또는 8,000 ng/l, 1 L 시료는 1,000 또는 2,000 ng/l) 보다높은농도를보이는물질은외삽을통하여결과를도출하였다. 외삽을통한결과는검정곡선의범위를넘어가는농도에대해서만적용되는데, 이는검정곡선의범위에해당하는결과보다신뢰도가떨어질수있지만검정곡선의정확도를고려할때큰오차가발생하지않을것으로판단된다. 외삽이적용된물질은 acetaminophen, carbamazepine, cefaclor, cimetidine, diclofenac, lidocaine, metformin, roxithromycin, tramadol이다

111 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l) 시료채취지역 Acetaminophen Amoxicillin Carbamazepine Cefaclor* Cefadroxil Cephradine* Cimetidine A1 1, ,000 N.D N.D N.D 3,400 A2 N.D N.D 220 N.D N.D N.D 차 A ,000 N.D N.D N.D 2,600 A ,000 N.D N.D N.D 2,100 A5 N.D N.D N.D N.D 53 A 지 역 A ,200 N.D N.D N.D 280 A7 N.D N.D 250 N.D N.D N.D 53 A1 4,700 N.D 51,000 N.D N.D N.D 720 A2 N.D N.D 14 N.D N.D N.D 차 A3 1,400 N.D 15,000 N.D N.D N.D 350 A4 400 N.D 10,000 N.D N.D N.D 70 A5 N.D N.D 81 N.D N.D N.D 62 A6 88 N.D 1,400 N.D N.D N.D 60 A7 40 N.D 57 N.D N.D N.D 57 N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

112 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l)( 계속 ) 시료채취지역 Acetaminophen Amoxicillin Carbamazepine Cefaclor* Cefadroxil Cephradine* Cimetidine A1 2, , N.D N.D 3,100 A N.D N.D 차 A3 5, , N.D N.D 3,000 A4 1, , N.D N.D 1,200 A N.D N.D 150 A 지 역 A N.D N.D N.D 98 A7 N.D N.D N.D 53 A1 5, ,000 4,800 N.D N.D 5,400 A N.D N.D 49 4 차 A3 11, ,000 1,100 N.D N.D 5,800 A ,000 1,000 N.D N.D 900 A N.D N.D N.D 370 A ,200 N.D N.D N.D 310 A7 N.D N.D 390 N.D N.D N.D 1.7 N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

113 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l, ng/g dw)( 계속 ) 시료채취지역 Acetaminophen Amoxicillin Carbamazepine Cefaclor* Cefadroxil Cephradine* Cimetidine A 지 역 퇴 적 물 A1 N.D N.D N.D N.D N.D A3 N.D N.D 0.46 N.D N.D N.D N.D A4 N.D N.D 0.32 N.D N.D N.D N.D Y1 N.D N.D N.D 180 영산강 Y2 N.D 14 1,500 N.D N.D N.D 240 Y3 N.D N.D N.D 28 N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

114 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l)( 계속 ) 시료채취지역 Ciprofloxacin Clarithromycin Diclofenac Diphenhydramine Erythromycin Fenbendazole Florfenicol A1 N.D ,000 1, N.D 1,800 A2 N.D N.D N.D N.D 1 차 A3 N.D , N.D 910 A4 N.D 70 3, N.D 800 A5 N.D N.D N.D N.D A 지 역 A6 N.D N.D 27 A7 N.D N.D 4.5 N.D 3.3 N.D <LOQ A1 N.D , N.D 170 A2 N.D N.D 3.6 N.D 8.0 N.D N.D 2 차 A3 N.D , N.D 37 A4 N.D 27 5, N.D 12 A5 N.D <LOQ N.D N.D A6 N.D N.D 65 N.D 2.5 N.D N.D A7 N.D N.D 23 N.D 9.1 N.D N.D N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

115 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l)( 계속 ) 시료채취지역 Ciprofloxacin Clarithromycin Diclofenac Diphenhydramine Erythromycin Fenbendazole Florfenicol A1 N.D 4,400 22, ,200 N.D 680 A2 N.D N.D N.D 3 차 A3 N.D 2,800 19, ,700 N.D 460 A4 N.D 630 4, N.D 480 A5 N.D N.D N.D A 지 역 A6 N.D N.D N.D A7 N.D N.D 11 N.D 12.3 N.D N.D A1 N.D 5,400 44, ,800 N.D 160 A2 N.D N.D 32 N.D N.D 4 차 A3 N.D 4,300 43, N.D 120 A4 N.D 760 7, ,300 N.D 86 A5 N.D N.D N.D A6 N.D N.D N.D A7 N.D N.D 9.3 N.D 5.2 N.D N.D N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

116 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l, ng/g dw)( 계속 ) 시료채취지역 Ciprofloxacin Clarithromycin Diclofenac Diphenhydramine Erythromycin Fenbendazole Florfenicol A 지 역 퇴 적 물 A1 N.D N.D N.D** N.D 0.98 N.D N.D A3 N.D N.D N.D** N.D N.D N.D N.D A4 N.D N.D N.D** N.D 1.0 N.D N.D Y1 N.D N.D N.D 영산강 Y2 N.D N.D N.D Y3 N.D <LOQ ND N.D N.D N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

117 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l)( 계속 ) 시료채취지역 Ibuprofen Lidocaine Lincomycin Mefenamic acid Metformin Metoprolol Oxytetracycline* A1 N.D 47, ,600 15,000 N.D N.D A2 N.D 42 N.D N.D N.D 1 차 A3 N.D 29,000 <LOQ 1,600 9,200 N.D N.D A4 N.D 2, ,200 1,800 N.D N.D A5 N.D N.D N.D A 지 역 A6 N.D N.D N.D A7 N.D 300 N.D N.D N.D A1 N.D 37, ,100 20,000 N.D N.D A2 N.D N.D N.D N.D N.D 2 차 A3 N.D 8, ,700 N.D N.D A4 N.D 6, N.D N.D A5 N.D N.D N.D A6 N.D 48 N.D N.D N.D A7 N.D N.D N.D N.D N.D N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

118 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l)( 계속 ) 시료채취지역 Ibuprofen Lidocaine Lincomycin Mefenamic acid Metformin Metoprolol Oxytetracycline* A1 N.D 22, ,100 3,700 N.D N.D A2 N.D N.D N.D 3 차 A3 N.D 17, ,400 4,700 N.D N.D A4 N.D 5, ,000 2,200 N.D N.D A5 N.D N.D N.D A 지 역 A6 N.D ,500 N.D N.D A7 N.D N.D N.D A1 N.D 8, N.D N.D A2 N.D 110 N.D N.D N.D 4 차 A3 N.D 8, N.D N.D A4 N.D 5, N.D N.D A5 N.D ,900 N.D N.D A6 N.D ,500 N.D N.D A7 N.D N.D N.D N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

119 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l, ng/g dw)( 계속 ) 시료채취지역 Ibuprofen Lidocaine Lincomycin Mefenamic acid Metformin Metoprolol Oxytetracycline* A 지 역 퇴 적 물 A1 N.D N.D N.D N.D N.D** N.D N.D A3 N.D N.D N.D N.D N.D** N.D N.D A4 N.D N.D N.D N.D N.D** N.D N.D Y1 N.D N.D N.D 영산강 Y2 N.D ,200 N.D N.D Y3 N.D N.D N.D N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

120 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l)( 계속 ) 시료채취지역 Propranolol Roxithromycin Sulfamethazine Sulfathiazole Tramadol Valsartan A1 36 5,800 N.D N.D 32, A2 21 N.D N.D N.D 차 A3 20 2,900 N.D N.D 18, A4 36 1,400 N.D N.D 11, A5 12 N.D N.D N.D A 지 역 A N.D N.D A7 N.D <LOQ N.D N.D A N.D N.D 34, A2 8.8 <LOQ <LOQ 차 A , A4 N.D 17 N.D N.D 6, A5 N.D N.D N.D N.D A6 N.D N.D A7 <LOQ N.D N.D N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

121 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l)( 계속 ) 시료채취지역 Propranolol Roxithromycin Sulfamethazine Sulfathiazole Tramadol Valsartan A ,000 N.D N.D 15, A N.D 차 A3 19 8,800 N.D N.D 13, A4 15 3, N.D 10, A N.D A 지 역 A6 N.D N.D A7 N.D A ,600 N.D N.D 9,300 1,200 A N.D 차 A ,800 N.D N.D 9,100 1,200 A4 N.D 1,600 N.D N.D 5, A N.D A N.D A7 N.D N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

122 표 49. A 지역및영산강시료분석결과 (ng/l, ng/g dw)( 계속 ) 시료채취지역 Propranolol Roxithromycin Sulfamethazine Sulfathiazole Tramadol Valsartan A 지 역 퇴 적 물 A N.D N.D N.D 49 N.D A3 N.D N.D N.D N.D 5.2 N.D A4 N.D N.D N.D N.D 26 N.D Y N.D N.D 영산강 Y <LOQ N.D Y N.D N.D N.D: 미검출, <LOQ: 정량한계이하

123 가. A 지역하천시료분석결과 A 지역하천시료의각물질별분석결과를그림 18 ~ 37에나타내었다. 전체시료에서 1회이상검출되지않은 7종의물질 cefadroxil, cephradine, ciprofloxacin, fenbendazole, ibuprofen, metoprolol, oxytetracycline은제외되었다. 그림 18. A 지역하천시료에서 Acetaminophen 분석결과 그림 19. A 지역하천시료에서 Amoxicillin 분석결과

124 그림 20. A 지역하천시료에서 Carbamazepine 분석결과 그림 21. A 지역하천시료에서 Cefaclor 분석결과 그림 22. A 지역하천시료에서 Cimetidine 분석결과

125 그림 23. A 지역하천시료에서 Clarithromycin 분석결과 그림 24. A 지역하천시료에서 Diclofenac 분석결과 그림 25. A 지역하천시료에서 Diphenhydramine 분석결과

126 그림 26. A 지역하천시료에서 Erythromycin 분석결과 그림 27. A 지역하천시료에서 Florfenicol 분석결과 그림 28. A 지역하천시료에서 Lidocaine 분석결과

127 그림 29. A 지역하천시료에서 Lincomycin 분석결과 그림 30. A 지역하천시료에서 Mefenamic acid 분석결과 그림 31. A 지역하천시료에서 Metformin 분석결과

128 그림 32. A 지역하천시료에서 Propranolol 분석결과 그림 33. A 지역하천시료에서 Roxithromycin 분석결과 그림 34. A 지역하천시료에서 Sulfamethazine 분석결과

129 그림 35. A 지역하천시료에서 Sulfathiazole 분석결과 그림 36. A 지역하천시료에서 Tramadol 분석결과 그림 37. A 지역하천시료에서 Valsartan 분석결과

130 A 지역전체하천시료에서 cefadroxil, cephradine, ciprofloxacin, fenbendazole, ibuprofen, metoprolol, oxytetracycline은검출되지않았다. A지역방류수수로와우수관합류부인 Y지천 A1에서 27종중 18종이검출되었으며 4회평균농도로 carbamazepine 42,000 ng/l, diclofenac 29,800 ng/l, lidocaine 28,500 ng/l, tramadol 22,600 ng/l, metformin 12,200 ng/l등이검출되었다. X지천상류 (Y지천 A1과합류전 ) 인 A2에서 27종중 19종이검출되었으며평균농도로 metformin 379 ng/l, cefaclor, 290 ng/l, cimetidine 207 ng/l, carbamazepine 149 ng/l, diclofenac 131 ng/l등이검출되었다. X지천과 Y지천의합류후지점인 A3에서 27종중 20종이검출되었으며평균농도로 carbamazepine 29,300 ng/l, diclofenac 20,800 ng/l, lidocaine 15,600 ng/l, tramadol 12,500 ng/l, metformin 4,980 ng/l등이검출되었다. Y지천과 Z지천의합류전지점인 A4에서 27종중 19종이검출되었으며평균농도로 carbamazepine 23,300 ng/l, tramadol 8,730 ng/l, diclofenac 5,270 ng/l, lidocaine 4,400 ng/l, roxithromycin 2,170 ng/l등이검출되었다. Z지천상류에해당하는 A5에서 27종중 18종이검출되었으며평균농도로 metformin 890 ng/l, carbamazepine 390 ng/l, valsartan 200 ng/l, lincomycin 170 ng/l, cimetidine 160 ng/l등이검출되었다. X지천과 Z지천합류후지점인 A6에서 27종중 19종이검출되었으며평균농도로 carbamazepine 2,170 ng/l, metformin 993 ng/l, tramadol 743 ng/l, diclofenac 411 ng/l, lincomycin 361 ng/l등이검출되었다. Z지천의서해안방향에해당하는 A7에서 27종중 16종이검출되었으며평균농도로 carbamazepine 250 ng/l, metformin 240 ng/l, lidocaine 150 ng/l, tramadol 110 ng/l, cefaclor 81 ng/l등이검출되었다. A1에서높은농도로검출되고지천의합류에의한유량의증가등의과정을거치는하류지점에서도높은농도를보인 carbamazepine, diclofenac, lidocaine, tramadol, metformin이 A 지역하천시료의주요물질이라판단된다. 그리고 carbamazepine, cimetidine, florfenicol, erythromycin, lidocaine, metformin 등의분석결과에서하류의채취지점농도가상류의채취지점보다높은농도를나타내는현상이있는데, 이는배출되는방류수의농도가시시각각변화하고, 특정지점 (A4) 의경우유속이미미하여이전에방류된방류수방류수와혼합되어있을것으로사료된다. 즉, 시간에따라다른농도를가지는방류수가이러한농도변화에영향을미치는것으로판단된다. 또한 A지역방류수수로와연결된 Y지천 A1 지역에비해비교적오염이되지않았으리라예상되는 A2와 A5에서도의약물질이검출된것으로보아 Y지천이아닌또다른오염원이 X지천과 Z지천상류에존재할가능성이있다고판단된다

131 (1) 실측농도그룹별분석결과 A 지역의하천시료분석결과에대해정량된실측농도값을 A1 지점에서검출된물질을기준으로하여 A, B, C 그룹으로분류하였다. A 그룹은 A1 지점평균농도 1000 ng/l 이상으로검출된물질이며 B 그룹은 A1 지점평균농도 10 ~ 1,000 ng/l 범위의물질, C 그룹은 10 ng/l 이하로검출된물질이다. A 그룹에속하는물질은 acetaminophen, carbamazepine, cefaclor, cimetidine, clarithromycin, diclofenac, erythromycin, lidocaine, mefenamic acid, metformin, roxithromycin, tramadol로총 12종이며 B 그룹에속하는물질은 amoxicillin, diphenhydramine, florfenicol, propranolol, valsartan으로총 5종이다. 그외 C 그룹에속하는물질은 lincomycin과미검출된물질인 cefadroxil, cephradine, ciprofloxacin, fenbendazole, ibuprofen, metoprolol, oxytetracycline, sulfamethazine, sulfathiazole로총 9종이다. 그림 38. A 그룹의 1 차 (7 월 13 일 ) 시료농도변화

132 그림 39. A 그룹의 2 차 (8 월 22 일 ) 시료농도변화 그림 40. A 그룹의 3 차 (9 월 27 일 ) 시료농도변화

133 그림 41. A 그룹의 4 차 (10 월 26 일 ) 시료농도변화 A 그룹에속하는 12 종물질의각시료채취시기별변화를그림 38 ~ 41 에나 타내었다. 2 차시료의경우가장큰시료채취지점의흐름별농도변화를보였고 그뒤로 1 차, 3 차, 4 차의순서로변화량이차이가있었다. 그림 42. B 그룹의 1 차 (7 월 13 일 ) 시료농도변화

134 그림 43. B 그룹의 2 차 (8 월 22 일 ) 시료농도변화 그림 44. B 그룹의 3 차 (9 월 27 일 ) 시료농도변화

135 그림 45. B 그룹의 4 차 (10 월 26 일 ) 시료농도변화 B 그룹에속하는 5종물질의각시료채취시기별농도변화를그림 42 ~45에나타내었다. B 그룹또한 A 그룹과마찬가지로 2차시료에서가장큰시료채취지점의흐름별농도의변화를보였고 1차, 3차, 4차의순서로변화량이줄어드는것을확인할수있다

136 (2) 기타오염원 그림 차 (9 월 27 일 ) 및 4 차 (10 월 26 일 ) 시료에서기타오염원확인 그림 47. A 지역의기타오염원

137 A 지역의 3차및 4차시료분석결과에서 diphenhydramine과 lincomycin이기존의오염우심지역으로판단된 A 지역외에기타오염원으로인한농도의변화가의심되었다. A5 지점과 A6 지점사이에유량이적은하천이존재하며이하천의상류에는소규모로운영되는축산업소및일반음식점이자리하고있다. 따라서특정시기에진행된분석연구로정확한원인은파악할수없지만주오염원이라판단되는 A지역이외에오염원이존재할수있다고판단된다

138 (3) 선행연구결과비교 그림 48. 국립환경과학원선행연구과제 (2016 년 ) 와실측농도값비교 국립환경과학원선행연구과제 위해우려의약물질의생태위해성평가연구 (2016) 에서보고된 A 지역의 A1 지점실측농도를비교하여그림 48에나타내었고 9종의조사대상물질에대해서만설명되어있는것은 9종외에기타물질은선행연구과제와현연구과제에서검출되지않았거나조사대상물질에포함되지않기때문이다. 선행연구과제는 2016년 9월 27일에시료를채취하였고비교된현연구과제의결과도 2017년 9월 27일에채취되었으며추가적으로 4회평균농도도함께비교하였다. Acetaminophen, ibuprofen, mefenamic acid, metformin의경우선행연구과제에서현연구과제의 2017년 9월시료농도및평균농도보다더높은결과를보였고, clarithromycin은 9월시료농도가선행연구과제보다높은농도로확인되었지만평균농도는보다낮게확인되었다. 그외 diclofenac, diphenhydramine, florfenicol, roxithromycin은현연구과제가현저하게높은결과를보였고, diphenhydramine의경우유사한결과를보이고있다. 선행연구과제는시료채취를 1회만실시하여실측농도측정에제한적인요소가있고, A지역에서해당시기에생산된의약품이동일하다고볼수없으며, 본과제에서사용된분석방법및분석기기와의상이성으로인한차이가있을것으로판단된다

139 나. A 지역퇴적물시료분석결과 A 지역의퇴적물시료분석결과를그림 49 ~ 51 에정리하여나타내었다. 그림 49. A 지역 A1 지점퇴적물시료분석결과 그림 50. A 지역 A3 지점퇴적물시료분석결과

140 그림 51. A 지역 A4 지점퇴적물시료분석결과 A 지역의퇴적물시료는 A1, A3, A4인 3 지점에서채취하였고총 5종의물질이검출되었다. A1에서 5종의물질인 tramadol 49 ng/g, carbamazepine 33 ng/g, cefaclor 26 ng/g, erythromycin 0.98 ng/g, propranolol 0.65 ng/g가각각의농도로검출되었고 A3에서 2종의물질인 tramadol 5.2 ng/g, carbamazepine 0.46 ng/g이각각의농도로검출되었다. A4에서 3종의물질인 tramadol 26 ng/g, erythromycin 1.0 ng/g, carbamazepine 0.32 ng/g가각각의농도로검출되었다. Cefaclor의경우, LogK OW 가 0.35로상대적으로낮은값을가짐에도불구하고퇴적물에서검출되었다. 이는 LogK OW 가낮지만토양흡착계수 (LogK OC ) 가 2.82로약 660배정도물보다토양에흡착될가능성이있기때문에발생할수있는결과로판단된다. 또한, 1회차시료채취시기에하천시료와함께채취한퇴적물시료에서 cefaclor가하천시료에서는검출되지않고퇴적물시료에서만검출된것은과거에 cefaclor가높은농도로배출되었을수도있다는것을암시한다

141 다. 영산강수계하천시료분석결과 영산강수계의하천시료분석결과를그림 52 ~ 54 에정리하여나타내었다. 그림 52. 영산강수계 Y1 지점하천시료분석결과 그림 53. 영산강수계 Y2 지점하천시료분석결과

142 그림 54. 영산강수계 Y3 지점하천시료분석결과 영산강유역전체하천시료에서 acetaminophen, cefadroxil, ciprofloxacin, fenbendazole, florfenicol, ibuprofen, metoprolol, oxytetracycline, sulfamethazine, sulfathiazole은검출되지않았다. 하수처리장인 Y1에서분석가능한 27종중 16 종이검출되었으며 metformin 810 ng/l, carbamazepine 680 ng/l, valsartan 240 ng/l, cimetidine 180 ng/l, tramadol 170 ng/l등이검출되었다. 하수처리장방류수의하류지점이며상무대로인근극락교에위치한 Y2에서 27종중 16종이검출되었으며 carbamazepine 1,500 ng/l, metformin 1,200 ng/l, valsartan 350 ng/l, tramadol 330 ng/l, cimetidine 240 ng/l등이검출되었다. Y2보다하류에해당하며승용교에위치한 Y3에서 27종중 15종이검출되었으며 carbamazepine 840 ng/l, valsartan 220 ng/l, metformin 190 ng/l, tramadol 110 ng/l, cefaclor 58 ng/l등이검출되었다. 일반적으로하수처리장의방류수인 Y1에서가장높은농도로검출될것이라예상했지만 12종의물질인 carbamazepine, cimetidine, diclofenac, diphenhydramine, erythromycin, lidocaine, lincomycin, mefenamic acid, metformin, propranolol, tramadol, valsartan은방류수하류지점인 Y2에서더높은농도로검출되었다. 이에대한정확한원인을확인하기위해서는방류수합류이전상류지점의농도와 Y1이후합류하는광주천의농도, 그리고시간에따른방류수의농도변화등에대한추가조사가필요해보인다

143 라. A 지역성분별분석결과 그림 55. A 지역에서조사대상물질성분별분석결과 (anti-biotic) 그림 56. A 지역에서조사대상물질성분별분석결과 (anti-inflammatory)

144 그림 57. A 지역에서조사대상물질성분별분석결과 (etc.) A 지역의하천시료분석결과를성분별로분류하여그림 55 ~ 57에나타내었다. 항생제의약품에해당되는 12종의조사대상물질중 roxithromycin이가장높은비율을보였으며 cefaclor와 clarithromycin이다음으로높은비율을보였다. 소염제의약품에해당되는 5종의조사대상물질중 diclofenac이가장높은비율을보였으며 tramadol이다음으로높은비율을보였다. 항생제및소염제의약품을제외한기타그룹에해당되는 10종의조사대상물질중 carbamazepine이가장높은비율을보였으며 lidocaine과 metformin이다음으로높은비율을보였다

145 그림 58. A 지역에서조사대상물질성분별분석결과 (total) 조사대상물질의모든성분을종합하여그림 58에나타내었다. 검출된성분중소염제의약품의비율이가장높게나타났으며항경련제, 마취제, 항생제, 고혈압치료제, 궤양치료제, 간질치료제, 알레르기치료제, 고혈압치료제순으로높은비율을보였다. 항생제의약품의경우분석가능한 27종의물질중약절반에해당하는 13종의조사대상물질이포함되어있지만비교적높은비율로나타지지않았다. 반면, 항경련제는유일하게 carbamazepine만이포함되어있음에도불구하고 9가지의성분중 2번째로높은비율을나타냈다. 구충제계열의 Fenbendazole은전체시료에서검출되지않았기때문에본내용에서제외되었다

146 마. A 지역작용기작별분석결과 조사대상물질에대하여물질의작용기작별로분류하여부록 1에정리하였고분류는 ATC code (Anatomical Therapeutic Chemical classification system) 를활용하였다. ATC code에따라분류는 4단계로구성되었으며분류1을기준으로정리하여표 50에나타내었다. 분류 1에는신경계, 전신작용, 소화기관계, 근골격계, 호흡기계, 구강, 심혈관계로의약물질이분류되었다

147 표 50. ATC code를이용한조사대상물질의분류 물질명 ATC code 분류 1 비고 Acetaminophen N02BE01 NERVOUS SYSTEM 신경계 Amoxicillin J01CA04 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Carbamazepine N03AF01 NERVOUS SYSTEM 신경계 Cefaclor J01DC04 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Cefadroxil J01DB05 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Cephradine J01DB09 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Cimetidine A02BA01 ALIMENTARY TRACT AND METABOLISM 소화기관계 Ciprofloxacin J01MA02 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Clarithromycin J01FA09 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Diclofenac M01AB05 MUSCULO-SKELETAL SYSTEM 근골격계 Diphenhydramine R06AA02 RESPIRATORY SYSTEM 호흡기관계 Erythromycin J01FA01 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Fenbendazole P02CA06 ANTIPARASITIC PRODUCTS, INSECTICIDES AND REPELLENTS 구강 Florfenicol QJ51BA90 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Ibuprofen M01AE01 MUSCULO-SKELETAL SYSTEM 근골격계 Lidocaine N01BB02 NERVOUS SYSTEM 신경계 Lincomycin J01FF02 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Mefenamic acid M01AG01 MUSCULO-SKELETAL SYSTEM 근골격계 Metformin A10BA02 ALIMENTARY TRACT AND METABOLISM 소화기관계 Metoprolol C07AB02 CARDIOVASCULAR SYSTEM 심혈관계 Oxytetracycline J01AA06 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Propranolol C07AA05 CARDIOVASCULAR SYSTEM 심혈관계 Roxithromycin J01FA06 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Sulfamethazine J01EB03 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Sulfathiazole J01EB07 ANTIINFECTIVES FOR SYSTEMIC USE 전신작용 Tramadol N02AX02 NERVOUS SYSTEM 신경계 Valsartan C09CA03 CARDIOVASCULAR SYSTEM 심혈관계

148 그림 59. 조사대상물질의작용기작별분포도 그림 60. 조사대상물질의작용기작별평균농도분포도 (A1 지점기준 )

149 검출된조사대상물질을작용기작별로비교하기위한그래프를그림 59 ~ 60 에나타내었다. 그림 59는조사대상물질 27종의작용기작별분포도를나타내었고, 그림 60은 A 지역 A1 지점에서검출된물질에대한실측농도의평균으로정리하였다. 대부분의항생제의약품에해당하는전신작용의약품은조사대상물질중 13종이며신경계작용의약품은 4종등심혈관계, 근골격계, 소화기관계, 구강, 호흡기계순으로나타났다. 하지만실측된평균농도를확인해봤을때, 신경계작용의약물질의농도가가장높게분포되었으며다음으로근골격계, 소화기관계, 전신작용, 심혈관계순으로나타났다

150 바. Z 하천의수평적농도변화 A 지역중 Z 하천의 A6과 A7은서해안으로유입되는하류지점에해당하여하천의폭이다른시료채취지점에비해넓다. 그로인해 A6 및 A7지점은물질의수평적농도차이를최소화하기위해각각 4곳을채취하여혼합하여분석하였다 ( 그림 61, 62). 그리고수평적농도차이를확인하고자하천의양끝쪽에해당하는 1번과 4번의시료를추가로분석하였다. 그결과, A지역방류수와혼합된 X지천이합류되는방향에해당하는 A6-1과 A7-1이반대편에해당하는 A6-4와 A7-4보다높은농도를보이는것을확인할수있었다. A6의경우 X지천이흘러나오는곳과인접해있어현저한농도의차이를확인할수있었지만 A7은하천의폭이약 500 m에달해 A6보다농도의차이를확인하기어려웠다. 그림 61. A 지역 A6 혼합시료 채취지점 그림 62. A 지역 A7 혼합시료채취지 점