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1 발간등록번호 NIER-SP Risk Assessment of Pharmaceuticals with Potential Ecological Risks 서울대학교

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3 제출문 국립환경과학원장귀하 본보고서를 위해우려의약물질의생태위해성평가연구 용역결과보고서로제출합니다 연구기관명 서울대학교보건대학원 연구책임자 최경호 연구원 고영림 지경희

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5 Ⅰ. 연구개요 연구과제명 요약문 국문위해우려의약물질의생태위해성평가연구 영문 Risk Assessment of Pharmaceuticals with Potential Ecological Risks 연구기관 서울대학교 연구책임자 소속성명 연구기간 ~ (8 개월 ) 연구개발비 117,600 천원 참여연구원수 총 14 명 내부 : 14 명, 외부 : 0 명 보건대학원 최경호 Ⅱ. 연구목적및필요성 Ÿ Ÿ Ÿ 환경중의약물질이초래하는생태계영향이보고되고있으며, 국내물환경중에서도다양한의약물질이검출되고있음환경중의약물질의위해성관리를위한과학적근거마련필요잠재적인위해우려잔류의약물질 ( 의약외품포함 ) 에대한관리전략마련이필요 Ⅲ. 연구개발의내용및범위 Ÿ 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품의국내외관리제도현황조사 Ÿ 평가대상물질선정및모니터링 Ÿ 최신독성시험을바탕으로한생태위해성평가 Ÿ 주요위해우려의약물질의관리기준 ( 안 ) 제시 Ⅳ. 연구결과 환경중잠재적위해우려의약물질을대상으로, 이물질들의위해성에대한정보의결손을확인하 고이를보완하여, 위해우려의약물질의위해성관리를위한과학적자료를축적하고위해성관리방 안을제시하였다. 본연구의주요결과는다음과같이요약된다. 1. 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품의국외관리제도현황 m 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품의국외관리제도현황을검토한결과, 유럽과미국등선진국은신규인체용의약품의시장판매신청과정에서환경위해성또는환경영향평가를수행하고있음 ( 그림 S1). 동물용의약품에대해서도유럽과미국, 일본등의나라에서국제회의 (Veterinary International Conference on Harmonization, VICH) 의지침에근거하여수행함. - v -

6 (a) (b) (c) 그림 S1. 국외의인체용의약품사전환경위해성평가방법. (a) 미국, (b) 유럽, (c) 캐나다. m 유럽을중심으로의약물질의물환경기준을설정하기위한대규모조사연구가수행중임. 2013년유럽연합은 diclofenac, 17 alpha-ethinylestradiol (EE2), 17 beta-estradiol (E2) 등의약물질 3종을수질감시항목 (Watch list) 으로정하였고 2015년에는마크로라이드계항생물질 3종 (erythromycin, clarithromycin, azithromycin) 을이에추가하였음. 유럽연합은수질감시항목의약물질을대상으로향후물환경중위해가능성을조사하여기준설정필요성을파악할계획임. m 우리나라에서의약품의위해성관리는, 주로의약품의처치및적용대상인사람과동물을대상으 로이루어지고있음. 의약품및의약물질의환경위해성을관리하는제도는마련되어있지않음. 2. 평가대상물질선정및생태위해성평가 m 국립환경과학원의기존연구결과와인체용의약물질의우선순위선정기법을토대로우선순위물질을목록화하고 ( 표 S1), 유해지수와생산량, 독성정보의결손등을종합적으로평가하여평가대상물질을선정함. 그결과 clarithromycin( 클라리스로마이신 ) 과 metformin( 메트포민 ) 을평가대상의약물질로최종선정하였음. m 의약외품성분의경우식약처에서사용범위를고시하였거나추가입법이예고된물질 20종중에서위해가능성에근거하여선정하였음. 즉, 국내외물환경에서검출된바있으나생태독성정보의불확실성이큰살균보존제성분 5종을후보대상물질 ( 우선순위물질 ) 로선정하였음 ( 그림 S2). 우선순위물질 5종을대상으로세포주를이용한 in vitro 내분비계장애스크리닝을수행하여독성가능성을비교한결과 benzalkonium chloride( 염화벤잘코늄 ) 을최종평가대상물질로선정하였음. - vi -

7 No 표 S 년연구대상의약물질우선순위목록 Active pharmaceutical ingredients LogK ow Production volume (kg/yr) Environ Conc PEC MEC corrected (μg/l) mean (μg/l) PNEC (μg/l) based on PEC HQ based on MEC 1 Acetaminophen ,097, Clarithromycin , Ciprofloxacin , Ofloxacin , Metformin , Norethisterone Fenbendazole (2012) , Neomycin (2011) , < Florfenicol (2013) , Bacitracin (2013) , Diphenhydramine (2014) , Roxithromycin , <LOD 그림 S2. 의약외품성분 20 종중 in vitro 내분비계장애스크리닝대상물질선정과정요약. - vii -

8 m 평가대상물질에대하여물벼룩을이용한급만성생태독성시험을수행하였음. D. magna 만성독성시험결과 clarithromycin 은노출농도 0.04 mg/l 이상에서농도의존적인번식능력의감소를보였음 ( 표 S2). Metformin은 80 mg/l에서유의한생존영향이나타났으나, 성장이나번식과관련된종말점에서유의한차이가나타나지않음. Benzalkonium chloride는 mg/l까지생존및번식과관련된종말점에서유의한차이를보이지않음. m 평가대상물질에대하여어류를이용한급만성생태독성시험을수행함. 어류초기생장단계독성시험결과, clarithromycin 과 benzalkonium chloride는각각 mg/l, mg/l까지생존, 성장및발달에서유의한영향을보이지않았음 ( 표 S3). Metformin은 300 mg/l에노출되었을때치어의생존능력에유의한영향이관찰되었음. m 본연구결과를기반으로 clarithromycin 과 benzalkonium chloride 생태위해성평가의불확실성을 줄일수있었음. Metformin 의생태독성은미미한것으로판단되었음. 그러나어류 ( 송사리 ) 성체 아만성노출시험 (21 일노출 ) 에따르면 metformin 은송사리의성호르몬에변화를유발하였음 ( 그림 S3). 표 S2. 평가대상물질의물벼룩 (D. magna) 만성독성시험결과 시험종 대상물질 종말점 NOEC and LOEC (mg/l) 독성값 a D. magna (21 d 노출 ) Clarithromycin Metformin Survival NOEC: 2.49 Reproduction Survival NOEC: 0.02 LOEC: 0.04 NOEC: 40 LOEC: 80 Benzalkonium chloride Reproduction, survival NOEC: a 실측농도 표 S3. 평가대상물질의어류 (O. latipes) 초기생장단계독성시험결과 시험종 대상물질 종말점 NOEC and LOEC (mg/l) 독성값 a Clarithromycin Survival, growth, hatchability NOEC: O. latipes (~30 dph 노출 ) Metformin Survival NOEC: 100 LOEC: 300 Benzalkonium chloride Survival, growth, hatchability NOEC: a 실측농도 - viii -

9 그림 S3. 성체 O. latipes 에서 metformin 노출이성호르몬에미치는영향. (A) 17β-estradiol (E2), (B) testosterone (T), (C) E2/T ratio. * 대조군과비교하여통계적인유의한차이 (p < 0.05). m 물환경검출농도 (MEC) 와예측환경농도 (PEC) 를토대로평가대상물질 3종의유해지수를산정하였음 ( 표 S4). 국내물환경최대검출농도기준으로유해지수를산출하였을때, clarithromycin 은유해지수가 1 이상으로일부지역에서위해가능성이제시되었음. Metformin 의경우국내환경에서검출사례는보고된바가없으나, 국내생산량자료에근거한예측환경농도를이용하여유해지수를추정한결과 0.1 미만으로산정되어, 국내환경에서위해가능성은미미한것으로보임. 그러나담수어류에서내분비계장애가능성을확인하였음. m 국내물환경중에서측정된사례가없는물질의경우, 국외에서보고된최대노출자료를토대로보수적인유해지수를추정하였음 ( 표 S5). 미국지표수에서보고된최대검출수준에근거하여도 metformin 의유해지수는 0.1 미만임. Benzalkonium chloride 는국외물환경검출농도 ( 미국 ) 와예측환경농도 ( 터키 ) 기준으로유해지수를산출한결과, 두경우모두 1 이상으로산정되었음. 그러나 benzalkonium chloride 는여러알킬기를갖는다양한물질군을통칭하는물질명으로위해성평가에는불확실성이존재함. 또한국내환경의실측자료가없어국외자료에근거하여산정한값임을유의하여야함. - ix -

10 향후이물질의생태위해성에대한상세한조사가필요함. 표 S4. 국내노출자료에근거한평가대상의약 ( 외 ) 품성분의유해지수산정 의약 ( 외 ) 품성분 국내환경중 실측농도 a (μg/l) 예측환경농도 (μg/l) PNEC (μg/l) 유해지수 (HQ) based on MEC 상위 95% MEC max PEC corr PEC PhATEmax MEC 상위 95% MEC max PEC corr PEC PhATEmax Clarithromycin Metformin NA NA Benzalkonium chloride NA NA NA NA NA, not available. a 우리나라지표수실측수준 (NIER, 2011a; 2012a; 2013a). 표 S5. 국외노출자료에근거한평가대상의약 ( 외 ) 품성분의유해지수산정 ( 국내물환경중 측정사례가없는경우 ) 의약 ( 외 ) 품성분 국가 국외환경중최대실측농도 MEC max (μg/l) PEC corr (μg/l) PNEC (μg/l) 유해지수 (HQ) based on MEC max PEC corr Metformin 미국 9.2 a - 1, NA Benzalkonium 미국 3.72 b chloride 터키 c NA, not available. a 미국지표수실측수준 (Blair et al., 2013a) b 미국지표수실측수준 (Ferrer and Furlong, 2001) c 터키의물환경중예측환경농도 (Oğuz and Mihçiokur, 2014) 3. 오염우심지역의환경모니터링과생태위해성평가 m 주변에동물용의약품제조업체와일부위생약품제조업체, 학교, 목장등이위치한 A 지역을 평가대상오염우심지역으로선정하였음. A 지역인근하천을따라총 12 개지점에서지표수시료를 채취하여 ( 그림 S4), 이를대상으로총 25 종의약물질의농도를측정하였음 ( 표 S6). - x -

11 그림 S4. A 지역물환경의시료채취지점요약. - xi -

12 표 S6. A 지역물환경의분석대상의약물질 25 종 의약품성분 (24 종 ) a acetaminophen, bacitracin, cephradine, chlortetracycline, clarithromycin, diclofenac, diphenhydramine, 17β-estradiol, estrone, 17α-ethynylestradiol, fenbendazole, florfenicol, ibuprofen, mefenamic acid, metformin, oxytetracycline, roxithromycin, sulfachlorpyridazine, sulfadimethoxine, sulfamerazine, sulfamethazine, sulfamethoxazole, sulfathiazole, vancomycin 의약외품성분 (1 종 ) benzalkonium chloride a 후보물질중 neomycin 의경우 LC-MS/MS 에서감도가떨어져분석대상물질에서제외하였음 m 분석대상물질가운데 acetaminophen, clarithromycin, diclofenac, diphenhydramine, fenbendazole, florfenicol, ibuprofen, mefenamic acid, metformin, roxithromycin, sulfadimethoxine, sulfamerazine, sulfamethazine, sulfamethoxazole, sulfathiazole 등총 15종의의약물질이 A 지역의수질시료에서검출되었음. 검출농도는 acetaminophen ( μg/l), ibuprofen ( μg/l), metformin ( μg/L), mefenamic acid ( μg/l), diclofenac ( μg/l), clarithromycin ( μg/L), florfenicol ( μg/l) 순으로높았음. m A 지역에서채취한수질시료에서 BKC-C 12 와 BKC-C 14 등두종류의 benzalkonium chloride 의 농도를합한총농도는 μg/l 수준이었음. 국내물환경에서 benzalkonium chloride 의 오염수준을처음으로확인함. m 평가대상의약물질일부가인근물환경에서고농도로검출되었음. 그러나시료채취시점에 약한강우가있었고, 단한차례의조사만이루어진점을고려할필요가있음. 향후조사시기와 정점을확대하여정밀조사를수행하고, 이를통해오염수준과위해성을확인할필요가있음. m A 지역물환경에서실측농도최댓값을적용하여계산한정량적생태위해성평가결과 ( 표 S7), 의약물질 7종 (acetaminophen, clarithromycin, diclofenac, diphenhydramine, florfenicol, ibuprofen, mefenamic acid) 과의약외품성분인 benzalkonium chloride의유해지수가 1 이상으로산정되어, 이지역에서이들의약물질및의약외품의오염에의한생태위해가능성을제시함. m 그러나본연구에서사용한환경중실측농도는 1 회채취한시료에대한분석결과이며, 추정오염원 ( 제약공장 ) 의특성상시점별로방류되는의약물질의종류가크게달라질수있으므로, 본연구결과해석에는상당한주의가요구됨. - xii -

13 표 S7. A 지역물환경에서검출된의약물질 15종과의약외품 1종의정량적생태위해도결정 의약 ( 외 ) 품성분 MEC (µg/l) HQ PNEC A 지역 A 지역 (µg/l) 중위수최댓값중위수최댓값 Acetaminophen Clarithromycin Diclofenac Diphenhydramine Fenbendazole Florfenicol Ibuprofen Mefenamic acid Metformin Roxithromycin Sulfadimethoxine Sulfamerazine Sulfamethazine Sulfamethoxazole Sulfathiazole Benzalkonium chloride m 국립환경과학원에서제시한우선순위의약물질 7 종 (bacitracin, clarithromycin, diphenhydramine, fenbendazole, florfenicol, neomycin, roxtirhomycin) 에대하여, 최신독성자료와 우리나라지표수모니터링자료를이용하여수생태계유해지수를재산정하였음 ( 표 S8). 표 S8. 우선순위의약물질 7 종의기존연구와당해연도연구에서재산정한유해지수비교 물질명 기존사업 a 에서보고한 유해지수 (HQ) MEC mean MEC 95%UCL 재산정한 유해지수 (HQ) b based on MEC mean MEC 95%UCL 수행연도 에근거 에근거 에근거 에근거 Bacitracin 2013 NA NA NA NA Clarithromycin Diphenhydramine 2014 NA NA NA NA Fenbendazole Florfenicol Neomycin Roxithromycin 2014 NA NA NA NA NA, not available. a 잔류의약물질의환경위해성평가사업 (NIER, 2008b; 2009b; 2010b; 2011b; 2012b; 2013b; 2014). b 년우리나라지표수실측수준 (NIER, 2006; 2007; 2008a; 2009a; 2010a; 2011a; 2012a; 2013a) 과 2016 년까지국내외문헌에서보고된독성자료및 European Communities (2011) 지침의평가계수를이용하여도출 한값. - xiii -

14 4. 주요위해우려의약물질의관리기준 ( 안 ) 제시 m 관리기준 ( 안 ) 제시대상물질로, 위해가능성에근거하여 acetaminophen과 sulfamethoxazole을선정함. European Communities의지침 (2011) 에따라환경관리기준 ( 안 ) 을도출한결과, acetaminophen의만성독성근거환경기준 ( 만성기준, AA-EQS) 은 mg/l, 급성독성근거환경기준 ( 급성기준, MAC-EQS SSD ) 은 mg/l로산정됨. Sulfamethoxazole의만성기준 (AA-EQS) 와급성기준 (MAC-EQS SSD ) 은각각 mg/l, mg/l으로도출됨. Sulfamethoxazole은국내일부지표수에서만성기준을초과하는수준으로검출된바있어 (NIER, 2010a) 이물질에대한조사와관리의필요성을확인함. Ⅴ. 연구결과활용에대한건의 m 잠재적오염우심지역에대한의약물질및의약외품주요성분의환경노출수준파악과, 위해성 평가를통해생태위해성관리방안마련의필요성이검토되어야함. m 살균소독제성분으로사용되는의약외품주요성분에대한환경오염과이로인한생태위해성 조사연구가필요함. 이를바탕으로의약외품주요성분에대한환경오염및위해성관리방안이 마련되어야함. - xiv -

15 목 차 목차 i 표목차 v 그림목차 viii I 장. 서론 1 1절. 연구배경및필요성 1 1. 환경중의약물질의중요성 1 2. 우리나라의의약물질생태위해성연구현황 3 3. 의약물질의지속적위해성평가필요성 5 2절. 연구목적 7 II 장. 연구내용및방법 9 1절. 연구추진체계및연구진구성 9 1. 연구구성및역할분담체계 9 2. 연구진구성 자문체계 10 2절. 연구내용 11 3절. 연구방법 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품의국내 외관리제도현황조사 13 가. 의약 ( 외 ) 품의정의및국내 외관리제도 13 나. 국내 외의환경위해성평가활용사례조사 16 다. 평가 관리제도의세부요구사항및최신개정내용조사 16 (1) 의약물질의사전관리정책 16 (2) 사후관리 : 생태위해성평가절차및방법 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품중평가대상물질선정및추가자료생산 18 가. 평가대상물질의유통 생산량및최근추가된유해성 노출자료조사 18 (1) 후보대상물질우선순위선정방법 18 (2) 유통량 생산량조사 25 (3) 유해성 노출자료조사 26 (4) 최종평가대상물질선정 27 - i -

16 나. 유해성자료생산 28 (1) 시험생물종 28 (2) 시험방법 30 다. 환경모니터링및노출자료생산 46 (1) 평가대상오염우심지역 46 (2) 분석대상의약물질선정 46 (3) 환경시료수집 47 (4) 환경시료중의약물질분석 최신독성시험자료를바탕으로생태위해성평가수행 53 가. 정량적생태위해도결정 53 (1) 예측무영향농도산출 53 (2) 평가대상의약물질의환경농도계산 54 (3) 위해도정량화 기존위해성평가결과와종합비교 주요위해우려의약물질의관리기준 ( 안 ) 제시 58 가. 우리나라주요위해우려의약물질선정 58 나. 물질보고서 (dossier) 작성및관리기준 ( 안 ) 도출 58 (1) 국내외의약물질보고서조사 58 (2) 관리기준 ( 안 ) 도출을위한보고서작성 58 III 장. 연구결과 61 1절. 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품의국내 외관리제도현황조사 국 내외의환경위해성평가활용사례조사 평가 관리제도의세부요구사항및최신개정내용조사 61 가. 해외의의약품사전관리제도 61 (1) 미국 62 (2) 유럽연합 (EU) 65 (3) 캐나다 70 (4) 동물용의약품 73 나. 해외의사후환경매체위해성관리제도 76 (1) 유럽의지표수관리 : 환경질기준지침 76 (2) 스위스의하수처리장방류수관리 79 (3) 네덜란드먹는물관리 80 다. 국내의약물질의사전관리제도 81 라. 국내의매체관리또는화학물질위해성관리제도 82 - ii -

17 2절. 평가대상물질선정, 자료조사및추가자료생산 평가대상물질의유통 생산량및최근추가된유해성 노출자료조사 87 가. 인체용 동물용의약품의평가대상물질선정 87 (1) 후보물질의잠정적유해지수산출 87 (2) 유통량 생산량조사 87 (3) 유해성 노출자료조사 89 (4) 평가대상의약물질 2종선정 100 나. 의약외품의평가대상물질선정 101 (1) 후보물질의잠정적유해지수산출 101 (2) 유통량 생산량조사 103 (3) 유해성 노출자료조사 103 (4) 국외의노출자료추가조사 114 (5) In vitro 스크리닝을위한후보의약외품성분물질 5종선정 유해성자료생산및생태위해도결정 118 가. 의약물질의생태독성평가 118 (1) 의약물질의물리화학적특성및노출수준실측 118 (2) 물벼룩급성독성시험및생식능시험 123 (3) 송사리자어급성독성시험및초기생장단계독성시험 126 (4) 추가유해성자료생산 : metformin의성체내분비계장애영향평가 130 나. 의약외품살균보존제성분의독성평가 133 (1) 세포주를이용한내분비계장애스크리닝 133 (2) 추가유해성자료생산 : benzalkonium chloride의생태독성시험 137 다. 생태독성시험종의민감도유지관리 145 라. 최신독성시험자료를바탕으로생태위해성평가수행 146 (1) 예측무영향농도산출 146 (2) 평가대상의약물질의환경중실측농도또는예측환경농도 153 (3) 위해도정량화및기존위해성평가결과와종합비교 환경노출자료생산및생태위해도결정 160 가. A 지역물환경의의약물질검출수준 160 나. 정량적생태위해도결정 167 (1) 예측무영향농도산출 167 (2) 평가대상의약물질의환경중실측농도 169 (3) 위해도정량화및기존위해성평가결과와종합비교 기존사업결과검토및최신독성시험자료를바탕으로한생태위해성평가 171 3절. 주요위해우려의약물질의관리기준 ( 안 ) 제시 우리나라주요위해우려의약물질선정 iii -

18 2. 물질보고서 (dossier) 작성및관리기준 ( 안 ) 도출 175 가. 국내외의약물질보고서조사 175 나. 관리기준 ( 안 ) 도출을위한보고서작성 180 (1) Acetaminophen의환경관리기준 ( 안 ) 180 (2) Sulfamethoxazole의환경관리기준 ( 안 ) 181 IV 장. 결론 183 V 장. 기대성과 ( 활용방안 ) 또는향후계획 187 VI 장. 참고문헌 189 VII 장. 부록 209 부록 1. 환경시료의전처리과정과분석대상의약물질의표준물질별검량선 210 부록 2. Clarithromycin과 metformin의 PEC PhATE 도출결과 220 부록 3. 기존용역사업의평가대상의약물질 30종의독성자료와환경중실측농도 221 부록 4. Acetaminophen의물질보고서 (dossier) 282 부록 5. Sulfamethoxazole의물질보고서 (dossier) iv -

19 표목차 표 1. 우리나라우리나라법률상의약품및의약외품의정의 14 표 2. 의약외품범위지정 [ 식품의약품안전처고시제 호, , 일부개정 ] 15 표 3. 인체용의약물질의우선순위선정기법에근거한최종후보목록 19 표 년에수행한잔류의약물질의환경위해성평가사업결과요약 21 표 5. 평가대상의약물질후보 12종 22 표 6. 의약외품용보존제및그사용범위 ( 제9조제5항제3호관련 ) 24 표 7. 의약물질의추가독성시험필요시시험방법 28 표 8. 물벼룩류급만성수서생태독성시험조건 31 표 9. 어류생태독성시험의조건 33 표 10. O. latipes 비텔로제닌등의유전자발현분석을위한역전사및 real-time qpcr의반응액조성및반응조건예시 34 표 11. 유전자발현분석을위한 real-time PCR primer (O. latipes) 35 표 12. Clarithromycin 분석을위한 MS/MS 조건 38 표 13. Clarithromycin 분석을위한 LC 및 MS/MS의파라미터 38 표 14. Metformin 분석을위한 HPLC-DAD 파라미터 39 표 15. Benzalkonium chloride (BKC) 분석을위한 MS/MS 조건 41 표 16. Benzalkonium chloride 분석을위한 LC 및 MS/MS의파라미터 41 표 17. A 지역물환경에서수집한수질시료의현장측정결과 49 표 18. 환경시료의분석대상의약물질의분석법에따른분류 50 표 19. Group Ⅰ 분석을위한 LC 조건 51 표 20. Group Ⅱ 분석을위한 LC 조건 51 표 21. Group Ⅲ 분석을위한 LC 조건 51 표 22. 이용가능한독성자료에따른평가계수의결정 (European Communities, 2011) 53 표 23. 유럽의약품청환경위해성평가의단계별접근 (EMA, 2005) 67 표 24. Phase I에서 PECsurfacewater를계산하기위한기본값 (default values) 67 표 25. Phase II Tier A에서요구하는물리화학적특성, 거동및독성영향자료 68 표 26. Phase II Tier B에서요구하는육상위해성평가자료 68 표 27. 각국의동물용의약물질환경위해성평가제도현황 75 표 년최종확정된첫번째감시항목물질 (Watch list of substances for Union-wide monitoring as set out in Article 8b of Directive 2008/105/EC) 78 표 29. 생태위해성평가의단계 ( 지침제11조제1항관련 ) 83 표 30. 생태위해성평가의단계별필요자료 ( 지침제12조제1항관련 ) 84 표 31. 농약의환경및동. 식물에대한영향시험성적서의단계별검토기준 85 - v -

20 표 32. 환경생물독성과환경중농도를고려한위해성평가기준 86 표 년연구대상의약물질우선순위목록 88 표 34. 후보대상의약물질 12종의생태독성자료 90 표 35. 국내하수처리장및지표수중의약물질검출농도 99 표 종의약외품후보물질의유해지수산출 102 표 종의약외품후보물질의생태독성자료 104 표 38. 국내하수처리장및지표수중 20종의약외품후보물질의검출농도 112 표 39. 해외하수처리장및지표수중의약외품후보물질의검출농도 115 표 40. Clarithromycin의물리화학적특성 118 표 41. Metformin hydrochloride의물리화학적특성 119 표 42. Clarithromycin (CTM) 의생태독성평가설정농도및실측농도 (n=3) 121 표 43. Metformin (MFM) 의생태독성평가설정농도및실측농도 (n=3) 122 표 44. D. magna의 48시간급성독성시험결과요약 123 표 45. O. latipes의 96시간급성독성시험결과요약 126 표 46. O. latipes 초기생장단계독성시험의생존및발달변화 128 표 47. 세종류 benzalkonium chloride의기본정보 137 표 48. Benzalkonium chloride (BKC) 의생태독성평가설정농도및실측농도 (n=3) 139 표 49. Benzalkonium chloride의 D. magna 48시간급성독성시험결과 140 표 50. Benzalkonium chloride의 O. latipes 96시간급성독성시험결과 142 표 51. Benzalkonium chloride에노출된 O. latipes 초기생장단계독성시험의생존및발달변화 143 표 52. Klimisch 등 (1997) 의기준에따른평가대상의약 ( 외 ) 품성분의생태독성자료요약 147 표 53. 평가대상의약 ( 외 ) 품성분의예측무영향농도 (PNEC) 산정 152 표 54. 국내지표수중 clarithromycin의검출농도 153 표 55. 국내외지표수및하수처리장배출수중의약 ( 외 ) 품성분 3종의검출농도자료 154 표 56. 평가대상의약물질의물환경오염수준의보수적추정 155 표 57. PhATE TM 모형을이용한평가대상의약물질의우리나라주요하천중오염수준추정값의최대치 (2014년기준 ) 155 표 58. 국내노출자료에근거한평가대상의약 ( 외 ) 품성분의유해지수산정 158 표 59. 국외노출자료에근거한평가대상의약 ( 외 ) 품성분의유해지수산정 ( 국내환경중측정농도가없는경우 ) 159 표 60. A 지역물환경중의약물질농도 (µg/l) 161 표 61. A 지역물환경중의약외품 benzalkonium chloride 농도 (µg/l) 165 표 62. A 지역물환경에서검출된의약물질 15종의예측무영향농도 (PNEC) 산정 168 표 63. A 지역물환경을대상으로한평가대상의약물질 15종의정량적생태위해도결정 169 표 64. A 지역물환경을대상으로한 benzalkonium chloride의정량적생태위해도결정 vi -

21 표 년에수행한평가대상의약물질 30종의최신독성자료를이용한 PNEC 도출 172 표 66. 우선순위의약물질 7종의수생태계유해지수재산정결과 174 표 67. 우선순위의약물질 7종의기존연구와당해연도연구에서재산정한유해지수비교 174 표 68. 스위스 Ecotox Centre Eawag-EPFL이제안하는급성및만성수질기준 vii -

22 그림목차 그림 1. 의약품등의환경유입경로 1 그림 2. 전세계물환경 ( 지표수, 지하수, 수돗물 / 식수 ) 중검출의약물질분포요약 2 그림 3. 물환경 EE2 노출로인한 fathead minnow의종감소 3 그림 4. 국립환경과학원의잔류의약물질의환경위해성평가사업의구성과단계 4 그림 5. 위해우려의약물질의생태위해성평가를위한연구추진체계 9 그림 6. 인체용의약물질우선순위선정방법 18 그림 7. 우리나라인체용의약물질성분별생산량추산과정 ( 예시 ) 25 그림 8. 물벼룩, 어류독성시험에이용한시험생물종 28 그림 9. 물벼룩 (Daphnia magna) 배양 29 그림 10. 송사리 (Oryzias latipes) 배양과어류의먹이 29 그림 11. 어류초기생장단계 (ELS) 독성시험 33 그림 12. 유전자발현분석을위한 RT 및 real-time qpcr 35 그림 13. Clarithromycin의검량선 39 그림 14. Metformin의검량선 40 그림 15. Benzalkonium chloride-c 12 의검량선 42 그림 16. Benzalkonium chloride-c 14 의검량선 42 그림 17. 표준지표독성시험을통한시험생물종의민감도유지확인예시 44 그림 18. A 지역물환경의시료채취지점요약 48 그림 19. 누적검출빈도를이용한대상의약물질의유해지수초과지점의산출예시 57 그림 20. Ibuprofen의종민감도분포 (SSD) 곡선예시 59 그림 21. 종민감도분포에근거한예측무영향환경농도 (PNEC) 의결정 60 그림 22. 미국식약국 (US FDA) 의환경평가를위한단계적접근 63 그림 23. 유럽의약품청 (EMA) 의의약물질환경위해성평가단계와절차 66 그림 24. 캐나다의인체용및동물용의약물질환경위해성평가단계 70 그림 25. VICH Phase I의평가절차및단계 74 그림 26. 의약외품성분중 in vitro 내분비계장애스크리닝대상물질선정과정요약 117 그림 27. Clarithromycin의물벼룩생식능시험결과 124 그림 28. Metformin의물벼룩생식능시험결과 125 그림 29. Clarithromycin에노출된송사리치어의 vtg1, vtg2 유전자전사수준변화 129 그림 30. Metformin에노출된송사리치어의 vtg1, vtg2 유전자전사수준변화 129 그림 31. 성체 O. latipes에서 metformin 노출이성호르몬에미치는영향. (A) 17β-estradiol (E2), (B) testosterone (T), (C) E2/T ratio 130 그림 32. 성체 O. latipes 에서 metformin 노출이간의유전자전사수준에미치는영향. (A) - viii -

23 vtg1, (B) vtg2 131 그림 33. 성체 O. latipes 에서 metformin 노출이생식소의유전자전사수준에미치는영향. (A) fshr, (B) star, (C) cyp11a, (D) cyp17, (E) hsd3b, (F) hsd17b3, (G) cyp19a, (H) hsd11b2 132 그림 34. 의약외품보존제성분이 GH3 세포증식에미치는영향 134 그림 35. 의약외품보존제성분에노출된 H295R 세포의성호르몬수준변화 135 그림 36. Benzalkonium chloride (BKC) 에노출된 H295R 세포의성호르몬합성관여유전자전사수준변화 136 그림 37. Benzalkonium chloride의물벼룩생식능시험결과 141 그림 38. Benzalkonium chloride에노출된송사리치어의 vtg1, vtg2 유전자전사수준변화 144 그림 39. 시험생물종의민감도유지 (D. magna 48 시간독성시험 ) 145 그림 40. 시험생물종의민감도유지 (O. latipes 96 시간독성시험 ) 145 그림 41. A 지역물환경에서높게검출된의약물질 6종의지점별농도변화 163 그림 42. A 지역물환경에서의약외품보존제 benzalkonium chloride의지점별농도변화 166 그림 43. 주요하천과오염우심지역에서유해지수가 1 이상으로산출된물질 175 그림 44. Ciprofloxacin의보고서표지 ( 왼쪽 ) 와수집된영향농도정보요약 ( 오른쪽 ) 176 그림 45. 스위스의의약물질환경질기준 ( 안 ) 도출을위한절차 177 그림 46. Acetaminophen 급성독성자료를이용한종민감도분포그래프 180 그림 47. Sulfamethoxazole 급성독성자료를이용한종민감도분포그래프 ix -

24 I 장. 서론 1 절. 연구배경및필요성 1. 환경중의약물질의중요성 의약품과개인위생용품 (Pharmaceuticals and Personal Care Products, PPCPs) 에는무수히많은화학물질이포함되어있다. 의약물질은의약품에사용되는유효성분 (active ingredient) 으로사람과동물의질병치료또는축산의생산성향상을위해개발된물질이다. 의약물질은고유의물리화학적특성을지니며특유의약리학적작용및생리학적활성이크다 (Boxall et al., 2012). 의약물질은여러경로를통해물환경에지속적으로유입될수있다 ( 그림 1). 그림 2. 의약품등의환경유입경로 (Overturf et al., 2015). 대부분의의약물질은하수처리공정을통해환경으로배출된다. 환자가먹은약물은주로소변을통해배출되어하수처리시설로이동하며, 제약공장의생산공정에서사용된의약물질이방류수를통해유출되기도한다. 그러나하수처리시설이의약물질의처리를위해최적화된것이아니기때문에의약물질에대한처리가완벽하게이루어지는것은아니다. 예를들어 carbamazepine, atenolol, metoprolol, trimethoprim 또는 diclofenac과같은물질들은 40% 이하만이하수처리공정을통해제거되고나머지는방류수를통해물환경으로배출된다

25 한편, 어떤의약물질들은체내에서활성을띤형태로대사되어소변을통해수중생태계로 유입된다 (Jjemba, 2006). 의약물질은환경으로직접유입될수도있다. 사용하지않은약, 즉불용의약품을병원또는가정에서부적절하게폐기한경우, 활성의약성분이처리되지않고그대로환경을오염시킬수도있다. 동물용의약품이배설물을통해동물몸밖으로나온다음퇴비등으로사용되는경우도그러한예이다. 의약물질은물환경에서 ng/l부터 μg/l 농도수준까지빈번히검출되고있으며, 전세계적으로 600개이상의의약물질이지표수, 지하수, 정수에서검출한계이상으로검출되었다 (Beek et al., 2016)( 그림 2). 우리나라도국립환경과학원에서추진한국내주요수계의하수처리장방류수또는지표수모니터링결과약 50종의의약물질을확인하였다 (NIER, 2011a). 그림 3. 전세계물환경 ( 지표수, 지하수, 수돗물 / 식수 ) 중검출의약물질분포요약 (Beek et al., 2016). 물환경중으로유입된의약물질은비표적생물인수생태계수용체에부정적영향을초래할수있다. 캐나다실험호수에피임약성분인합성에스트로겐 17α-ethynylestradiol (EE2) 를 3년동안저농도로방류하여그영향을관찰한결과, 호수에서식하는수컷 fathead minnow가암컷화되었으며, 정상적인발달과번식이일어나지않아결과적으로물고기가호수에서거의멸종되는결과를관찰하였다 (Kidd et al., 2007)( 그림 3). 한편소염제 diclofenac이먹이사슬로노출되어서남아시아지역보호종인독수리개체수의급격한감소를초래하였다 (Oaks et al., 2004). 불안장애처방약인 oxazepam이도시하천오염수준으로노출되었을때는어류의행동에변화를 - 2 -

26 보여번식영향등을초래함으로써생태계의지속가능성에부작용을끼칠가능성이제기된바있다 (Brodin et al., 2013). 이는환경에잔류하는저농도의약물질이생태계에미칠수있는부정적인영향을보여주는대표적인연구결과이다. 이러한우려는실험연구를통해서도꾸준히제시되어왔다 (Ji et al., 2013). 한편, 환경으로유입된항생제성분은물환경에서항생제내성균증식을일으킬수있다 (Cabello, 2006). 그림 4. 물환경 EE2 노출로인한 fathead minnow 의종감소 (Kidd et al., 2007). 2. 우리나라의의약물질생태위해성연구현황 2000년대들어환경부를중심으로환경중잔류의약물질을환경오염물질로인식하고이에대한연구를수행해왔다. 환경부에서는항생제내성안전관리사업의하나로서, 의약물질의노출실태에대한연구 (NIER, 2006; 2007; 2008a; 2009a; 2010a; 2011a) 와잔류의약물질의생태독성자료를생산하고환경 ( 생태 ) 위해성을평가하는연구 (NIER 2008b; 2009b; 2010b; 2011b; 2012b; 2013b; 2014) 를진행하여왔다. 국립환경과학원은 2008년부터 2014년까지 잔류의약물질의환경위해성평가사업 을통하여 잔류의약물질환경위해성평가 ( ), 잔류의약물질환경위해성평가및중장기연구전략마련 (2012) 및 환경중의약물질의신규관리전략마련을위한위해성평가연구 ( ) 사업을체계적으로수행하였다 ( 그림 4). 이사업에서는우선평가대상의약물질을선정하고, 해당물질에대한생태독성연구및환경위해성평가를수행하였다. 또한 - 3 -

27 인체용 동물용의약물질에대한해외환경위해성평가체계를검토하여, 우리나라에적용할수 있는위해성평가프레임워크를제안했다. 그림 5. 국립환경과학원의잔류의약물질의환경위해성평가사업의구성과단계. 2008년부터 2012년까지진행된 1단계사업을통하여, 인체용과동물용의약물질의환경위해성평가를위한프레임워크가도출되었고, 2007년을기준으로인체용의약물질생산량데이터베이스가구축되었다. 이자료를바탕으로 PhATE TM 등모형을이용한예측환경농도가추정되었으며, 우선조사대상물질을선정하는데활용되었다. 또한우선순위선정기법에따라매년 3~10종의대상의약물질을선정하여생태독성시험을수행하였으며, 문헌검토결과와비교하여각물질의유해지수 (Hazard Quotient, HQ) 를산출하였다. 2013년, 2014년에진행된 2단계사업에서는 1단계사업에서제시된제한점들을일부보완하여위해우려의약물질우선순위도출기법을제안하였다. 나아가고위해우려의약물질에대하여만성또는먹이사슬을고려한독성시험및혼합노출독성평가를수행함으로써환경관리를위한과학적기초자료를생산하였다. 대형축산단지 (Concentrated Animal Feeding Operation, CAFO) 등을대상으로한오염우심지역 (hotspot) 동물용의약물질위해성평가를수행하였으며, 인체및동물용의약물질의환경위해성평가를통해해당물질들의관리방향을제시한바있다

28 3. 의약물질의지속적위해성평가필요성 다년도환경부사업을통해주요환경중의약물질을대상으로환경위해성을평가하고, 환경 관리를위한과학적기초자료가마련되었다. 그러나아래와같은이유로환경중위해우려 의약물질에대한생태위해성평가연구가지속적으로수행될필요가있다. (1) 사회변화에따른환경배출의약물질의양증가및종류의다변화 인구고령화와질병양상의변화로인해환경으로유입되는의약물질의양과종류는꾸준히증가하고있다. 이에따라환경위해요인의사전감시수단으로서지속적인위해성평가가수행될필요가있다. 우리나라는다른국가에비해상대적으로의약물질의사용량이많고인구밀도가높으며, 고령인구의비중이늘어나환경중잔류의약물질의농도또한높을것으로예상된다. 2011년의약품등생산실적 ( 제약협회 ) 을통해보고된완제의약품을대상으로조사하였을때, 우리나라에서생산되는의약품중한약재, 무기염류를제외한유효성분은총 1,260종으로집계되었다 (NIER, 2014). 의약물질의환경유입은유통및사용량의변화나관련정책의변화로부터직접적인영향을받는다. 예를들어 2011 년 7월사료첨가용항생제사용이전면금지되고, 2012 년 1월이후가축분뇨의해양투기가금지되면서동물용의약물질의오염특성이변하였다. 이러한이유로의약물질환경중오염수준은시점과장소에따라영향을받는다. 즉시간과장소의변화에따라위해우려의약물질의종류와정량적위해성도달라질수있다. 환경중의약물질노출에영향을미치는여러요인의변화를반영한위해우려의약물질에대한조사와평가의수행이필요하다. (2) 생태독성자료의부족 환경중다양한의약물질이검출되고, 항생제내성, 내분비계장애현상등다수의부작용사례가보고되고있다. 잔류의약물질에대한우려가커지면서이들물질이생태계에미치는영향에대한연구도활발해지고있다. 그러나생산되어유통되는의약물질의종류가매우많은데비하여, 현재활용가능한독성자료는부족하다. 따라서주요의약물질중유해성자료에결손이있는경우, 적절한시험생물종과시험방법을이용하여생태독성자료를추가생산하고, 위해성평가의불확실성을줄여야한다. 저농도만성노출에대한생태독성영향정보는더욱부족하다. Fent et al. (2006) 은인체용의약물질의생태독성에대한연구를검토한결과, 여러나라의하수처리장방류수, 지표수, 해수, 지하수, 그리고일부먹는물에서다양한종류의인체용의약물질이검출되었음에도, 밝혀진생태독성정보는매우제한적임을보고하였다. Boxall et al. (2012) 도의약물질의저농도만성노출에 - 5 -

29 따른생태독성영향연구의중요성을강조하였다. (3) 오염우심지역과생태영향관리의필요성 하수처리장, 제약공장, 대형축산단지등의약물질또는잔류의약물질의환경배출량이많을것으로예상되는지역은환경중잔류의약물질의농도가상대적으로높으며, 이때문에생태영향이초래될가능성이크다. 국립환경과학원 (2014) 조사결과에의하면대형축산단지인근소하천에서진통제성분과항생제성분이일반적인하천농도보다큰차이를보이며높게검출되었고, 이지점의잠재적인생태위해도또한높을것으로예측하였다. 이러한지점에대한적절한관리를위해서는오염우심지역에대한의약물질의생태위해성평가와이에근거한관리방안모색이필요하다

30 2 절. 연구목적 이연구의목적은환경중잠재적위해우려의약물질을찾고, 이물질들의위해성에대한정보의 결손을확인하고이를보완하여, 위해우려의약물질의위해성관리를위한과학적자료를축적하고 위해성관리방안을제시하는것이다

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32 II 장. 연구내용및방법 1 절. 연구추진체계및연구진구성 1. 연구구성및역할분담체계 이연구는생태독성시험및위해성평가분야연구의전문성을확보한서울대학교, 용인대학교연구진과환경중오염물질분석의경험과역량이풍부한을지대학교연구진이공동으로수행하였다. 연구목표를성과적으로달성하기위하여, 다음과같은유기적인역할분담과자문체계를구성하였다 ( 그림 5). 그림 6. 위해우려의약물질의생태위해성평가를위한연구추진체계

33 2. 연구진구성 구분소속직위성명전공담당분야참여율 책임연구원서울대학교교수최경호환경보건학과제총괄 10 연구원급을지대학교교수고영림환경보건학시료분석총괄 8 연구원급용인대학교조교수지경희환경보건학문헌조사총괄 10 연구보조원급서울대학교박사과정김수진환경보건학위해성평가 15.7 연구보조원급서울대학교박사과정강하병환경보건학관리기준제시 15.7 연구보조원급서울대학교석사과정이지은환경보건학 연구보조원급서울대학교석사과정이선영환경보건학 독성시험및자료 수집 15.7 독성시험및자료수집 15.7 연구보조원급서울대학교석사과정이정은환경보건학문헌조사및시료수집 15.7 연구보조원급서울대학교석사과정박수현환경보건학문헌조사및시료수집 15.7 연구보조원급을지대학교석사과정박나연보건환경안전학 연구보조원급을지대학교석사과정방선아식품산업외식학 연구보조원급을지대학교석사과정박효종보건환경안전학 연구보조원급을지대학교석사과정김보영보건환경안전학 시료전처리및의약물질분석 5 시료전처리및의약물질분석 5 시료전처리및의약물질분석 5 시료전처리및의약물질분석 5 연구보조원급용인대학교석사과정이지윤환경보건학관리제도 유통량조사 자문체계 자문단은다음과같이생태독성학, 환경독성학, 분석화학, 및약리학분야의학계, 연구소의전문가들로 구성하였다. 김용화교수 ( 성균관대학교, 환경독성학 ) 김판기교수 ( 용인대학교, 환경독성학 ) 박찬구박사 ( 서울시보건환경연구원, 분석화학 ) 이성규교수 ( 과학기술연합대학원대학교, 생태독성학 ) 이소영교수 ( 서울대학교수의대, 수의약리학 )

34 2 절. 연구내용 본연구는 (1) 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품의국내외관리제도현황조사, (2) 평가대상물질선정 및모니터링 (3) 최신독성시험을바탕으로한생태위해성평가, (4) 주요위해우려의약물질의관리기준 ( 안 ) 제시의내용으로구성되었다

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36 3 절. 연구방법 1. 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품의국내 외관리제도현황조사 가. 의약 ( 외 ) 품의정의및국내 외관리제도 우리나라에서의약 ( 외 ) 품은크게사람과동물을대상으로한제품으로구분되며, 관련법률에의해관리되고있다. 약사법에서지정하는의약품및의약외품은사람이나동물을대상으로하는반면, 동물용으로만사용되는의약품과의약외품은농림축산식품부의동물용의약품등취급규칙에따라관리된다 ( 표 1). 의약 ( 외 ) 품은약사법으로관리되는물품으로대한민국약전에명시되어있다. 의약품은사람이나동물의구조와기능에약리학적영향을줄목적으로사용하는물품이다. 동일한목적으로사용되는생리대, 마스크등의섬유고무제품은의약외품에해당된다. 의약외품은우리나라와일본에만있는품목분류로써, 우리나라에서는 2000년에개정된약사법에서처음으로사용하기시작한용어이다. 의약외품은위생상의용도에사용하거나인체에대한작용이경미한제품으로서치약, 구강청결용물휴지, 치아미백제, 탈모방지제, 제모제, 살충제등이해당된다. 국내규정상의약외품의범위는표 2의의약외품범위지정을따르며개인위생용품 (Personal Care Products, PCPs) 가운데많은제품이의약외품에포함된다

37 표 2. 우리나라법률상의약품및의약외품의정의 용어정의관련법령 의약품 의약외품 다음각목의어느하나에해당하는물품을말한다. 가. 대한민국약전 ( 大韓民國藥典 ) 에실린물품중의약외품이아닌것나. 사람이나동물의질병을진단 치료 경감 처치또는예방할목적으로사용하는물품중기구 기계또는장치가아닌것다. 사람이나동물의구조와기능에약리학적 ( 藥理學的 ) 영향을줄목적으로사용하는물품중기구 기계또는장치가아닌것 다음각목의어느하나에해당하는물품 ( 제 4 호나목또는다목에따른목적으로사용되는물품은제외한다 ) 으로서식품의약품안전처장이지정하는것을말한다. 가. 사람이나동물의질병을치료 경감 ( 輕減 ) 처치또는예방할목적으로사용되는섬유 고무제품또는이와유사한것나. 인체에대한작용이약하거나인체에직접작용하지아니하며, 기구또는기계가아닌것과이와유사한것다. 감염병예방을위하여살균 살충및이와유사한용도로사용되는제제 약사법 [ 법률제13655호, , 일부개정 ] 동물용의약품 동물용의약외품 사료첨가제 동물용으로만사용함을목적으로하는의약품을말하며, 양봉용양잠용수산용및애완용의약품을포함한다. 다음각목의어느하나에해당하는물품으로서농림축산검역본부장또는국립수산과학원장이정하여고시하는것을말한다. 가. 구중청량제 욕용제 ( 浴用劑 ) 세척제 탈취제등애완용제제, 축사소독제, 해충의구제제및영양보조제로서의비타민제등동물에대한작용이경미하거나직접작용하지아니하는것으로서기구또는기계가아닌것과이와유사한것나. 동물질병의치료 경감 처치또는예방의목적으로사용되는섬유 고무제품또는이와유사한것 비타민제 푸로비타민제 항생물질 항균제 항산화제 항곰팡이제 효소제 생균제 아미노산제및미량광물질등사료에첨가하여질병의예방, 결핍물의보충, 사료효율의증진및성장촉진등을목적으로사용하는동물용의약품또는동물용의약외품을말한다. 동물용의약품등취급규칙 [ 농림축산식품부령제 192 호, , 타법개정

38 표 3. 의약외품범위지정 [ 식품의약품안전처고시제 호, , 일부개정 ] 구분 1군 2군 3군 의약외품의범위 1. 약사법제2조제 7호가목에따른의약외품으로서위생상의용도에제공되는섬유 고무또는지면류의종류는다음각목으로한다. 가. 생리대나. 마스크다. 환부의보존, 보호, 처치등의목적으로사용하는위생용품라. 구강청결용물휴지마. 기타이와유사한물품 2. 약사법제2조제7호나목에따른의약외품은다음각목으로한다. 가. 구취등의방지제 1) 구중청량제 : 입냄새기타불쾌감의방지를목적으로하는내용제및양치제. 다만, 과산화수소로서 0.75% 를초과하여함유하는제제 ( 과산화수소를방출하는화합물또는혼합물포함 ) 는제외한다. 2) 액취방지제 : 땀발생억제를통한액취의방지를목적으로사용하는외용제 3) 땀띠 짓무름용제 : 땀띠, 짓무름의완화및개선을목적으로하는외용살포제, 산화아연연고제, 칼라민 산화아연로션제 4) 치약제 : 이를희게유지하고튼튼하게하며구중청결, 치아, 잇몸및구강내의질환예방등을목적으로하는제제로서, 불소 1,500ppm 이하또는과산화수소 0.75% 이하를함유하는제제 ( 과산화수소를방출하는화합물또는혼합물포함 ) 5) 욕용제 : 여드름등경미한피부질환의증상을완화시키는데도움을주는비누조성의제제또는욕조중에투입하여사용하는외용제나. 탈모의방지, 모발의염색 ( 탈색 탈염포함 ), 제모등을위한제제다. 사람또는동물의보건을위해사용되는파리, 모기등의구제제, 방지제, 기피제및유인살충제라. 콘택트렌즈관리용품마. 니코틴이함유되지않은것으로서아래에해당하는제품 ( 연초 [ 잎담배 ] 함유제품제외 ) 바. 인체에직접사용하는과산화수소수, 이소프로필알코올, 염화벤잘코늄, 크레졸또는에탄올을주성분으로하는외용소독제사. 식품의약품안전처장이고시하는의약외품표준제조기준에서정하는연고제, 카타플라스마제및스프레이파스아. 내복용제제자. 구강위생등에사용하는제제 3. 약사법제2조제7호다목에따른의약외품은다음각목과같다. 가. 병원균을매개하여인간에게질병을전염시켜보건 위생상의위해를일으키거나일으킬수있는곤충이나동물을구제또는방지하여공중의보건과위생을목적으로사용하는제제 ( 희석하여사용하는제제를포함한다 ) 1) 살충제 2) 살서제나. 공중의보건과위생을목적으로사용하는인체에직접적용되지않는살균 소독제제 ( 희석하여사용하는제제를포함한다 ) 1) 알코올류, 알데히드, 크레졸, 비누제제형태의살균소독제 2) 기타방역의목적으로사용하는제제

39 국내를비롯하여일본, 미국, 유럽등선진국의의약품및의약외품의현행관리제도를조사하였다. 나. 국내 외의환경위해성평가활용사례조사 환경위해성평가를수행하여사용또는생산규제가적용된국내 외사례를조사하기위하여, 의약물질의환경오염에대한연구자료와성과가비교적많이축적된미국 (US FDA), 유럽 (EMA), 캐나다 (Health Canada) 를중심으로검토하였다. 구글및국가별환경, 보건, 축산관련부처의공식홈페이지에서 pharmaceutical, drug, environmental risk, ecotoxicity, banned, withdrawn을키워드로넣고검색하였다. 다. 평가 관리제도의세부요구사항및최신개정내용조사 관련부처에서시행하고있는의약물질의위해성평가 관리제도를사전관리와사후 관리로구분하여각각조사하였다. 구체적으로환경위해성평가에필요한환경유해성자료의 종류, 평가방법등요구사항및최신개정내용등을검토하였다. (1) 의약물질의사전관리정책 미국, 유럽연합 (EU), 캐나다등해외의국가에서는의약품의시장판매승인심사과정에서의약물질에대한환경위해성평가를검토하도록규정하고있다. 인체용의약품과동물용의약품을구분하여공식홈페이지나보고서검토를통해해외의의약물질사전관리정책에대해조사하였다. 우리나라의경우식품의약품안전처가의약품허가 ( 심사 ) 제도및기준과규격에대한관리를담당하고있으며, 잔류동물용의약품의잔류허용기준설정을통하여안전관리를하고있다. 농림축산식품부와농림축산검역본부에서는 동물용의약품등의안전성 유효성심사에관한규정 ( 국립수의과학검역원고시제 호 ) 을제정하여동물용의약품등의제조또는수입품목허가시요구되는심사자료에대한세부사항을명시하고있다. 한편, 2015년 1월 1일부터 화학물질의등록및평가등에관한법률 ( 이하 화평법 ) 을제정하여시행하고있다. 화평법의주요내용중하나는등록된물질에대해서정부가유해성심사및위해성평가를실시하고, 결과에따라유독물질, 허가물질, 제한금지물질을지정하는것이다. 이를통해국민건강과환경에위해를일으킬수있는화학물질들을사전에파악하고피해를미연에방지하는데있다. 그러나화평법제3조 ( 적용범위 ) 제2호에의해약사법에따른

40 의약품및의약외품에해당하는화학물질은적용대상에서제외된다 1). 의약품과의약외품의 원료가되는의약물질의등록과유해성자료생산등을사전에체계적으로관리하는제도및 법령이부족한실정이다. 국내에서인체용또는동물용의약품의판매허가를관리하는주요부서인보건복지부, 농림 축산식품부, 식품의약품안전처및환경부의관련법령및제도를조사하였다. (2) 사후관리 : 생태위해성평가절차및방법 환경유해인자의위해성평가를위한절차와방법등에관한지침 [ 환경부예규제585호, , 일부개정 ] ([ 이하 지침 ] 은환경보건법시행령제11조제1항및제17조에따라사람의건강이나생태계에영향을주거나, 어린이용품에함유되어어린이의건강에영향을끼칠수있는환경유해인자의위해성평가를위한절차와방법등에필요한사항을정함을목적으로한다. 이지침의세부내용및최신개정내용을검토하고, 국내외관련법령및제도를조사하였다. 1) -

41 2. 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품중평가대상물질선정및추가자료생산 가. 평가대상물질의유통 생산량및최근추가된유해성 노출자료조사 (1) 후보대상물질우선순위선정방법 ( 가 ) 인체용 동물용의약품 의약물질중후보평가대상물질은다음과같은두가지접근방법을통해선정하였다. 먼저국립환경과학원의 2013 년 환경중의약물질의신규관리전략마련을위한 위해성평가연구 사업에서제안된인체용의약물질의우선순위선정기법 ( 그림 6) 에따라 후보대상물질을선정하였다. 그림 7. 인체용의약물질우선순위선정방법 ( 국립환경과학원, 2013). 선정기법은다음과같이요약할수있다. 먼저 1) FDA의기준을따라 logk ow 값이 3.5를초과하거나, 2) 호르몬제또는항암제에해당되는경우, 3) 연간생산량이 600 kg을넘으면서 PEC corr (PEC를산정할때대사율과하수처리율을모두고려한값 ) 이 0.1 μg/l를초과하는경우를후보목록으로선정한다. 후보목록으로선정된물질에대해서는실험독성값과예측독성값을바탕으로 PNEC를산정하고, PEC/PNEC을바탕으로최종

42 후보물질을선정한다. 실험독성값에서유래한 PNEC를사용하여 PEC corr /PNEC>1인경우는최종목록 A, 실험독성값에서유래한 PNEC를사용하여 0.1<PEC corr /PNEC<1이고최고 PEC PhATE/ PNEC>1인경우는최종목록 C, 예측독성값에서유래한 PNEC를사용하여 PEC corr /PNEC>1인경우는최종목록 B, 예측독성값에서유래한 PNEC를사용하여 0.1<PEC corr /PNEC<1이고최고 PEC PhATE /PNEC>1인경우최종목록 D로구분한다. 최신생산량및독성자료, 개정된평가계수적용기준등을반영한우선순위선정결과는표 3과같다. 최종목록선정경로 A에의하여 acetaminophen, clarithromycin, ciprofloxacin, ofloxacin, metformin, norethisterone의총 6개물질이선정되었다. 선정경로 C를통하여선정된물질은 roxithromycin, ibuprofen, levofloxacin, sulfamethoxazole, fluoxetine, ranitidine, sertraline의총 7개물질이었다. 표 4. 인체용의약물질의우선순위선정기법에근거한최종후보목록 (Ji et al., 2016) 최종목록 선정경로 물질명 a LogK ow PEC corr /PNEC 최고 PEC PhATE /PNEC Acetaminophen Clarithromycin 선정경로 A Ciprofloxacin Ofloxacin Metformin Norethisterone Roxithromycin Ibuprofen Levofloxacin 선정경로 C Sulfamethoxazole Fluoxetine Ranitidine Sertraline a Octanol-water partition coefficient (log Kow) was estimated by EPI Suite software of the US Environmental Protection Agency. 그러나이우선순위선정기법은사용가능한생산량자료가확보되어있는인체용의약물질만을 대상으로하기때문에, 동물용으로사용되거나수입의약물질을포함하기어렵다는제한점이 있다

43 후보대상물질을선정하기위한또다른접근방법은기존의잔류의약물질용역사업을통해 도출된결과를활용하는것이다. 잔류의약물질의환경위해성평가 사업에서는 2008년부터 2014년까지매년 3~10종의인체용또는동물용의약물질을선정하여, 총 30개물질에대한생태위해성평가를실시하였다. 당해연도사업을통해생산된생태독성자료를국내외연구를통해보고된문헌값과비교한뒤, 적절한평가계수를적용하여예측무영향농도 (Predicted No Effect Concentration, PNEC) 를추정하였다. 이예측무영향농도 (PNEC) 를우리나라지표수의실측환경농도 (Measured Environmental Concentration, MEC) 또는예측환경농도 (Predicted Environmental Concentration, PEC) 와비교하여, 유해지수 (Hazard Quotient, HQ) 를산출하였다. 이사업에서평가된의약물질과위해성평가결과가표 4에요약되어있다. 당해연도연구에서는표 4 에서사용량이많거나, 독성자료가부족하여위해성평가수행시 불확실성이높은물질, 환경중실측값정보가부족한물질, 유해지수가높게 계산되었거나 (>0.3) 또는유해지수산출시점이오래된물질을중점적으로검토하였다. 예를들어 neomycin과 fenbendazole의경우 2011년과 2012년에유해지수가 0.3 이상으로계산되어, 이물질에대한지속적인위해성평가필요성을시사하였다. 한편, 2014년에연구된 diphenhydramine, roxithromycin, clarythromycin은과제수행당시유해성자료가부족하여평가계수가다른평가대상물질보다높게산정되었다. 따라서현재시점에서독성자료의결손을파악하고필요할경우위해도를재산정할필요가있다

44 표 년에수행한잔류의약물질의환경위해성평가사업결과요약 수행연도 물질명 LogK ow 생산량 (kg/yr) a MEC mean b HQ MEC 95%UCL c 에근거 에근거 2008 Acetaminophen , Ibuprofen , Lincomycin - 5, Oxytetracycline ,396 <0.001 <0.001 Sulfamethazine - - < Diclofenac ,401 <0.001 <0.001 Chlortetracycline Erythromycin Sulfathiazole Acetylsalicylic acid <0.001 <0.001 Cimetidine , Ciprofloxacin - 18, Mefenamic acid , Tylosin - - <0.001 < Amoxicillin ,096 <0.001 <0.001 Enrofloxacin <0.001 <0.001 Gemfibrozil ,255 < Naproxen , Neomycin Fenbendazole Metoprolol 1.8 2,017 <0.001 <0.001 Propranolol , Ibuprofen , Oxytetracycline , Chlortetracycline , Amoxicillin ,096 <0.001 NA Bacitracin - 41,728 NA NA Florfenicol ,651 <0.001 < Diphenhydramine ,247 NA NA Roxithromycin ,743 NA NA Clarithromycin , Acetaminophen , Cephradine , Vancomycin Ibuprofen , Mefenamic acid , Tylosin , Cefadroxil , NA: Not Available a 2011년생산실적을이용하여도출된생산량 (NIER, 2013) b 우리나라지표수검출수준 (NIER, 2006a-2011a) c 상위 95% 값 (95th percentile)

45 두가지접근방법을종합하여평가대상의약물질후보는 acetaminophen, bacitracin, ciprofloxacin, clarithromycin, diphenhydramin, fenbendazole, florfenicol, metformin, neomycin, norethisterone, ofloxacin, roxithromycin 등총 12종으로선정하였다 ( 표 5). Clarithromycin 은두접근방법모두에서후보물질로선정하였다. 이러한방법을이용하여평가대상후보물질을탐색하고, 국립환경과학원과의협의를거쳐, 평가대상의약물질 2 종을최종확정하였다. 표 6. 평가대상의약물질후보 12 종 물질명 선정근거 1 Acetaminophen 2 Clarithromycin 3 Ciprofloxacin 4 Ofloxacin 5 Metformin 6 Norethisterone 7 Fenbendazole - Clarithromycin 8 Neomycin 9 Florfenicol 10 Bacitracin 11 Diphenhydramine 12 Roxithromycin 인체용의약물질의우선순위선정기법 (Ji et al., 2016) 잔류의약물질의환경위해성평가사업검토결과

46 ( 나 ) 인체용 동물용의약외품 인체용의약외품중유해또는위해우려가제기된바있는보존제, 살충제, 자외선차단제 성분을중심으로후보대상유효성분을검토하였다. (1) 살균보존제성분 의약외품에서사용이허가되는보존제의종류및함량은식품의약품안전처고시 " 의약외품 품목허가, 신고, 심사규정 ( 제 9 조제 5 항제 3 호 ) [ 별표 1] 의 " 의약외품용보존제및그사용범위 를 따른다 ( 표 6). (2) 살충제성분 피레스로이드 (pyrethroid) 화합물은의약외품살충제로흔히쓰이는물질이다. 식품의약품안전처는 2014년시중에유통중인살충제에함유되어있는 phthalthrin( 프탈트린 ), permethrin( 퍼메트린 ), cypermethrin( 사이퍼메트린 ), resmethrin( 레스메트린 ) 등의위해평가를수행하고일부품목에대하여안전성조치를내린바있다 2). (3) 자외선차단제성분 화장품은화장품법으로관리되나, 탈모나여드름등과같이경미한피부질환의보조요법으로 사용되는화장품은의약외품으로관리된다. 즉, 탈모방지기능샴푸, 여드름관리용폼 클렌져등은국내법규상의약외품에해당한다. 이러한의약외품유효성분물질들의생태독성및국내외물환경검출수준을문헌검색을 통해파악한뒤, 생태위해성평가의수행이필요하다고판단되는성분 1 종을주관부서와 협의하여평가대상물질로선정하였다. 2) 식품의약품안전처보도자료. 식약처, 가정용살충제 4 개성분 234 개제품에대한안전성조치시행 ( 배포일 : )

47 표 7. 의약외품용보존제및그사용범위 ( 제 9 조제 5 항제 3 호관련 ) 성분명 벤조산벤조산나트륨 내용고형제 내용액제및구강청결용물휴지 외용제류 허용범위 (%) 1 일허용총량허용범위 (%) 0.06 이하 0.06 이하 5 mg/kg 이하 5 mg/kg 이하 0.5( 산으로서 ), 다만사용후씻어내는제품은 2.5( 산으로서 ) 치약제 허용범위 (%) 0.3 이하 파라옥시벤조산메틸파라옥시벤조산에틸파라옥시벤조산프로필파라옥시벤조산부틸 0.01 이하 0.01 이하 0.01 이하 0.01 이하 10 mg/kg 이하 10 mg/kg 이하 10 mg/kg 이하 10 mg/kg 이하 단일성분일경우 0.4 이하 ( 산으로써 ) 혼합사용의경우 0.8 이하 ( 산으로써 ) 0.2 이하 0.2 이하 소르빈산소르빈산칼륨소르빈산나트륨 0.2 이하 0.2 이하 0.2 이하 25 mg/kg 이하 25 mg/kg 이하 25 mg/kg 이하 0.6 이하 ( 산으로써 ) - 클로로부탄올 이하 - 염화벤잘코늄 이하 ( 사용후세척되는제품의경우 0.1 이하 ) - 염화벤제토늄 이하 - 페놀 이하 - 클로로크레솔 이하 - 벤질알코올 이하 ( 다만, 염모용제품류는용제로서 10 이하 ) - 페녹시에탄올 이하 - 메틸클로로이소티아졸리논과메틸이소티아졸리논혼합물 ( 염화마그네슘과질산마그네슘포함 ) 이하 ( 메틸클로로이소티아졸리논 : 메틸이소티아졸리논 = (3:1) 혼합물로서 ) - 이미다졸리디닐우레아 이하

48 (2) 유통량 생산량조사 국내에서생산되는의약물질의성분별유통량, 생산량은별도의통계자료가없는실정이다. 유통량정보의확보가불가능할경우, 이를생산량정보로대체하여후보대상물질의우선순위 선정에활용할수있다. 그동안잔류의약물질용역사업에서는다음과같은접근을통해의약물질의생산량정보를확보하였다. 인체용의약물질의경우한국제약협회 (Korea Pharmaceutical Manufacturers Association; KPMA) 에서제공하는약효별실적분류데이터베이스를활용하였다. 생산량산정에필요한제품별유효성분과함량 (mg), 유효성분의 ATC code (Anatomical Therapeutic Chemical classification system), 식품의약품안전처에서제공하는분류코드등의정보는 KIMS online ( 의약정보센터에서제공하는데이터베이스에서확보하였다. 용역사업에서는 2003년, 2007년, 2011년생산실적자료를그림 7과같은방법으로가용하여국내인체용의약물질생산량데이터베이스를구축하였다 (NIER, 2008b, 2009b, 2013). 본연구에서는 2014 년생산실적자료를기존용역사업과동일한방식으로가용하여후보대상 의약물질의생산량을정리하였다. 그림 8. 우리나라인체용의약물질성분별생산량추산과정 ( 예시 )

49 (3) 유해성 노출자료조사 ( 가 ) 대상의약물질의유해성자료파악 후보대상물질의가용한생태독성정보를문헌검색을통하여수집한뒤정리 검토하였다. toxicity, water, ecotoxicity, algae, daphnia, fish 등을검색어로사용하여외국의학술데이터베이스 (PubMed, 구글스칼라, ISI Web of Science, Scopus) 와국내학술자료 (DBpia, 한국학술정보 ) 를광범위하게검색하였으며, 국립환경과학원의 잔류의약물질용역사업 결과도함께포함하였다. ( 나 ) 대상의약물질의환경중검출자료파악 후보대상물질에대한국내환경검출자료를문헌검색을통하여조사하였다. 문헌검색역시외국의학술데이터베이스 (PubMed, 구글스칼라, ISI Web of Science, Scopus) 와국내학술자료 (DBpia, 한국학술정보 ) 를이용하여광범위하게검색하였다. 조사를위해서 Korea, water, surface water, effluent, occurrence, pharmaceutical environment 등을검색어로사용하였으며, 국립환경과학원의실태조사결과도함께포함하였다

50 (4) 최종평가대상물질선정 ( 가 ) 의약물질 ( 의약품유효성분 ) 2 종선정 문헌을통해후보대상의약물질의독성정보와환경중검출자료를확보한다음, 유해성및환경노출자료의결손을분석하고, 최신문헌자료를이용하여잠정적유해지수를계산하였다. 유해지수및유해성또는노출자료의결손정도를파악하여, 최종평가대상의약물질 2종을제시하였다. ( 나 ) 의약외품성분 1 종선정 상대적으로문헌자료가부족한의약외품의경우, 생태독성정보및국내외검출사례에근거 하여후보물질을제시하였다. 가용한자료수준을파악한뒤 in vitro 내분비계장애스크리닝을 통해최종평가대상의약외품성분물질 1 종을선정하였다

51 나. 유해성자료생산 평가대상의약물질에대하여신뢰할만한기존의수생태계유해성자료가부족한경우, 필요에따라추가적으로생태독성시험을진행하였다. 생태독성시험은각영양단계별로경제협력개발기구 (Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD) TG(Test Guideline, TG) 또는국립환경과학원고시등을참고하여진행하였다 ( 표 7). 표 8. 의약물질의추가독성시험필요시시험방법 영양단계시험종류 ( 노출기간 ) 시험기준국립환경과학원고시 물벼룩 어류 급성독성 (48 h) OECD TG 202 (2004) 만성독성 (21 d) OECD TG 211 (2012) 자어급성독성 (96 h) OECD TG 203 (1992) US EPA (2002) ELS( 부화후 30 d) OECD TG 210 (2013) 제 호 (1) 시험생물종 본연구에서물벼룩류시험생물종은국제표준시험종인물벼룩 (Daphnia magna) 을이용하 였다 ( 그림 8(a)). 어류는국제표준시험종이며국내생태환경을반영하기에적합한일본산 송사리 (Oryzias latipes) 를이용하였다 ( 그림 8(b)). 물벼룩 (D. magna) 과어류 (O. latipes) 는한국화학연구원부설안전성평가연구소와국립환경 과학원에서분양받은것으로, 서울대학교보건대학원환경독성학연구실은 2003 년부터이 생물종들을배양하고있다. (a) Daphnia magna (b) Oryzias latipes 그림 9. 물벼룩, 어류독성시험에이용한시험생물종

52 1 물벼룩 (D. magna) 은 21±1 조건에서 2 L 또는 3 L 유리용기에 OECD TG 202 에따라 제조된배양수 (M4) 에서배양하였다. 배양수는이틀에한번씩교체하였으며, 물벼룩먹이는 하루에한번클로렐라 (Chlorella) 를공급하였다 ( 그림 9). 2 송사리 (O. latipes) 는탈염소수돗물을정수처리한후충분히폭기시킨물을사용하여배양하였다. 어류는 26±1 C 조건에서배양하며하루에두번당일부화한 Artemia nauplii를먹이로공급하였다. 배양수는정기적으로온도, 경도, 수소이온농도, 전기전도도, 용존산소등을측정하였다 ( 그림 10). 그림 10. 물벼룩 (Daphnia magna) 배양. (a) 어류의배양 (b) 어류먹이로배양하는 Artemia nauplii 그림 11. 송사리 (Oryzias latipes) 배양과어류의먹이

53 (2) 시험방법 ( 가 ) 물벼룩류급성독성시험및생식능시험 물벼룩류급성독성시험은 D. magna 를이용하여 OECD TG 202(OECD, 2004) 과국립환경과학원고시 ( 제 호 ) 에따라수행하였다. 생후 24시간이내의물벼룩최소 20마리를대조군을포함한 6개농도군에각각배치하고, 48시간동안유영저해 (immobilization) 를관찰하였다. 24 시간마다물벼룩의유영저해를관찰하여기록하고, 48 시간후의반수영향농도 (EC 50 ) 를 IBM SPSS (Ver. 23) 프로그램으로산출하였다. 유영저해는시험용기를용기내용액이교반되도록가볍게흔든후, 15초이내에물벼룩촉각 (antennae) 의움직임에상관없이물벼룩이유영하지못하는것으로정의한다. 물벼룩류생식능시험은 D. magna를이용하여 OECD TG 211(OECD, 2012) 과국립환경과학원고시 ( 제 호 ) 에따라수행하였다. 각시험비커에생후 24시간이내의물벼룩을 1마리씩넣고, 대조군을포함한 6개농도군에각각 10개의반복군을두었다. 21일동안생존, 생식및성장능력을관찰하였다. 생존능력 (survival), first day of reproduction, number of young per female, number of young per brood, 전장, 종증식율은 Microsoft Excel 2013을이용하여산출하였으며 IBM SPSS (Ver. 23) 프로그램으로통계분석을수행하였다. 종증식율은다음의 Euler-Lotka 공식 ( 식 1)(Newman and Unger, 2003) 을이용하여구하였다. 값이대조군에비하여낮게나오는경우종증식율이감소하는것으로, 음수인경우에는종 개체수가감소하는것으로평가하였다. 유기용매는가급적사용하지않는것을원칙으로하나, 대상의약물질의용해도에따라반드시필요할경우에는최대 0.1 ml/l (0.01% v/v) 범위에서사용할수있다. 유기용매의종류는국립환경과학원고시 ( 제 호 ) 에따라 acetone, ethanol, methanol, triethyleneglycol, dimethylformamide, DMSO 중에서선택할수있다. 대조군을제외한용매대조군과노출군에서용매의농도는모두동일하게적용하였다. 물벼룩류독성시험을위한시험조건은표 8 과같다

54 표 9. 물벼룩류급만성수서생태독성시험조건 급성독성시험 만성독성시험 시험동물 D. magna (<24 hr old) 광주기 16 hr light : 8 hr dark 온도 21±1 배양수 M4 시험수교체 없음 ( 지수식 ) a 반지수식또는유수식 b 시험기간 48 시간 21일 먹이 없음 클로렐라 종말점 유영저해반수영향농도 생존능력생식능력전장종증식율 산출프로그램 IBM SPSS Microsoft Excel a 일반적으로지수식방법을사용하나시험물질의안정도가낮은경우, 반지수식또는유수식시험방법을사용할수있음 ( 국립환경과학원고시제2015-8호 ). b 시험수교체빈도는최소일주일에 3회이상이며 (OECD TG 211). 시험물질이불안정하다고판단되는경우시험용액내의농도를일정간격을두고측정함 ( 국립환경과학원고시제2015-8호 ). 이때시험기간동안시험물질의농도는초기농도의 80% 이상을유지하도록함 ( 국립환경과학원고시제2015-8호 ). 본연구에서는측정시의수치가설정수치와다를경우시험농도는측정수치를 적용하였음. ( 나 ) 어류자어급성독성시험및초기생장단계독성시험 1 어류자어급성독성시험 송사리자어급성독성시험은 O. latipes 를이용하여 OECD 의 TG 203(OECD, 1992) 과국립 환경과학원화학물질의시험방법에관한규정 ( 고시제 호 ) 을따르되, US EPA 의 급성독성시험법 (US EPA, 2002) 을참고하여연구목적에맞게일부변형한방법으로수행하였다. 대조군을포함한농도군은 6개이상으로한다. 각농도군에최소 60마리의자어 (larvae) 를 4개의반복군에배치시킨뒤 96시간반수치사농도 (LC 50 ) 를 IBM SPSS (version 23) 프로그램으로산출하였다. OECD TG에서는 O. latipes의경우전장 (total length) 이 2.0±1.0 cm인치어 (juvenile fish) 또는성체사용을권장하고있다. 그러나일반적으로치어또는성체보다자어가의약물질의독성에민감하게반응하며, 성체는개체간전장의차이가크기때문에실험조건을일정하게유지하는데어려움이있다. 따라서본연구에서는담수어류로독성시험에많이사용되는 fathead minnow (Pimephales promelas) 의예를따라, 부화후 14일

55 이내의자어를사용하여송사리자어급성독성시험을수행하였다 (US EPA, 2002). 치사의 판정은시험개체를살짝건드렸을때 15 초이상움직이지않거나, 아가미호흡이중단된 경우로정의한다. 2 어류초기생장단계독성시험 (Early life stage (ELS) test) 어류의수정란및치어는생태계에서의종개체수및생태구조유지에매우중요한요소인동시에, 화학물질노출에민감하게영향을받는다. 수정란의화학물질노출에의한부화율감소는장기적인개체수감소로이어지며, 성체에미치는급성및만성영향보다오히려생태계에미치는영향이클수있다. 어류초기생장단계독성시험은 O. latipes를이용하여 OECD의 TG 210(OECD, 2013) 과국립환경과학원화학물질의시험방법에관한규정 ( 고시제 호 ) 에따라수행하였다. 대조군을포함한 6개이상의농도군에각각 4개의반복군을두고, 1개의농도군에는최소 60개의수정란을배치시킨뒤부화후 30일까지생존및성장능력을관찰하였다. Microsoft Excel 프로그램을이용하여생존능력, 부화능력, 부화하는데걸리는시간, 전장및건중량을산출하였다. 일반적으로 O. latipes의수정란은부화하기까지약 10일이소요되므로, 부화후 30일까지약 40일정도노출을수행한다 ( 그림 11). 실험용희석수는탈염소수돗물을이용하였다. 유기용매는가급적사용하지않는것을원칙으로하나, 대상의약물질의용해도에따라반드시필요한경우에는최대 0.1 ml/l (0.01% v/v) 범위에서사용할수있다. 유기용매의종류는국립환경과학원고시 ( 제 호 ) 에따라 acetone, ethanol, methanol, triethylene glycol, dimethylformamide, DMSO 중에서선택할수있다. 대조군을제외한용매대조군과노출군에서용매의농도는모두동일하게적용하였다. 어류독성시험을위한시험조건은표 9와같다

56 그림 12. 어류초기생장단계 (ELS) 독성시험. 표 10. 어류생태독성시험조건 시험동물 광주기 자어급성독성시험초기생장단계독성시험 O. latipes 16 hr light : 8 hr dark 온도 26±1 배양수 탈염소수돗물 시험수교체없음 ( 지수식 ) a 반지수식또는유수식 b 시험기간 96 시간부화후 30 일 먹이없음 Artemia nauplii 종말점 산출 프로그램 반수치사농도 생존능력 부화능력 부화소요시간 전장및건중량 IBM SPSS version 23 Microsoft Excel 2013 a 시험기간중시험조건및시험농도를일정하게유지시키도록하며, 필요시반지수식또는유수식시험을수행함 ( 국립환경과학원고시제2015-8호 ). b 시험기간중시험물질농도는주기적으로측정하여야하는데적어도주 1회의분석치가있어야하고, 시험기간동안시험농도가설정농도의 ±20% 이내로유지되도록함. 측정시의수치가설정수치와다를경우시험농도는측정수치를적용함 ( 국립환경과학원고시제 호 )

57 가 내분비계교란영향평가 본연구에서는어류의초기생장단계독성시험을수행하면서내분비계장애영향을함께 평가하였다. 많은의약물질과개인위생화학물질이내분비계교란을초래하기때문이다. 이를위하여몸체 (whole body) 에서비텔로제닌등을비롯한내분비계교란관련유전자의발현수준을정량하였다 (NIER, 2009b). 반복군별로 4마리의개체를균질화 (homogenized) 한뒤 RNeasy mini-kit (QIAGEN Inc., Valencia, CA, USA) 를이용하여 total RNA를추출하고, 정제된 RNA 시료를역전사 (reverse transcription, RT) 하여 cdna로합성하였다 ( 표 10). cdna 시료를이용하여 real-time qpcr을수행하고, 이를통해내분비계교란관련유전자의발현정도를정량적으로평가한다. 내분비계교란영향의지표로사용할유전자중하나인 vitellogenin1, 2 그리고 reference 유전자로사용할 β-actin의 primer 정보는표 11과같다. Real-time qpcr을위해서 Light Cycler 480 (Roche Applied Science, Indianapolis, IN, USA) 을사용하였으며 ( 그림 12), PCR 산물의양은 threshold cycle (Ct) 값을이용한상대정량법 (-2 ΔΔCt ) 으로정량하였다. 표 11. O. latipes 비텔로제닌등의유전자발현분석을위한역전사및 real-time qpcr 의 반응액조성및반응조건예시 구분 PCR 반응액조성반응조건 역전사 RNA (100 ng/μl) 5 μl 25 5 분 1 cycle Real-time qpcr iscript reverse transcriptase (5 U/μL) 1 μl 분 1 cycle iscript reaction mix 4 μl 85 5 분 1 cycle Nuclease-free water 10 μl 4 5 분 1 cycle Total 20 μl SYBR Green master mix 10 μl 분 1 cycle Forward primer 1.8 μl 초 Reverse primer 1.8 μl 초 Nuclease-free water 4.5 μl 초 cdna template 2.0 μl Total 20 μl 40 cycle

58 표 12. 유전자발현분석을위한 real-time PCR primer (O. latipes) Gene Accession No. Description Primer Sequence (5'-3') rpl7 DQ Forward CGCCAGATCTTCAACGGTGTAT Reverse AGGCTCAGCAATCCTCAGCAT vtg1 AB Forward CTCCAGCTTTGAGGCCATTTAC Reverse ACAGCACGGACAGTGACAACA vtg2 NM_ Forward CTATACAAACTTGGATTGGGTCTTCCA Reverse CTTTCAGGATAGGCCTCCAACT (a) cdna 합성을위한 RT (b) real-time PCR 그림 13. 유전자발현분석을위한 RT 및 real-time qpcr

59 나조직학적변화관찰 간, 신장또는생식소등의조직학적관찰을위해대조군과노출군에서 3-4마리의어류를무작위로선택하여고정시켰다. 어류를 Bouin's solution(75% saturate picric acid solution, 20 % formalin, 5% glacial acetic acid) 에 24시간동안고정하고, 에탄올과 xylene baths를연속적으로수행하여탈수시킨다음파라핀 (paraffin) 블록으로절편준비하였다. 생식소가위치한부위를중점적으로보이도록유의하여종 (longitudinal) 절편을제작하였다. 이때 rotary microtome(hm 315; Microm, Heidelberg, Germany) 을사용하였다. 만들어진절편을슬라이드에올려 hematoxylin과 eosin으로염색하고광학현미경을이용하여어류생식소, 간, 신장등의조직학적변화를관찰하였다

60 ( 다 ) 의약물질노출수준실측 독성평가를위한노출시험이진행되는동안처리군의물질농도변화와실제노출농도를파악하기위해시험수중의약물질의농도를실측하였다. OECD TG 202, 210, 211을참고하고, 물벼룩, 어류시험에서각각연구대상의약물질별모든농도군의노출전 후시료를채취하여노출실험에사용한의약물질의농도를측정하였다. 본노출시험이전에문헌조사를통해노출기간동안물질의안정성을검토하고최대용해도 확인시험을수행하였다. 실측농도의변화가설정농도 (nominal concentration) 의 ± 20 % 범위를 초과하는경우, 본노출시험시측정한실측농도로독성시험의결과를나타내도록하였다. 기구와시약및분석방법은국립환경과학원의 잔류의약물질분석방법연구및실태조사 (I)' ( 국립환경과학원, 2008a) 에따라, 의약물질시료를분석에적당한농도가되도록이동상용매로희석한후, 실린지필터로여과하여 LC MS/MS (Agilent 1100 series HPLC, Agilent Technology, USA; API4000 Triple Quadrupole Mass Spectrometer, Applied Biosystems, USA) 를이용하여분석하였다. 표준물질의피크면적을내부표준물질의피크면적으로나눈값을 y 값으로, 표준물질의농도를 x 값으로하여검량선을작성하고분석대상물질검량선의직선성을확인하였다. 1 Clarithromycin 분석법 가 LC-MS/MS Clarithromycin은 ESI(electron spray ionization) positive mode에서이루어지며 Harvard apparatus를이용한유량 10 μl/min로주입하는방식에의한정량적최적화 (quantitative optimization) 를실시하여정량분석을위한질량분석기조건을확립한다. Manual tuning mode에서분석대상물질의 m/z [M-H] 에해당하는피크 (peak) 를확인한후, 정량분석을위한최적화 (quantitative optimization) 과정을수행하여모분자이온 (parent ion) 및딸분자이온 (daughter ion) 을확인하고분석대상물질별 DP (declustering potential, V), EP (entrance potential, V), CE (collision energy, V), CXP (collision cell exit potential) 등을확정한다. 분석은 MRM (multiple reaction monitoring) 방식에서진행되었으며, 본연구에서확립된질량분석조건은다음표 12와같다. 피크 (peak) 의분리를위한컬럼은 Cadenza CD-C18 (2x75 mm, 3 μm) 을사용하였다. LC 의이동상은 A 는 5 mm ammonium acetate 와 0.02% formic acid 를포함한물이고, B 는 met

61 hanol이다. 질량분석기의 parameter는분석의감도를최상으로유지하기위하여 curtain gas 15 Mpsi, GS1 40 Mpsi, GS2 60 Mpsi, detector temperature 400 를이용하였으며, 모든분석대상물질의 EP (entrance potential) 는 10.0 V로유지하였다. Ion source energy는 5500 V를유지하고, ion source의충돌에너지 (collision energy) 를표현하는 CAD (collisionally activated dissociation) 는 6 ev 로고정하였다 ( 표 13). 표 13. Clarithromycin 분석을위한 MS/MS 조건 Compounds Q1 Q3 DP CE CXP Clarithromycin Acetaminophen 내부표준물질로 acetaminophen 사용 표 14. Clarithromycin 분석을위한 LC 및 MS/MS의파라미터 Parameters Conditions Instrument LC-MS/MS (Agilent LC), Applied Biosystems (API 4000) Column Cadenza CD-C18, 75x2 mm, 3 μm Column oven 40 Mobile Phase 10 % A : 5 mm ammonium acetate, 0.02% formic acid in water 90 % B : Methanol Flow rate 200 μl/min Injection volume 5 μl Ionization mode ESI positive Curtain Gas 15 psi Source temperature 400 Ion Spray Voltage 5500 V Ion Source Gas 1 40 psi Ion Source Gas 2 60 psi Collision Gas (CAD) 6 ev 나검량선과표준물질 Clarithromycin 의검량선은그림 13 과같다. 분석중내부표준물질은 acetaminophen 을사용하였다

62 그림 14. Clarithromycin 의검량선. (y = x , r = 09993) 2 Metformin 분석법 가 HPLC-DAD Metformin은 HPLC-DAD로분석하였으며, 피크 (peak) 의분리를위한컬럼은 Zorbax ODS (4.6 x 150 mm, 5 μm ) 을사용하였다. HPLC의이동상은 A는 10 mm ammonium acetate를포함한물이고, B는 acetonitrile이다. 용매조건은등용리로 A용매 25%, B용매 75% 로분석을진행하였다. 컬럼오븐의온도는 30, 시료주입량은 20 μl, 유속은 1.2 ml/min, 검출파장은 255 nm로측정하였다 ( 표 14). 표 15. Metformin 분석을위한 HPLC-DAD 파라미터 Parameters Conditions Instrument HPLC-DAD (Agilent LC) Column Zorbax ODS 4.6 x 150 mm, 5 μm Column oven 30 Mobile Phase 25% A : 10 mm ammonium acetate in water 75% B : Acetonitrile Flow rate 1.2 ml/min Injection volume 20 μl Wavelength 255 nm Metformin 의검량선은그림 14 와같다

63 그림 15. Metformin 의검량선. (y = x , r = ) 3 Benzalkonium chloride 분석법 가 LC-MS/MS Benzalkonium chloride은 ESI (electron spray ionization) positive mode에서이루어지며, Harvard apparatus를이용한유량 10 μl/min로주입하는방식에의한정량적최적화 (quantitative optimization) 를실시하여, 정량분석을위한질량분석기조건을확립하였다. Manual tuning mode에서분석대상물질의 m/z [M-H] 에해당하는피크 (peak) 를확인한후, 정량분석을위한최적화 (quantitative optimization) 과정을수행하여모분자 (parent ion) 및딸분자 (daughter ion) 를확인하였고, 분석대상물질별 DP (declustering potential, V), EP (entrance potential, V), CE (collision energy, V), CXP (collision cell exit potential) 등을확정하였다. 분석은 MRM(multiple reaction monitoring) 방식에서진행되었으며, 본연구에서확립된질량분석조건은다음표 15와같다. 피크 (peak) 의분리를위한컬럼은 Cadenza CD-C18 (75x2 mm, 3 μm) 을사용하였다. LC 의이동상은 A는 10 mm ammonium formate와 0.3% formic acid를포함한물이고, B는 methanol이다. 질량분석기의 parameter는분석의감도를최상으로유지하기위하여 curtain gas 25 Mpsi, GS1 40 Mpsi, GS2 60 Mpsi, detector temperature 350 를이용하였으며, 모든분석대상물질의 EP(entrance potential) 는 10.0 V로유지하였다. Ion source energy는 5500 V를유지하고, ion source의충돌에너지 (collision energy) 를표현하는 CAD (collisionally activated dissociation) 는 8 ev 로고정하였다 ( 표 16)

64 표 16. Benzalkonium chloride (BKC) 분석을위한 MS/MS 조건 Compounds Q1 Q3 DP CE CXP BKC-C BKC-C Acetaminophen 표 17. Benzalkonium chloride 분석을위한 LC 및 MS/MS 의파라미터 Parameters Conditions Instrument LC-MS/MS (SHISEIDO LC), Applied Biosystems (API 4500) Column Cadenza CD-C18, 75x2 mm, 3 μm Column oven 40 Mobile Phase 20 % A : 10 mm ammonium formate, 0.3% formic acid in Water 80 % B : Methanol Flow rate 250 μl/min Injection volume 2 μl Ionization mode ESI positive Curtain Gas 25 psi Source temperature 350 Ion Spray Voltage 5500 V Ion Source Gas 1 40 psi Ion Source Gas 2 60 psi Collision Gas (CAD) 8 ev 나표준물질 Benzalkonium chloride-c 12 와 Benzalkonium chloride-c 14 의검량선은각각그림 15, 그림 16 과같다. 분석과정에서내부표준물질로는 acetaminophen 을사용하였다

65 그림 16. Benzalkonium chloride-c 12 의검량선. (y = x , r = ) 그림 17. Benzalkonium chloride-c 14 의검량선. (y = x , r = )

66 ( 라 ) 생태독성시험종의민감도유지관리 시험물질에대한시험생물종의상대적인민감도가일정하게유지되는지를확인하기위해표준지표독성시험 (reference toxicant test) 을수행하였다. 시험생물종 (D. magna와 O. latipes) 을지표독성물질에급성노출시켜일정수준의영향농도 (effective concentrations, ECx) 또는치사농도 (lethal concentration, LCx) 를구하고, 이값을이전에얻은값들과비교하는 control chart를작성하여시험동물의민감도의변화를확인하였다. US EPA (2002) 에따르면구리, 염화나트륨, 아연등이지표독성물질 (reference toxicant) 로사용될수있다. 본연구에서는지표독성물질로물벼룩 (D. magna) 의경우염화나트륨 (sodium chloride), 어류 (O. latipes) 의경우염화아연 (zinc chloride) 을사용하였다. 물벼룩과어류의표준지표독성시험은기본적으로 OECD TG 202 (OECD, 2004), TG 203 (OECD, 1992) 을따라수행하되, 어류표준지표독성시험의경우시험종의자어를사용하는방법으로변형하여수행하였다. 그림 17 과같이표준지표독성시험의결과나타난 EC 50 값 ( 또는 LC 50 값 ) 이 95% 신뢰구간하 한값과상한값의범위사이에지속적으로유지되는경우, 시험생물종의민감도가연구기간 동안일정하게유지되는것으로판단할수있다 (US EPA, 2002, 19 쪽 )

67 (a) (b) 그림 18. 표준지표독성시험을통한시험생물종의민감도유지확인예시. (a) D. magna, (b) O. latipes

68 ( 마 ) 독성시험결과의통계분석 본연구에서수행된독성시험결과는 IBM SPSS(Ver. 23) 프로그램을이용하여통계처리하였다. 자료의정규성은 Shapiro-Wilk test로확인하였다. 대조군과각노출군간의차이는정규성이확보된경우 One-way ANOVA 및 Dunnett-t 검정으로, 그렇지않은경우에는 Kruskal-Wallis test 및 Mann-Whitney test를통해유의성을확인하였다 ( 유의수준 p-value<0.05). 반복군수가 5 미만일경우정규성을가정한뒤통계분석을수행하였다. 물벼룩류와어류급성독성시험에서 EC 50 또는 LC 50 값은모두 Probit analysis로산출하였다. 물벼룩류생식능시험에서대조군과노출군의생존율은 Fisher's Exact test를사용하여비교하였다

69 다. 환경모니터링및노출자료생산 현재까지의약물질을대상으로한위해성평가는주요하천등일반지표수환경의모니터링결과에근거한것이대부분이었다. 2008년부터 2014년까지수행된잔류의약물질생태위해성평가용역연구결과, 우리나라지표수측정값에근거한생태위해성평가에서평가대상의약물질 ( 총 30종 ) 대부분수생태계위해가능성이낮게나타났다. 그러나주요하천의실측결과를바탕으로의약물질의생태위해성평가를수행하는것은, 소하천등의약물질의배출량또는오염수준이높을것으로예상되는오염우심지역물환경의 생태위해성을과소평가할수있다. 본연구에서는의약물질의오염이예상되는지역의하천수를수집하여, 이지역수생태계의 위해성을평가하고자하였다. (1) 평가대상오염우심지역 평가대상오염우심지역으로제약공장이위치한 A 지역을선정하였다. 이지역에는의약품제조업체등이위치해있으며, 이외에도아파트, 복지회관등각종시설이자리하고있다. 뿐만아니라학교와목장등이지천을따라분포하고있어, 인체용또는동물용의약물질이인근하천으로유입될가능성이있다. 본연구에서는 A 지역에위치한폐수처리장주변하천에서의약물질을분석하였다. 이폐수 처리장용량은 3,600 톤 / 일이며물리적, 생물학적, 화학적, 고도처리공법을이용하여폐수를 처리한다. (2) 분석대상의약물질선정 분석대상의약물질은이전용역사업결과를고려하여국립환경과학원과협의를통해결정하였다. 후보분석대상물질은 2014년과제에서조사하였던 14종물질과국립환경과학원에서제시한우선순위 A 그룹물질 7종으로제안하였다. 이중에서 neomycin은 LC-MS/MS에서분석감도가떨어져분석이어려우므로분석대상에서제외하였으며, 여기에 diclofenac 과에스트로겐류 2종, 유해성평가대상물질로선정된 metformin, benzalkonium chloride를추가하여총 25종의의약물질을최종분석대상물질로선정하였다

70 l l l l 2014년과제분석대상물질 : acetaminophen, vancomycin, ibuprofen, mefenamic acid, cephradine, 17β-estradiol, sulfamethazine, sulfamethoxazole, sulfathiazole, sulfachlorpyridazine, sulfadimethoxine, sulfamerazine, chlortetracycline, oxytetracycline 년용역사업우선순위그룹 A: fenbendazole, clarithromycin, neomycin 3), florfenicol, bacitracin, diphenhydramine, roxithromycin 추가분석물질 : 17α-ethynylestradiol, diclofenac, estrone 유해성평가대상물질 : metformin, benzalkonium chloride (3) 환경시료수집 2016년 9월 27일 A 지역의환경중수질시료를수집하였다 (1회채수 ). 시료수집일에는하루종일약한비가내렸다. 기상청홈페이지 4) 에따르면시료수집당일 A 지역의평균기온은 21.1 ( ), 일강수량은 11.3 mm였다. 공동폐수처리장의방류수 ( 점오염원 ) 와연결되는소하천과이소하천과합류하는하천을포함하여총 12개의시료수집지점을선정하였다 ( 그림 18). 수질시료를수집하면서현장측정항목으로각지점의시료수집시간, 온도, ph, 전기전도도, DO, ORP, TDS 등을기록하였다 ( 표 17). 온도, ph, 전기전도도, DO, ORP, TDS 는 istek 사의 Neomet 기기로측정하였다. 각지점별로 2 L 이상의수질시료를수집하였으며, 채수한시료는아이스팩을적재한 아이스박스를이용하여실험실까지운반하였으며하룻밤냉동보관한뒤분석기관으로운송하였다. 3) Neomycin 의경우 LC-MS/MS 에서감도가떨어져분석대상물질에서제외하였음 4)

71 그림 19. A 지역물환경의시료채취지점요약

72 표 18. A 지역물환경에서수집한수질시료의현장측정결과 지점 온도 코드지점설명샘플링일시 ( ) ph 전기전도도 A01 점오염원인근지천시작지점 : <15 A02 점오염원인근지천끝지점 : A03* 우수관거 : <15 A04 1 차합류부 : 점오염원인근지천과우수관합류직후 : A05 점오염원인근지천과소하천합류직전 : A06 2 차합류부 : 점오염원인근지천과소하천합류직후 : A07* 점오염원의영향을받기전소하천상류 : A08 2 차합류부로부터약 200 m 하류지점 : A09 2 차합류부로부터약 1.4 km 하류지점 : A10 소하천과지방 2 급하천합류직전 : A11 3 차합류부 : 소하천과지방 2 급하천합류직후 : A12* 점오염원의영향을받기전지방 2 급하천상류 : * 점오염원의영향을직접적으로받지않는지점. (µs/cm) DO (mg/l) ORP (mv) TDS (mg/l) 측정수심 (cm)

73 (4) 환경시료중의약물질분석 본연구에서는 25종의약물질의물리화학적성질이나구조등에따라크게 3개그룹으로구분하여, LC-MS/MS의분석방법을확립하였다. 25종의분석대상물질의전처리방법을통일하였고, 물질의특성에따라 LC-MS/MS 의분석을 Group Ⅰ, Group Ⅱ, Group Ⅲ으로구분하여분석방법을확립하였다 ( 표 18). Group Ⅰ은 acetaminophen, chlortetracycline, sulfamethoxazole, roxithromycin, sulfamethazine, chlortetracycline, oxytetracycline, sulfachlorpyridazine, sulfadimethoxine, sulfamethoxazole, sulfathiazole, clarithromycine, diphenhydramine, bacitracin, cephradine, vancomycin, metformin, benzalkonium chloride 이다. Group Ⅱ는 florfenicol, ibuprofen, mefenamic acid, diclofenac 이고, Group Ⅲ는 estrone, 17β-estradiol, 17α-ethynylestradiol 으로분류하여분석을수행하였다. 표 19. 환경시료의분석대상의약물질의분석법에따른분류 번호 Group Ⅰ Group Ⅱ Group Ⅲ 1 acetaminophen florfenicol estrone 2 clarithromycin ibuprofen 17β-estradiol 3 sulfamethoxazole mefenamic acid 17α-ethynylestradiol 4 roxithromycin diclofenac 5 sulfamethazine 6 chlortetracycline 7 oxytetracycline 8 sulfachlorpyridazine 9 sulfadimethoxine 10 sulfamerazine 11 sulfathiazole 12 diphenhydramine 13 bacitracin 14 cephradine 15 fenbendazole 16 vancomycin 17 metformin 18 benzalkonium chloride Internal standard (IS) sulfamethazine-phenyl- 13 C 6 butyl paraben-d 4 17β-estradiol-d 2 Internal standard (IS) sulfamethoxazole-phenyl- 13 C 6 2-methoxyestradiol

74 시료전처리를통해얻은용액은의약물질과내부표준물질을각물질의질량스펙트럼을확인한다음, 각물질별전구이온 (precursor ion) 을선택하여생성이온 (product ion) 을생성시킨후, 특성이온을선택한후에 MRM (multiple reaction monitoring) 방법을사용하여분석하였다. 각 Group 별분석을위한 LC 조건은표 19-21과같다. 표 20. Group Ⅰ 분석을위한 LC 조건 Parameters Group I Column SP (C18), 2.0 mm ID x 150 mm, 3 um Mobile phase A: Water/ 10 mm Ammonium formate + 0.3% formic acid B: Methanol Column flow rate 0.2 ml/min Injection volume 5 μl Column temperature 40 Ionization mode ESI positive Time %B Gradient Run time 25 min 표 21. Group Ⅱ 분석을위한 LC 조건 Parameters Group Ⅱ Column Cadenza C18 (75x2 mm) Mobile phase A: Water/ 10 mm Ammonium formate + 0.3% formic acid B: Methanol Column flow rate 0.2 ml/min Injection volume 5 μl Column temperature 40 Ionization mode ESI negative Isocratic B: 80% Run time 8 min 표 22. Group Ⅲ 분석을위한 LC 조건 Parameters Column Mobile phase Column flow rate Injection volume Column temperature 40 Ionization mode ESI negative Group Ⅲ YMC C18, 2.1 x 150 mm, 3.5 μm A: Water B: Methanol C: 2.5% NH3 in water 0.2 ml/min 5 μl

75 Gradient 1 Gradient 2 Switching Valve Run time Time %B Time %B Time Position 0 A 9.5 B 14.5 A 24 min 수질시료의전처리과정과의약물질 25 종의 LC-MS 에의한표준물질별검량선은부록 1 에 제시하였다. 측정을통해확보한 A 지역의환경중농도는이지역의정량적위해도추정과정에활용하였다

76 3. 최신독성시험자료를바탕으로생태위해성평가수행 가. 정량적생태위해도결정 (1) 예측무영향농도산출 본연구에서수행하게될생태독성시험의결과와기존의문헌검색을통해서가장민감한생물종의독성값 ( 주로 NOEC) 을구한후, 적절한평가계수 (assessment factor; AF) 를적용하여예측무영향농도 (PNEC) 를산출하였다. 평가계수는 European Communities(2011) 에따라결정하였으며 ( 표 22) 평가계수를적용한예측무영향농도산출식은아래와같다. PNEC = (Lowest EC 50 or NOEC) / AF 주어진생태계에존재하는모든생물종에대한모든독성정보를파악하기는어려우므로, 예측무영향농도를산출하기위해서는해당생태계의민감성을대표할수있는일부생물종의독성정보를이용하여통계적으로추정할필요가있다. 이러한경우가용생태독성자료중가장민감한값에적절한평가계수를적용하여, 독성데이터를알지못하는개체까지보호할수있는수준으로끌어올리는결정론적방법을사용할수있다 (US EPA, 1984; European Chemicals Bureau, 2003; 국립환경과학원고시제 호 ). 표 23. 이용가능한독성자료에따른평가계수의결정 (European Communities, 2011) Available data Assessment factor 세영양단계 ( 어류, 무척추동물 (Daphnia 선호 ), 조류 ) 에서각각최소하나의급성노출 L(E)C 하나의만성노출 EC 10 또는 NOEC ( 어류또는 Daphnia) 100 두영양단계 ( 어류, Daphnia, 조류 ) 를대표하는두개의만성노출결과 ( 예 : EC 10 또는 NOECs) 50 세영양단계를대표하는적어도세종 ( 보통어류, Daphnia, 조류 ) 만성노출결과 ( 예 : EC 10 또는 NOECs) 10 종민감도분포 (SSD) 방법 5~1 a 10 b 현장데이터또는모델생태계 경우에따라검토 a 가용한독성정보의양과수준에따라다르게적용됨. 만성독성근거환경기준 (AA-EQS) 의평가계수기본값은 5. b 급성독성근거환경기준 (MAC-EQS) 의평가계수기본값은 10. 평가계수추론과정에서고려해야하는불확실성로는 1) 실험실간 실험실내에서의독성 자료의차이, 2) 종간 종내에서의생물학적차이, 3) 단기노출을장기간노출로외삽할때

77 이에따른차이, 4) 실험실내에서생산된자료를실제환경중으로적용할때발생할수있는 차이등이다. (2) 평가대상의약물질의환경농도계산 국립환경과학원에서수행한환경중의약물질잔류실태조사결과및국내외문헌자료를 바탕으로, 위해성평가대상의약물질의실측환경농도 (Measured Environmental Concentration, MEC) 를제시하였다. 그러나이실측환경농도는전국의모든수체를대표할수없고, 또한환경중의약물질의 검출수준은주요질병의발생양상및계절적변이등에크게영향을받기때문에, 조금더 보수적인예측환경농도 (Predicted Environmental Concentration; PEC) 를산정하는것이필요하다. 인체용의약물질의경우생산량정보를이용하여예측환경농도 (PEC) 을도출하는것이가능하다. 국내물환경중인체용의약물질의예측환경농도를추정하기위하여유럽의약품청 (EMA) 에서 제안하는다음식을사용하여보정예측환경농도 (PEC corr ) 를도출하였다. PEC corr = (A ER) (100 - R) / 365 P V D 100 A: amount of substance used per year (kg/year) R: removal rate in sewage treatment (set to 0) P: population under consideration V: volume of waste water produced per capita per day D: dilution factor in the environment (default of 10) ER: excretion rate (0~1) 위에서사용한모형은환경중농도에영향을미칠수있는변수들을매우보수적으로가정하여계산하므로, 예측값이매우불확실하기때문에좀더실제에가까운예측이가능한모형이필요하다. 따라서의약물질농도에영향을미치는환경적, 공간적및시간적변수와의약물질의환경중거동을반영할수있는정교한모형이개발되고있다. 특히인체의약물질의경우수계별접근에기반한모형, 즉지리정보시스템 (Geographic Information System, GIS) 에기반한모형은수계정보와수리학적정보를다루는데에유용하다. 본연구에서는모형자체의접근성과입력변수의확보가용이한가를고려하여미국제약협회 (Pharmaceutical Research and Manufacturers of America, PhRMA) 가개발하여, 이미미국의 11개수역에적용한바있는지리정보시스템에기반한 PhATE TM (Pharmaceutical Assessment and Transport Evaluation) 모형을활용하였다. PhATE TM 모형을우리나라 4대강에적용할수

78 있도록구축한뒤, 의약물질의사용인구수, 사용량, 체외배출율, 하수처리제거효율을모형에 적용하여각수계별로인체의약물질의예측환경농도 (PEC) 를추정하였다

79 (3) 위해도정량화 물환경생태위해성평가는실측또는예측환경농도 (MEC 또는 PEC) 와생태계에아무런영향을주지않을것으로추정되는오염물질의농도 ( 예측무영향농도, PNEC) 를비교하여얼마나높은지를정량적으로산출하여유해지수 (HQ) 를구하는방식으로진행된다. 앞서기술된대로, 이번연구에서는평가대상의약물질에대하여가용독성정보와독성정보생산에따라적합한예측무영향농도를산출하고, 실측환경농도또는검출자료및추정모형을활용한예측환경농도를이용하여개별물질의위해성을정량화하였다. 유해지수는아래의식을이용하여산출하였다. HQ = PEC/PNEC HQ = 유해지수 PEC = 예측환경농도 PNEC = 예측무영향농도 만약유해지수가 1 이상이된다면환경중유해물질의오염수준이생태계에부정적영향을미칠가능성이존재한다는것을의미한다. 그림 19는연구를통해추정된예측무영향농도와예측환경농도를이용하여유해지수를그림으로표현한것이다. 이그림에서는추정된예측무영향농도와예측환경농도가만나는점의 x축에해당하는값 ( 그림의예에서는 25) 보다오른쪽에나타난경우유해지수가 1보다높은것으로, 그보다낮은경우는유해지수가 1보다낮은것으로생각할수있다. 또한추정된예측무영향농도와예측환경농도가만나는점의 y축에해당하는값보다위쪽에나타난경우유해지수가 1보다높게검출된지점임을알수있다. 그림 19. 누적검출빈도를이용한대상의약물질의유해지수초과 지점의산출예시

80 4. 기존위해성평가결과와종합비교 본연구를통해구한평가대상물질들의위해성평가결과를기존 잔류의약물질의환경 위해성평가 사업결과와비교하였다. 기존사업에서평가대상의약물질에대한자료가없을경우 국내외의기타위해성평가결과자료를활용하여비교하였다. 나아가기존사업에서수행한 30 종의의약물질에대하여최신독성자료를이용하여 PNEC 값을 재산정하고, 과학원에서제시한우선순위의약물질 7 종에대하여유해지수를재산출하였다

81 5. 주요위해우려의약물질의관리기준 ( 안 ) 제시 가. 우리나라주요위해우려의약물질선정 본연구를통해수집되거나추가로생산된최신독성및노출자료를이용하여우리나라의주요위해우려의약물질을새롭게선정하였다. 이때위해우려의약물질은국내의주요하천과오염우심지역에서공통적으로높은생태위해성을나타낼수있는물질을우선적으로선정하였다. 생태위해성은기존문헌에서보고된유해지수를기준으로평가하였다. 나. 물질보고서 (dossier) 작성및관리기준 ( 안 ) 도출 본연구에서위해우려의약물질로선정된물질 1 종에대해유럽의사례를참고하여평가대상 물질별보고서 (dossier) 를작성하고환경관리기준 ( 안 ) 을시범적으로제시하였다. (1) 국내외의약물질보고서조사 스위스의연방물과학기술위원회 (Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, EAWAG) 는물질별보고서 (dossier) 를작성하여제시하고있다. 우리나라수계에적용가능한의약물질의관리기준 ( 안 ) 제시를위해스위스등유럽에서의약물질의환경기준도출배경및방법을조사하였다. (2) 관리기준 ( 안 ) 도출을위한보고서작성 국내외문헌을검토하여해당물질에대해보고된생태독성자료를확보한뒤종민감도분포 (Species Sensitivity Distribution, SSD) 또는결정론적방법을이용하여전체종의 95% 를보호할수있는수준의예측무영향농도 (PNEC) 을추정한다. 종민감도분포란특정화학물질에대한독성반응및스트레스에대한생물종간민감도, 다양성을나타내는누적분포를말한다. 일반적으로예측무영향농도산출에는가용한생태독성자료들의정도에따라확률론적방법 (probabilistic approach) 과결정론적방법 (deterministic approach) 의두가지방법이사용된다. 만약특정생물종이평가대상의약물질에매우민감하여두번째로민감한생물종과민감도차이가매우큰경우에는, 평가계수를사용한예측무영향농도도출 ( 결정론적방법 ) 은실제의상황을제대로반영하지못하고지나치게보수적인위해도추정값을제시할수도있다. 이경우에는해당물질에대한생태독성자료를충실히확보해서종민감도분포기법을이용하여예측무영향농도를도출하는것이바람직하다 ( 그림 20)

82 그림 20. Ibuprofen 의종민감도분포 (SSD) 곡선예시. 종민감도분포를이용하는확률론적방법은, 보호하고자하는생태계의생물종의전체민감도분포를사용하여통계적외삽법으로예측무영향농도를구하는방법이다. 이는평가계수를활용하는기존의산출방법에서도평가계수를최저 1로둘수있도록제안할만큼신뢰성있는예측무영향농도추정방식으로권고되고있다 (European Chemicals Bureau, 2003). 이방법은대상물질에대한독성자료가충분하여가용자료의불확실성이통계적으로잘정의될때활용할수있다. 종민감도분포를사용하는확률론적방법을요약하면, 1) 먼저평가대상물질에대한기존의모든생태독성정보를수집하고 2) 수치적계산을위해종민감도분포곡선 ( 확률밀도함수 ) 을구한다. 3) 이를이용하여그림 21과같이영향받은생물종이전체의 5% 에해당하는유해인자의오염수준을예측무영향농도의중간값으로간주하고, 4) 마지막으로이오염수준의확률적분포를정의하여 95% 신뢰구간의하한값 (lower confidence limit) 을예측무영향농도로설정한다

83 그림 21. 종민감도분포에근거한예측무영향환경농도 (PNEC) 의결정. 이와같은확률론적방법은현재활용하고있는방법중가장신뢰할만한것이지만, 이 방법의적용을위해필요한독성자료가충분히있는경우가많지않고특히보호하고자하는 생태계에특이적으로적용할수있는독성자료를구하기어려운경우가많다. 본연구에서는앞서조사한국내외의물질별독성보고서를참고하여자료요건을충족시키는물질에대하여면밀하게자료를검토하였다. 조사대상물질의위해성에대한문헌조사를통해신뢰성을고찰하였다. 환경관리기준의도출은 European Communities (2011) 을따랐다. 나아가도출된관리기준를우리나라물환경중실측농도와비교하여향후대상의약물질의관리방향을제시하였다

84 III 장. 연구결과 1 절. 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품의국내 외관리제도현황조사 1. 국 내외의환경위해성평가활용사례조사 조사결과환경위해성평가를수행하여사용또는생산규제가적용된국내 외사례는확인 되지않았다. 시장에서판매가철회 (withdrawn) 된의약물질대부분은사람에서의부작용이나 상업적인이유 (benefit/risk) 를근거로시장판매가중지되었다. 유럽의약품청 (EMA) 의 년 withdrawn medicinal products 목록에서나타난의약품 철회조치및사유는다음과같이요약할수있다. 이행조치 (Action taken) - 시장판매승인의연기또는철회 (Marketing authorisation suspended/revoked) - 시장에서제품회수 (Product withdrawn from the market) - 금지된의약품의제공 (Supply of medicinal product prohibited) 이행조치사유 (Reason for the action taken) - 정성적또는정량적인구성정보가불명확함 (Quantitative and qualitative composition is not as declared) - 위해-편익균형이맞지않음 (The risk-benefit balance is not favourable) - 유해한의약품 (The medicinal product is harmful) 2. 평가 관리제도의세부요구사항및최신개정내용조사 가. 해외의의약품사전관리제도

85 (1) 미국 미국식품의약국 ( 이하 식약국, US Food and Drug Administration, US FDA) 은 1969년제정된국가환경정책법 (National Environmental Policy Act, NEPA) 에근거하여 1977년부터환경중의약물질을규제하기시작하였으며, 이러한규제는 1995년이후점차강화되었다. 미국식약국은 Regulation 21 CFR Part 25에따라신약승인신청, 간이신청, 추가신청, 생물학적제제의판매승인신청, 연구단계의신약신청등의과정에서환경평가 (environmental assessment, EA) 결과를보고하거나면제대상임을입증하도록요구하고있다 (US FDA, 1997). 면제대상이될수없는경우는해당의약품의승인에따라 (1) 유효성분의사용량이증가할것으로예상되고, (2) 배출지점에서의예측유입농도 (EIC) 가 1 μg/l 이상인경우, 즉환경중일반적으로적용되는희석배수인 10을고려했을때지표수예측환경농도 (PEC surface water ) 가 0.1 μg/l 이상인물질일경우이다. 미국환경위원회 (Council on Environmental Quality, CEQ) 에따르면환경평가는미국식약국이어떤의약물질이환경에영향을줄것인지 (Environmental impact statement, EIS) 아닌지 (Finding of no significant impact, FONSI) 여부를판단하는데필요한충분한증거를제시해야한다. 미국식약국의환경평가는그림 22 와같이 Tier 1, Tie 2, Tier 3 의 3 단계로이루어진다

86 그림 22. 미국식약국 (US FDA) 의환경평가를위한단계적접근. 위해성평가과정에서는예측유입농도 (EIC) 와예측환경농도 (Expected Environmental Concentration, EEC) 중높은값을독성평가결과와비교하여단계별기준치를통과하는지 여부를확인한다. 예측유입농도는공공하수처리시설 (publicly owned treatment works system) 을통하여하천으로 유입되는양을기준으로아래식과같이계산하고있다 (US FDA, 1998). EIC aquatic (ppb) = A B C D A: kg /year produced for direct use (quantity intended for use in humans during a given year) B: 1/liters per day entering water treatment system (default: x liters per day) C: year/365 day D: 10 9 μg / kg (conversion factor)

87 위계산식은다음의세가지가정을전제로한다. 1) 당해년도에생산된의약품은모두사용되며, 공공하수처리시설로들어간다. 2) 미국전역의의약품생산과사용은지역인구와폐수발생량에비례한다. 3) 의약물질의대사는일어나지않는다 ( 단, 대사체의약리학적작용에대한정보가있을경우이를계산식에서고려할수있다 ). 대부분의물질은 Tier 1 부터단계적으로진행하지만, 환경예측유입농도가 1 μg/l 이상인 물질중 logk OW 값이 3.5 이상으로지용성이큰물질에대해서는 Tier 3 으로곧바로진행한다. 환경위해성평가는 3 단계로이루어진다. Tier 1은 1개생물종에대하여급성독성시험실시, Tier 2는급성독성시험의기본세트, Tier 3은만성독성시험을주요내용으로한다. Tier 1에서실시하는급성독성시험은 Tier 2의수생생물독성시험과육상생물독성시험중하나로수행된다. 수생생물독성시험은 1) 어류급성독성시험, 2) 수서무척추동물급성독성시험, 3) 조류독성시험으로구성되며, 육상생물독성시험은 1) 식물조기성장시험, 2) 지렁이독성시험, 3) 토양미생물독성시험으로구성된다. - Tier 1: 적합한실험생물중최소한하나를이용한급성생태독성시험이수행되어야한다. 만약 EC 50 (Effect Concentration 50) 이나 LC 50 (Lethal Concentration 50) 를환경중최대기대값 (Maximum Expected Environmental Concentration, 이하 MEEC ; EIC, EEC 중큰값 ) 로나눈값이 1000 보다작다면, Tier 2가진행되어야한다. MEEC에서의치사에가까운영향이관찰되면만성독성시험 (Tier 3) 이수행되어야한다. 한가지실험생물이 base set 실험생물들중가장민감하다는것을지지할증거가있다면, Tier 1에서평가계수로 100을사용할수있다. 물환경에서와육상환경에서모두해당되는물질의경우, 일반적으로육상생물과비교했을때수생생물이더민감한독성결과를보여왔기때문에보통수생생물의시험만으로도충분하다. - Tier 2: 급성생태독성시험은수생생물혹은육상생물 ( 또는둘다 ) 의최소기본시험세트로수행되어야만한다. 수생물기본시험세트는보통 (1) 어류급성독성시험, (2) 수서무척추동물급성독성시험, (3) 조류종 bioassay로구성된다. 육상생물기본시험세트는 (1) 식물초기생장시험, (2) 지렁이독성시험, (3) 토양미생물독성시험으로구성된다. 일반적으로물질이토양과강하게결합하는경우에는지렁이독성시험만이제시된다. 일반적으로생물학적산물이나의약품의안전성을입증하기위하여포유동물 ( 생쥐, 쥐, 개, 원숭이, 사람 ) 독성시험은상당부분이미수행되기때문에설치류급성독성시험은육상기본세트에포함되지않는다. 만약기본세트에서가장민감한생물의 EC 50 나 LC 50 을 MEEC 로나눈값이 100 보다크거나 같다면, 치사에가까운영향이 MEEC 에서관찰되지않는한다음연구를진행할필요가없다. 만약 EC 50 나 LC 50 를 MEEC 로나눈값이 100 보다작다면, Tier 3 시험이수행되어야한다

88 MEEC 에서의치사에가까운영향은만성독성시험 (Tier 3) 이진행되어야한다는것을말한다. - Tier 3: 어떠한물질이생물농축또는생물축적가능성이있을때, Tier 1 그리고 / 또는 Tier 2 결과에의해서, 혹은해당물질이생체내에서더독성이있는물질로전환한다는것이알려져 있다면만성독성시험을수행해야한다. 한편신약이승인된다고하더라도유효성분의사용량이증가하지않거나, 물환경예측유입 농도가 1 μg/l 를초과하지않는경우, 또는해당의약물질 ( 또는대사, 분해물질 ) 의환경중농도와 분포가유의하게변화하지않음을보일수있는경우등은환경위해성평가를면제받을수있다. (2) 유럽연합 (EU) 유럽연합 (EU) 에서는 1993년이후의약품에대한환경위해성평가기법을개발하기시작하였으며 Directive 2001/83/EC를통해인체용의약품에관한사항을규정하고있다. 이 Directive의궁극적인목표는의약품의생산, 분배, 사용을감독하여공중보건을수호하는데있다. Directive 2001/83/EC chapter 1은시장판매 (marketing authorisation) 에관한내용을다루고있으며, Article 6에따르면당국의허가를받지못한의약품은 EU 회원국내시장에판매할수없다. Article 8에서는시장판매허가를받기위해제출해야하는서류및정보들을제시하고있는데, 의약품의안전한저장, 사용, 폐기를위해취해야할조치의이유와더불어의약품이환경에끼칠수있는잠재적인위험에관한사항을제출하도록규정하고있다 (Directive Article 8(3)(g)). 그외시장판매신청에필요한구체적인서류종류및정보는 Annex I에제시되어있다. 2006년부터는인체용과동물용의약품의개발과정에서제약업체가의약품의환경위해성평가 (Environmental risk assessment, ERA) 를수행한뒤그결과를유럽의약품청 (European Medicine Agency, EMA) 에제출하도록하였다. 유럽의약품청은환경위해성평가결과와함께제출된과학적자료의질과안전성, 효능을참고하여해당의약품이시장판매에적합한지여부를단계별로평가한다. 이러한의약품의사전환경위해성평가를통해 (1) 환경으로방출되는의약품의양을적절한방법으로최소화하고, (2) 사용자가취할수있는구체적인위해저감방안 (risk-minimization activities) 을제시하며, (3) 적절한방법으로의약품을폐기할수있도록라벨링을할수있을것으로기대하고있다. 유럽의약품청은미국의접근방법과달리위해성평가의단계 (Phase I, Phase II Tier A, B) 에 따라독성평가뿐아니라노출농도추정을정교화하는과정을거친다. 유럽의약품청의인체용

89 의약품의환경위해성평가단계및절차는그림 23, 표 23 과같다 (EMA, 2005). 그림 23. 유럽의약품청 (EMA) 의의약물질환경위해성평가단계 와절차. 가용한정보를이용하여환경위해성이없는것으로나타났을때에는추가적인실험을수행할필요가없으나, 해당의약품의사용이환경에잠재적인위해영향을나타내는것으로예측되었을경우시장판매신청자는적절한사전예방적안전조치를취해야한다. 이러한조치는 Summary of Products Characteristics (SPC) 에포함되어야한다

90 표 24. 유럽의약품청환경위해성평가의단계별접근 (EMA, 2005) 규제평가단계 (Stage in r e g u l a t o r y evaluation) 위해성평가단계 Phase I Pre-screening 노출추정 Phase II Tier A Phase II Tier B Screening Primary Secondary 목적방법필요자료 / 시험 위해도의초기추정 일관성있는의사결정을위한일반적인접근 (Standard approach to ensure consistent decision making) 물질및장소특이적위해성평가 (Substance and site-specific refinement) Action limit (PEC>0.01μg/L) Risk assessment Risk assessment No test requirement Base set aquatic toxicology and fate Extended data set on emission, fate and effects Case-by-case; alternative approaches, TGD approach 환경위해성평가는크게두단계로구성된다. Phase I (Calculation of the Predicted Environmental Concentration, PEC) 단계에서는의약품의유효성분그리고 / 또는그대사체의환경중노출정도를추정한다. 예측환경농도 (PEC) 가 0.01 μg/l 이상인모든유효성분에대해서는 Phase II 위해성평가를수행해야한다. 따라서유럽에서 1일용량이유효성분기준으로 2 mg 이상인경우는모두위해성평가대상이다. Phase I에서예측환경농도 (PEC) 를추정하는식은다음식과같으며 (EMA, 2005), PEC surfacewater ( 지표수중농도 ) 를계산하는데사용하는기본값 (default values) 은표 24에제시하였다. PEC surfacewater = DOSEai Fpen / WASTEWinhab DILUTION 100 표 25. Phase I 에서 PEC surfacewater 를계산하기위한기본값 (default values) Parameter Symbol Value Unit Origin Remarks Input The highest Maximum daily dose of active substance consumed per DOSEai - [mg.inh -1.d -1 recommended ] A dose should inhabitant beused Percentage of market penetration Fpen 1 % D Default Amount of wastewater per inhabitant per day WASTEWinhab 200 [L.inh -1.d -1 ] D From TGD Dilution factor DILUTION 10 - D From TGD Output Local surface water concentration PEC surfacewater - [mg.l -1 ] O A=based on information from applicant, D=default, O=Output

91 PEC surfacewater 의도출은미국식약국의예측유입농도와비슷한접근이기는하나하수처리시설에서하천으로유입되는지점에서농도에 10배를희석하여추정한다는점이다르다. 만약, PEC surfacewater 값이 0.01 μg/l(=action limit) 로추정되면더이상위해성평가를수행할필요가없다. 그러나내분비교란영향등과같이특정한유해영향이의심되는물질일경우에는전문가들의종합평가에따라 action limit이다르게적용될수있다. Phase II (Environmental fate and effects analysis) 에서는대상물질의물리적 / 화학적, 약리학적, 독성학적특성에대한정보를구하고평가한다. 이때시험자는특정생태계에서의약품의거동과영향을조사할필요가있는지고려해야한다. Phase II는유해지수접근법으로예측환경농도와예측무영향농도 (Predicted no effect concentration, PNEC) 를비교하는단계이다. Phase II 위해성평가는 Tier A, B로다시구분된다. Tier A의위해성평가에서보다구체적인과학적자료가필요하다고판단될경우 Tier B 단계가진행된다. Phase II에서는 Tier A 위해성평가수행결과유해지수 (HQ) 가 1 이상인경우나, 미생물의영향을기준으로산정된 HQ가 0.1 이상인경우에는 Tier B 평가를수행한다. Phase II의 Tier A, B에서요구하는자료는각각표 25, 26과같다. 표 26. Phase II Tier A 에서요구하는물리화학적특성, 거동및독성영향자료 필요자료 / 시험 시험지침 n-octanol/water Partition Coefficient (Kow) OECD 107 or 117 Adsorption Desorption Using a Batch Equilibrium Method OECD 106/ OECD 121/ Aerobic and Anaerobic Transformation in Aquatic Sediment OPPTS * OECD 308 Systems Algae, Growth Inhibition Test OECD 201 Daphnia sp. Reproduction test OECD 211 Fish, Early Life Stage Test OECD 210 Activated Sludge, Respiration Inhibition Test OECD 209 *All three methods are possible. However, the method used should be justified. 표 27. Phase II Tier B 에서요구하는육상위해성평가자료 필요자료 / 시험 시험지침 Aerobic and anaerobic transformation in soil OECD 307 Soil Microorganisms: Nitrogen Transformation Test OECD 216 Terrestrial Plants, Growth Test OECD 208 Earthworm, Acute Toxicity Tests OECD 207 Collembola reproduction ISO

92 미국의경우와비슷하게유럽연합에서환경위해성평가의대상은사람에서의배출특성 (excretion profile) 에근거하여결정되어야하며, 대부분의경우활성성분 (active substance) 그리고 / 또그대사체로충분한것으로설명하고있다 (EMA, 2005). 한편, 비타민, 전해질, 아미노산, 펩타이드, 단백질은환경에서오염수준이높지않을것으로예상되며결과적으로환경위해성이크지않을것으로예상되기때문에환경위해성평가의면제대상이된다. 그러나내분비장애물질과같은일부물질들의경우환경중으로배출되는양과무관하게위해성을평가할필요가있다

93 (3) 캐나다 캐나다환경보호법 (Canadian Environmental Protection Act, CEPA 1999) 에근거하여식의약법 (Food and Drugs Act or F&DA) 에서관리하는제품에함유된모든물질의인체및환경위해성을평가한다 5). 캐나다환경보호법은캐나다환경부와보건부가공동으로집행하는법이다 (Environment Canada 1999). 이법은 3P 원칙 (proactive, preventive, precautionary) 에기반하여만들어졌다. 이법에근거하여유해물질에의한환경위해성은환경부가인체위해성은보건부가평가한다. 3P 원칙에따른접근은가능한한많은 (to the greatest extent possible) 유해물질이나오염인자의노출로부터환경과공중보건을보호하는것을목표로한다. 캐나다의신규물질고지규정 (New Substances Notification Regulations or NSNR) 에근거하여신규화학물질의인체및환경위해성평가를수행한다. 그러나 NSNR은원칙적으로산업용물질을대상으로계획된규정이기때문에캐나다보건부에서는의약품을포함하여식의약법관리물질에적합한새로운규정을발표하였다. 캐나다는인체용및동물용의약물질에동일한위해성평가방법을적용하고있다. CEPA 는 환경위해성에대한잠재성을고려하여의약품의유효성분을 Class 1 Substances 로구분하고 이에대한환경위해성평가절차를다음그림 24 와같이제시하고있다. 그림 24. 캐나다의인체용및동물용의약물질환경위해성평가단계. 5) -

94 캐나다환경보호법에따르면새로운의약성분에대한 action limit은예측환경농도 (PEC) 를기준으로한다. 인체의약품유효성분의배출지점에서의예측유입농도 (End of pipe PEC) 가 0.1 μg/l(=action limit) 이상인신규의약품은환경위해성평가를위한자료를생산해야한다. 이때지표수에서의희석은고려하지않으며 PEC 도출방법은아래식과같다. PEC (μg/l) in surface water = A B C D A: kilograms of API/year (Kilograms of API per year imported or used in Canada) B: 1 year/365 days C: wastewater liters/day/capita (Water use data available online from Environment Canada) D: population (Population data available online from Statistics Canada) 최근까지축적된자료에근거해보았을때환경배출농도 0.1 μg/l 수준은부정적환경영향이 나타나지않는수준이다. 동물용의약물질의경우연간 400 kg 이상생산되는물질에대해위해성평가를수행하도록요구된다. 이수준은환경중농도를고려해보았을때인체용의약물질에대한기준값 (action limit) 에상응하는것이기도하여인체용및동물용의약물질사이의일관성도확보된다. 동물용의약품의경우가축에이용된의약성분이그배설물을통해사육지의토양환경으로유입되는것이주된환경유입경로이기때문에거름예측환경농도 (PEC manure ) 로부터토양예측환경농도 (PEC soil ) 를얻게된다. PEC soil 도출의기본식은아래와같다. PEC soil = Manure concentration Application Rate to Soil Usage/Treatment factors 제시된평가체계에서는 action limit과함께 inclusion, special categories 및 exclusion 기준역시함께고려하도록되어있다. Action limit의만족여부와관계없이호르몬, aquaculture, 구충제는평가대상에포함 (inclusion) 되며, 항균제, EDC, PBT (Persistent, Bioaccumulative, and Toxic) 는추가자료가요구된다 (special categories). Action limit 이만족되더라도평가대상에서제외되는물질항목 (exemption) 은아래와같다. Ÿ 의약품에포함된새로운의약성분이면서 -비식용동물에만이용되는경우 -Special Access Program을통과한경우 -Emergency Drug Release 허가를얻은경우 -위급사항에서이용되는신규의약품인경우

95 Ÿ 다른관할권에의해다음과같은성분으로구성된경우 : 자연적으로발생하는비타민, 전 해질, 아미노산, 펩타이드, 단백질, 탄수화물및지질성분 Ÿ 시장허가를받기전에임상시험, 조사및실험에서이용되는경우

96 (4) 동물용의약품 국외의동물용의약물질에대한환경위해성평가는국제동물용의약품기술조정위원회 (Veterinary International Conference on Harmonization, VICH) 의지침을중심으로이루어지고있다 ( VICH란유럽연합 (EU), 미국, 일본이동물용의약품등록에필요한자료수준및요구사항을조화롭게맞추기위해마련한프로그램이지만, 호주 / 뉴질랜드, 캐나다, 남아프리카공화국도동물용의약품관리측면에서참고하고있다. 동물용의약물질의환경위해성평가지침인 VICH는크게 2단계로이루어져있다 ( 그림 25). VICH Phase I은해당의약물질이 Phase II 평가가필요한지여부를결정할수있을때까지단계별로확인해나가는접근방법을취한다. VICH Phase I 지침은수생동물용과육상동물용으로나누어평가한다 (CVMP/VICH, 2000). 수생동물용의약물질의경우양어장배출수의농도가 1 μg/l 이상일것으로추정되는경우 Phase II로넘어간다. 육상동물용의약물질인경우토양중예측농도 (PEC soil ) 가 100 μg/kg이초과하는경우 Phase II를진행해야한다. 단, 동물의체내 외에적용되는구충제의경우에는자동으로 Phase II로넘어간다. 구충제의경우표적생물과생물학적연관성이있는비표적생물에부정적인건강영향을초래할수있기때문이다. 한편 VICH 에서동물용의약물질의환경위해성평가면제대상은다음과같다. - 자연에존재하는물질로, 사용한다고하더라도환경중분포나농도에영향을미치지않을것으로예측되는경우 ( 비타민, 전해질, 단백질, 펩타이드등 ) - 비식용동물에적용되는경우 ( 비식용동물의정의는나라마다상이 ) - 주요종에이미비슷한방법의사용승인이난동물용의약물질을소수종에사용하는경우 - 목축동물중소수에만사용되는경우 - 동물에사용했을때대부분대사되는 ( 원물질 5 % 이하만배출되는 ) 경우 VICH Phase II 지침은 1) 수생동물용, 2) 공장형축산동물용, 3) 방목동물용등세가지로구분하여각각에대한결정방법을제시하고있으며, 각방법은목적에따라적절한결정기준을가지고있다 (CVMP/VICH, 2005). Phase II 지침은위해지수 (Risk Quotient; RQ) 에따라 Tier A와 Tier B로나뉘어구성되어있다. 각각에대하여물리화학적성질, 환경중거동, 환경에미치는영향등을 OECD 및국제표준화기구 (International Organization for Standardization, ISO) 방법에따라자료를제공하도록하고있다. Phase II에서사용하는위해지수는일반적으로통용되는유해지수 (HQ) 와동일한개념이다

97 그림 25. VICH Phase I 의평가절차및단계 (CVMP/VICH, 2000)

98 국가별동물용의약물질환경위해성평가관련규제제도를표 27 에요약하였다. 표 28. 각국의동물용의약물질환경위해성평가제도현황 국가 미국 EU 호주 부처 법적근거 (Statutory authorities) 규제책임 (Regulatory responsibilities) 위해성평가지침 Food and Drug - Federal Food, Drug, & - Title 21 Code of Federal VICH Phase I (1999) Administration, Center Cosmetic Act (1938) Regulations VICH Phase II (2006) for Veterinary Medicine - Public Health Service (CVM) Act (1944) - National Environmental Policy Act (1969) European Medicines Agency, member state specific - Directive 2004/28/EC - Regulation EC/726/2004 Pesticides and - Agricultural and Veterinary Medicines Veterinary Chemicals Authority Department of Code Act (1994) Environment 캐나다 Environmental Assessment Unit of Health Canada - New Substances Notification Regulations of the Canadian Environmental Protection Act VICH Phase I (2000) VICH Phase II (2005) VICH Phase I (2001) Veterinary Manual of Data Requirements and Guidelines (MORAG, 1997) ERA related to chemicals

99 나. 해외의사후환경매체위해성관리제도 환경중의약물질의잠재적인환경영향에대한우려가존재하고관련지식이축적되어감에따라의약물질을물환경오염물질로규정하여규제할필요성을검토하는국가가늘고있다. 그가운데는일부의약물질을감시항목 (watch list) 으로지정하여환경농도규제를예고한국가도있으며하수처리장시설개선을위해활용하는국가도있다. (1) 유럽의지표수관리 : 환경질기준지침 ( 가 ) 세개의약물질을포함한감시항목설정제안 유럽연합 (Council of the European Union) 에서는유럽의회 (European Parliament) 와유럽위원회 (European Commission) 가함께 2013년 4월 diclofenac, 17 alpha-ethinylestradiol (EE2), 17 beta-estradiol (E2) 등 3개의약물질을포함한 12종의오염물질의환경질기준 (Environmental Quality Standards, EQS) 을새롭게제시하고 2023년까지회원국이준수할것을요구하는제안서를채택한바있다. 6) Directive 2013/39/EU는 directive 2000/60/EC와 directive 2008/105/EC 의개정안이다. 이지침 (directive) 들은각각물환경에서심각한위해영향을나타날수있는우선순위물질을밝힘으로써수질오염을방지하고환경질기준 (EQS) 을설정할것을정하고있다. 여기에서 EQS는물환경에초래되는위해성에대한최신의과학적기술적지식을반영하여설정된것이다. 7) EQS는환경질기준도출을위한기술지침 (Technical Guidance for deriving Environmental Quality Standards: TGD-EQS: European Communities, 2011) 에의해설정되며, 건강및환경위해성에대한과학위원회 (Scientific Committee on Health and Environmental Risks: SCHER) 등의검토를거친다. 8) 그러나 2013년 7월이세가지의약물질을즉각적으로관리기준에포함시키는것보다는감시항목 (watch list) 에두고관리하기로결정하였다 9). 이러한결정의배경에는 (1) 특히 EE2와같은물질의경우영향농도가매우낮아그수준을신뢰성있게분석할수있는분석기법의개발이우선필요하였고 (2) 제안된극미량수준으로관리하는데소요되는막대한사회적비용에대한우려도있었다. 막대한비용이소요되는물환경의약물질관리를바로착수하는것보다현실적인타당성을먼저판단할필요가있다는것이다. 이러한감시항목의설정은 Directive 2008/105/EC의 Article 8b(1) 을근거로한다. 감시항목에포함되는물질은유럽연합차원에서물환경에유의한위해를초래할수있으나모니터링자료가불충분한물질이대상이 6) 7) 유럽연합의 Water Framework Directive(WFD, 2000/60/EC) 의 Article 16 은유럽위원회가물환경에유의한위해를초래하는유해물질을파악하고물, 침적토, 또는생체중환경질기준을설정하도록요구한다. 8) 9)

100 된다. 첫번째감시항목은 10개물질을포함하며 2년에한번씩업데이트되어최대 14개까지포함할수있다. 감시항목의대상물질에대해서는유럽연합차원에서모니터링을수행하여이를토대로 Water Framework Directive (WFD) 의 Article 16(2) 에따라우선순위설정을할수있도록지원하는노력을해야한다. ( 나 ) 감시항목개발을위한추가후보물질제안 2014년 JRC (Joint Research Centre) 보고서 (Development of the 1st Watch List under the Environmental Quality Standards Directive) 에따라 diclofenac, E2, EE2와더불어감시항목에추가할만한 7개후보물질을제안하였다 (Carvalho et al., 2014). 이보고서에서 trichlorfon, cyclodecane, aminotriazole, methiocarb, 2-ethylhexyl 4-methoxycinnamate 는높은위해가능성을보였으며 (a Risk Quotient>4000), erythromycin은우선순위항생제로서후보목록에포함되었다. Cyanide-free는위해우려불확실성을고려하여최종감시항목후보물질로포함되었다. Estrone (E1) 의경우 E2의변형산물로써에스트로겐성활성을나타낼수있기때문에 E2와함께분석하는것을장려하고있다. 각물질에대해서는최소 1년에 1번, 최대 4년동안모니터링이이루어진다. 유럽연합회원국가는정해진수의모니터링장소 ( 인구 1백만명이하는 1개, 1백만명이상은 2개 + 면적 60,000 km 2 당 1 개소 + 인구 5백만명당 1개 ) 에서이들물질에대한모니터링데이터를확보해야한다. 만일대표성을가진최신모니터링데이터를회원국에서충분히제공한다면추가적인모니터링을하지않아도된다. ( 다 ) 첫번째감시항목 (1 st Watch list) 확정 2015 년 3 월 Commission Implementing Decision (EU) 2015/495 에따라첫번째감시항목 (1st Watch list) 의 10 개그룹의물질이최종확정되었다 10) ( 표 28). 회원국의최신자료를수집하여, 2014년 JRC 보고서에서제안한 7개후보물질중이미충분한모니터링자료가있는것으로여겨지는물질들 (aminotriazole, cyclododecane, trichlorfon, cyanide-free) 은목록에서제외하였다. 이를대신하여 oxadiazon, methiocarb, 2,6-ditert-butyl-4-methylphenol, tri-allate, 4종의 neonicotinoid pesticides, 마크로라이드계항생물질인 erythromycin, 그리고 2-ethylhexyl 4-methoxycinnamate를추가하였다. 또다른 neonicotinoid pesticide와 2종의마크로라이드계항생물질 (clarithromycin, azithromycin) 역시심각한위해영향을나타낼수있으며동일한 mode of action으로상가작용을나타낼수있기때문에감시항목에포함되었다. 감시항목 10개물질중최초감시항목물질로제안된 EE2, E2, diclofenac, 2014년보고서를통해 E2와함께모니터링할필요가제기된 E1, 그리고 10)

101 2015년에마지막으로추가된마크로라이드계항생물질 3종 (erythromycin, clarithromycin, azithromycin) 은의약물질에해당한다. 최종감시항목물질선정근거및세부자료는 2015년 JRC 보고서 (Analytical methods for possible WFD 1st watch list substances) 를참고한다 (Loos, 2015). 표 년최종확정된첫번째감시항목물질 (Watch list of substances for Union-wide monitoring as set out in Article 8b of Directive 2008/105/EC) 물질 CAS number 사용처 17-Alpha-ethinylestradiol (EE2) 피임약 17-Beta-estradiol (E2), Estrone (E1) , 천연호르몬또는 에스트로겐제제의약물질 Diclofenac 해열, 진통, 소염제 2,6-Ditert-butyl-4-methylphenol 항산화제 ( 음식포장, 왁스 (BHT=butylated hydroxytoluene) 2-Ethylhexyl 4-methoxycinnamate 종이등 ) 자외선차단제 (EHMC) Macrolide antibiotics 항생물질 - Erythromycin Clarithromycin Azithromycin Methiocarb 살충제 Neonicotinoids 살충제 - Imidacloprid / Thiacloprid Thiamethoxam Clothianidin Acetamiprid / Oxadiazon 제초제 Tri-allate 제초제

102 (2) 스위스의하수처리장방류수관리 스위스의연방물과학기술위원회 (Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, EAWAG) 에서는도시하수처리장에서배출될수있는수질미량오염물질 (22종의의약물질포함 ) 에대한급만성수질기준 (criteria) 을제시하였다. 수질기준설정대상물질은다음과같은기준을충족하는것으로선정되었다. 마지막기준의경우 3가지중하나만충족되어도선정하였다 (Kase et al., 2011). Ÿ 도시하수를통해지표수로유입 Ÿ 현재법령상스위스에서사용될수있는물질 ( 또는금지되지않은물질 ) Ÿ 물질의특성상지표수에존재할가능성이평균이상 Ÿ 아래 3가지기준중최소한하나를충족 - 지표수에광범위하게분포 (20 % 이상에서검출한계이상검출 ) - 지표수에서고농도로측정 (>100 ng/l) 되고도시하수처리장방류수에서흔하게검출 (>20 % 이상 ) 되는것 - 독성 ( 돌연변이원성, 발암원성, 호르몬활성또는면역독성작용 ) 이있음 위의조건을충족시키는수질미량오염물질 47종이선정되었으며그중다음의 22종이의약물질에해당된다 : atenolol, azithromycin, bezafibrate, carbamazepine, carbamazepin-10,11 dihydro-10,11-dihydroxy, clarithromycin, diatrizoate, diclofenac, erythromycin, ethinylestradiol, ibuprofen, iomeprol, iopamidol, iopromid, mefenamic acids, metformin, metoprolol, naproxen, sotalol, sulfamethoxazole, N4-acetylsulfamethoxazol, trimethoprim. 이들물질에대한수질기준 (criteria) 은유럽연합의환경질기준도출을위한기술지침 (TGD-EQS: European Communities, 2011) 에근거하여설정되었다. 스위스에서제시한물환경기준인 AA-EQS (annual average-environmental quality standard) 와 MAC-EQ (maximum allowable concentration-environmental quality standard) 는각각유럽연합의만성질기준 (chronic quality criteria) 와급성질기준 (acute quality criteria) 와같은방식으로도출되었다. 이물질들의수질기준은스위스환경독성센터 (Ecotox Centre) 웹사이트 11) 에서확인할수있다. 현재는법적구속력이없으나, 이권고기준을토대로스위스의 700개이상의하수처리장중 100개의시설개선을추진한다면이를통해전체미량오염물질의 50 % 를제어할수있을것으로추정하고있다 (FOEN, 2012). 의약물질에대해설정한물환경관리기준 (criteria) 은궁극적으로스위스의지표수와폐수관리를위해서사용된다. 11)

103 (3) 네덜란드먹는물관리 네덜란드에서는관리가필요한의약물질을용도, 배출, 모니터링자료, 인체및생태독성에근거하여약 30종의물질을도출하여다섯가지분류로나누었다. 다섯가지분류는다음과같으며위해성이가능하지않은마지막분류를제외한나머지분류에해당하는물질은감시목록에포함된다 (Smit and Wuijts, 2012). Ÿ 법적수질기준설정이고려될수있는물질 Ÿ 먹는물과생태계측면의위해성이가능한물질 Ÿ 먹는물을통한위해성이가능한물질 Ÿ 생태계와사람에게위해성이초래될가능성이있는물질 Ÿ 위해성이가능하지않은물질 그가운데법적수질기준설정이고려될수있는물질로 carbamazepine, metformin, metoprolol, amidotrizoic acid의 4종의의약물질을지정하고먹는물을통해위해가나타날수있는물질로 lincomycin, pentoxifylline, phenazone, sotalol, sulfamethoxazole 의 5가지의약물질을제시했다 (Smit and Wuijts, 2012). 수질기준설정이고려되는물질에대해서는전국수준에서모니터링을수행하며, ERL (Environmental risk limit) 을정확하게도출하기위해독성영향자료를확보한다

104 다. 국내의약물질의사전관리제도 의약품을관리하는주요부서인식품의약품안전처 ( 식약처 ), 농림축산식품부등의관련법령 및제도를조사하였다. 의약품등에관한기본적인사항들은보건복지부와식약처소관 약사법 에따라관리되고있다. 의약품의등록및안전성과관련해서는인체용의약품의경우 약사법 시행규칙의형태로제정ㆍ시행되고있는식약처소관 의약품등의안전에관한규칙 12) 에의해서, 동물용의약품의경우역시 약사법 시행규칙의형태로제정ㆍ시행되고있는농림축산식품부ㆍ해양수산부의공동소관 동물용의약품등취급규칙 13) 에따라각각관리되고있다. 약사법 시행규칙 의약품등의안전에관한규칙 제4조 ( 제조판매 수입품목의허가신청 ) 및제9조 ( 안전성 유효성에관한자료 ) 에의하여의약품등의제조판매 수입품목허가또는품목변경허가를받거나제조판매 수입품목신고또는품목변경신고를하려는자는해당품목의안전성 유효성에관한자료를제공해야한다. 이때제출하여야하는자료는안정성, 독성에관한자료와외국의사용현황등을포함한다. 의약품, 의약외품, 한약 ( 생약 ) 제제의제조판매품목허가또는신고, 의약품의수입품목허가 또는신고, 의약품의안전성 유효성과기준및시험방법의심사에있어대상품목, 자료의종류 및작성요령 요건 면제범위, 기준및관리등에관한세부사항은각각아래의규정을따른다. Ÿ 의약품의품목허가 신고 심사규정 Ÿ 의약외품품목허가 신고 심사규정 Ÿ 한약 ( 생약 ) 제제등의품목허가 신고에관한규정 의약품등의안전에관한규칙 제9조제4호의규정에따라제출되는의약품등화학물질의독성시험에관한표준적인시험방법은 의약품등의독성시험기준 을따른다. 독성시험에는단회투여독성시험, 반복투여독성시험, 생식 발생독성시험, 유전독성시험, 항원성시험, 면역독성시험, 발암성시험, 국소독성시험, 국소내성시험, 단회투여흡입독성시험, 반복투여흡입독성시험등이있다. 농림축산검역본부에서는 동물용의약품등의안전성 유효성심사에관한규정 ( 국립수 의과학검역원고시제 호 ) 을제정하여동물용의약품등의제조또는수입품목허가시 요구되는심사자료에대한세부사항을명시하고있다. 이규정의제 3 조 ( 심사대상 ) 에따라이미 12) 총리령제 1298 호. 13) 농림축산식품부령제 192 호

105 허가되어있는품목과유효성분의종류, 규격, 분량 ( 농도 ) 이같은품목은심사대상에서제외한다. 동물용의약품등의안전성 유효성심사에필요한자료는품목별로작성하고규정에의한자료를첨부하여야한다. 독성에관한자료는급성독성시험자료, 아급성독성시험자료, 만성독성시험자료, 생식독성시험자료, 변이원성시험자료, 암원성시험자료, 미생물학적독성시험자료, 국소독성시험자료, 면역계이상시험자료, 그밖의특수독성시험자료를포함한다. 한편의약물질과달리농약의경우, 제조업자가농약을국내에서제조하여판매하기위해서품목별로농약의환경생물독성시험성적서등을제출하여농촌진흥청장에게등록하여야한다. 농촌진흥청에서수행하는등록심사조항중안전성평가에인체영향과생태환경에대한영향평가가포함되어있다. 농약의생태위해성평가는유효성분을대상으로단계적으로수행된다. 각생물군별급성 / 단기적영향과장기 / 번식에미치는영향을평가한뒤정해진수준이상의안전성이확보됨을확인한다. 라. 국내의매체관리또는화학물질위해성관리제도 국내에서의약물질의생태위해성평가방법은별도로정해져있지않다. 대신위해를일으킬수있는요소에대하여인체또는생태 ( 환경 ) 위해성평가를수행하도록되어있다. 위해요소의환경위해성평가와관련있는국내법및관리제도는화학물질의등록및평가등에관한법률, 환경정책기본법, 수질및수생태계보전에관한법률, 토양환경보전법등환경위해성평가등이있다. 수질및수생태계보전에관한법률 [ 시행 ] [ 법률제 호, , 일부 개정 ] 에따르면환경부장관은하천 호소등의수질오염으로사람이나생태계에피해가우려 되는경우에그위해성에대한평가를수행하여그결과를공개하여야한다. 우리나라의먹는물수질기준은환경부의 먹는물수질기준및검사등에관한규칙 [ 시행 ] [ 환경부령제684호, , 타법개정 ] 을따른다. 이규칙에서수질기준항목은미생물에관한기준, 건강상유해영향무기물질에관한기준, 건강상유해영향유기물질에관한기준, 소독제및소독부산물질에관한기준, 심미적영향물질에관한기준, 방사능에관한기준등이있으며의약물질은포함되어있지않다. 한편국내법에서구체적인생태위해성평가방법이나지침은환경보건법시행령에따른 환경유해인자의위해성평가를위한절차와방법등에관한지침 [ 시행 ][ 환경부예규제585호, , 일부개정 ] ( 이하 지침 ) 등에서제시하고있다. 여기서 " 환경유해인자 " 란 환경정책기본법 제3조제4호에따른환경오염과 화학물질관리법 제2조제7호에

106 따른유해화학물질등을말한다. 환경정책기본법 [ 법률제13603호, , 타법개정 ] 제3조제4호 " 환경오염 " 이란사업활동및그밖의사람의활동에의하여발생하는대기오염, 수질오염, 토양오염, 해양오염, 방사능오염, 소음 진동, 악취, 일조방해, 인공조명에의한빛공해등으로서사람의건강이나환경에피해를주는상태를말한다. 화학물질관리법 ( 종전의유해화학물질관리법 )[ 법률제13534호, , 타법개정 ] 제2조제7호에서 " 유해화학물질 이란유독물질, 허가물질, 제한물질또는금지물질, 사고대비물질, 그밖에유해성또는위해성이있거나그러할우려가있는화학물질을말한다. 환경유해인자의위해성평가를위한절차와방법등에관한지침 에서는 (1) 환경유해인자, (2) 국제적규제및관심물질, (3) 모니터링또는유해성평가결과등에따라인체및생태위해가우려되는물질등을인체및생태의초기위해성평가대상으로우선적으로고려하고있다. 이지침에따르면생태위해성평가는표 29에따라단계별로수행하여야한다. 표 30. 생태위해성평가의단계 ( 지침제 11 조제 1 항관련 ) 구분목적생태독성영향평가노출평가위해도결정 생태위해성평가단계 초기위해성평가 매체통합위해성평가 우선관리대상물질, 매체, 지역, 우선평가대상물질선정 수용체 ( 수서, 저서, 토양생태계 ) 확인 생태영향분류 ( 일반생태독성, 생태영향분류별국내외 이차독성 ), 평가계수적용 생태독성DB 종민감도분포활용 기존자료이용 ( 배출량, 기존자료 + 추가자료 환경거동모형예측결과, ( 환경거동모형예측또는 모니터링자료 ) 환경모니터링실시 ) 극단적상위노출농도추정값을 현실적상위노출노도또는 이용한유해지수 노출농도분포의 PNEC 초과확률 분석 ( 생물이용도미반영 ) 추정 ( 생물이용도반영 ) 생태위해성평가를위한자료는표 30에따라단계별목적에맞게구분하여활용해야하며, 국제적으로통용되는각종데이터베이스와기존의위해성평가보고서를통해자료를확보할수있다. 단계별필요자료가충분하지않은경우국제적으로공인된표준시험법또는그에준하는방법에따라추가적으로자료를생산하여활용할수있다

107 표 31. 생태위해성평가의단계별필요자료 ( 지침제 12 조제 1 항관련 ) 노출특성자료생태영향자료 구분 초기위해성평가 매체통합위해성평가 배출특성 배출원, 이용형태, 배출주기와빈도 환경거동특성 환경거동, 노출경로, 매체특성, 환경잔류성및생물축적성 노출수준자료 배출량, 모니터링자료, 자연적배경농도 생태독성자료 출처 매체별생태독성 자료 생태영향분류 생물이용도평가 주요분류군에대한수생태독성 DB 매체별국내외서식종생태독성 DB 수생태독성물 / 토양 / 퇴적물생태독성 ( 화학평형모형 ), 먹이생물 ( 이차독성 ) 생태독성분류생태독성작용방식이차독성유무확인이차독성 ( 물, 토양 ) 생물이용도보정 ( 수온, ph, 경도, 기저값또는유기물함량보정등 ) 화학물질의등록및평가등에관한법률 [ 시행 ] [ 법률제13891호, , 일부개정 ]( 이하 화평법 ) 에서도제24조, 동법시행규칙제32조 4항에따라 화학물질위해성평가의구체적방법등에관한규정 으로위해성평가의구체적인방법을고시하고있다. 그러나화평법제3조 ( 적용범위 ) 에의해의약품및의약외품은적용대상에서제외된다. 화평법에따라환경부장관은유해성심사및위해성평가결과위해성이있다고우려되는화학물질등에대해서는관계중앙행정기관의장과의협의와평가위원회의심의를거쳐제조ㆍ수입ㆍ사용전에환경부장관의허가를받아야하는허가물질로지정ㆍ고시할수있으며 ( 동법제25조 ), 유해성심사및위해성평가결과위해성이있다고인정되는경우등은중앙행정기관의장과의협의와평가위원회의심의를거쳐대통령령으로정하는바에따라해당화학물질을제한물질또는금지물질로지정ㆍ고시하여야한다 ( 동법제27조 ). 이밖에, 유해화학물질이함유된제품을생산하거나수입하는자는제품에함유된화학물질별총량이연간 1톤을초과하는경우에는환경부령으로정하는바에따라해당제품에함유된화학물질의명칭, 함량및유해성정보, 제품내유해화학물질의용도에대하여생산또는수입전에환경부장관에게신고하여야하며 ( 제32조 ), 환경부장관은제품내함유된유해화학물질로인하여발생할수있는사람의건강이나환경에대한위해를예방하기위하여위해우려제품과국내외에서유해화학물질이포함되어있는것으로알려지는등국민의건강이나환경에대한위해우려가제기되는위해우려제품에의경우에는각각환경부령으로정하는바에따라제품의품목별위해성평가및긴급한위해성평가를실시하여야한다 ( 동법제33조 ). 농약의경우제조업자가농약을국내에서제조하여판매하기위해서 농약관리법 [ 시행

108 ] [ 법률제 호, , 일부개정 ] 제 8 조에따라품목별로농약의환경생물독성 시험성적서등을제출하여농촌진흥청장에게등록하여야한다. 이때농약의환경생물독성 시험성적서검토기준등에서구체적인생태위해성평가의단계와기준을제시하고있다. 화학농약의환경생물에미치는영향검토시단계별시험내용은표 31과같다. 농약의환경생물독성은단계별검토방법으로검토하되제 1단계에서제출한성적을검토하여안전성이인정될경우에는검토를종료한다. 제 1단계에서안전성이인정되지않으면제 2단계, 제 3단계검토를수행하되검토에필요한자료는등록신청자에게추가로요구하여검토한다. 표 32. 농약의환경및동. 식물에대한영향시험성적서의단계별검토기준 수생생물종 육생생물종 환경생물종 어류 검토단계별시험내용 제1단계 제2단계 제3단계 기타 급성독성시험어류생육초기독성미꾸리야외포장 어류생활사독성 - 생물농축성시험 1) 모의생태계시험 - 물벼룩급성유영저해시험번식독성시험모의생태계시험 - 조류 ( 藻類 ) 생장저해시험 조류 ( 鳥類 ) 급성경구독성시험급성식이독성시험 번식독성시험 2) 야외시험 3) 농축성시험 지렁이급성독성시험번식독성시험야외시험 3) 농축성시험 꿀벌급성접촉, 섭식독성시험 엽상잔류독성시험 4) 야외시험 3) - 누에 실내독성시험 - 殘毒시험 3) - 천적 실내시험 반야외시험 3) 야외시험 3) - 주 : 1) n- 옥탄올 / 물분배계수 (log P ow ) 값이 3.0 이상인경우 2) 생물축적성을고려할필요가있는경우 3) 농약품목으로실시 4) 위해지수값 (HQ) 이 50 이상인경우. 다만, 급성독성 100 μg /bee 이상인경우제외 (2 종이상의유효성분으로 된농약의경우에는위해지수값을유효성분별로평가한다 ) 농약의위해성평가기준은다음표 32 와같다. 환경생물독성과환경중농도를함께고려하였을 때위해성이있는것으로추정되는농약은사용을제한하거나금지할수있다. 다만, 사용시기 등의제한을통하여해당환경생물에대한안전성이확보된경우에는그러지아니할수있다

109 표 33. 환경생물독성과환경중농도를고려한위해성평가기준 위해성이있는것으로추정 사용금지 ( 단계별로 구분 위해성없음 제한사용 평가하는경우에는다음단계평가결과에따름 ) 환경중추정농도가환경중추정농도가환경중추정농도 (PEC) 가반수치사농도 (LC 50 ) 의 50% 수생반수치사농도의 10% 반수치사농도 (LC 50 ) 의초과되는경우. 다만, 생물이상이고 50% 미만인 10% 미만인경우미꾸리는비고란의경우평가기준을적용. 급성독성 환경중추정농도가 환경중추정농도가반수치사농도의 20% 반수치사농도의 20% 이상이고 100% 미만인환경중추정농도가조류미만인경우. 다만, 입제경우. 다만, 입제반수치사농도의 100% ( 鳥類 ) 농약은반수치사량 (LD 50 ) 이농약은이상인경우 50 mg / kg초과되는경우 반수치사량 (LD 50 ) 이 50 mg / kg이하인경우 만성환경환경중추정농도가만성적환경중추정농도가만성적 - 독성생물무영향수준미만인경우무영향수준이상인경우 비고 : 가. 환경중추정농도 (PEC): Predicted Environmental Concentration. 나. 미꾸리에대한야외포장시험결과누적치사율평가기준 시험성적 평가기준 야외포장시험누적치사율이 10% 이상이고 30% 미만인경우 위해성경고문구표기 미꾸리독성이강함 야외포장시험누적치사율이 30% 이상인경우 사용금지 농약의취급제한기준과관련하여농약의독성및잔류성정도별구분은같은법시행규칙별표 3의 5를따른다. 별표 3의 5에따르면, 농약등은급성독성정도에따라 I급 ( 맹독성 ), II급 ( 고독성 ), III급 ( 보통독성 ), IV급 ( 저독성 ) 으로구분하며, 제품농약등이어류의반수를죽일수있는농도 ( 유효성분 ) 을기준으로하여 I급, II급, III급으로구분한다. 시행규칙제24조의 2 제2항과관련하여원제의독성정도에따른구분은별표의 3의 6에따른다. 원제의수서생물에대한독성은 급성환경유해성물질 또는 만성환경유해성물질 로분류한다. 사람과동물에대한독성은 급성독성물질, 피부부식성또는자극성물질, 심한눈손상또는눈자극성물질, 호흡기또는피부과민성물질, 생식세포변이원성물질, 발암성물질, 생식독성물질, 특정표적장기독성물질 (1회노출 ), 특정표적장기독성물질 ( 반복노출 ), 흡인유해성물질 로구분하며그밖의세부사항은농촌진흥청장이정하여고시한다

110 2 절. 평가대상물질선정, 자료조사및추가자료생산 1. 평가대상물질의유통 생산량및최근추가된유해성 노출자료조사 가. 인체용 동물용의약품의평가대상물질선정 (1) 후보물질의잠정적유해지수산출 후보대상물질우선순위선정방법으로다음의두가지를제안하였다. (1) 국립환경과학원의 2013년 환경중의약물질의신규관리전략마련을위한위해성평가연구 사업에서제안된인체용의약물질의우선순위선정기법 (Ji et al., 2016) 에근거한인체용의약물질제안 (2) 년까지수행한잔류의약물질용역사업을통해도출된결과중재평가가필요한물질선정 위두가지접근을통해제안된후보물질 12 종의잠정적인유해지수산출결과는표 33 과 같다. 문헌에서 12종후보물질의생태독성자료를조사하였고, 가장민감한생물종의독성값에적절한평가계수 (10~1,000) 를고려하여예측무영향농도 (Predicted No Effective Concentration, PNEC) 를추정하였다. 예측무영향농도 (PNEC) 는실측환경농도 (Measured Environmental Concentration, MEC) 와비교하여최종적으로유해지수 (Hazard Quotient, HQ) 를산출하였다. 산출한유해지수가 1 이상이면환경중유해물질의오염수준이생태계에부정적영향을미칠가능성이존재한다는것을의미하는것이다. (2) 유통량 생산량조사 후보대상의약물질의생산량 (2014 년기준 ) 은표 33 에함께정리되어있다

111 표 년연구대상의약물질우선순위목록 No Active pharmaceutical ingredients LogK ow Antineoplastic drugs or hormones Production volume (kg/yr) PEC corrected (μg/l) a MEC mean (μg/l) AF The lowest NOEC (μg/l) Reference PNEC (μg/l) HQ (based on PEC) HQ (based on MEC) Priority List 1 Acetaminophen ,097, Galus et al., d List A 2 Clarithromycin , Isidori et al., List A 3 Ciprofloxacin , Halling-Sørensen et al., List A 4 Ofloxacin , Ferrari et al., List A 5 Metformin , Niemuth et al., List A 6 Norethisterone hormones Paulos et al., List A 7 Fenbendazole (2012) c - 4, NIER, Neomycin (2011) , Park and Choi, < Florfenicol (2013) , ,000 2,600 Christensen et al., Bacitracin (2013) ,663-1,000 30,500 Delupis et al., Diphenhydramine (2014) , Meinertz et al., Roxithromycin , <LOD Yang et al., LogK ow was estimated by EPISuite software of U.S. EPA. Production volume was estimated from using publicly available resources from Korea Pharmaceutical Manufacturers Association, and Korea Index of Medical Specialties online (KIMS; a When excretion rate is provided in range, the highest rate in the range was applied to estimation of PEC corrected. b P indicates selected ( pass ) compound that is of greater concern for priority listing and F indicates not-selected ( fail ) compound that is of lesser concern for priority listing. Among the 695 APIs, 263 candidate APIs were selected ( P ) as Candidate List. c Bold-faced value indicates LogK ow greater than 3.5, antineoplastic drugs or hormones, production volume greater than 600 kg/yr, PEC greater than 0.1 μg/l, and HQ value greater than 1. Yellow highlight indicates the Priority List A of human pharmaceuticals in Korea. d Red colored value indicates HQ value greater than 2. -: not available, HQ: hazard quotient, NA: not applicable, PEC: predicted environmental concentration, PNEC: predicted no effect concentration

112 (3) 유해성 노출자료조사 후보대상의약물질 12 종에대한최신생태독성자료를표 34, 국내지표수및하수처리 장에서검출자료를표 35 에나타내었다

113 표 35. 후보대상의약물질 12 종의생태독성자료 Pharmaceuticals Taxonomic group Species Test duration/endpoint Test type Conc. (μg/l) Reference Acetaminophen 해수미생물 Vibrio fischeri 30 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 650,000 Henschel et al., 1997 해수미생물 V. fischeri 5 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 549,700 Kim et al., 2007 해수미생물 V. fischeri 15 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 567,500 Kim et al., 2007 담수조류 Cylindrospermopsis raciborskii 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 192,900 Nunes et al., 2014 담수조류 Scenedesmus subspicatus 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 134,000 Henschel et al., 1997 담수조류 Pseudokirchneriella subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 317,400 Nunes et al., 2014 담수식물 Lemna gibba 7 d/ growth inhibition EC 50 급성 >1,000,000 Nunes et al., 2014 담수식물 L. gibba 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 >1,000 Brain et al., 2004 담수무척추 Daphnia magna 24 h/ immobilization EC 50 급성 13,000 Kuhn et al., 1989 담수무척추 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 급성 293,000 Henschel et al., 1997 담수무척추 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 급성 38,600 Kim et al., 2010 담수무척추 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 급성 2,040 Dave and Herger, 2012 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 9,200 Kuhn et al., 1989 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 50,000 Henschel et al., 1997 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 16,900 Kim, 2006 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 30,100 Kim et al., 2007 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 8,300 Kim et al., 2010 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 11,850 Kim et al., 2012 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 2,831 de Oliveira et al., 2016 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 20,100 Han et al., 2006 담수무척추 D. magna 96 h/ immobilization EC 50 급성 26,600 Kim et al., 2007 담수무척추 D. magna 21 d/ survival NOEC 만성 5,720 Kim et al., 2012 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction (no. of young/female) NOEC 만성 5,720 Kim et al., 2012 담수무척추 Dugesia japonica 24 h/ LC 50 급성 858,600 Li, 2013 담수무척추 D. japonica 48 h/ LC 50 급성 371,500 Li, 2013 담수무척추 D. japonica 72 h/ LC 50 급성 316,200 Li, 2013 담수무척추 D. japonica 96 h/ LC 50 급성 150,800 Li, 2013 담수무척추 Moina macrocopa 48 h/ immobilization EC 50 급성 56,340 Kim et al., 2012 담수무척추 M. macrocopa 7 d/ survival NOEC 만성 8,580 Kim et al., 2012 담수무척추 M. macrocopa 7 d/ reproduction (no. of young/brood) NOEC 만성 320 Kim et al.,

114 Pharmaceuticals Taxonomic group Species Test duration/endpoint Test type Conc. (μg/l) Reference 담수무척추 Neocaridina denticulata 96 h/ LC 50 급성 6,070 Sung et al., 2014 담수척추 Brachydanio rerio (embryo) 48 h/ LC 50 급성 378,000 Henschel et al., 1997 담수척추 Danio rerio (embryo) 24 hpf/ LC 50 급성 1,529,739 (=10.12 mm) Selderslaghs et al., 2012 담수척추 D. rerio (embryo) 48 hpf/ LC 50 급성 1,499,507 (=9.92 mm) 담수척추 D. rerio (embryo) 72 hpf/ LC 50 급성 1,189,629 (=7.87 mm) 담수척추 D. rerio (embryo) 144 hpf/ LC 50 급성 560,804 (=3.71 mm) Selderslaghs et al., 2012 Selderslaghs et al., 2012 Selderslaghs et al., 2012 담수척추 D. rerio 96 hpf/ survival LOEC 급성 0.5 Galus et al., 2013 담수척추 D. rerio 96 hpf/ development LOEC 급성 0.5 Galus et al., 2013 담수척추 D. rerio (embryo) 7 dpf/ survival NOEC 아만성 1 David and Pancharatna, 2009 담수척추 D. rerio (embryo) 7 dpf/ survival LOEC 아만성 5 David and Pancharatna, 2009 담수척추 D. rerio (embryo) 7 dpf/ growth (length) LOEC 아만성 1 David and Pancharatna, 2009 담수척추 D. rerio 42 d/ reproduction (cummulative egg production) NOEC 만성 0.5 Galus et al., 2013 담수척추 Oryzias latipes 48 h/ LC 50 급성 >160,000 Kim et al., 2007 담수척추 O. latipes 96 h/ LC 50 급성 >160,000 Kim et al., 2007 담수척추 O. latipes 33 dpf/ survival NOEC 아만성 9,500 Kim et al., 2012 담수척추 O. latipes 90 dpf/ growth (length, weight) NOEC 만성 9,500 Kim et al., 2012 담수척추 Pimephales promelas (juvenile) 96 h/ LC 50 급성 814,000 Broderius et al., 1995 Bacitracin 담수무척추 A. salina 24 h/ EC 50 급성 34,060 Migliore et al., 1997 담수무척추 A. salina 48 h/ EC 50 급성 21,820 Migliore et al., 1997 담수무척추 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 급성 126,360 di Delupis et al., 1992 담수무척추 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 급성 126,000 Brambilla et al., 1994 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 30,500 di Delupis et al., 1992 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 30,000 Brambilla et al., 1994 Ciprofloxacin 담수미생물 P. putida 16 h/ growth inhibition EC 50 만성 80 Golet et al., 2002 해수미생물 V. fischeri 30 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 >5,900 Hernando et al., 2007 해수미생물 V. fischeri 30 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 11,500 Martins et al., 2012 담수남조류 Anabaena flos-aquae 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 10,200 Ebert et al., 2011 담수남조류 A. flos-aquae 72 h/ growth inhibition NOEC 만성 5,650 Ebert et al.,

115 Pharmaceuticals Taxonomic group Species Test duration/endpoint Test type Conc. (μg/l) Reference 담수남조류 Microcystis aeruginosa 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 5 Halling-Sørensen et al., 2000 담수남조류 M. aeruginosa 5 d/ growth inhibition EC 50 급성 17 Robinson et al., 2005 담수조류 C. mexicana 96 h/ growth EC 50 급성 65,000 Xiong et al., 2016 담수조류 D. subspicatus 72 h/ growth inhibition NOEC 만성 8,042,000 Ebert et al., 2011 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 3,000 Golet et al., 2002 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 2,970 Halling-Sørensen et al., 2000 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 18,700 Robinson et al., 2005 담수조류 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition EC 50 급성 4,830 Martins et al., 2012 담수조류 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition EC 50 급성 11,300 Magdaleno et al., 2015 담수조류 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition NOEC 만성 1,000 Liu et al., 2011 담수조류 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition NOEC 만성 1,090 Martins et al., 2012 담수식물 Lemna minor 7 d/ growth inhibition EC 50 만성 62,500 Ebert et al., 2011 담수식물 L. minor 7 d/ growth inhibition EC 50 만성 203 Robinson et al., 2005 담수식물 L. minor 7 d/ growth inhibition (no. of fronds) EC 50 만성 3,750 Martins et al., 2012 담수식물 L. minor 7 d/ growth inhibition NOEC 만성 10,000 Ebert et al., 2011 담수식물 L. minor 7 d/ growth inhibition (no. of fronds) LOEC 만성 50 Martins et al., 2012 담수식물 Myriophyllum spicatum 14 d/ growth NOEC 만성 980,000 Ebert et al., 2011 담수무척추 D. curvirostris 48 h/ immobilization EC 50 급성 14,450 Dalla Bona et al., 2014 담수무척추 D. japonica 24 h/ LC 50 급성 >1,000,000 Li, 2013 담수무척추 D. japonica 48 h/ LC 50 급성 >1,000,000 Li, 2013 담수무척추 D. japonica 72 h/ LC 50 급성 >1,000,000 Li, 2013 담수무척추 D. japonica 96 h/ LC 50 급성 >1,000,000 Li, 2013 담수무척추 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 급성 >192,200 Dave and Herger, 2012 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 65,300 Martins et al., 2012 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 108,490 NIER, 2010 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 87,140 Dalla Bona et al., 2014 담수무척추 D. magna 48 h/ survival NOEC 급성 10,000 Robinson et al., 2005 담수무척추 D. magna 48 h/ survival NOEC 급성 60,000 Halling-Sørensen et al., 2000 담수무척추 D. magna 21 d/ survival NOEC 만성 10,000 NIER, 2010b 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction (no. of broods/female) NOEC 만성 8,820 Martins et al., 2012 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction (no. of young/female) NOEC 만성 630 NIER, 2010b 담수무척추 D. magna 21 d/ growth (length) NOEC 만성 10,000 NIER, 2010b 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction EC 50 F 0 generation 만성 24,000 Dalla Bona et al., 2015 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction EC 50 F 1 generation 만성 36,000 Dalla Bona et al., 2015 담수무척추 M. macrocopa 48 h/ immobilization EC 50 급성 95,580 NIER, 2010b 담수무척추 M. macrocopa 7 d/ survival NOEC 만성 10,000 NIER, 2010b 담수무척추 M. macrocopa 7 d/ reproduction (no. of young/female) NOEC 만성 10,000 NIER, 2010b

116 Pharmaceuticals Taxonomic group Species Test duration/endpoint Test type Conc. (μg/l) Reference 담수척추 B. rerio 72 h/ survival NOEC 급성 100,000 Halling-Sørensen et al., 2000 담수척추 D. rerio (ELS test) 32 dpf/ survival NOEC 아만성 50,000 NIER, 2010b 담수척추 D. rerio (ELS test) 32 dpf/ growth (length, weight) NOEC 아만성 5,000 NIER, 2010b 담수척추 Gambusia holbrooki 96 h/ LC 50 급성 >60,000 Martins et al., 2012 담수척추 P. promelas (ELS test) 7 d/ survival NOEC 아만성 10,000 Robinson et al., 2005 Clarithromycin 해수미생물 V. fischeri 15 min/ luminescence inhibition NOEC 급성 10,000 Harada et al., 2008 해수미생물 V. fischeri 30 min/ luminescence inhibition NOEC 급성 100,000 Isidori et al., 2005 해수미생물 V. fischeri 5 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 12,650 Ortiz de Garcia et al., 2014 해수미생물 V. fischeri 15 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 12,080 Ortiz de Garcia et al., 2014 담수남조류 A. flos-aquae 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 12.1 Baumann et al., 2015 담수남조류 A. flos-aquae 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 2.6 Baumann et al., 2014 담수조류 D. subspicatus 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 37.1 Baumann et al., 2015 담수조류 D. subspicatus 72 h/ growth inhibition NOEC 만성 25 Baumann et al., 2015 담수조류 D. subspicatus 72 h/ growth inhibition NOEC 만성 2.45 Watanabe et al., 2015 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 230 Villain et al., 2016 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 46 Yang et al., 2008 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 2 Isidori et al., 2005 담수조류 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition EC 50 급성 12 Harada et al., 2008 담수조류 P. subcapitata 72 h/ survival NOEC 만성 <40 Yang et al., 2008 담수무척추 B. calyciflorus 24 h/ immobilization EC 50 급성 35,460 Isidori et al., 2005 담수무척추 B. calyciflorus 48 h/ population growth inhibition EC 50 만성 12,210 Isidori et al., 2005 담수무척추 C. dubia 48 h/ immobilization EC 50 급성 18,660 Isidori et al., 2005 담수무척추 C. dubia 7 d/ population growth inhibition EC 50 만성 8,160 Isidori et al., 2005 담수무척추 C. dubia 6-8 d/ reproduction NOEC 만성 4,620 Watanabe et al., 2015 담수무척추 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 급성 25,720 Isidori et al., 2005 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization NOEC 급성 625 Harada et al., 2008 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 >2,000 Baumann et al., 2015 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 35,210 NIER, 2014 담수무척추 D. magna 21 d/ immobilization NOEC 만성 8,000 NIER, 2014 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction NOEC 만성 <230 NIER, 2014 담수무척추 D. magna 21 d/ growth inhibition NOEC 만성 770 NIER, 2014 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction NOEC 만성 >2,100 Baumann et al., 2015 담수무척추 T. platyurus 24 h/ LC 50 급성 33,640 Isidori et al., 2005 담수무척추 T. platyurus 24 h/ LC 50 급성 94,230 Kim et al., 2009 담수척추 D. rerio (embryo) 48 h/ LC 50 급성 >2,000 Baumann et al., 2015 담수척추 D. rerio 96 h/ survival NOEC 급성 >1,000,000 Isidori et al.,

117 Pharmaceuticals Taxonomic group Species Test duration/endpoint Test type Conc. (μg/l) Reference 담수척추 D. rerio 9 d/ survival NOEC 아만성 >68,000 Watanabe et al., 2015 담수척추 O. latipes 96 h/ LC 50 급성 >100,000 Kim et al., 2009 담수척추 Xenopus laevis 96 h/ survival NOEC 급성 10,000 Harada et al., 2008 담수척추 X. laevis 96 h/ malformation NOEC 급성 10,000 Harada et al., 2008 Diphenhydramine 담수식물 L. gibba 7 d/ growth inhibition (frond no. wet weight) NOEC 만성 >10,750 Berninger et al., 2011 담수무척추 D. magna 48 h/ LC 50 급성 374 Berninger et al., 2011 담수무척추 D. magna 10 d/ survival NOEC 아만성 27.8 Berninger et al., 2011 담수무척추 D. magna 10 d/ reproduction (no. of young/female) NOEC 아만성 0.8 Berninger et al., 2011 담수무척추 D. magna 10 d/ fecundity NOEC 아만성 2.94 Kristofco et al., 2014 담수무척추 D. magna 10 d/ fecundity LOEC 아만성 5.94 Kristofco et al., 2014 담수무척추 D. magna 21 d/ survival NOEC 만성 0.12 Meinertz et al., 2010 담수척추 D. rerio (embryo) 72 hpf/ LC 50 급성 51,070 (=0.20 mm) Selderslaghs et al., 2012 담수척추 D. rerio (embryo) 144 hpf/ LC 50 급성 28,089 (=0.11 mm) Selderslaghs et al., 2012 담수척추 D. rerio (0-3dpf) 72 h/ LC 50 급성 692,000 Kristofco et al., 2014 담수척추 D. rerio (3-6dpf) 72 h/ LC 50 급성 262,000 Kristofco et al., 2014 담수척추 D. rerio (7-10dpf) 72 h/ LC 50 급성 45,500 Kristofco et al., 2014 담수척추 P. promelas 48 h/ LC 50 (ph6.5) 급성 59,280 Berninger et al., 2011 담수척추 P. promelas 48 h/ LC 50 (ph8.5) 급성 2,090 Berninger et al., 2011 담수척추 P. promelas 7 d/ survival NOEC 아만성 Berninger et al., 2011 담수척추 P. promelas 7 d/ growth (weight) NOEC 아만성 24.5 Berninger et al., 2011 Fenbendazole 해수미생물 V. fischeri 5 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 1,571 Oh et al., 2006 해수미생물 V. fischeri 15 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 Oh et al., 2006 해수미생물 V. fischeri 30 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 >300 Wagil et al., 2015 담수식물 L. minor 7 d/ growth inhibition EC 50 만성 >1,000 Wagil et al., 2015 담수조류 P. subcapitata 72 h/ immobilization EC 50 급성 NIER, 2012 담수조류 S. vacuolatus 72 h/ reproduction EC 50 급성 >1,000 Wagil et al., 2015 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 12 Boxall et al., 2002 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 16.5 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 8.3 NIER, 2012 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 19 Wagil et al., 2015 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 16.7 Bundschuh et al., 2016 담수무척추 D. magna 72 h/ immobilization EC 50 급성 13.9 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 96 h/ immobilization EC 50 급성 9.8 Oh et al.,

118 Pharmaceuticals Taxonomic group Species Test duration/endpoint Test type Conc. (μg/l) Reference 담수무척추 D. magna 96 h/ survival NOEC 급성 6.25 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 96 h/ survival LOEC 급성 12.5 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 96 h/ reproduction NOEC 급성 6.25 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 96 h/ reproduction LOEC 급성 12.5 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 96 h/ growth NOEC 급성 >12.5 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 21 d/ survival NOEC 만성 1.38 NIER 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction NOEC 만성 1.38 NIER, 2012 담수무척추 D. magna 21 d/ LC 50 만성 4.1 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction NOEC 만성 1.25 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction LOEC 만성 2.5 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 21 d/ growth NOEC 만성 0.63 Oh et al., 2006 담수무척추 D. magna 21 d/ growth LOEC 만성 1.25 Oh et al., 2006 담수무척추 M. macrocopa 48 h/ immobilization EC 50 급성 65.9 NIER 담수무척추 M. macrocopa 3 brood/ survival NOEC 만성 100 NIER, 2012 담수무척추 M. macrocopa 3 brood/ reproduction NOEC 만성 11.1 NIER 담수무척추 M. macrocopa 7 d/ survival and reproduction NOEC 만성 >12.5 NIER, 2012 담수척추 O. latipes 30 dph/ hatchability NOEC 만성 1.51 NIER, 2012 담수척추 O. latipes 30 dph/ time to hatch NOEC 만성 1.51 NIER 담수척추 O. latipes 30 dph/ juvenile survival NOEC 만성 1.51 NIER, 2012 담수척추 O. latipes 30 dph/ growth NOEC 만성 1.51 NIER, 2012 담수척추 D. rerio (embryo) 24 h/ survival NOEC 급성 20 Carlsson et al., 2013 담수척추 D. rerio (embryo) 48 h/ survival NOEC 급성 20 Carlsson et al., 2013 담수척추 D. rerio (embryo) 144 h/ survival NOEC 급성 20 Carlsson et al., 2013 담수척추 D. rerio (embryo) 144 h/ LC 50 급성 24 Carlsson et al., 2013 Florfenicol 해수미생물 V. fischeri 30 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 29,400 Kolodziejska et al., 2013 해수미생물 V. fischeri 15 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 >65,000 Christensen et al., 2006 담수식물 L. minor 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 3,000 Kolodziejska et al., 2013 담수조류 C. pyrenoidosa 96 h/ growth inhibition EC 50 급성 215,000 Lai et al., 2009 담수조류 P. subcapitata 48 h/ growth inhibition EC 50 급성 2,300 Christensen et al., 2006 담수조류 P. subcapitata 48 h/ growth inhibition EC 50 급성 2,600 Christensen et al., 2006 담수조류 P. subcapitata 48 h/ growth inhibition EC 50 급성 3,700 Christensen et al., 2006 담수조류 S. vacuolatus 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 18,000 Kolodziejska et al., 2013 해수조류 I. galbana 96 h/ growth inhibition EC 50 급성 8,000 Lai et al., 2009 해수조류 T. chui 96 h/ growth inhibition EC 50 급성 1,300 Lai et al., 2009 해수조류 T. chui 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 11,300 Ferreira et al., 2007 해수조류 T. chui 96 h/ growth inhibition EC 50 급성 6,100 Ferreira et al.,

119 Pharmaceuticals Taxonomic group Species Test duration/endpoint Test type Conc. (μg/l) Reference 담수무척추 A. parthenogenetica 24 h/ immobilization EC 50 급성 >889,000 Ferreira et al., 2007 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 337,000 Kolodziejska et al., 2013 담수무척추 D. magna 21 d (20 o C)/ growth NOEC 만성 800 Martins et al., 2013 담수무척추 D. magna 21 d (25 o C)/ growth NOEC 만성 800 Martins et al., 2013 담수무척추 D. magna 21 d (20 o C)/ reproduction (aborted eggs) NOEC 만성 6,300 Martins et al., 2013 담수무척추 D. magna 21 d (20 o C)/ population growth rate NOEC 만성 6,300 Martins et al., 2013 담수무척추 D. magna 21 d (25 o C)/ reproduction (aborted eggs) NOEC 만성 800 Martins et al., 2013 담수무척추 D. magna 21 d (25 o C)/ population growth rate NOEC 만성 1,600 Martins et al., 2013 담수무척추 D. magna 21 d (20 o C)/ reproduction (total no. of living juveniles, female) EC 50 만성 7,600 Martins et al., 2013 담수무척추 D. magna 21 d (25 o C)/ reproduction (total no. of living juveniles, female) EC 50 만성 1,900 Martins et al., 2013 Metformin 담수조류 D. subspicatus 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 >320,000 Cleuvers, 2003 담수조류 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition NOEC 만성 >=78,000 EMA, 2011 담수식물 L. minor 7 d/ growth inhibition EC 50 급성 110,000 Cleuvers, 2003 담수무척추 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 급성 >160,000 ECHA 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 64,000 Cleuvers, 2003 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 >130,000 ECHA 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization NOEC 급성 78,000 ECHA 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization NOEC 급성 >=110,000 FDA, 2012 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction, mortality NOEC 만성 >=32,000 ECHA 담수척추 D. rerio 96 h/ NOEC 급성 >=110,000 FDA, 2012 담수척추 D. rerio 34 d/ time to hatch, hatchability, larval development, length, weight, survival NOEC 만성 >=12,000 ECHA 담수척추 Lepomis macrochirus 96 h/ LC 50 급성 >1,000,000 ECHA 담수척추 P. promelas 28 d/ reproduction NOEC 만성 >=40 Nimuth et al., 2015 담수척추 P. promelas 360 d/ reproduction LOEC 만성 40 Niemuth and Klaper, 2015 Neomycin 해수미생물 V. fischeri 5 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 >1,000,000 Park and Choi, 2008 담수식물 L. gibba 7 d/ growth inhibition EC 10 만성 >1,000 Brain et al., 2004a 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 4,600 NIER, 2011 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 10 만성 4,280 NIER, 2011 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 42,100 Park and Choi, 2008 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 56,030 NIER,

120 Pharmaceuticals Taxonomic group Species Test duration/endpoint Test type Conc. (μg/l) Reference 담수무척추 D. magna 21 d/ survival NOEC 만성 1,670 NIER, 2011b 담수무척추 D. magna 21 d/ growth NOEC 만성 560 NIER, 2011b 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction NOEC 만성 190 NIER, 2011b 담수무척추 D. magna 21 d/ reproduction NOEC 만성 30 Park and Choi, 2008 담수무척추 M. macrocopa 48 h/ immobilization EC 50 급성 22,850 NIER, 2011 담수무척추 M. macrocopa 48 h/ immobilization EC 50 급성 34,100 Park and Choi, 2008 담수무척추 M. macrocopa 7 d/ survival NOEC 만성 500 NIER, 2011b 담수무척추 M. macrocopa 7 d/ reproduction NOEC 만성 500 NIER, 2011b 담수무척추 M. macrocopa 7 d/ reproduction NOEC 만성 500 Park and Choi, 2008 담수척추 O. latipes 96 h/ LC 50 급성 80,800 Park and Choi, 2008 담수척추 O. latipes 30 dph/ hatchability NOEC 만성 10,000 NIER, 2011b 담수척추 O. latipes 30 dph/ time to hatch NOEC 만성 100,000 NIER, 2011b 담수척추 O. latipes 40 d/ juvenile survival NOEC 만성 100 NIER, 2011b 담수척추 O. latipes 40 d/ juvenile length NOEC 만성 10,000 NIER, 2011b 담수척추 O. latipes 40 d/ juvenile dry weight NOEC 만성 10,000 NIER, 2011b Norethisterone 담수무척추 D. magna 25 d/ reproduction (no. of young) NOEC 만성 100 Goto and Hiromi, 2003 담수척추 O. latipes 28 d/ reproduction (no. of egg) NOEC 아만성 Paulos et al., 2010 담수척추 P. promelas (ELS test) 28 dph/ survival NOEC 아만성 1.5 Overturf et al., 2012 담수척추 P. promelas (ELS test) 28 dph/ growth (weight) NOEC 아만성 0.37 Overturf et al., 2012 담수척추 P. promelas 21 d/ reproduction (no. of egg) LOEC 아만성 Paulos et al., 2010 Ofloxacin 담수미생물 P. putida 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 10 Kümmerer et al., 2000 해수미생물 V. fischeri 15 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 223,000 Tobajas et al., 2015 해수미생물 V. fischeri 30 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 >90,000 Ferrari et al., 2004 해수미생물 V. fischeri 24 h/ luminescence inhibition EC 50 만성 13.5 Backhaus and Grimme, 1999 해수미생물 V. fischeri 24 h/ luminescence inhibition EC 50 만성 1.13 Backhaus et al., 2000 담수플랑크톤 B. calyciflorus 24 h/ LC 50 급성 29,880 Isidori et al., 2005 담수플랑크톤 B. calyciflorus 48 h/ reproduction NOEC 만성 12,500 Ferrari et al., 2004 담수플랑크톤 B. calyciflorus 48 h/ population growth inhibition EC 50 만성 530 Isidori et al., 2005 담수남조류 M. aeruginosa 5 d/ growth inhibition EC 50 만성 21 Robinson et al., 2005 담수조류 C. meneghiniana 96 h/ growth inhibition EC 50 급성 90.6 Ferrari et al., 2004 담수조류 C. meneghiniana 96 h/ growth inhibition NOEC 만성 31.2 Ferrari et al., 2004 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 1,440 Isidori et al., 2005 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 12,100 Robinson et al., 2005 담수조류 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition EC 50 급성 4,740 Ferrari et al., 2004 담수조류 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition NOEC 만성 2,500 Ferrari et al.,

121 Pharmaceuticals Taxonomic group Species Test duration/endpoint Test type Conc. (μg/l) Reference 담수조류 S. leopolensis 96 h/ growth inhibition EC 50 급성 16 Ferrari et al., 2004 담수조류 S. leopolensis 96 h/ growth inhibition NOEC 만성 5 Ferrari et al., 2004 담수식물 L. gibba 7 d/ growth inhibition (wet weight) EC 50 만성 532 Brain et al., 2004a 담수식물 L. gibba 7 d/ growth inhibition (frond no.) EC 50 만성 653 Brain et al., 2004a 담수식물 L. gibba 7 d/ growth inhibition (chlorophyll a) EC 50 만성 989 Brain et al., 2004a 담수식물 L. gibba 7 d/ growth inhibition (chlorophyll b) EC 50 만성 840 Brain et al., 2004a 담수식물 L. gibba 7 d/ growth inhibition (carotenoids) EC 50 만성 1,374 Brain et al., 2004a 담수식물 L. minor 7 d/ growth inhibition EC 50 만성 126 Robinson et al., 2005 담수무척추 C. dubia 48 h/ immobilization EC 50 급성 26,700 Ferrari et al., 2004 담수무척추 C. dubia 7 d/ reproduction (no. of young) NOEC 만성 10,000 Ferrari et al., 2004 담수무척추 C. dubia 48 h/ immobilization EC 50 급성 17,410 Isidori et al., 2005 담수무척추 C. dubia 7 d/ population growth inhibition EC 50 만성 3,130 Isidori et al., 2005 담수무척추 D. japonica 24 h/ immobilization EC 50 급성 447,200 Li, 2013 담수무척추 D. japonica 48 h/ immobilization EC 50 급성 195,200 Li, 2013 담수무척추 D. japonica 72 h/ immobilization EC 50 급성 98,500 Li, 2013 담수무척추 D. japonica 96 h/ immobilization EC 50 급성 32,500 Li, 2013 담수무척추 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 급성 31,750 Isidori et al., 2005 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 76,580 Ferrari et al., 2004 담수무척추 D. magna 48 h/ survival NOEC 급성 10,000 Robinson et al., 2005 담수무척추 T. platyurus 24 h/ immobilization EC 50 급성 33,980 Isidori et al., 2005 담수척추 D. rerio (embryo) 10 d/ survival NOEC 아만성 >16,000 Ferrari et al., 2004 담수척추 P. promelas (ELS test) 7 d/ survival NOEC 아만성 10,000 Robinson et al., 2005 Roxithromycin 해수미생물 V. fischeri 5 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 >1,000,000 Choi et al., 2008 해수미생물 V. fischeri 15 min/ luminescence inhibition EC 50 급성 >1,000,000 Choi et al., 2008 담수조류 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 급성 47 Yang et al., 2008 담수조류 P. subcapitata 72 h/ survival NOEC 만성 10 Yang et al., 2008 담수식물 L. gibba 7 d/ growth inhibition (wet weight, frond no., chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids) EC 50 급성 >1,000 Brain et al., 2004a 담수무척추 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 급성 74,300 Choi et al., 2008 담수무척추 D. magna 96 h/ immobilization EC 50 급성 7,100 Choi et al., 2008 담수무척추 M. macrocopa 48 h/ immobilization EC 50 급성 75,600 Choi et al., 2008 담수무척추 M. macrocopa 96 h/ immobilization EC 50 급성 39,300 Choi et al., 2008 담수척추 O. latipes 48 h/ LC 50 급성 >500,000 Choi et al., 2008 담수척추 O. latipes 96 h/ LC 50 급성 288,300 Choi et al.,

122 표 36. 국내하수처리장및지표수중의약물질검출농도 하수처리장방류수지표수의약물질참고문헌빈도평균 a 최소 b 최대빈도평균 a 최소 b 최대 Acetaminophen 12/ Han et al., / NIER, / / Kim et al., / NIER, / / Choi et al., / NIER, 2008a /80 <LOD <LOD <LOD NIER, 2009a 1/ Koo et al., / Koo et al., / NIER, 2010a 4/ Behera et al., / NIER, 2011a 1/ Sim et al., /16 <LOD <LOD <LOD Sim et al., / Sim et al., / NIER, 2012a /6 <LOD <LOD <LOD Kang et al., / Lim et al., /11 <LOD <LOD <LOD Lim et al., / Nam et al., / Nam et al., / Subedi et al., / Subedi et al., / Subedi et al., Matongo et al., 2015 Bacitracin Ciprofloxacin /40 <LOD <LOD <LOD NIER, /40 <LOD <LOD <LOD NIER, / NIER, 2008a / NIER, 2009a 2/ Koo et al., / Koo et al., /80 <LOD <LOD <LOD NIER, 2010a /80 <LOD <LOD <LOD NIER, 2011a 3/ Sim et al., 2011 ( 단위 :μg/l) 1/ Sim et al., / Sim et al., / Sim et al., / NIER, 2012a /6 <LOD <LOD <LOD Kang et al., / NIER, 2013a Clarithromycin / NIER, 2011a /5 <LOD Kim et al., / NIER, 2012a / NIER, 2013a Diphenhydramine 10/ <LOD Subedi et al., / Subedi et al., / Subedi et al., 2013 Fenbendazole / NIER, 2009a / NIER, 2010a /80 <LOD <LOD <LOD NIER, 2011a / NIER, 2012a

123 의약물질 하수처리장방류수지표수빈도평균 a 최소 b 최대빈도평균 a 최소 b 최대 참고문헌 / Kang et al., / / Sim et al., / Sim et al., / Sim et al., / Sim et al., 2013 Florfenicol / NIER, 2008a / NIER, 2009a /80 <LOD <LOD <LOD NIER, 2010a /80 <LOD <LOD <LOD NIER, 2011a 0/42 <LOD <LOD <LOD Sim et al., / Sim et al., / Sim et al., / NIER, 2012a / NIER, 2013a Metformin Neomycin / NIER, /80 <LOD <LOD <LOD NIER, 2008a Norethisterone Ofloxacin Roxithromycin /40 <LOD <LOD <LOD NIER, /7 <LOD <LOD <LOD Kang et al., 2013 LOD: Limit of detection, -: Not applicable. a) Average concentration of detected values. b) Lowest concentration of detected values. (4) 평가대상의약물질 2 종선정 후보물질 12 종중에서유해지수가 2 이상인물질은 acetaminophen, clarithromycin, metformin, fenbendazole, diphenhydramine 이었다 ( 표 33). 잠정적유해지수가 2 이상으로산출된물질들의 2014 년기준의약물질생산량은 acetaminophen (1,097,363 kg/yr), metformin (580,130 kg/yr), clarithromycin (25,583 kg/yr), fenbendazole (4,928 kg/yr), diphenhydramine (4,454 kg/yr) 순이었다. Acetaminophen 의경우 2008 년연구용역과제의평가대상물질이면서독성정보가상대 적으로충분하므로다음으로생산량이많은두물질, 인체용당뇨병치료제인 metformin 과 항생제인 clarithromycin 을당해년도연구의평가대상의약물질로선정하였다

124 나. 의약외품의평가대상물질선정 인체용의약외품중유해또는위해우려가제기된바있는보존제, 살충제, 자외선차단제성분을중심으로후보대상유효성분을검토하였다. 동물용의약외품의경우착수보고회를통해현재까지정의가명확하게정립되지않고있다는점을근거로평가대상물질에서제외하였다. 살충제역시생태독성연구가이미충분히수행되어있으므로자문회의를통해평가대상물질에서제외하였다. (1) 후보물질의잠정적유해지수산출 본연구에서는식품의약품안전처고시제 호 ( , 개정 ) [ 별표 1] 의약외품용보존제및그사용범위 ( 제 9조 5항 3호관련 ) 에속하는 18종 (benzoic acid, sodium benzoate, methyl paraben, ethyl paraben, propyl paraben, buthyl paraben, sorbic acid, potassium sorbate, sodium sorbate, chlorobutanol, benzalkonium chloride, benzethonium chloride, phenol, chlorocresol (2-chloro-m-cresol/p-chlorocresol), benzyl alcohol, phenoxyethanol, methylisothiazolinone, imidazolidinyl Urea) 과추가입법이예고된 2종 (triclosan, triclocarban) 을포함해총 20종의후보물질을대상으로하였다. 문헌에서 20종후보물질의생태독성자료를조사하였고, 가장민감한생물종의독성값에적절한평가계수 (10~1,000) 를고려하여예측무영향농도 (Predicted No Effective Concentration, PNEC) 를추정하였다 ( 표 36). 예측무영향농도 (PNEC) 는실측환경농도 (Measured Environmental Concentration, MEC) 와비교하여최종적으로유해지수 (Hazard Quotient, HQ) 를산출하였다. 산출한유해지수가 1 이상이면환경중유해물질의오염수준이생태계에부정적영향을미칠가능성이존재한다는것을의미하는것이다. 20종의후보물질중 10종의물질 (benzoic acid, methyl paraben, ethyl paraben, propyl paraben, butyl paraben, potassium sorbate, benzalkonium chloride, phenoxyethanol, triclosan, triclocarban) 에대해생태독성자료가존재하였고, 이중 6종의물질 (methyl paraben, ethyl paraben, propyl paraben, butyl paraben, triclosan, triclocarban) 에대해실측환경농도가존재하였다. 14종의후보물질에대해서는자료부족으로위해도를정량화할수없었으며, 환경위해성을평가한 6종의물질중 triclosan의유해지수는 1 이상으로산출되었다. 4종의물질 (methyl paraben, ethyl paraben, propyl paraben, butyl paraben) 은유해지수가 1 이하로위해우려가낮게나타났으나, 이용가능한독성자료가부족하여높은평가계수가적용되었다

125 표 종의약외품후보물질의유해지수산출 No PCP ingredients and preservatives LogK ow MEC mean (μg/l) LogK ow was collected from Pubchem ( -: not available, HQ: hazard quotient, NA: not applicable, MEC: measured environmental concentration, PNEC: predicted no effect concentration. AF The lowest NOEC (μg/l) Reference PNEC (μg/l) HQ (based on MEC) 1 Benzoic acid , ,000 Šepič et al., Sodium benzoate Methyl paraben ,000 1,500 Dobbins et al., Ethyl paraben ,000 2,300 Dobbins et al., Propyl paraben , Dobbins et al., Butyl paraben , Dobbins et al., Sorbic acid Potassium sorbate - - 1,000 2,867,200 Engel et al., Sodium sorbate Chlorobutanol Benzalkonium chloride - - 1, Lavorgna et al., Benzethonium chloride Phenol Chlorocresol Benzyl alcohol Phenoxyethanol ,800 Tamura et al., Methylisothiazolinone Imidazolidinyl urea Triclosan Yang et al., Triclocarban Tamura et al.,

126 (2) 유통량 생산량조사 국내에서생산되는인체용, 동물용의약 ( 외 ) 품의성분별유통량, 생산량은별도의통계 자료가없는실정이다. (3) 유해성 노출자료조사 20종의후보물질에대한생태독성자료는외국의학술데이터베이스 (PubMed) 를이용하여문헌을검색하였다. 문헌검색시, 물질명, algae / Daphnia / fish, toxicity 등을검색어로사용하였으며, 총 223 편의문헌을검토하여정리하였다. 물환경중검출자료는 물질명, surface water 등을검색어로사용하였고, 총 4,421 편의문헌자료중우리나라지표수의검출자료를검토정리하였다. 위접근을통해제안된유해성 노출자료는표 37, 38과같다

127 표 종의약외품후보물질의생태독성자료 Chemicals Benzoic acid ( ) Taxonomic group Species Test duration/endpoint Test type Conc. (μg/l) Reference Algae Pseudokirchneriella 156,313 subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute (=1.28 mmol/l) Kamaya et al., 2006 Scenedesmus subspicatus 7 d/ growth inhibition EC 50 Acute 333,000 Šepič et al., 2003 Invertebrate Daphnia magna 24 h/ immobilization EC 50 Acute 140,000 Šepič et al., 2003 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 860,000 Kamaya et al., 2005 Thamnocephalus platyurus 24 h/ immobilization EC 50 Acute 177,000 Šepič et al., 2003 Sodium benzoate ( ) Methyl paraben ( ) Algae P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 91,000 Bacteria Protozoa Madsen, 2001; Carlsson et al., 2006 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 80,000 Yamamoto et al., 2011 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition NOEC Chronic 21,000 Yamamoto et al., 2011 Photobacterium leiognathi Photobacterium leiognathi Photobacterium leiognathi Vibrio fischeri Vibrio fischeri Vibrio fischeri Vibrio fischeri Vibrio fischeri Tetrahymena thermophia Tetrahymena thermophia Tetrahymena thermophia 15 min/ luminescence inhibition EC 50 Acute 31,000 Bazin et al., min/ luminescence inhibition EC 50 Acute 35,000 Bazin et al., min/ luminescence inhibition LOEC Acute 8,500 Bazin et al., min/ bioluminescence inhibition EC 50 Acute 9,600 Bazin et al., min/ bioluminescence inhibition EC 50 Acute 10,000 Bazin et al., min/ bioluminescence inhibition EC 50 Acute 2,900 Bazin et al., min/ bioluminescence inhibition EC 50 Acute 6,850 Ortiz de Garcia et al., min/ bioluminescence inhibition EC 50 Acute 7,360 Ortiz de Garcia et al., h/ growth inhibition EC 50 Acute 54,000 Bazin et al., h/ growth inhibition EC 50 Acute 58,000 Bazin et al., h/ growth inhibition EC 50 Acute 11,500 Bazin et al., 2010 Invertebrate D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 11,200 Madsen, 2001; Carlsson et al., 2006 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 41,100 Kamaya et al., 2005 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 62,000 Terasaki et al., 2009 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 24,600 Dobbins et al., 2009 D. magna 10 d/ growth (weight) LOEC Acute a 6,000 Dobbins et al., 2009 D. magna 10 d/ reproduction LOEC Acute a 1,500 Dobbins et al., 2009 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 Acute 32,000 Bazin et al.,

128 Ethyl paraben ( ) Propyl paraben ( ) Butyl paraben ( ) Algae D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 21,000 Bazin et al., 2010 D. magna 48 h/ immobilization LOEC Acute 15,000 Bazin et al., 2010 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 34,000 Yamamoto et al., 2011 D. magna 21 d/ reproduction NOEC Chronic 2,400 Yamamoto et al., 2011 Vertebrate Oryzia latipes 96 h/ LC 50 Acute 63,000 Yamamoto et al., 2011 Oryzia latipes 14 d/ VTG NOEC (plasma) Chronic 160 Yamamoto et al., 2011 Pimephales promelas 48 h/ LC 50 Acute >160,000 Dobbins et al., 2009 P. promelas 7 d/ growth LOEC Acute a 25,000 Dobbins et al., 2009 Algae P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 18,000 Madsen, 2001 Invertebrate D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 20,000-50,000 Madsen, 2001 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 32,000 Terasaki et al., 2009 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 18,700 Dobbins et al., 2009 D. magna 10 d/ growth (weight) LOEC Acute a 9,000 Dobbins et al., 2009 D. magna 10 d/ reproduction LOEC Acute a 2,300 Dobbins et al., 2009 Vertebrate P. promelas 48 h/ LC 50 Acute 34,300 Dobbins et al., 2009 P. promelas 7 d/ growth (weight) LOEC Acute a 17,000 Dobbins et al., 2009 Algae P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 15,000 Madsen, 2001 Invertebrate D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 15,400 Madsen, 2001 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 23,000 Terasaki et al., 2009 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 12,300 Dobbins et al., 2009 D. magna 10 d/ growth (weight) LOEC Acute a 400 Dobbins et al., 2009 D. magna 10 d/ reproduction LOEC Acute a 6,000 Dobbins et al., 2009 Vertebrate P. promelas 48 h/ LC 50 Acute 9,700 Dobbins et al., 2009 P. promelas 7 d/ growth (weight) LOEC Acute a 2,500 Dobbins et al., 2009 Bacteria Pseudokirchneriella subcapitata 96 h/ growth inhibition EC 50 Acute 9,500 Yamamoto et al., 2007 Pseudokirchneriella 72h/ growth inhibition EC subcapitata 50 Acute 9,500 Yamamoto et al., 2011 Pseudokirchneriella subcapitata 96 h/ growth inhibition NOEC Chronic 800 Yamamoto et al., 2007 Photobacterium leiognathi 15 min/ luminescence inhibition EC 50 Acute 3,700 Bazin et al., 2010 Photobacterium leiognathi 30 min/ luminescence inhibition EC 50 Acute 4,300 Bazin et al., 2010 Photobacterium leiognathi 30 min/ luminescence inhibition EC 50 Acute 1,120 Bazin et al., 2010 Vibrio fischeri Vibrio fischeri Vibrio fischeri 15 min/ bioluminescence inhibition EC 50 Acute 2,500 Bazin et al., min/ bioluminescence inhibition EC 50 Acute 2,800 Bazin et al., min/ bioluminescence inhibition EC 50 Acute 700 Bazin et al., 2010 Fish Oryzia latipes 96 h/ LC 50 Acute 2,900 Yamamoto et al., 2007 Oryzia latipes 96 h/ LC 50 Acute 3,100 Yamamoto et al., 2011 Oryzia latipes 14 d/ VTG NOEC (plasma) Chronic 40 Yamamoto et al., 2007 Pimephales promelas 48 h/ LC 50 Acute 4,200 Dobbins et al.,

129 Pimephales promelas 7 d/ growth LOEC Chronic 1,000 Dobbins et al., 2009 Salmo trutta 10 d/ VTG EC 50 (liver) Chronic 58 Bjerregaard et al., 2008 Salmo trutta 10 d/ VTG EC 50 (plasma) Chronic 68 Bjerregaard et al., 2008 Salmo trutta 10 d/ VTG LOEC (liver) Chronic 134 Bjerregaard et al., 2008 Salmo trutta 10 d/ VTG LOEC (plasma) Chronic 134 Bjerregaard et al., 2008 Salmo trutta 10 d/ VTG NOEC (liver) Chronic 76 Bjerregaard et al., 2008 Salmo trutta 10 d/ VTG NOEC (plasma) Chronic 76 Bjerregaard et al., 2008 Invertebrate D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 9,200 Terasaki et al., 2009 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 5,300 Dobbins et al., 2009 D. magna 24 h/ immobilization EC 50 Acute 6,200 Bazin et al., 2010 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 6,000 Bazin et al., 2010 D. magna 48 h/ immobilization LOEC Acute 3,200 Bazin et al., 2010 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 1,900 Yamamoto et al., 2007 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 1,900 Yamamoto et al., 2011 D. magna 10 d/ growth (weight) LOEC Acute a 200 Dobbins et al., 2009 D. magna 10 d/ reproduction LOEC Acute a 2,600 Dobbins et al., 2009 D. magna 21 d/ reproduction NOEC Chronic 800 Yamamoto et al., 2007 Protozoa Tetrahymena thermophia 24 h/ growth inhibition EC 50 Acute 5,300 Bazin et al., 2010 Tetrahymena thermophia 28 h/ growth inhibition EC 50 Acute 7,300 Bazin et al., 2010 Tetrahymena thermophia 28 h/ growth inhibition LOEC Acute 2,500 Bazin et al., 2010 Vertebrate Oryzia latipes 96 h/ LC 50 Acute 2,900 Yamamoto et al., 2007 Oryzia latipes 96 h/ LC 50 Acute 3,100 Yamamoto et al., 2011 Oryzia latipes 14 d/ VTG NOEC (plasma) Chronic 40 Yamamoto et al., 2007 Pimephales promelas 48 h/ LC 50 Acute 4,200 Dobbins et al., 2009 P. promelas 7 d/ growth (weight) LOEC Acute a 1,000 Dobbins et al., 2009 Sorbic acid ( ) Potassium sorbate ( ) Algae Euglena gracilis 24 h/ growth inhibition EC 50 Acute 2,867,200 Engel et al., 2015 Sodium sorbate ( ) Chlorobutanol ( ) Benzalkonium chloride Raphidocelis Algae ( ) subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 41 Kreuzinger et al., 2007 Bacteria Pseudomonas putida 16 h/ growth inhibition EC 50 Acute 6,000 Sütterlin et al., 2008 Pseudomonas putida 16 h/ growth inhibition EC 50 Acute 8,400 Carbajo et al., 2015 Vibrio fischeri 30 min/ luminescence inhibition EC 50 Acute 500 Sütterlin et al., 2008 Vibrio fischeri 30 min/ luminescene inhibition EC 50 Acute 259 Carbajo et al., 2015 Protozoa Tetrahymena thermophia24 h/ growth inhibition EC 50 Acute 4,280 Carbajo et al., 2015 Tetrahymena thermophia24 h/ growth inhibition EC 50 Acute 2,941 Kreuzinger et al.,

130 Benzalkonium chloride (C 12 ) ( ) Benzalkonium chloride (C 14 ) ( ) Benzalkonium chloride (C 16 ) ( ) Benzalkonium chloride (C 12 +C 14 ) ( ) Benzethonium chloride ( ) Phenol ( ) Rotifier Brachionus calyciflorus 48 h/ reproduction inhibition EC 50 Acute 125 Kreuzinger et al., 2007 Invertebrate D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 41 Kreuzinger et al., 2007 Dugesia japonica 5 min/ immobilization EC 50 Acute 1,770 Li et al., 2012 Dugesia japonica 24 h/ LC 50 Acute 4,020 Li et al., 2012 Dugesia japonica 48 h/ LC 50 Acute 2,270 Li et al., 2012 Dugesia japonica 72 h/ LC 50 Acute 430 Li et al., 2012 Dugesia japonica 96 h/ LC 50 Acute 210 Li et al., 2012 Nitocra spinipes 96 h/ LC 50 Acute 900 Linden et al., 1979 Fish Lepomis macrochirus 96 h/ LC 50 Acute 320 Mayer and Ellersieck et al., 1986 Oncorhynchus mykiss 96 h/ LC 50 Acute 1,150 Mayer and Ellersieck et al., 1986 Algae Chlorella vulgaris 48 h/ growth inhibition EC 50 Acute 5,800 Chen et al., 2014 Chlorella vulgaris 22 h/ photosystem II efficiency EC 50 Acute 5,800 Chen et al., 2014 Bacteria Vibrio fischeri 5 min/ bioluminescene inhibition EC 50 Acute 190 Tezel, 2009 Vibrio fischeri 15 min/ bioluminescene inhibition EC 50 Acute 140 Tezel, 2009 Invertebrate D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 16 Chen et al., 2014 Limbriculus variegaturs 48 h/ immobilization EC 50 Acute 1,620 Chen et al., 2014 Bacteria Vibrio fischeri 5 min/ bioluminescene inhibition EC 50 Acute 380 Tezel, 2009 Vibrio fischeri 15 min/ bioluminescene inhibition EC 50 Acute 270 Tezel, 2009 Bacteria Vibrio fischeri 5 min/ bioluminescene inhibition EC 50 Acute 920 Tezel, 2009 Vibrio fischeri 15 min/ bioluminescene inhibition EC 50 Acute 660 Tezel, 2009 Invertebrate C. dubia 24 h/ immobilization EC 50 Acute Lavorgna et al., 2016 C. dubia 21 d/ reproduction LOEC Chronic 10 Lavorgna et al., 2016 C. dubia 21 d/ reproduction NOEC Chronic 3.3 Lavorgna et al., 2016 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 38.2 Lavorgna et al., 2016 D. magna 21 d/ reproduction LOEC Chronic 0.22 Lavorgna et al., 2016 D. magna 21 d/ reproduction NOEC Chronic 0.07 Lavorgna et al., Algae P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 197,000 Aruoja et al., 2011 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition EC 50 Acute 3,416 Lee et al.,

131 Chlorocresol ( ) Benzyl alcohol ( ) Phenoxyethanol ( ) Methylisothiazolino ne ( ) (=log 1.56 μm) Invertebrate C. dubia 48 h/ LC 50 Acute 20,000 Cowgill and Milazzo, 1991 C. dubia 7-10 d/ reproduction NOEC Chronic 6,500 Cowgill and Milazzo, 1991 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 8,035 (=85.38 μm) Kang et al., 2012 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 11,577 (=log 2.09 μm) Lee et al., 2006 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 11,640 Kim et al., 2006 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 13,000 Cowgill and Milazzo, 1991 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 35,900 (= μm) Genoni, 1997 D. magna 9-11 d/ reproduction NOEC Chronic 800 Cowgill and Milazzo, 1991 Vertebrate Oncorhynchus mykiss 7 d/ LC 50 Acute 6,400~14,300 Lazorchak and Smith, 2007 O. mykiss 7 d/ survival NOEC Acute 5,000~10,000 Lazorchak and Smith, 2007 O. mykiss 7 d/ growth NOEC Acute 2,500~10,000 Lazorchak and Smith, 2007 O. mykiss 56 d/ growth (condition factor) NOECChronic <600 Monfared and Salati, 2012 Oreochromis mossambicus 96 h/ LC 50 Acute 30,000 Daiwile et al., 2015 Oryzias latipes 24 h/ LC 50 Acute >44,200 Rice et al., 1997 O. latipes 48 h/ LC 50 Acute 24,100 Rice et al., 1997 O. latipes 48 h/ LC 50 Acute 40,000 Tsuji et al., 1986 O. latipes 96 h/ LC 50 Acute 29,300 Shigeoka et al., 1988 O. latipes 96 h/ LC 50 Acute 38,300 Holcombe et al., 1995 O. latipes 28 d/ survival NOEC Chronic 12,100 Holcombe et al., 1995 O. latipes 28 d/ growth (weight) NOEC Chronic 2,630 Holcombe et al., 1995 P. promelas 96 h/ LC 50 Acute 34,067 (= μm) Genoni, 1997 Salvelinus fontinalis 7 d/ survival and growth NOEC Acute 5,000~10,000 Lazorchak and Smith, Algae Pseudokirchneriella subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute > 130,000 Tamura et al., 2012 Pseudokirchneriella subcapitata 72 h/ growth inhibition NOEC Chronic > 130,000 Tamura et al., 2012 Invertebrate Daphnia magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute > 96,000 Tamura et al., 2012 Ceriodaphnia dubia 8 d/ reproduction NOEC Chronic 5,800 Tamura et al., 2012 Vertebrate Danio rerio 8~10 d/ survival NOEC Acute* > 52,000 Tamura et al., 2012 Oryzias latipes 96 h/ LC 50 Acute > 123,000 Tamura et al., Imidazolidinyl urea - ( ) Triclosan ( ) Algae Anabaena flos-aquae 96 h/ growth inhibition (biomass) Acute EC Orvos et al., 2002 Bidens frondosa 28 d/ growth inhibition (root length) Chronic (wetland macrophyte) NOEC <0.4 Stevens et al.,

132 Chlamydomonas sp. 13 d/ growth inhibition (biomass) Chronic NOEC Wilson, 2003 Eclipta prostrate 28 d/ growth inhibition (root length) Chronic (wetland macrophyte) NOEC 0.4 Stevens et al., 2009 Lemna gibba 96 h/ growth inhibition EC 50 Acute >62.5 Orvos et al., 2002 Lemna minor 24 h/ inhibition of photosynthesis Acute EC 50 1,690 Kuster et al., 2007 Nitzschia palea 24 h/ growth inhibition (suspension) Acute EC Franz et al., 2008 N. palea 24 h/ growth inhibition (biofilm) EC 50 Acute 430 Franz et al., 2008 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 5.1 Tamura et al., 2012 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 37 Rosal et al., 2010 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 0.53 Yang et al., 2008 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition EC 50 Acute 4.46 Orvos et al., 2002 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition EC 50 Acute 1.2 Harada et al., 2008 (cited in Bedoux et al., 2012) P. subcapitata 72 h/ growth inhibition NOEC Chronic 0.53 Tamura et al., 2012 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition NOEC Chronic 0.2 Yang et al., 2008 P. subcapitata 96 h/ growth inhibition NOEC Chronic 2.6 Ferrari et al., 2002 (cited in Capdevielle et al., 2007) P. subcapitata 96 h/ growth inhibition EC 25 Chronic 3.4 Tatarazako et al., 2004 (cited in Capdevielle et al., 2007) S. subspicatus 72 h/ growth inhibition (biomass) Acute EC Orvos et al., 2002 S. subspicatus 72 h/ growth inhibition (growth rate) Acute EC Orvos et al., 2002 S. subspicatus 96 h/ growth inhibition (biomass) Acute EC Orvos et al., 2002 S. subspicatus 72 h/ growth inhibition (biomass and Chronic 0.5 Orvos et al., 2002 S. subspicatus Scenedesmus vacuolatus growth rate) NOEC 96 h/ growth inhibition (biomass) Chronic NOEC 0.69 Orvos et al., h/ reproduction inhibition EC 50 Acute 1.9 Franz et al., 2008 S. vacuolatus 24 h/ growth (photosynthesis) EC 50 inhibition Acute 3.7 Franz et al., 2008 Smilax herbacea 28 d/ growth inhibition (root length) Chronic (wetland macrophyte) NOEC <0.4 Stevens et al., 2009 Invertebrate C. dubia 8 d/ reproduction NOEC Chronic 30 Tamura et al., 2012 C. dubia 7 d/ reproduction NOEC (ph 7.0) Chronic 6 Orvos et al., 2002 C. dubia 7 d/ reproduction NOEC (ph 8.5) Chronic 182 Orvos et al., 2002 C. dubia 7 d/ survival and reproduction EC 25 Chronic 170 C. dubia 7 d/ survival and reproduction NOEC Chronic 4 Chironomus riparius 28 d/ survival NOEC Chronic 440 Tatarazako et al., 2004 (cited in Capdevielle et al., 2007) Ferrari et al., 2002 (cited in Capdevielle et al., 2007) Memmert, 2006 (cited in Brausch and Rand, 2011) Chironomus tentans 10 d/ immobilization EC 50 Acute 400 Dussault et al., 2008 C. tentans 10 d/ growth EC 50 Acute 280 Dussault et al.,

133 Triclocarban ( ) D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 190 Rozas et al., 2016 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 300 Sanchís et al., 2015 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute Silva et al., 2015 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 338 Wang et al., 2013 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 180 Tamura et al., 2012 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 390 Orvos et al., 2002 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 241 (=0.835 μm) Sengupta et al., 2015 D. magna 21 d/ survival NOEC Chronic 200 Orvos et al., 2002 D. magna 21 d/ reproduction NOEC Chronic 40 Orvos et al., 2002 D. magna 21 d/ reproduction NOEC Chronic 29 Wang et al., 2013 D. magna 21 d/ reproduction NOEC Chronic 120 Silva et al., 2015 D. magna 21 d/ reproduction and growth NOEC Chronic 1 Peng et al., 2013 Hyalella azteca 10 d/ survival EC 50 Acute 200 Dussault et al., 2008 H. azteca 10 d/ growth EC 50 Acute 250 Dussault et al., 2008 Thamnocephalus platyurus 24 h/ immobilization EC 50 Acute 470 Kim et al., 2009 Vertebrate Carassius auratus 96 h/ LC 50 Acute 1,839 Wang et al., 2013 Danio rerio 8~10 d/ survival NOEC Acute* 26 Tamura et al., 2012 D. rerio 96 h/ LC 50 (embryos) Acute 420 Oliveira et al., 2009 D. rerio 96 h/ LC 50 (adults) Acute 340 Oliveira et al., 2009 D. rerio 10 dph/ survival NOEC Acute* 200 Ferrari et al., 2002 (cited in Capdevielle et al., 2007) D. rerio 14 dph/ hatchability survival EC 25 and larvae Acute* 160 Tatarazako et al., 2004 (cited in Capdevielle et al., 2007) Lepomis macrochirus 96 h/ LC 50 Acute 370 Orvos et al., 2002 Misgurnus anguillicaudatus 96 h/ LC 50 Acute 45 Wang et al., 2013 M. anguillicaudatus 30 d/ growth EC 10 Chronic 9 Wang et al., 2013 Oncorhynchus mykiss 61 d/ survival and growth NOEC Chronic (ELS test) 34.1 Orvos et al., 2002 O. latipes 96 h/ LC 50 Acute 210 Tamura et al., 2012 O. latipes 96 h/ LC 50 Acute 600 Kim et al., 2009 O. latipes 96 h/ LC 50 (embryo) Acute 399 Ishibashi et al., 2004 O. latipes 96 h/ LC 50 (larvae) Acute 602 Ishibashi et al., 2004 O. latipes 21 d/ reproduction (fertility) NOEC Acute* 200 Ishibashi et al., 2004 O. latipes 21 d/ growth (length) NOEC Acute* 100 Ishibashi et al., 2004 O. latipes 48 h/ LC 50 (larvae) Acute 352 Foran et al., 2000 O. latipes 9 dph/ hatchability survival EC 25 and larvae Acute* 290 Tatarazako et al., 2004 (cited in Capdevielle et al., 2007) P. promelas 96 h/ LC 50 Acute 260 Orvos et al., 2002 Pseudorasbora parva 96 h/ LC 50 Acute 71 Wang et al., 2013 Tanichthys albonubes 96 h/ LC 50 Acute 889 Wang et al., 2013 T. albonubes 30 d/ growth EC 10 Chronic 87 Wang et al., 2013 Algae P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 29 Tamura et al., 2012 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 17 Yang et al., 2008 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition NOEC Chronic 5.7 Tamura et al., 2012 P. subcapitata 72 h/ growth inhibition NOEC Chronic <10 Yang et al.,

134 P. subcapita 14 d/ growth inhibition LOEC Chronic 10,000 TCC Consortium, 2002 (Cited in Brausch and Rand, 2011) S. subspicatus 72 h/ growth inhibition EC 50 Acute 20 TCC Consortium, 2002 (Cited in Brausch and Rand, 2011) Invertebrate Ceriodaphnia dubia 48 h/ LC 50 Acute 3.1 TCC Consortium, 2002 (Cited in Brausch and Rand, 2011) C. dubia 8 d/ reproduction NOEC Chronic 1.9 Tamura et al., 2012 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 10 Tamura et al., 2012 D. magna 48 h/ immobilization EC 50 Acute 10 TCC Consortium, 2002 (Cited in Brausch and Rand, 2011) D. magna 21 d/ growth NOEC Chronic 2.9 TCC Consortium, 2002 (Cited in Brausch and Rand, 2011) Vertebrate D. rerio 9 d/ survival NOEC Acute* 24 Tamura et al., 2012 TCC Consortium, 2002 Lepomis macrochirus 96 h/ LC 50 Acute 97 (Cited in Brausch and Rand, 2011) (Cited in Chalew and Halden, 2009) O. mykiss 96 h/ LC 50 Acute 120 TCC Consortium, 2002 (Cited in Brausch and Rand, 2011) O. mykiss 96 h/ LC 50 Acute 180 TCC Consortium, 2002 (cited in Chalew and Halden, 2009) O. mykiss 35 d/ survival and growth NOEC Chronic 5 TCC Consortium, 2002 (cited in Chalew and Halden, 2009) O. latipes 96 h/ LC 50 Acute 85 Tamura et al., 2012 P. promelas 35 d/ survival and growth NOEC Chronic 5 TCC Consortium, 2002 (cited in Chalew and Halden, 2009) Bold-faced font indicates the lowest toxicity value used to derive PNEC value. Cyanobacteria belong to the trophic level of primary producers, therefore data from (both acute and chronic) tests with cyanobacteria are considered as additional algal data and are treated in the same way (i.e., if they represented the lowest endpoint, the AF were based on cyanobacteria). Organisms living in Brackish, estuarine, and marine environment were not included. Selenastrum capricornutum = Pseudokirchneriella subcapitata Salmo gairdneri = Oncorhynchus mykiss ELS: early life stage, dph: day post hatch * indicates toxicity test that was not performed according to guideline reported in European Union (2011). a The test is regarded as chronic, if test duration is more than 48 hours in invertebrate toxicity test and more than 30 days in fish toxicity test

135 표 39. 국내하수처리장및지표수중 20 종의약외품후보물질의검출농도 PCP ingredients and preservatives Water types Detection frequency (%) Mean (μg/l) Median (μg/l) Min (μg/l) Max (μg/l) LOQ (μg/l) References Benzoic acid Sodium benzoate Methyl paraben River water <LOQ Lee et al., 2015 Ethyl paraben River water <LOQ Lee et al., 2015 Propyl paraben Surface water Ryu et al., 2014 Surface water Ryu et al., 2014 WWTP influent Ryu et al., 2014 WWTP effluent Ryu et al., 2014 WWTP effluent Ryu et al., 2014 River water <LOQ Lee et al., 2015 Butylparaben River water <LOQ Lee et al., 2015 Sorbic acid Potassium sorbate Sodium sorbate Chlorobutanol Benzalkonium chloride Benzethonium chloride Phenol Chlorocresol Benzyl alcohol Phenoxyethanol Methylisothiazolinone Imidazolidinyl urea Triclosan River water Yoon et al., 2010 Effluent-dominated creek waters Yoon et al., 2010 Surface water <LOQ NIER, 2011 Underground water 13/ <LOQ NIER, 2011 WWTP influent Lee et al., 2010 WWTP effluent Lee et al., 2010 River water 0 <LOQ <LOQ <LOQ <LOQ Lee et al., 2015

136 Triclocarban Surface water Ryu et al., 2014 Surface water Ryu et al., 2014 WWTP influent Ryu et al., 2014 WWTP effluent Ryu et al., 2014 WWTP effluent Ryu et al., 2014 River water 0 <LOQ <LOQ <LOQ <LOQ Lee et al., 2015 Surface water Ryu et al., 2014 Surface water Ryu et al., 2014 WWTP influent Ryu et al., 2014 WWTP effluent Ryu et al., 2014 WWTP effluent Ryu et al.,

137 (4) 국외의노출자료추가조사 후보의약외품성분들의경우국내노출량자료가매우제한적이므로국내노출량에기반한잠정적유해지수만을토대로평가대상물질을선정하는것은합리적이지않다. 따라서본연구에서는후보물질들의잠재적인환경위해성을고려하기위하여후보물질들의국외의환경중노출자료를추가로조사하였다 ( 표 39)

138 표 40. 해외하수처리장및지표수중의약외품후보물질의검출농도 Preservatives Country Water types DF a (%) Max (μg/l) References Benzoic acid USA WWTP influent Wang and Kannan, 2016 USA WWTP effluent Wang and Kannan, 2016 Sodium benzoate Methyl paraben Japan River water Zhang et al., 2016 China River water Sun et al., 2016 China River and lake Li et al., 2016 China WWTP influent Li et al., 2015 China WWTP influent Gonza lez-marin o et al China WWTP effluent Gonza lez-marin o et al USA WWTP influent Wang and Kannan, 2016 USA WWTP effluent Wang and Kannan, 2016 Spain WWTP influent Molins-Delgado et al Spain WWTP effluent Molins-Delgado et al Ethyl paraben Japan River water Zhang et al., 2016 China River and lake Li et al., 2016 China WWTP influent Li et al., 2015 China WWTP influent Gonza lez-marin o et al China WWTP effluent Gonza lez-marin o et al USA WWTP influent Wang and Kannan, 2016 USA WWTP effluent Wang and Kannan, 2016 Propyl paraben Japan River water Zhang et al., 2016 China River water Sun et al., 2016 China River and lake Li et al., 2016 China WWTP influent Li et al., 2015 China WWTP influent Gonza lez-marin o et al China WWTP effluent Gonza lez-marin o et al USA WWTP influent Wang et al., 2016 USA WWTP effluent Wang et al., 2016 Spain WWTP influent Molins-Delgado et al Spain WWTP effluent Molins-Delgado et al Butyl paraben China River and lake Li et al., 2016 China WWTP influent Li et al., 2015 China WWTP influent Gonza lez-marin o et al China WWTP effluent 0 ND b Gonza lez-marin o et al USA WWTP influent Wang and Kannan, 2016 USA WWTP effluent Wang and Kannan, 2016 Spain WWTP influent Molins-Delgado et al Spain WWTP effluent 0 ND b Molins-Delgado et al Sorbic acid Potassium sorbate

139 Sodium sorbate Chlorobutanol Benzalkonium Martínez-Carballo et al., chloride (C 12 ) Austria Surface water Austria WWTP effluent Martínez-Carballo et al., 2007 Austria WWTP effluent Clara et al., 2007 Benzalkonium chloride (C 14 ) a Detection frequency b Not detected; lower than the detection limit USA Surface water Ferrer and Furlong, 2001 USA WWTP effluent Ferrer and Furlong, 2001 Poland Reservoir water Olkowska et al Austria WWTP effluent Martínez-Carballo et al., 2007 Austria WWTP effluent Clara et al., 2007 USA Surface water Ferrer and Furlong, 2001 USA WWTP effluent Ferrer and Furlong, 2001 Poland Reservoir water Olkowska et al Benzethonium chloride Phenol Chlorocresol Benzyl alcohol Phenoxyethanol Japan River water Kimura et al Japan River water - 14 Kimura et al Methylisothiazolino ne Imidazolidinyl urea Triclosan China River water Zhao et al., 2010 China WWTP effluent Zhao et al., 2010 USA Stream water Kolpin et al., 2002 Australia WWTP effluent Kookana et al., 2011 German Surface water Wind et al., 2004 UK Surface water Sabaliunas et al., 2003 Romania River water Moldovan, 2006 Triclocarbon China River water Zhao et al., 2010 China WWTP effluent Zhao et al., 2010 USA Surface water Halden and Paull,

140 (5) In vitro 스크리닝을위한후보의약외품성분물질 5 종선정 의약외품의보존제성분의경우의약물질에비해상대적으로국내환경중검출농도 또는생태독성자료가부족하기때문에잠정적유해지수를산출할수있는물질의종류가 매우제한적이며, 이들대부분이상대적으로이미유해성정보가충분한물질들이다. 따라서환경중검출농도의조사범위를해외로확대하여생태위해영향가능성이있는 물질을우선선발한뒤, in vitro 내분비계장애스크리닝을통해최종평가대상의약외품 성분 1 종을선정하기로하였다 ( 그림 26). 국내외에서환경중검출사례가보고된바있는물질은 benzoic acid (BZA), benzalkonium chloride (BKC), 2-phenoxyethanol (2PE) 와 4종파라벤류 (methyl paraben, ethyl paraben, propyl paraben butyl paraben, triclosan, triclocarban이다. Triclosan과 triclocarban의경우평가계수가 10으로생태독성정보가상대적으로충분하므로후보대상물질에서제외하였다. 또한 paraben의경우상대적으로독성연구가많이진행되어있으므로보존제성분으로가장많이사용되는 methyl paraben (MeP) 과독성이가장큰것으로알려져있는 butyl paraben (BuP) 만을스크리닝대상물질에포함하였다. 그림 26. 의약외품성분중 in vitro 내분비계장애스크리닝대상물질선정과정요약

141 2. 유해성자료생산및생태위해도결정 가. 의약물질의생태독성평가 (1) 의약물질의물리화학적특성및노출수준실측 노출시험이전에시험수의안전성을확인하기위하여평가대상의약물질의물리화학적 특성과물에서의안전성을보고한문헌등을조사하였다. Clarithromycin( 클라리스로마이신, CTM) 의물리화학적특성을표 40 에나타내었다. Clarithromycin 은항생제의일종으로다양한감염성질병의치료에사용된다. 표 41. Clarithromycin의물리화학적특성 Chemical name Clarithromycin CAS No Structure Molecular weight Melting point Vapor pressure 2.32 X mm Hg at 25 Henry s law constant 1.73E-29 atm-m 3 /mole at 25 pka 8.99 Koc 150 LogK ow 3.16 Water solubility Soluble in water (1.693 mg/l at 25 ) Soluble in acetone (50 mg/ml at 25 ) BCF 6.42 at ph 7.0, 25 선행연구에서 clarithromycin 은물벼룩전생애평가의설정농도가 31.6 mg/l 일때노출전 실측농도는 24.8 mg/l ( 설정농도대비 78.3%), 48 시간노출후실측농도는 27.2 mg/l (86.0%) 로노출시간동안안정하게유지되는것을확인하였다 (NIER, 2014)

142 Metformin hydrochloride( 메트포르민염산염 ) 은 metformin 의성분명이다. Metformin 의 물리화학적특성을표 41 에나타내었다. 이물질은제 2 형당뇨병환자나다낭성난소증후군의 치료제로사용된다. 표 42. Metformin hydrochloride의물리화학적특성 IUPAC name 3-(diaminomethylidene)-1,1-dimethylguanidine;hydrochloride Other names Metformin hydrochloride CAS No (Metformin: ) Structure Molecular weight Melting point 232 Vapor pressure mmhg at 25 Henry s law constant 7.6X10-16 atm-m 3 /mole a pka 2.8 and 11.5 a Koc 110 a LogK ow a Water solubility Soluble in water; 50 mg/ml BCF 3.2 a Metformin Metformin은 수용액상태에서안정하며, 더높은온도에서도 8일동안약 10% 정도만분해된다 (Sharma et al., 2010). 또한물에잘녹으며 logk ow 가 1.43으로매우낮기때문에 3-4일간격의배지교환기간동안분해나흡착의영향은거의없을것으로예상된다 (Niemuth and Klaper, 2015). 수컷 fathead minnows를 metformin hydrochloride에노출한실험에서설정농도가 40 μg/l이었을때 Day 0에서실측농도는 38 ± 4 μg/l (N=4), 3일후인 Day 3에서실측농도는 40 ± 6 μg/l (N=3) 으로 3일동안 metformin의농도가안정하게유지되는것을확인하였다 (Niemuth and Klaper, 2015). 본연구에서는 metformin hydrochloride 를사용하여생태독성시험을수행하였으며, 편의를위해 metformin 또는 MFM 으로표기하였다. 생태독성시험에사용할의약물질의설정농도를정하기전에최대용해도확인실험을수행하였다. 수용해도가상대적으로낮은 clarithromycin의경우 (1.693 mg/l at 25 ) 유기용매를사용하여독성시험에사용할시료를제조하였다. 유기용매는국립환경과학원고시 ( 제2015-8호 ) 에제시된 acetone, ethanol, methanol, triethylene glycol, dimethylformamide, DMSO 가운데선정하였다. 예비실험을통해비교적독성이낮고 clarithromycin의용해도 (50 mg/ml at 25 ) 가높은것으로파악된 acetone을최종용매로

143 사용하였다. 유기용매의농도는 OECD TG 210(2013) 과 TG 211(2012) 에따라 0.1 ml/l (0.01% v/v) 로제한하였다. Metformin hydrochloride 는물에서쉽게용해되었으므로 (300 mg/l 용해 ) 유기용매를사용하지않고배양수만을이용하여노출수를제조하였다. 생태독성시험에서사용한의약물질의설정농도가실제노출수준을잘반영하는지확인 하기위하여시험수중의약물질의실제농도를측정하였다 ( 표 42, 43). 노출수의노출전 후평균농도를산정할때검출한계이하 (ND) 가있는경우이는계산에서제외하였다. 분석결과, clarithromycin의설정농도가 50 mg/l일경우에는설정농도대비실측농도평균의비율이 % 로비교적높게나타났으나그이하의농도에서는설정농도대비실측농도의비율이점차적으로감소하는경우도관찰되었다 ( 표 42). 특히설정농도가가장낮은 D. magna 21일생식능시험에서가장낮은두개농도 (0.032 mg/l, 0.1 mg/l) 에서는실측값이검출한계미만으로나타났다. 그러나 3회에걸친반복실측실험에서비교적일관성있게 clarithromycin의실측농도가관찰되었으며, 선행연구에서수행한 clarithromycin의물벼룩만성노출독성시험에서설정농도가 31.6 mg/l일때설정농도대비실측농도평균의비율은 % 로본연구와비슷한수준이었다 (NIER, 2014). 이러한노출수의실측결과는, 사용한유기용매의종류와농도차이에따른용해도특성의차이에기인한것으로추정된다. 2014년의국립환경과학원선행연구에서는 DMSO 0.1% (v/v) 를유기용매로사용한반면, 본연구에서는 acetone을사용하였으며용매의최대농도를 OECD 지침에따라 0.01% (v/v) 로제한하였다. 이때문에검출한계가상대적으로높아져서, 2014년국립환경과학원연구의검출한계 mg/l보다 10배가량높은 mg/l으로검출한계가정해진것으로판단된다. Clarithromycin의경우설정농도대비실측농도평균의비율차가 20% 이상이었으므로실측값의산술평균을실험농도로제시하였다 ( 표 42). 검출한계이하로관찰된설정농도에서독성영향이나타나지않은경우가대부분이었으므로, 검출한계이하로관찰된설정농도값은독성시험의결과해석에사용하지않았다. 그러나 D. magna 21일생식능시험의경우, 검출한계이하로관찰된설정농도에서유의한영향이나타났으므로고농도실측농도값에근거하여해당농도의실제농도를추정하였다

144 표 43. Clarithromycin (CTM) 의생태독성평가설정농도및실측농도 (n=3) 물질 독성시험 검출한계설정농도 실측농도 (mg/l) 평균값 설정농도 (mg/l) (mg/l) 노출전 노출후 a (mg/l) 대비 % CTM D. magna Water control ND ND ND NA 48 h acute Solvent control b ND ND ND NA ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± D. magna Water control ND ND ND NA 21 d chronic Solvent control b ND ND ND NA ND ND 0.02 c NA 0.1 ND 0.02± c NA ± ± ± ± ± ± ± ± O. latipes Water control ND ND ND NA 96 h acute Solvent control b ND ND ND NA ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± O. latipes Water control ND ND ND NA ELS Solvent control b ND ND ND NA ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ND, below limit of detection; NA, not available. a 48 h. b 0.01% acetone. c 회귀식 (y = x , R² = ) 으로실제농도를추정하여독성시험결과를 해석한농도. Clarithromycin과달리 metformin은설정농도대비실측농도의평균비율이 74.4%-112.7% 으로 O. latipes 96시간급성독성시험의 320 mg/l (78.9%) 와 ELS 시험의 100 mg/l (74.4%) 를제외한모든농도에서설정농도대비실측농도평균이 ±20% 수준을유지하였다 ( 표 43). 따라서 metformin의독성시험에서는설정농도를시험값으로제시하였다

145 표 44. Metformin (MFM) 의생태독성평가설정농도및실측농도 (n=3) 물질 독성시험 검출한계설정농도 실측농도 (mg/l) 평균값 설정농도 (mg/l) (mg/l) 노출전 노출후 a (mg/l) 대비 % MFM D. magna 13 Water control ND ND ND NA 48 h acute ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± D. magna 0.74 Water control ND ND ND NA 21 d chronic ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± O. latipes 13 Water control ND ND ND NA 96 h acute ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± O. latipes 0.76 Water control ND ND ND NA ELS 3 3.3± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ND, below limit of detection; NA, not available. a 48 h; 72 h for O. latipes ELS test

146 (2) 물벼룩급성독성시험및생식능시험 ( 가 ) D. magna 의 48 시간급성독성시험결과 D. magna 의 48 시간급성독성시험결과는표 44 와같다. 표 45. D. magna 의 48 시간급성독성시험결과요약 시험종 D. magna (48 h 노출 ) 의약물질명 Clarithromycin This study 51.5 a a 실측농도. 또는실측농도와설정농도가유사함을확인한뒤설정농도로표기 b 유효한실측농도가부재하여설정농도로표기 EC 50 (mg/l) 독성값 Literature Reference 18.7 b (C. dubia, 48 h) Isidori et al., b (D. magna, 24 h) Isidori et al., 2005 >10 b (D. magna, 48 h) Harada et al., b (D. magna, 48 h) NIER, 2014 >2 a (D. magna, 48 h) Baumann et al., 2015 Metformin 81.4 a >130 a (D. magna, 48 h) ECHA, (D. magna, 48 h) Cleuvers, b (D. magna, 48 h, NOEC) FDA, 2012 Clarithromycin 의 EC 50 값은 51.5 mg/l 로추정되었으며문헌값에비해비교적낮은 급성독성이나타났다. Metformin 의 E C50 값은 81.4 mg/l 로계산되었다. Metformin 은기존문헌에서보고된 것과유사한물벼룩급성독성을나타냈다

147 ( 나 ) D. magna 의 21 일생식능시험결과 Clarithromycin 또는 metformin 에 21 일동안노출된 D. magna 의생식능시험결과는 각각그림 27, 28 과같다. 그림 27. Clarithromycin 의물벼룩생식능시험결과. *: 용매대조군과유의한 차이 (p<0.05). Clarithromycin 의경우최고노출농도인 2.49 mg/l 까지생존능력에유의한영향이 없었으나, 농도의존적인생식능저해영향이관찰되었다 ( 그림 29). 물벼룩생식능시험에서 clarithromycin 의 reproduction LOEC, NOEC 은각각 0.04 mg/l, 0.02 mg/l 이었다

148 그림 28. Metformin 의물벼룩생식능시험결과. *: 대조군과유의한차이 (p<0.05). Metformin 의경우최고노출농도인 80 mg/l 에서 20% 의생존율을보였으나그보다 낮은농도에서뚜렷한생식능변화는관찰되지않았다 ( 그림 28). 물벼룩생식능시험에서 metformin 의 survival LOEC, NOEC 은각각 80 mg/l, 40 mg/l 이었다

149 (3) 송사리자어급성독성시험및초기생장단계독성시험 ( 가 ) O. latipes 의 96 시간급성독성시험결과 송사리자어급성독성시험은 O. latipes를이용하여 OECD의 TG 203(OECD, 1992) 과국립환경과학원화학물질의시험방법에관한규정 ( 고시제 호 ) 을따르되, US EPA의급성독성시험법 (US EPA, 2002) 을참고하여연구목적에맞게일부변형한방법으로수행하였다. 일반적으로치어또는성체보다자어가의약물질의독성에민감하게반응하며, 성체는개체간전장의차이가크기때문에실험조건을일정하게유지하는데어려움이있다. 따라서본연구에서는담수어류로독성시험에많이사용되는 fathead minnow (Pimephales promelas) 의예를따라부화후 14일이내의자어를사용하여송사리자어급성독성시험을수행하였다 (US EPA, 2002). O. latipes 의 96 시간자어급성독성시험결과는표 45 와같다. 표 46. O. latipes 의 96 시간급성독성시험결과요약 시험종 O. latipes (96 h 자어노출 ) 의약물질명 This study a 실측농도. 또는실측농도와설정농도가유사함을확인한뒤설정농도로표기 b 유효한실측농도가부재하여설정농도로표기 LC 50 (mg/l) 독성값 Literature Reference Clarithromycin a >100 b (O. latipes, 96 h) Kim et al., 2009 >1,000 (D. rerio, 96 h) Isidori et al., 2005 >30 b (O. latipes, 48 h) NIER, 2014 Metformin 383 a >1,000 a (L. macrochirus, 96 h) ECHA, b (D. rerio, 96 h NOEC) FDA, 2012 Clarithromycin 은최대노출농도인 mg/l 까지유의한치사영향을나타내지않아 LC 50 가 mg/l 로산출되었다. Metformin 의경우, 최대노출시험농도인 640 mg/l 에서생존율이 5% 로매우낮게 나타났으나, 그다음농도인 320 mg/l 에서는생존율이 65% 로크게증가하여최종적으로 metformin 의 LC 50 는 383 mg/l 으로높게산출되었다. 본연구에서관찰된 clarithromycin 과 metformin 의송사리자어급성독성시험결과는 기존문헌에서보고된결과와일치한다

150 ( 나 ) O. latipes 의초기생장단계독성시험결과 O. latipes 의초기생장단계독성시험의생존및발달능력변화결과는표 46 과같다. Clarithromycin의경우 mg/l까지부화능력, 부화하는데걸리는시간, 치어생존능력에유의한영향이나타나지않았다 (NOEC mg/l). Metformin의경우 300 mg/l에노출된치어에서유의한생존율감소가관찰되었으나, 부화및발달능력의변화는나타나지않았다 (LOEC=300 mg/l, NOEC=100 mg/l). 부화한지 30 일된송사리치어에서의약물질노출에따른 vtg1, vtg2 유전자전사 수준변화를관찰하였다 ( 그림 29, 30). Clarithromycin에노출된어류에서는대조군에비해 vtg1, vtg2 유전자전사가감소하는경향이나타났다 ( 그림 29). Metformin의경우, 30 mg/l에서 vtg1, vtg2 유전자가 12-fold 이상, 100 mg/l에서 3-fold 이상씩각각증가하였다 ( 그림 30). 치사영향이나타난 300 mg/l는유전자분석대상에서제외하였다. 위결과는통계적으로유의하지않았다. 조직학적분석결과 clarithromycin 또는 metformin 에노출된송사리치어에서주요 조직의조직병리학적인변화는관찰되지않았다

151 표 47. O. latipes 초기생장단계독성시험의생존및발달변화 a) 의약물질명 농도 (mg/l) 부화능력 (%) 부화하는데걸리는시간 ( 일 ) 치어생존능력 (%) b) 치어전장 (mm) 치어건중량 c) (mg) Clarithromycin Control 95.0± ± ± ± ±2.0 SC d) 95.0± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±2.9 Metformin Control 93.3± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±16.6 * 11.7± ±0.8 * a) Values represent mean±standard deviation of each measured concentration. b) Survival rates in 30 day post hatch. Data on survival at juvenile stages were calculated by dividing survival fish by hatched fish. c) Dry body weight (mg) of 3 juvenile fish was measured per replicate. d) Solvent control. Data were compared to the solvent control (0.01% acetone)

152 그림 29. Clarithromycin 에노출된송사리치어의 vtg1, vtg2 유전자전사수준 변화. 막대그래프는 4 개의반복군의평균이며, Error bar 는표준오차를나타냄. 각반복군은 2 마리의어류를포함함. 그림 30. Metformin 에노출된송사리치어의 vtg1, vtg2 유전자전사수준 변화. 막대그래프는 4 개의반복군의평균이며, Error bar 는표준오차를나타냄. 각반복군은 4-6 마리의어류를포함함

153 (4) 추가유해성자료생산 : metformin 의성체내분비계장애영향평가 어류초기생장단계독성시험에서 30 mg/l metformin에노출된일본산송사리 (O. latipes) 치어에서 vtg1, vtg2의유전자전사수준이 10-fold 이상증가하였다. 이러한 metformin의내분비계장애영향을평가하고관련기전을파악하기위하여추가성체노출시험을수행하였다. 6개월된일본산송사리성체를암수분리하여각각 0, 0.03, 0.3, 30 mg/l metformin에 21일동안노출시켰다. 혈장의성호르몬분석결과, 30 mg/l metformin에노출된수컷에서 17β-estradiol (E2) 이유의하게증가하였으며, 결과적으로 testosterone (T) 대비 E2의농도 (E2/T ratio) 도유의하게증가하였다 ( 그림 31). 그림 31. 성체 O. latipes 에서 metformin 노출이성호르몬에미치는영향. (A) 17β-estradiol (E2), (B) testosterone (T), (C) E2/T ratio. 막대그래프는 3-4개반복군의평균이며, Error bar는표준오차를나타냄. * 대조군대비유의한차이 (p < 0.05)

154 간과생식소에서성호르몬조절에관여하는유전자의전사수준을각각분석하였다. Metformin에노출된수컷간에서 vtg1과 vtg2 유전자전사가증가하는경향을나타냈으나농도의존적인추세로보이지는않았다 ( 그림 32). 암컷의간에서뚜렷한 vtg 유전자전사변화는관찰되지않았다. 그림 32. 성체 O. latipes 에서 metformin 노출이간의유전자전사수준에미치는영향. (A) vtg1, (B) vtg2. 막대그래프는 3-4 개반복군의평균이며, Error bar 는표준오차를 나타냄. * 대조군대비유의한차이 (p < 0.05). 성체의생식소에서측정된성호르몬합성에관여하는유전자들의전사수준에는변화가관찰되었다 ( 그림 33). 고농도의 metformin에노출된수컷성체에서 star, cyp11a, hsd3b, cyp19a 유전자의전사가유의하게증가하였다. 암컷의경우 hsd11b2 유전자만이 metformin 노출에의해유의하게감소하였다

155 그림 33. 성체 O. latipes 에서 metformin 노출이생식소의유전자전사수준에미치는영향. (A) fshr, (B) star, (C) cyp11a, (D) cyp17, (E) hsd3b, (F) hsd17b3, (G) cyp19a, (H) hsd11b2. 막대그래프는 3-4개반복군의평균이며, Error bar는표준오차를나타냄. * 대조군대비유의한차이 (p < 0.05)

156 나. 의약외품살균보존제성분의독성평가 (1) 세포주를이용한내분비계장애스크리닝 ( 가 ) GH3 세포를이용한내분비계장애평가 5종의약외품보존제성분의내분비계장애영향을 GH3 세포를이용하여스크리닝한 (T-screen) 결과는그림 34와같다. GH3는갑상선호르몬 T 3 에노출되면증식율이증가하는특성을가지는세포이다. 따라서어떤물질의노출이 GH3 세포의증식율을증가시키면갑상선교란가능성이있는것으로판단한다. 5종의후보물질중부틸파라벤 (BuP) 만이유의한세포증식증가를일으켰다. 부틸파라벤노출에따른 GH3 세포증식율증가는기존문헌결과와일치한다 (Taxvig et al., 2008; Taxvig et al., 2011). ( 나 ) H295R 세포를이용한내분비계장애평가 H295R 세포를이용하여 5종의약외품보존제성분이스테로이드호르몬생합성에미치는영향을평가한결과를그림 35에나타내었다. 염화벤잘코늄 (BKC) 과메틸파라벤 (MeP), 부틸파라벤 (BuP) 은 17β-estradiol (E2) 의생성을유의하게증가시켰으며같은노출농도 (10 μm) 에서부틸파라벤의영향이가장크게나타났다. 염화벤잘코늄은 testosterone (T) 의생성을농도의존적으로감소시키면서, 대조군과비교하였을때최고노출농도에서 E2/T ratio가통계적으로유의하게증가하였다. 한편, 부틸파라벤은 E2와함께 T의농도도증가시켰으며, 최고노출농도에서 E2/T ratio가대조군의 3배이상으로크게증가하였다. 부틸파라벤의경우현재까지세포및동물실험에서독성연구가활발하게진행된반면, 염화벤잘코늄의내분비계교란영향에대해서는보고된바없다. 그림 36과같이염화벤잘코늄에노출된 H295R 세포에서 star, cyp17, cyp19 등성호르몬합성에관여하는여러유전자의전사수준이변화하였다

157 그림 34. 의약외품보존제성분이 GH3 세포증식에미치는영향. 3 개의반복군평균과 표준편차가제시됨. * 용매대조군대비유의한차이 (p < 0.05). (C)=cytotoxic

158 그림 35. 의약외품보존제성분에노출된 H295R 세포의성호르몬수준변화. * 용매대조군대비유의한차이 (p < 0.05)

159 그림 36. Benzalkonium chloride (BKC) 에노출된 H295R 세포의성호르몬합성관여 유전자전사수준변화. *p<0.05, #<0.10 따라서본연구에서는의약외품의살균보존제성분중염화벤잘코늄 (benzalkonium chloride, BKC) 를최종평가대상물질로선정하였다

160 (2) 추가유해성자료생산 : benzalkonium chloride 의생태독성시험 ( 가 ) Benzalkonium chloride 의특성및노출수준실측 Benzalkonium chloride( 염화벤잘코늄 ) 은피부소독제, 보존제, 손세정제, 점안제, 물티슈등에사용되는질소양이온계면활성제이다. 알킬기의형태에따라여러종류가있으며, 퇴적물에잘흡착하고미생물분해로부터안정하다. 일반적으로보존제에많이사용되는 benzalkonium chloride 세종류의기본정보를표 47에요약하였다. 표 48. 세종류 benzalkonium chloride 의기본정보 (Olkowska et al., 2013) Chemical Molecular Structure Potential health Toxic effects on formula and effects on humans animals weight (g/mol) Dodecyl benzyl C 21 H 38 NCl Causes burns to: Rats: LD 50 =400 mg/kg dimethyl 339 Ÿ eyes (oral) ammonium Ÿ skin Very toxic to aquatic chloride Ÿ respiratory tract organisms (BKC-C 12 ) Tetradecyl C 23 H 42 NCl Mouse: LD 50 =18 mg/kg benzyl dimethyl 368 ammonium chloride (BKC-C 14 ) Hexadecyl C 25 H 46 NCl Algae: EC 50 =0.07 mg/l benzyl dimethyl 396 (72 h) ammonium Daphnia magna: chloride EC 50 =0.02 mg/l (48 h) (BKC-C 16 ) Fish: LC 50 =0.31 mg/l (96 h) Rabbit: LD 50=150 mg/kg 본연구에서는 BKC-C 12 (~70%) 와 BKC-C 14 (~30%) 로구성된제품을물벼룩및어류 생태독성시험에사용하였다 (CAS No ; Sigma Aldrich product No ). 생태독성시험에서사용한염화벤잘코늄의설정농도가실제노출수준을잘 반영하는지확인하기위하여독성시험설정농도의실제농도를측정하였다. 이때 염화벤잘코늄의실측농도는 BKC-C 12 의농도와 BKC-C 14 의농도, 그리고두물질의

161 합 ( C 12 +C 14 ) 으로구분하여보였다. 노출시험기간동안 3 차례시료를수집하여 평가대상물질의실제농도를측정하였다 ( 표 48). 검출한계의문제때문에노출군에서 검출한계이하 (ND) 로나타난경우는평균계산에서제외하였다. 전반적으로설정농도대비실측농도비율이낮게나타났다. 이는분석기기와분석방법의검출감도가낮고, 본연구에서사용한독성시험설정농도가매우낮았기 ( 최저 mg/l) 때문인것으로판단된다. 향후보다신뢰성있는분석방법개발이요구된다. 모든독성시험에서 benzalkonium chloride의설정농도대비실측농도평균의비율차가 20% 이상이었으므로실측값의산술평균을실험농도로제시하였다. 검출한계이하로관찰된설정농도에서독성영향이나타나지않은경우가대부분이었으므로, 검출한계이하로관찰된설정농도값은독성시험의결과해석에사용하지않았다

162 표 49. Benzalkonium chloride (BKC) 의생태독성평가설정농도및실측농도 (n=3) 물질독성시험검출 한계 (mg/l) 설정농도 (mg/l) 실측농도 (mg/l) 평균값 설정농도 노출전 노출후 a (mg/l) 대비 % BKC-C 12 BKC-C 14 C 12 +C 14 BKC-C 12 BKC-C 14 C 12 +C 14 C 12 +C 14 C 12 +C 14 BKC D. magna BKC-C 12 : Water control ND ND ND ND ND ND ND NA 48 h acute Solvent control b ND ND ND ND ND ND ND NA 21 d chronic BKC-C 14 : ND ND ND ND ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± O. latipes BKC-C 12 : Water control ND ND ND ND ND ND ND NA 96 h acute Solvent control b ND ND ND ND ND ND ND NA BKC-C 14 : ± ± ± ± ND ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± O. latipes BKC-C 12 : Water control ND ND ND ND ND ND ND NA ELS Solvent control b ND ND ND ND ND ND ND NA BKC-C 14 : ND ± ± ND ± ± ± ± ND ± ± ± ± ± ND ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ND, below limit of detection; NA, not available. 48 h b 0.01% DMSO

163 ( 나 ) 물벼룩급성독성시험및생식능시험 염화벤잘코늄 (benzalkonium chloride, BKC) 의물벼룩급성독성시험, 만성독성시험결과는 각각표 49, 그림 37 과같다. 표 50. Benzalkonium chloride 의 D. magna 48 시간급성독성시험결과 시험종 D. magna (48 h 노출 ) a Probit analysis 수행시급성노출설정농도 mg/l 의경우만성독성시험의실측결과에근거하여외삽한 값을활용하였음. 의약물질명 Benzalkonium chloride This study EC 50 (mg/l) 독성값 b 실측농도. 또는실측농도와설정농도가유사함을확인한뒤설정농도로표기 Literature Reference a b (D. magna, 48 h) Lavorgna et al., b (D. magna, 48 h) Kreuzinger et al., 2007 D. magna 를이용한 48 시간급성독성시험결과 benzalkonium chloride 의 EC 50 값은 mg/l 이었다 ( 표 49). 이결과는동일한물질을사용한기존의독성시험결과와일치한다

164 그림 37. Benzalkonium chloride 의물벼룩생식능시험결과. 21 일 D. magna 의생식능시험에서 benzalkonium chloride 은최고노출농도인 mg/l 까지유의한생존률또는생식능변화를나타내지않았다 ( 그림 37). 따라서물벼룩생식능 시험에서 benzalkonium chloride 의 NOEC 은 mg/l 로도출되었다

165 ( 다 ) 송사리자어급성독성시험및초기생장단계독성시험 O. latipes 의 96 시간자어급성독성시험에서 benzalkonium chloride 의 LC 50 는 mg/l 로나타났다 ( 표 50). 표 51. Benzalkonium chloride 의 O. latipes 96 시간급성독성시험결과 시험종 O. latipes (96 h 자어노출 ) 의약물질명 Benzalkonium chloride This study a a 실측농도. 또는실측농도와설정농도가유사함을확인한뒤설정농도로표기 b 유효한실측농도가부재하여설정농도로표기 독성값 LC 50 (mg/l) Literature Reference a (A. albumus, 96 h) Linden et al., b (L. macrochirus, 96 h) Mayer and Ellersieck et al., b (O. mykiss, 96 h) Mayer and Ellersieck et al., 1986 기존문헌검토결과본연구의조사대상물질을대상으로 O. latipes에노출시킨후관찰한급성독성보고는확인되지않았다. 다른조성의 benzalkonium chloride나다른종류의어류시험종을사용한급성독성시험에서보고된 benzalkonium chloride의 LC 50 는 mg/l 수준으로본연구결과와유사하였다. O. latipes 의초기생장단계독성시험의생존및발달능력변화결과는표 51 과같다. Benzalkonium chloride은최대노출농도인 mg/l까지부화능력, 부화하는데걸리는시간, 치어생존능력에유의한영향을미치지않았다. 따라서송사리초기생장단계독성시험에서 benzalkonium chloride의 NOEC는 mg/l로도출되었다. 부화한지 30일된송사리치어에서 benzalkonium chloride 노출에따른 vtg1, vtg2 유전자전사수준변화를관찰하였다 mg/l과 mg/l benzalkonium chloride에노출된어류에서 vtg1과 vtg2 유전자전사수준이각각 6배와 2배가량증가하였으나이결과는통계적으로유의하지않았다 ( 그림 38). 조직학적분석결과 benzalkonium chloride 에노출된송사리치어에서주요조직의 조직병리학적인변화는관찰되지않았다

166 표 52. Benzalkonium chloride 에노출된 O. latipes 초기생장단계독성시험의생존및발달변화 a) 의약물질명 Benzalkonium chloride 농도 (mg/l) 부화능력 (%) 부화하는데걸리는시간 ( 일 ) 치어생존능력 (%) b) 치어전장 (mm) 치어건중량 c) (mg) Control 98.3± ± ± ± ±6.2 SC d) 93.3± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±5.9 a) Values represent mean±standard deviation of each measured concentration. b) Survival rates in 30 day post hatch. Data on survival at juvenile stages were calculated by dividing survival fish by hatched fish. c) Dry body weight (mg) of 3 juvenile fish was measured per replicate. d) Solvent control. Data were compared to the solvent control (0.01% DMSO)

167 그림 38. Benzalkonium chloride 에노출된송사리치어의 vtg1, vtg2 유전자전사수준 변화. SC indicates solvent control (0.01% DMSO). 막대그래프는 4 개반복군의평균이며, Error bar 는표준오차를나타냄. 각반복군은 5-6 마리의어류를포함함

168 다. 생태독성시험종의민감도유지관리 시험물질에대한시험생물종의상대적인민감도가일정하게유지되는지를확인하기위해표준시험물질독성시험 (reference toxicity test) 을수행하였다. 표준지표독성시험의결과나타난 EC 50 값또는 LC 50 값이누적 95% 신뢰구간사이에지속적으로유지되는경우, 시험생물종의민감도가연구기간동안일정하게유지되는것으로판단할수있다 (US EPA, 2002, 19쪽 ). 본연구의표준지표독성시험의결과는그림 39, 40 과같다. 연구기간동안 D. magna 와 O. latipes 의민감도는허용가능한수준내에서일정하게유지되었다. 그림 39. 시험생물종의민감도유지 (D. magna 48 시간 독성시험 ). 그림 40. 시험생물종의민감도유지 (O. latipes 96 시간 독성시험 )

169 라. 최신독성시험자료를바탕으로생태위해성평가수행 (1) 예측무영향농도산출 본연구에서는의약물질 clarithromycin (CTM) 과 metformin (MFM), 의약외품에사용되는살균보존제성분인염화벤잘코늄 (benzalkonium chloride, BKC) 의물벼룩, 어류생태독성시험을수행하였다. 이세물질의예측무영향농도를산출하기위하여물환경생태위해성평가에서요구하는기본세트 (fish, Daphnia, algae) 생태독성자료를수집하고 Klimisch 등 (1997) 의기준에따라신뢰성을확인한결과를표 52에요약정리하였다. BKC는여러가지알킬기를갖는물질의통칭이고알킬기가달라짐에따라독성이달라질수있기때문에본연구에서독성시험에이용한 BKC-C 12 +BKC-C 14 (CAS No ) 혼합물또는각각의단일물질, 즉, BKC-C 12 (CAS No ) 또는 BKC-C 14 (CAS No ) 의독성결과로나누어정리하였다. 가용한 BKC-C 14 의생태독성자료중 Klimisch 등 (1997) 의기준에따라신뢰할수있는수준의자료는없었다

170 표 53. Klimisch 등 (1997) 의기준에따른평가대상의약 ( 외 ) 품성분의생태독성자료요약 Chemical (CAS NO.) CTM ( ) Taxonomic Species Test duration/endpoint Parameter Operator Effect Conc. Test type Reference group (mg/l) Algae Anabaena flos-aquae 72 h/growth inhibition EC 50 = Acute Baumann et al., Desmodesmus subspicatus Pseudokirchneriella h/growth inhibition EC 50 = Acute Baumann et al., h/growth inhibition EC 50 = 0.23 Acute Villain et al., subcapitata 2016 P. subcapitata 72 h/growth inhibition EC 50 = Acute Yang et al., 2008 P. subcapitata 72 h/growth inhibition EC 50 = Acute Isidori et al., 2005 A. flos-aquae 72 h/growth inhibition EC 10 = Chronic Baumann et al., 2015 D. subspicatus 72 h/growth inhibition NOEC = Chronic Baumann et al., 2015 P. subcapitata 72 h/growth inhibition NOEC < 0.04 Chronic Yang et al., 2008 P. subcapitata 72 h/growth inhibition NOEC = Chronic Watanabe et al., 2016 Crustaceans Daphnia magna 48 h/immobilization EC 50 = 51.5 Acute This study D. magna 48 h/mortality EC 50 = 35.2 Acute NIER, 2014 D. magna 24 h/immobilization EC 50 = 25.7 Acute Isidori et al., 2005 D. magna 48 h/immobilization NOEC 10 Acute Harada et al., 2008 D. magna 21 d/immobilization NOEC = 8 Chronic NIER, 2014 D. magna 21 d/reproduction NOEC > 2.1 Chronic Baumann et al., 2015 D. magna 21 d/reproduction LOEC < 0.23 Chronic NIER, 2014 D. magna 21 d/reproduction LOEC = 0.04 Chronic This study

171 Chemical (CAS NO.) MFM ( ) Taxonomic Species Test duration/endpoint Parameter Operator Effect Conc. Test type Reference group (mg/l) D. magna 21 d/reproduction NOEC = 0.02 Chronic This study Fish Danio rerio 96 h/mortality NOEC 1000 Acute Isidori et al., 2005 D. rerio 9 d/survival NOEC 68 Acute Watanabe et al., 2016 Oryzias latipes 96 h/mortality LC 50 = Acute This study O. latipes 48 h/mortality LC 50 > 30 Acute NIER, 2014 O. latipes 30 d/hatchability NOEC Chronic This study Macrophyte Lemna minor 7 d/growth inhibition EC 50 = 110 Acute Cleuvers, 2003 Algae D. subspicatus 72 h/growth inhibition EC 50 > 320 Acute ECHA, 2002; Cleuvers, 2003 Anabaenaflos-aquae 6 d/growth inhibition NOEC = 800 Chronic ECHA, 1994 n.a (green algae) 96 h/growth inhibition NOEC = 100 Chronic EMA, 2013 P. subcapitata 72 h/growth inhibition NOEC = 99 Chronic FDA, 2012 (Kirkwood A) P. subcapitata 96 h/growth inhibition NOEC 78 Chronic EMA, 2011 Crustaceans D. magna 48 h/immobilization EC 50 > 130 Acute ECHA, 1994 D. magna 48 h/immobilization NOEC = 110 Acute FDA, 2012 (Sayers L) D. magna 48 h/immobilization EC 50 = 81 Acute This study D. magna 48 h/immobilization NOEC = 78 Acute ECHA, 1994 D. magna 48 h/immobilization EC 50 = 64 Acute Cleuvers, 2003 D. magna 21 d/reproduction NOEC = 67 Chronic EMA, 2013 D. magna 21 d/mortality LC 100 = 55 Chronic EMA, 2011 D. magna 21 d/mortality LOEC = 80 Chronic This study D. magna 21 d/mortality NOEC = 40 Chronic This study D. magna 21 d/reproduction NOEC 80 Chronic This study D. magna 21 d/mortality EC 50 = 38 Chronic EMA, 2011 D. magna 21 d/mortality, reproduction NOEC 32 Chronic ECHA, 2007 D. magna 21 d/mortality, reproduction NOEC = 17 Chronic EMA, 2011 Fish Lepomis macrochirus 96 h/mortality NOEC 982 Acute ECHA, 1994 D. rerio 96 h/mortality NOEC = 110 Acute FDA, 2012 (Sayers L)

172 Chemical (CAS NO.) BKC-C 12 + BKC-C 14 ( ) BKC-C 12 ( ) Taxonomic group Species Test duration/endpoint Parameter Operator Effect Conc. Test type Reference (mg/l) O. latipes 96 h/ mortality LC 50 = 383 Acute This study D. rerio 34 d (30 dph)/time to hatch, NOEC 12 Chronic ECHA, 2008 D rerio hatchability, larval development, length, weight, survival 30 dph/time to hatch, hatchability, length, weight, survival O. latipes 30 dph/time to hatch, NOEC 10 Chronic EMA, 2011 NOEC 100 Chronic This study hatchability, length, weight O. latipes 30 dph/mortality LOEC = 300 Chronic This study O. latipes 30 dph/mortality NOEC = 100 Chronic This study Pimephales promelas 30 dph/time to hatch, NOEC = 10 Chronic EMA, 2013 hatchability, length, weight, survival Algae P. subcapitata 72 h/population growth EC 50 = Acute Kreuzinger et al., 2007 Crustaceans D. magna 48 h/mortality EC 50 = Acute This study D. magna 48 h/mortality EC 50 = Acute Kreuzinger et al., 2007 D. magna 48 h/immobilization EC 50 = Acute Lavorgna et al., 2016 D. magna 21 d/reproduction inhibition NOEC Chronic This study D. magna 21 d/reproduction inhibition LOEC = Chronic Lavorgna et al., 2016 D. magna 21 d/reproduction inhibition NOEC = Chronic Lavorgna et al., 2016 Fish O. latipes 96 h/mortality LC 50 = Acute This study O. latipes 30 d/growth inhibition NOEC Chronic This study Algae Chlorella vulgaris 22 h/photosystem inhibition EC 50 = 5.8 Acute Chen et al.,

173 Chemical Taxonomic Species Test duration/endpoint Parameter Operator Effect Conc. Test type Reference (CAS NO.) group (mg/l) Crustaceans D. magna 48 h/immobilization EC 50 = Acute Chen et al., 2014 Bold-faced font indicates the lowest toxicity value used to derive PNEC value. N.a: not available, ELS: early life stage, dph: day post hatch

174 각물질의신뢰할만한독성자료를이용하여가장민감한 NOEC 값을결정한뒤이에 적절한평가계수를적용하여예측무영향농도 (PNEC) 값을도출하였다 ( 표 53). 평가계수 (Assessment factor; AF) 는 European Communities (2011) 에따라결정되었다. Clarithromycin의경우기본세트 (base set) 의세영양단계에해당하는급성독성자료와일부만성독성자료가존재한다. 본연구를통해 clarithromycin에대한어류의만성독성값이생산되어, 세영양단계에서의가용한만성독성값을확보하였다. 국립환경과학원의 2014년연구보고서에서는, Isidori et al. (2005) 의조류의 72 시간성장저해 EC 50 값인 mg/l에평가계수 50을적용하여, clarithromycin의 PNEC값을 mg/l로도출하였다. 그러나본연구를통해어류에서만성독성값이생산되면서 base set (fish, Daphnia, algae) 의급만성독성값이모두확보되었다. 또최근 Watanabe et al. (2016) 이보고한연구에서 P. subcapitata에서조류의 72시간 NOEC값이 mg/l로제안하면서조류의급성독성값이아닌만성독성값을이용한 PNEC 도출이가능하게되었다. 따라서가장낮은만성 NOEC mg/l에평가계수 10을적용하여 clarithromycin의 PNEC값을 mg/l, 즉 μg/l로새롭게산정하였다. Metformin의경우기존스위스 EAWAG의 dossier (2013) 에서각각평가계수 10을사용하여 AA-EQS는 1 mg/l, MAC-EQS는 9.1 mg/l로제시한바있다. 스위스 dossier에서는 AA-EQS를도출할때 EMA 2011년보고서에서제안한 D. rario의만성 NOEC값인 10 mg/l를사용하였으나, 시험최대농도에서까지영향이나타나지않았기때문에이값은정확하지않다고기술하였다. 본연구에서는 O. latipes를이용한초기생장단계독성성시험에서최고시험농도인 300 mg/l에서만치사영향이나타나 metformin의 NOEC값울그다음농도인 100 mg/l로결정하였다. 그러나이값은 2013년 EMA 보고서에서제안한 P. promelas의만성 NOEC 10 mg/l보다높은수치이다. 따라서본연구에서는가장민감한 NOEC값인 10 mg/l (EMA, 2013) 에평가계수 10을사용하여 metformin의 PNEC을 1 mg/l, 즉 1,000 μg/l로최종제안하였다. 여러 benzalkonium chloride 중본연구에서독성시험을수행한 BKC-C 12 +BKC-C 14 (CAS No ; 이하 BKC로표기 ) 의가용한생태독성자료를이용하여 PNEC값을도출하였다. Daphnia와어류에서만성독성값이존재하므로 BKC의평가계수를 50로결정하였으며이값을 Lavorgna et al. (2016) 의 D. magna의 21일생식저해 NOEC mg/l (=0.070 μg/l) 에적용하여 benzalkonium chloride의최종 PNEC값을 μg/l로도출하였다

175 표 54. 평가대상의약 ( 외 ) 품성분의예측무영향농도 (PNEC) 산정 Chemical Species Test duration/endpoint Parameter Conc. (μg/l) Reference AF a PNEC (μg/l) CTM P. subcapitata 72 h/growth inhibition NOEC 2.45 Watanabe et al., 2016 MFM P. promelas 30 dph/time to hatch, NOEC 10,000 EMA, ,000 hatchability, length, weight, survival BKC D. magna 21 d/reproduction inhibition NOEC 0.07 Lavorgna et al., a 평가계수는 European Communities(2011) 에따라결정됨

176 (2) 평가대상의약물질의환경중실측농도또는예측환경농도 ( 가 ) 국내외물환경실측환경농도 (MEC) 평가대상의약물질에대한국내물환경실측환경농도정보를표 54 에나타내었다. 두 평가대상의약물질 clarithromycin 과 metformin 중국내모니터링정보가존재하는물질 은 clarithromycin 뿐이었다 (Kim et al., 2009b; NIER, 2011a; NIER, 2012a; NIER, 2013a). 표 55. 국내지표수중 clarithromycin 의검출농도 지표수실측농도 (μg/l) 의약물질 MEC mean MEC mean95%ucl MEC 상위95% MEC max CTM MEC: Measured environmental concentration, UCL: Upper confidence limit. 포괄적인생태위해성평가를위하여검출농도의평균 (MEC mean ) 및평균의 95% 신뢰구간상한치 (MEC mean95%ucl ), 전체누적빈도의상위 95% 값 (MEC 상위95% ), 최대값 (MEC max ) 을노출수준의다양한보수적인추정치로활용하였다. 각대상의약물질이조사된환경중잔류의약물질실태조사에서검출한계이하로나타나는경우, 검출한계이하의값을무시하면평균을과대평가하고, 0으로취급하여산정할경우에는오염도를과소평가하는결과가된다. 이러한부정확성을줄이기위해 Nehls and Akland (1973) 에의해제기된방법을적용하여각물질의검출한계를 2로나눈값을검출한계이하인자료에대입하여각추정치산정에사용하였다. Clarithromycin의경우, 국립환경과학원에서보고한우리나라지표수검출수준를종합한결과실측환경농도의평균값은 μg/l, 평균의 95% 신뢰구간상한치는 μg/l, 전체누적빈도의상위 95% 값은 μg/l, 최대검출수준은 μg/l였다 (NIER, 2011a; 2012a; 2013a). 당뇨병치료제인 metformin 이나의약외품성분인 benzalkonium chloride 의경우국내 물환경에서검출수준이보고되지않았다. 평가대상물질들의국내물환경실측환경농도가 clarithromycin의정보로제한되어있기때문에나머지물질들의정량적위해성평가가불가능하다. 따라서국내뿐아니라해외문헌에서보고된 clarithromycin, metformin, benzalkonium chloride의물환경중검출농도를조사하여아래표 55에요약정리하였다

177 표 56. 국내외지표수및하수처리장배출수중의약 ( 외 ) 품성분 3 종의검출농도자료 Chemical Source Country Type MEC (µg/l) Reference Clarithromycin Surface water Korea Mean NIER, 2011a; 2012a; 2013a Korea Mean Kim et al., 2009b Korea Maximum NIER, 2011 Spain Median Valcárcel et al., 2011 Spain Maximum 1.73 Valcárcel et al., 2011 Effluent Korea Mean Kim et al., 2012 Canada Median Kleywegt et al., 2016 Canada Maximum 10.4 Kleywegt et al., 2016 Metformin Surface water Malaysia Median Al-Odaini et al., 2011 Malaysia Max 0.19 Al-Odaini et al., 2011 German Median 0.42 Scheurer et al., 2009 German Max 1.7 Scheurer et al., 2009 USA Median Blair et al., 2013a USA Max 9.2 Blair et al., 2013a USA Median 0.11 Kolpin et al., 2002 USA Max 0.15 Kolpin et al., 2002 Effluent Malaysia Median Al-Odaini et al., 2011 Malaysia Max Al-Odaini et al., 2011 USA Median 26 Blair et al., 2013b USA Max 47 Blair et al., 2013b German Median 11 Scheurer et al., 2009 German Max 21 Scheurer et al., 2009 Benzalkonium Surface water Austria Maximum 1.9 Martínez-Carballo et al., 2007 chloride (C 12 ) USA Maximum 1.34 Ferrer and Furlong, 2001 Effluent Austria Mean Clara et al., 2007 Austria Maximum Clara et al., 2007 Austria Median Martínez-Carballo et al., 2007 Austria Maximum 2.1 Martínez-Carballo et al., 2007 USA Maximum 5.82 Ferrer and Furlong, 2001 Benzalkonium Surface water USA Maximum 2.38 Ferrer and Furlong, 2001 chloride (C 14 ) Effluent Austria Mean Clara et al., 2007 Austria Maximum Clara et al., 2007 Austria Median Martínez-Carballo et al., 2007 Austria Maximum 0.86 Martínez-Carballo et al., 2007 USA Maximum 36.6 Ferrer and Furlong,

178 ( 나 ) 인체용의약물질의예측환경농도 (PEC) Clarithromycin과 metformin의예측환경농도 (PEC corr, 2014년도기준 ) 를계산하기위하여의약물질의국내유통량은한국제약협회에서제공받은 2014년의약품의생산실적자료를활용하여추산하였다. 2014년 12월기준행정자치부주민등록인구통계는총 51,327,916명이며 KOSIS 국가통계포털에따르면 2014년전국하수발생량은 16,256, m 3 / 일이다. 체외배출율과하수처리장제거효율은문헌값을이용하였다 (Ferrero et al., 1990; Lin et al., 2009; Oosterhuis et al., 2013; Tucker et al., 1981). Clarithromycin 과 metformin 의예측환경농도 (PEC corr, 2014년도기준 ) 는각각 μg/l, μg/l로도출되었다 ( 표 56). 표 57. 평가대상의약물질의물환경오염수준의보수적추정 물질 국내유통량 a 하수처리장 PEC corr LogK ow 체외배출율 (%) (kg/yr) 제거효율 (%) (μg/l) CTM 25, MFM 580, a 국내유통량은 2014 년의약물질성분별생산량자료를사용 한편, 2014년국립환경과학원연구에서는 2011년의의약물질생산량정보와 EPIsuite 소프트웨어로추정한체외배설율 ( 대사율고려 ) 등을사용하여 clarithromycin의 PEC corr 를 μg/l로제시한바있다 (NIER, 2014). 이는 2014년정보를기준으로새로도출한예측환경농도인 μg/l와비슷한수준이다. 표 57은우리나라주요하천의유량자료등을고려하여농도추정모형 PhATE TM 를이용하여산정한예측환경농도를보여주고있다. 해당하천별로구역 (segment) 을나누어각구역별로예측환경농도를추정한결과는부록 2에제시되어있다. 아래의표 57은연평균유량을적용할경우가장높은예측농도를보인구역의값 (PEC PhATEmax ) 을요약한것이다. 표 58. PhATE TM 추정값의최대치 (2014 년기준 ) 모형을이용한평가대상의약물질의우리나라주요하천중오염수준 ( 단위 : μg/l) 물질 한강 금강 영산강 낙동강 PEC PhATEmax CTM MFM 부록 2와표 57의결과에서나타난것처럼 clarithromycin과 metformin 모두영산강의유입지점에서 PEC PhATEmax 가확인되었다. 이지점이후로두물질의농도는자연적인희석과정을통하여다음유입이있을때까지감소하는경향을보인다. 즉, 최고농도는

179 환경중희석된농도라기보다하수처리장배출의영향을크게받은지표수의예측 농도수준을반영한다. 국내에서 benzalkonium chloride의사용량또는유통량정보는구할수없었다. 따라서기존문헌에서보고된터키의연간사용량인 31,000 kg/yr을동일식에적용하여터키에서의 benzalkonium chloride의예측환경농도 (PEC) 를 0.62 μg/l로추정하였다 (Oğuz and Mihçiokur, 2014)

180 (3) 위해도정량화및기존위해성평가결과와종합비교 국내물환경검출농도와예측환경농도를토대로평가대상물질 3 종의유해지수를 산정한결과는표 58 과같다. Clarithromycin 은국내물환경실측농도최댓값 (MEC max ) 를기준으로한 위해성평가에서유해지수가 1 이상으로산출되어국내지표수에서생태위해우려가있는 것으로나타났다. Metformin의경우국내환경에서검출사례는보고된바가없으나국내생산량자료에근거한예측환경농도를이용하여유해지수를산정하였다. 예측환경농도에기반한 metformin의유해지수는 0.1 미만으로국내환경에서위해가능성은미미한것으로예측되었다. 그러나본연구의어류초기생장단계독성시험과성체노출시험에서 metformin의내분비계장애가능성이제시되었으므로, 이물질의저농도장기노출에따른생태계영향에대한추가연구가필요하다. Benzalkonium chloride 이경우문헌검토를통해국내의오염수준을자료를확보할수 없었다

181 표 59. 국내노출자료에근거한평가대상의약 ( 외 ) 품성분의유해지수산정 의약 ( 외 ) 품성분 국내환경중실측농도 a (μg/l) 예측환경농도 (μg/l) PNEC (μg/l) MEC mean MEC mean95%ucl MEC 상위95% MEC max PEC corr PEC PhATEmax 에근거 MEC mean MEC mean95%ucl 에근거 유해지수 (HQ) MEC 상위95% MEC max 에근거에근거 PEC corr 에근거 PEC PhATEmax 에근거 Clarithromycin Metformin NA NA NA NA Benzalkonium chloride NA NA NA NA NA NA NA, not available. a 우리나라지표수실측수준 (NIER, 2011a; 2012a; 2013a)

182 한편, metformin 과 benzalkonium chloride 의경우국내환경중가용한측정농도가없었 으므로, 국외에서보고된최대노출자료를토대로보수적인유해지수를산정하였다 ( 표 59). 표 60. 국외노출자료에근거한평가대상의약 ( 외 ) 품성분의유해지수산정 ( 국내환경중 측정농도가없는경우 ) 의약 ( 외 ) 품성분 국가 국외환경중최대실측농도 MEC max (μg/l) PEC corr (μg/l) PNEC (μg/l) 유해지수 (HQ) MEC max 에근거 PEC corr 에근거 Metformin 미국 9.2 a - 1, NA Benzalkonium chloride 미국 3.72 b 터키 c NA, not available. a 미국지표수실측수준 (Blair et al., 2013a) b 미국지표수실측수준 (Ferrer and Furlong, 2001) c 터키에서의예측환경농도 (Oğuz and Mihçiokur, 2014) 미국지표수에서최대검출수준에근거한 metformin 의유해지수는국내환경에서와 마찬가지로 0.1 미만이었다. Benzalkonium chloride의유해지수는국외물환경검출농도와예측환경농도기준으로산출한결과모두 100 이상으로매우높게산정되었다. 이물질은여러알킬기를갖는다양한물질을통칭하는것으로본연구에서는사용량이많다고알려진 BKC-C 12 와 BKC-C 14 만을대상으로위해성평가를수행하였다. Benzalkonium chloride의경우앞선두의약물질에비해생태독성자료가현저히부족하고, 국내환경에서오염수준에대한정보가부재하므로이물질의정량적인생태위해성평가를위해서는추가적인독성연구와모니터링이필요하다

183 3. 환경노출자료생산및생태위해도결정 가. A 지역물환경의의약물질검출수준 2016 년 9 월 27 일최종평가대상지역인 A 지역의물환경 12 개지점에서각지점별로 2 L 이상의수질시료를수집한뒤, 24 종의인체용 동물용의약물질과 1 종의의약외품 보존제성분의검출수준을분석하였다. 표 60과같이 acetaminophen, clarithromycin, diclofenac, diphenhydramine, fenbendazole, florfenicol, ibuprofen, mefenamic acid, metformin, roxithromycin, sulfadimethoxine, sulfamerazine, sulfamethazine, sulfamethoxazole, sulfathiazole 등총 15종의의약물질이 A 지역의물환경에서검출되었다. 나머지 9종의물질들은모든시료수집지점에서검출한계이하로나타났다

184 표 61. A 지역물환경중의약물질농도 (µg/l) 지점코드 의약물질 Acetaminophen Clarithromycin Diclofenac Diphenhydramine Fenbendazole Florfenicol Ibuprofen Mefenamic acid LOD (µg/l) A01 점오염원인근지천시작지점 ND A02 점오염원인근지천끝지점 ND A03* 우수관거 ND ND A04 A05 A06 A07* A08 A09 1 차합류부 : 점오염원인근지천과우수관합류직후 점오염원인근지천과소하천합류직전 2 차합류부 : 점오염원인근지천과소하천합류직후 점오염원의영향을받기전소하천상류 2 차합류부로부터약 200 m 하류지점 2 차합류부로부터약 1.4 km 하류지점 ND ND ND ND ND ND A10 소하천과지방 2 급하천합류직전 A11 A12* 3 차합류부 : 소하천과지방 2 급하천합류직후 점오염원의영향을받기전지방 2 급하천상류 LOD, limit of detection; ND, below limit of detection. * 점오염원의영향을직접적으로받지않는지점 ND ND

185 표 60. A 지역물환경중의약물질농도 (µg/l) ( 계속 ) 지점코드 의약물질 Metformin Roxithromycin Sulfadimethoxine Sulfamerazine Sulfamethazine Sulfamethoxazole Sulfathiazole LOD (µg/l) A01 점오염원인근지천시작지점 ND ND ND ND ND A02 점오염원인근지천끝지점 ND ND ND ND A03* 우수관거 ND ND A04 1 차합류부 : 점오염원인근지천과우수관합류직후 ND ND A05 점오염원인근지천과소하천합류직전 ND ND A06 2 차합류부 : 점오염원인근지천과소하천합류직후 ND ND A07* 점오염원의영향을받기전소하천상류 ND ND ND ND ND ND A08 2 차합류부로부터약 200 m 하류지점 ND ND A09 2 차합류부로부터약 1.4 km 하류지점 ND ND ND A10 소하천과지방 2 급하천합류직전 A11 A12* 3차합류부 : 소하천과지방2급하천합류직후점오염원의영향을받기전지방2급하천상류 LOD, limit of detection; ND, below limit of detection. * 점오염원의영향을직접적으로받지않는지점 ND ND ND ND ND

186 A 지역물환경에서검출된의약물질중에서특히높은농도로검출된물질은 acetaminophen ( μg/l), ibuprofen ( μg/l), metformin ( μg/L), mefenamic acid ( μg/l), diclofenac ( μg/l), clarithromycin( μg/l), florfenicol ( μg/l) 이었다. 나머지물질들의최대검출수준은 1 μg/l 이하였다. A 지역물환경에서 1 μg/l 이상검출된의약물질 7종에대하여시료수집지점별오염수준을그림 41에나타냈다. (A) (B) (C) 그림 41. A 지역물환경에서높게검출된의약물질 7 종의지점별농도변화 ( 계속 ). * 점오염원의영향을직접적으로받지않는지점. (A) acetaminophen, (B) ibuprofen, (C) metformin

187 (D) (E) (F) (G) 그림 41. A 지역물환경에서높게검출된의약물질 7 종의지점별농도변화 ( 계속 ). * 점오염원의영향을직접적으로받지않는지점. (D) mefenamic acid, (E) diclofenac, (F) clarithromycin, (G) florfenicol

188 그림 41에서나타난것처럼 A 지역물환경에서 1 μg/l 이상검출된의약물질 7종중 florfenicol을제외한나머지 6종의약물질의경우점오염원인근지천시작지점 (A01) 에비해끝지점 (A02) 에서오히려검출농도가높아졌다. 전반적으로의약물질들의오염수준은 A04부터 A09 지점까지비교적높게유지되다가하류로갈수록희석되어 (A10, A11) 점점농도가낮아지는경향을보였다. 의약외품살균보존제로사용되는 benzalkonium chloride (BKC) 의 A 지역물환경에서검출수준을확인하였다 ( 표 61). A 지역물환경에서 BKC-C 12 와 BKC-C 14 두종류의 benzalkonium chloride의농도를합한총농도는 μg/l 수준으로나타났다. Benzalkonium chloride의농도는점오염원인근지천끝지점 (A02) 에서크게높아졌다가우수관거 (A03) 이나점오염원의영향을받기전소하천상류 (A07) 과합류하면서희석되는경향을보였다 ( 그림 42). 표 62. A 지역물환경중의약외품 benzalkonium chloride 농도 (µg/l) Benzalkonium Benzalkonium 지점의약물질 C 12 +C 14 chloride (C 12 ) chloride (C 14 ) 코드 LOD (µg/l) A01 점오염원인근지천시작지점 A02 점오염원인근지천끝지점 A03* 우수관거 ND A04 1 차합류부 : 점오염원인근지천과우수관 합류직후 A05 점오염원인근지천과소하천합류직전 A06 2차합류부 : 점오염원인근지천과소하천합류직후 A07* 점오염원의영향을받기전소하천상류 A08 2차합류부로부터약 200 m 하류지점 A09 2차합류부로부터약 1.4 km 하류지점 A10 소하천과지방2급하천합류직전 A11 A12* 3차합류부 : 소하천과지방2급하천합류직후점오염원의영향을받기전지방2급하천상류 LOD, limit of detection; ND, below limit of detection. * 점오염원의영향을직접적으로받지않는지점

189 그림 42. A 지역물환경에서의약외품보존제 benzalkonium chloride 의지점별농도 변화. * 점오염원의영향을직접적으로받지않는지점. 시료수집당시하루종일약한비가내렸기때문에배출수의지표면유출 (surface runoff) 이일어났을가능성이있다. 일반적으로제약공장의약품생산이배치식으로이루어지는점을고려할때, 폐수처리장에서처리후배출되는잔류의약물질의종류는시점에따라크게영향을받을것으로추정된다. 본연구에서시료를수집한 A 지역의물환경인근에는제약공장뿐아니라인근에초등학교와목장등이위치해있어이들오염원으로부터배출된의약물질의영향을받았을가능성이있다. A 지역물환경의위해도를정밀하게파악하기위해서는시기를고려한일련의 추가적인환경모니터링을여러정점을대상으로수행하는것이필요하다

190 나. 정량적생태위해도결정 2016년 9월 27일에수집한수질시료중 1개이상지점에서검출한계이상으로검출된 15종의의약물질 (acetaminophen, clarithromycin, diclofenac, diphenhydramine, fenbendazole, florfenicol, ibuprofen, mefenamic acid, metformin, roxithromycin, sulfadimethoxine, sulfamerazine, sulfamethazine, sulfamethoxazole, sulfathiazole 등 ) 에대하여 A 지역물환경에서의정량적생태위해성평가를수행하였다. (1) 예측무영향농도산출 A 지역물환경에서검출된 15종의약물질의예측무영향농도를산출하기위하여문헌에보고된생태독성정보를수집하고 European Communities (2011) 의지침에따라적절한평가계수를결정하였다. 15종의약물질의예측무영향농도정보는다음표 62에나타내었다

191 표 63. A 지역물환경에서검출된의약물질 15종의예측무영향농도 (PNEC) 산정 Chemical Species Test duration/endpoint Parameter Conc. (μg/l) Reference AF 1) PNEC (μg/l) Acetaminophen D. rerio 42 d/reproduction NOEC 0.5 Galus et al., Clarithromycin P. subcapitata 72 h/growth inhibition NOEC 2.45 Watanabe et al., Diclofenac D. rerio 34 d/survival NOEC 336 Memmert et al., Diphenhydramine D. magna 21 d/reproduction NOEC 0.12 Meinertz et al., Fenbendazole D. magna 24 h/growth NOEC 0.63 Oh et al., Florfenicol D. magna 21 d/growth NOEC 800 Martins et al., , Ibuprofen P. subcapitata 72 h/growth inhibition NOEC 10 Brun et al., Mefenamic acid D. rerio 32 dpf/growth NOEC 10 Jung Collard et al., Metformin P. promelas 30 dph/time to hatch, NOEC 10,000 EMA, , hatchability, length, weight, survival Roxithromycin P. subcapitata 72 h/survival NOEC 10 Yang et al., Sulfadimethoxine S. capricornutum 72 h/growth inhibition NOEC 529 Eguchi et al., Sulfamerazine S. vacuolatus 24 h/growth inhibition EC 50 11,900 Białk-Bielin ska et al., Sulfamethazine P. subcapitata 72 h/growth inhibition EC Yang et al., Sulfamethoxazole S. leopolensis 96 h/growth inhibition NOEC 5.9 Ferrari et al., Sulfathiazole D. magna 21 d/reproduction NOEC 2220 Ji et al., ) Assessment factor derived according to European Communities (2011)

192 (2) 평가대상의약물질의환경중실측농도 A 지역물환경중의약 ( 외 ) 품성분의농도를이용하여 ( 표 60, 61) 평가대상의약물질의 A 지역물환경에서환경중실측농도의중위수와최댓값을각각계산하였다. MEC의중위수를계산할때, 검출한계이하의값을무시하면평균을과대평가할수있고, 0으로계산할경우과소평가할수있다. 이러한부정확성을줄이기위하여 ND인지점 Nelhs and Akland (1973) 에따라각의약물질의검출한계를 2로나눈값을추정치산정에사용하였다. (3) 위해도정량화및기존위해성평가결과와종합비교 A 지역에서평가대상의약물질의정량적생태위해도산출결과는다음표 63 과같다. 잠재오염원의방류수가흘러가는지류에서오염우심지점의수준을보이기위하여중위수와 측정된최댓값을위해도산출에사용하였다. 표 64. A 지역물환경을대상으로한평가대상의약물질 15종의정량적생태위해도결정 의약물질 MEC (µg/l) HQ PNEC 중위수최댓값중위수최댓값 (µg/l) 에근거에근거 Acetaminophen Clarithromycin Diclofenac Diphenhydramine Fenbendazole Florfenicol Ibuprofen Mefenamic acid Metformin Roxithromycin Sulfadimethoxine Sulfamerazine Sulfamethazine Sulfamethoxazole Sulfathiazole 환경중실측농도최댓값을이용하여산정한결과에따르면 A 지역오염원의방류수가흘러가는지류에서는일부의약물질 7종 (acetaminophen, clarithromycin, diclofenac, diphenhydramine, florfenicol, ibuprofen, mefenamic acid) 의경우유해지수 (HQ) 가 1 이상으로나타났다. 환경중실측농도최댓값에근거한유해지수가 0.1 이상 1 미만인물질도 fenbendazole, roxithromycine, sulfamethazine, sulfamethoxazole의 4종이었다. 특히환경

193 중실측농도의중위값에근거한유해지수가 1 이상로산정된의약물질도 acetaminophen, clarithromycin, diphenhydramine, ibuprofen, 및 mefenamic acid으로파악되었다. 따라서 A 지역에서일부의약물질에의한생태위해가능성이있는것으로판단된다. 한편 metformin, sulfadimethoxine, sulfamerazine, Sulfathiazole의경우유해지수가 0.1 미만으로위해성이낮게예측되었다. 의약외품에사용되는살균보존제성분 benzalkonium chloride의 A 지역물환경의생태위해성평가를수행하였다 ( 표 64). 평가대상지역에서 benzalkonium chlrodie의환경중실측농도의중위수와최댓값에근거한위해성평가에서모두유해지수가 1보다훨씬높게산정되어이물질의환경노출에대한추가적인확인조사와이에따른생태위해성관리가필요함을시사하였다. 표 65. A 지역물환경을대상으로한 benzalkonium chloride의정량적생태위해도결정 MEC (µg/l) HQ PNEC 물질중위수에최댓값에중위수최댓값 (µg/l) 근거근거 Benzalkonium chloride 본연구에서도출한 A 지역의위해성평가결과의해석에는다음과같은사항이고려하여야한다. 본연구에서사용한환경중실측농도는단 1회 (2016년 9월 27일 ) 채취한시료에대한분석결과다. 제약공장의약품생산공정은일반적으로배치식으로이루어지므로, 시기별로방류되는의약물질의종류와양은크게달라질수있다. 오염도의대표성을확보하기위해서는이지역에서추가적인시료수집과분석이반드시수행되어야한다. 따라서 A 지역의의약물질오염현황을실질적으로파악하고, 관리대책을마련하기위해서는시기에따른추가적인환경모니터링이필요하다

194 4. 기존사업결과검토및최신독성시험자료를바탕으로한생태위해성평가 기존용역사업에서평가한 30종의의약물질에대해최신독성자료를활용하여예측무영향농도 (PNEC) 를재산출하였다 ( 표 65). 평가계수는 2011년 European Communities에서발간한지침에따라산정하였으며의약물질의생산량정보역시 2014년생산실적자료를활용하여업데이트하였다. 최신독성자료와위해성평가지침을활용하였을때대부분의의약물질의 PNEC값이수정되었다. PNEC값이업데이트된의약물질은 acetaminophen, ibuprofen, lincomycin, oxytetracycline, sulfamethazine, diclofenac, chlortetracycline, sulfathiazole, ciprofloxacin, mefenamic acid, tylosin, enrofloxacin, naproxen, neomycin, fenbendazole, propranolol, clarithromycin, vancomycin 18종이었다. 이중에서 잔류의약물질의환경위해성평가사업검토결과 (NIER, 2008b; 2009b; 2010b; 2011b; 2012b; 2013b; 2014) 우선순위로선정된 7종의약물질 (bacitracin, clarithromycin, diphenhydramine, fenbendazole, florfenicol, neomycin, roxtirhomycin) 에대하여과학원용역사업에서보고된우리나라지표수실측수준 (NIER, 2006; 2007; 2008a; 2009a; 2010a; 2011a; 2012a; 2013a) 을이용하여수생태계유해지수를재산출하였다 ( 표 66). 7종의우선순위의약물질중국내지표수에서보고된환경농도를기준으로수생태계유해지수가 1 이상으로평가된물질은없었다. Clarithromycin, fenbendazole, florfenicol, neomycin의유해지수는 1보다낮게평가되었다. Bacitracin, diphenhydramine, roxithromycin의경우가용한국내환경중실측농도가부재하여유해지수를산정할수없었다. 30 종의의약물질에대한최신독성자료와환경중실측농도는부록 3 에정리하였다

195 표 년에수행한평가대상의약물질 30 종의최신독성자료를이용한 PNEC 도출 수행연도 물질명 Log Kow 생산량 (kg/yr) a PNEC 산정 종명 관측지표 독성값 (μg/l) 참고문헌 평가계수 b PNEC (μg/l) 2008 Acetaminophen ,097,363 D. rerio 42 d, reproduction NOEC 0.5 Galus et al., Ibuprofen ,869 O. latipes 120 dph, survival NOEC 0.1 Han et al., Lincomycin - 18,302 P. subcapitata 72 h, growth inhibition EC Isidori et al., Oxytetracycline ,951 P. subcapitata 72 h, growth inhibition EC Isidori et al., Sulfamethazine - 12,987 P. subcapitata 72 h, growth inhibition EC Yang et al., Diclofenac ,002 D. rerio 34 d, survival NOEC 336 Memmert et al., Chlortetracycline ,390 S. capricornutum 7 d, growth inhibition EC Halling-Sorensen, Erythromycin ,524 S. capricornutum 72 h, growth inhibition NOEC 10.3 Eguchi et al., Sulfathiazole - 22,035 D. magna 21 d, reproduction NOEC 2220 Ji et al., Acetylsalicylic acid ,288 D. magna 21 d, reproduction NOEC 1,000 Marques et al., 2004a Cimetidine ,720 M. macrocopa 7 d, reproduction NOEC 1,100 Lee et al., Ciprofloxacin - 17,402 D. magna 21 d, survival NOEC 630 NIER, 2010b Mefenamic acid ,018 D. rerio 32 d, juvenile growth NOEC 10 Jung Collard et al., Tylosin - 38,278 M. aeruginosa 7 d, growth inhibition EC Halling-Sørensen, Amoxicillin ,938 O. latipes 40 d, juvenile survival NOEC 1,110 NIER, 2011b Enrofloxacin ,813 D. magna 21 d, growth inhibition NOEC 110 NIER, 2011b Gemfibrozil C. dubia 7 d, reproduction NOEC 78 Isidori et al., Naproxen ,337 M. macrocopa 7 d, reproduction NOEC 370 NIER, 2011b Neomycin ,516 D. magna 21 d, reproduction NOEC 30 Park and Choi, Fenbendazole ,928 D. magna 21 d, growth NOEC 0.63 Oh et al., Metoprolol O. latipes 30 dph, growth NOEC 33 NIER, Propranolol ,192 H. azteca 27 d, reproduction NOEC 1.0 Huggett et al., Ibuprofen ,869 O. latipes 120 dph, survival NOEC 0.1 Han et al., Oxytetracycline ,951 P. subcapitata 72 h, growth inhibition EC Isidori et al., Chlortetracycline ,390 S. capricornutum 7 d, growth inhibition EC Halling-Sorensen, Amoxicillin ,938 O. latipes 40 d, survival NOEC 1,110 NIER, 2011b Bacitracin - 1,663 D. magna 48 h, LC 50 30,000 Brambilla et al., Florfenicol ,495 S. vacuolatus 72 h, growth inhibition EC 50 18,000 Kołodziejska et al., Diphenhydramine ,454 D. magna 21 d, survival NOEC 0.12 Meinertz et al., Roxithromycin ,770 P. subcapitata 72 h, survival NOEC 10 Yang et al., Clarithromycin ,583 P. subcapitata 72 h, growth inhibition NOEC 2.45 Watanabe et al., Acetaminophen ,097,363 D. rerio 42 d, reproduction NOEC 0.5 Galus et al.,

196 Cephradine D. rerio 30 dph, Juvenile survival NOEC 9 NIER, Vancomycin ,507 P. subcapitata 72 h, growth inhibition EC Magdaleno et al., Ibuprofen ,869 O. latipes 120 dph, survival NOEC 0.1 Han et al., Mefenamic acid ,018 D. rerio 32 dpf, juvenile growth NOEC 10 Jung Collard et al., Tylosin ,278 M. aeruginosa 7 d, growth inhibition EC Halling-Sørensen, Cefadroxil ,316 D. rerio 30 dph, Juvenile survival NOEC 1,300 NIER., NA: Not Available a 2014년인체용의약품과동물용항생제생산실적을이용하여도출한생산량. b European Communities (2011)

197 표 67. 우선순위의약물질 7 종의수생태계유해지수재산정결과 물질명 환경중실측농도 a (µg/l) PNEC b 재산정한유해지수 (HQ) (µg/l) MEC mean MEC 95%UCL MEC mean MEC 95%UCL 에근거에근거 Bacitracin NA NA 30 NA NA Clarithromycin Diphenhydramine NA NA NA NA Fenbendazole Florfenicol Neomycin Roxithromycin <LOD <LOD 0.2 NA NA NA, not available; <LOD, below limit of detection. a 년우리나라지표수실측수준 (NIER, 2006; 2007; 2008a; 2009a; 2010a; 2011a; 2012a; 2013a). b 2016년까 지국내외문헌에서보고된독성자료와 European Communities (2011) 지침의평가계수를이용하여도출한값. 기존연구용역사업에서도출한유해지수와당해연도연구에서재산정한유해지수를 비교하여표 67 에나타냈다. 표 68. 우선순위의약물질 7 종의기존연구와당해연도연구에서재산정한유해지수비교 물질명 기존사업 a 에서보고한 유해지수 (HQ) MEC mean MEC 95%UCL MEC mean 재산정한 유해지수 (HQ) b MEC 95%UCL 수행연도 에근거 에근거 에근거 에근거 Bacitracin 2013 NA NA NA NA Clarithromycin Diphenhydramine 2014 NA NA NA NA Fenbendazole Florfenicol Neomycin Roxithromycin 2014 NA NA NA NA NA, not available. a 잔류의약물질의환경위해성평가사업 (NIER, 2008b; 2009b; 2010b; 2011b; 2012b; 2013b; 2014). b 년우리나라지표수실측수준 (NIER, 2006; 2007; 2008a; 2009a; 2010a; 2011a; 2012a; 2013a) 과 2016 년까지 국내외문헌에서보고된독성자료및 European Communities (2011) 지침의평가계수를이용하여도출한값. 재산정결과유해지수가수정된의약물질은 clarithromycin 과 fenbendazole 이었다. Clarithromycin 과 fenbendazole 은유해지수가 0.5 이상에서 수준으로감소하였다

198 3 절. 주요위해우려의약물질의관리기준 ( 안 ) 제시 1. 우리나라주요위해우려의약물질선정 주요위해우려의약물질의관리기준 ( 안 ) 제시를위하여가용한독성자료및노출자료가충분히존재하면서, 생태계위해영향이높은물질을다음과같은방법으로선정하였다. 먼저주요하천에서위해우려가높은의약물질을포함하기위하여지경희등 (2016) 의연구에서국내우선순위관리물질로제안한 13종을정리하였다. 한편, 오염우심지역에서의위해우려를반영하기위하여연구용역사업 2014년보고서 (NIER, 2014) 에서 1개이상의오염우심지역에서최대실측농도를기준으로산출한유해지수 (HQ) 가 1 이상인물질 8종을정리하였다. 이때두연구에서공통적으로위해우려물질로제안된물질은 acetaminophen 과 sulfamethoxazole이었다 ( 그림 43). 그림 43. 주요하천과오염우심지역에서유해지수가 1 이상으로산출된물질. 두의약물질 acetaminophen 과 sulfamethoxazole 을대상으로물질보고서 (dossier) 를 작성하고수계관리기준을제안하였다. 2. 물질보고서 (dossier) 작성및관리기준 ( 안 ) 도출 가. 국내외의약물질보고서조사 스위스의연방물과학기술위원회 (Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, EAWAG) 는그림 44와같이물질별보고서 (dossier) 를작성하여제시하고있다. 이보고서는대상물질의이화학적인특성과기본적인배경정보, 유해성자료요약, 수질기준의도출등으로구성되어있다

199 그림 44. Ciprofloxacin 의보고서표지 ( 왼쪽 ) 와수집된영향농도정보요약 ( 오른쪽 ). 수집된정보를바탕으로물질의급성독성근거환경기준 (MAC-EQS, maximum allowable concentration) 또는만성독성근거환경기준 (AA-EQS, annual average concentration) 을도출한다. 특히 AA-EQS은방류수를통한화학물질의지속적인환경유입을고려할때장기적인오염영향으로부터담수생물을보호하기위한기준으로활용될수있다. 도출된 EQS는독립적인연구자들의검토와의견교환을통해최종제안된다 ( 그림 45)

200 그림 45. 스위스의의약물질환경질기준 ( 안 ) 도출을위한절차. EQS: Environmental quality standard, TGD: Technical guidance document, WG E: Working group E, MG-meeting: Multilateral group-meeting. 스위스 EAWAG은 28종의의약물질과합성에스트로겐을비롯하여살충제, 공업용화학물질등여러환경오염물질에대한수질기준 (Quality Standards) 을제안하였다 ( 표 68). 어떤물질의환경농도가제안된수질기준을초과한다면이물질은담수생물에서위해영향을나타낼가능성이있는것이다. 표 69. 스위스 Ecotox Centre EAWAG-EPFL 이제안하는급성및만성수질기준 Substance Pharmaceuticals and steroidal estrogens 급성수질기준 (MAC-EQS) 만성수질기준 (AA-EQS) 단위 µg/l 단위 µg/l 17-alpha-Ethinylestradiol not proposed 3.7x beta-Estradiol not proposed 4.0x10-4 Atenolol Azithromycin (*) Bezafibrate (*) Carbamazepine ,11 Dihydro-10,11-Dihydroxy-Carbam at present not possible at present not possible azepine Ciprofloxacin Clarithromycin (*) Diatrizoate at present not possible at present not possible (3,5-diacetamido-2,4,6-triiodobenzoic acid) Diclofenac not proposed 0.05(*) Erythromycin Estron not proposed 3.6x10-3 Ibuprofen (*) Iomeprol at present not possible at present not possible

201 Substance 급성수질기준 (MAC-EQS) 만성수질기준 (AA-EQS) 단위 µg/l 단위 µg/l Iopamidol at present not possible at present not possible Iopromide at present not possible at present not possible Irbesartan Mefenamic acid 40 4(*) Metformin Metoprolol Naproxen (*) Propranolol Sotalol at present not possible at present not possible Sulfamethazine 30# 30# Sulfamethoxazole Trimethoprim Valsartan Pesticides AMPA (degradation product) 1500# 1500# Azoxystrobin Bentazon Bentazon-N-Methyl Boscalid 11.6# 11.6# Carbendazim Chloridazon Chloridazon-desphenyl at present not possible 250 (degradation product) Chloridazon-methyl-desphenyl (degradation product) Chlortoluron Cypermethrin 6x10-4 8x10-5 Cyproconazol 1.25# 1.25# Cyprodinil 0.43# 0.43# 2,4-D Diethyltoluamid (DEET) Diazinon 0.015# 0.015# Dicamba Dimethoate Diuron Epoxiconazol 0.24 Ethofumesate Glyphosate Imidacloprid Iprovalicarb 190# 190# Irgarol (Cybutryn) Isoproturon Linuron MCPA Mecoprop-P Metalaxyl-M 98# 98# Metamitron 39 4 Metazachlor Methoxyfenozide Metribuzin Napropamid Nicosulfuron Pirimicarb Propamocarb 1030# 1030# Pyrimethanil 32 6 S-Metolachlor

202 Substance 급성수질기준 (MAC-EQS) 만성수질기준 (AA-EQS) 단위 µg/l 단위 µg/l Tebuconazole Terbuthylazine Terbutryn Thiacloprid Thiametoxam Triclosan 0.02# 0.02# Industrial chemicals Benzothiazol Benzotriazol Bisphenol A (BPA) not proposed 1.5 Bromate Methylbenzotriazol Nonylphenol Perfluorooctanesulfonate (PFOS) (*) (based on direct aquatic long-term toxicity)biota EQS = 9.1 µg/kg Complexing agents EDTA NTA * 잠재적으로 2차독성이발생할수있으나현재까지정량적으로고려되지않은물질 # 일부물질의경우만성환경기준 (AA-EQS) 과급성환경기준 (MAC-EQS) 이동일할수있다. 급성독성과만성독성간의차이가크지 않을때이런사례가발생한다. 급성독성결과에근거하여평가계수를적용하면, 만성독성결과에근거하여 PNEC값을추정한 것에비해더낮은 PNEC값이도출되게된다. 이런경우에대해, 지침은급성환경기준을만성환경기준수준으로조정하도록 정하였다

203 나. 관리기준 ( 안 ) 도출을위한보고서작성 본연구에서위해우려의약물질로선정된 acetaminophen와 sulfamethoxazole에대해유럽의사례를참고하여보고서 (dossier) 를작성하고, 환경관리기준 ( 안 ) 을시범적으로제시하였다. Acetaminophen과 sulfamethoxazole의상세한 dossier는각각부록 4, 5에제시하였다. 환경관리기준산정시평가계수는 European Communities (2011) 에따라결정하였다 ( 표 22). (1) Acetaminophen 의환경관리기준 ( 안 ) 연구결과, acetaminophen의만성독성근거환경기준 (AA-EQS) 은결정론적방법을사용하여가장민감한물벼룩의만성독성값인 0.32 mg/l에평가계수 10을적용하여 mg/l로도출하였다. 한편, 급성독성근거환경기준 (MAC-EQS) 의경우충분한급성독성자료를활용한종민감도분포 (SSD) 방법의적용이가능하였다 ( 그림 46). 그림 46에서전체종의 5% 에대하여 50% 의 ( 치사 ) 영향을나타내는 acetaminophen의농도 (HC5) 는 mg/l로도출되었다. SSD를이용한 MAC-EQS 도출에는기본적으로평가계수 10을사용한다 (European Communities, 2011, 51 쪽 ). Acetaminophen의 HC mg/l에평가계수 10을적용하여 MAC-EQS SSD 를 mg/l로산출하였다. 그림 46. Acetaminophen 급성독성자료를이용한종민감도분포그래프

204 Ÿ Acetaminophen 의만성독성근거환경기준 AA-EQS: mg/l Ÿ Acetaminophen 의급성독성근거환경기준 MAC-EQS SSD : mg/l 이는국내물환경에서검출된환경중농도범위와비교하였을때현저히높은수준이다. 국내지표수에서검출된 acetaminophen 이최대농도는 1.04 μg/l (NIER, 2012a), 하수처리장 방류수중최대농도는 0.16 μg/l (Han et al., 2006) 이었다. (2) Sulfamethoxazole 의환경관리기준 ( 안 ) Sulfamethoxazole 의만성독성근거환경기준 (AA-EQS) 은결정론적방법을사용하여, 가장민감한조류의만성독성값인 mg/l 에 (Ferrari et al., 2004) 평가계수 10 을 적용하여 mg/l, 즉 0.59 μg/l 로도출하였다. 한편, 급성독성근거환경기준 (MAC-EQS) 의경우충분한급성독성자료를활용한종민감도분포 (SSD) 방법의적용이가능하였다 ( 그림 47). 전체종의 5% 에대하여 50% 의 ( 치사 ) 영향을나타내는 sulfamethoxazole의농도 (HC5) 는 mg/l로도출되었다. SSD를이용한 MAC-EQS 도출에는기본적으로평가계수 10을사용한다 (European Communities, 2011, 51 쪽 ). Sulfamethoxazole의 HC mg/l에평가계수 10을적용하여 MAC-EQS SSD 를 mg/l로산출하였다. 그림 47. Sulfamethoxazole 급성독성자료를이용한종민감도분포그래프

205 Ÿ Sulfamethoxazole 의만성독성근거환경기준 AA-EQS: mg/l Ÿ Sulfamethoxazole 의급성독성근거환경기준 MAC-EQS SSD : mg/l 이는스위스 dossier에서 2013년에제시한환경기준과비슷한수준이다 (AA-EQS, 0.6 μg/l; MAC-EQS: 2.6 μg/l). 이결과는국내물환경에서검출된수준과비교하였을때일부지역에서 sulfamethoxazole 오염에따른만성독성가능성을시사한다. 국내지표수에서검출된 sulfamethoxazole이최대농도는 μg/l (NIER, 2010a), 하수처리장방류수중최대농도는 24.8 μg/l (Sim et al., 2011) 이었다

206 IV 장. 결론 본연구는우리나라환경중잠재적위해우려의약물질을선정하고, 적절한생태위해성관리를 위한과학적자료를축적하고, 위해성관리방안을제시하기위한목적으로수행되었다. 본 연구의주요결과는다음과같다. (1) 인체용 동물용의약 ( 외 ) 품의국내외관리제도현황 유럽과미국등선진국은신규인체용의약품의시장판매신청 (marketing authorization application) 을위해, 환경위해성평가결과보고서를제출해야한다. 유럽을비롯한대부분의나라에서동물용의약품에대한환경위해성평가는 VICH의지침에근거하여자발적으로수행한다. 유럽연합은유럽의물환경을보호하기위하여 2013년주요의약물질 (diclofenac, 17 alpha-ethinylestradiol (EE2), 17 beta-estradiol (E2)) 을포함한감시항목설정을제안하였다. 2015년 3월마크로라이드계항생물질 3종 (erythromycin, clarithromycin, azithromycin) 이추가로포함되었다. 감시항목으로설정된물질에대해서는주기적인환경모니터링을수행하여야한다. 현재까지우리나라에서환경위해성에근거한의약품의사전또는사후매체관리제도는마련되어있지않다. (2) 평가대상물질선정및유해성자료생산과생태위해성평가 의약품의유효성분, 즉의약물질 2 종과의약외품성분 1 종을평가대상물질로선정하여유해성 자료를생산하고정량적인생태위해성평가를수행하였다. 먼저 2013 년연구에서제안된인체용의약물질의우선순위선정기법과 2008 년부터 2014 년까지수행한잔류의약물질용역사업의결과를종합적으로고려하여, 항생제인 clarithromycin 과당뇨병치료제인 metformin 을평가대상의약물질로선정하였다. 의약외품성분중평가대상물질 1종을제안하기위하여, 살균보존제성분 5종을대상으로 in vitro 내분비계장애평가스크리닝을수행하였다. GH3 세포에서 butyl paraben ( 부틸파라벤 ) 의갑상선호르몬수용체와결합능을보였으며, H295R 세포에서 butyl paraben과 benzalkonium chloride( 염화벤잘코늄 ) 이성호르몬합성에영향을미치는것으로나타났다. 그러나부틸파라벤의독성연구는충분히확보되어있으므로, 독성정보의결손을고려하여 benzalkonium chloride( 염화벤잘코늄 ) 이의약외품성분중평가대상물질로최종선정하였다. 평가대상물질 clarithromycin, metformin, benzalkonium chloride의물벼룩과어류급만성독성시험을수행하였다. 세물질모두기존에보고된독성시험과유사한수준의급성독성을보였다. Clarithromycin과 benzalkonium chloride의경우본연구를통해어류초기생장단계

207 독성시험 NOEC값을새로제시함으로써결정론적위해성평가의불확실성 ( 평가계수 ) 을줄이는데기여하였다. Metformin의경우물벼룩과어류의생태독성을비교적낮게평가되었으나, 21일성체노출시험에서성호르몬변화가관찰되었다. 이결과는 metformin의내분비계장애가능성을시사한다. 3종의평가대상물질에대하여국내외에서보고된환경농도를바탕으로정량적인위해도 (HQ) 를평가하였을때, clarithromycin는국내에서최대농도로검출된지역에서유해지수가 1 이상으로나타났다. Metformin의경우생태독성값에근거한유해지수는비록 0.1 미만으로낮게나타났으나, 이물질의내분비계장애가능성을고려한저농도장기노출연구가필요한것으로판단된다. 한편국내지표수노출자료가없는 benzalkonium chloride는국외환경중최대실측농도와예측환경농도에근거하여위해성평가를수행하였을때유해지수가 1 이상으로나타났다. 국내에서이물질의관리와환경모니터링이필요하다. (3) 오염우심지역의환경모니터링과생태위해성평가 제약공장등이위치한 A 지역을의약물질의환경모니터링이필요한오염우심지역으로 선정하였다 년 9 월 27 일하루동안 A 지역점오염원주변의하천을따라총 12 개지점에서 수질시료를수집하였다. Acetaminophen, clarithromycin, diclofenac, diphenhydramine, fenbendazole, florfenicol, ibuprofen, mefenamic acid, metformin, roxithromycin, sulfadimethoxine, sulfamerazine, sulfamethazine, sulfamethoxazole, sulfathiazole 등총 15종의의약물질이 A 지역의물환경에서검출되었다. 가장높은농도로검출된물질은 acetaminophen ( μg/l), ibuprofen ( μg/l), metformin ( μg/L), mefenamic acid ( μg/l), diclofenac ( μg/l) 이었다. 의약외품성분중유해성평가대상물질이었던 benzalkonium chloride 도함께분석한결과 benzalkonium chloride 의농도는 μg/l 수준으로높게나타났다. 본연구는국내 물환경에서 benzalkonium chloride 의오염수준을보고한첫연구이다. 정량적생태위해성평가결과 A 지역물환경에서의약물질 7종 (acetaminophen, clarithromycin, diclofenac, diphenhydramine, florfenicol, ibuprofen, mefenamic acid) 과 benzalkonium chloride의유해지수가 1 이상으로나타났다. 그러나본연구에서사용한경중실측농도는 1 회채취한시료에대한분석결과이며, 제약공장의폐수처리공정특성상시기별로방류되는의약물질의종류가크게달라질수 있으므로본연구결과해석에는주의가필요하다

208 (4) 주요위해우려의약물질의관리기준 ( 안 ) 제시 이전연구에서주요하천과오염우심지역에서모두유해지수가 1 이상으로평가된 acetaminophen 과 sulfamethoxazole 을대상으로 European communities (2011) 에따라환경관리기준 ( 안 ) 을제시하였다. Acetaminophen의만성독성근거환경기준 (AA-EQS) 는 mg/l, 급성독성근거환경기준 (MAC-EQS SSD ) 은 mg/l로도출되었으며, 이는국내물환경에서검출된수준보다는매우높은수준이었다. 한편, sulfamethoxazole의만성독성근거환경기준 (AA-EQS) 와급성독성근거환경기준 (MAC-EQS SSD ) 는각각 mg/l, mg/l 로도출되었다. 국내일부지표수에서검출된수준이이를초과하는경우도보고되고있어, 오염우심지역에서이물질의오염에의한생태위해성관리가필요하다

209

210 V 장. 기대성과 ( 활용방안 ) 또는향후계획 환경중위해우려가능의약물질의관리방안수립에필요한과학적기초자료제시 Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ 국내외의약물질환경위해성관리제도현황및사례파악위해우려의약물질의생태위해성관리위한과학적유용자료축적위해우려지역의잔류의약물질관리방안마련위한기초자료제공선진국수준의잔류의약물질관리기준 ( 안 ) 제시와우리나라적용검토

211

212 VI 장. 참고문헌 국립환경과학원 (NIER), 환경중의약물질분석방법연구및노출실태조사. 경기대학교, 한국과학기술연구원, ( 주 ) 인터페이스정보기술. 국립환경과학원 (NIER), 환경중의약물질분석방법연구및노출실태조사 (II). 경기대학교, 한국과학기술연구원. 국립환경과학원 (NIER), 2008a. 잔류의약물질분석방법연구및실태조사 (I). 용인대학교, 수자원공사, 서울시보건환경연구원등. 국립환경과학원 (NIER), 2008b. 잔류의약물질환경위해성평가 (I). 서울대학교, 순천향대학교, 용인대학교. 국립환경과학원 (NIER), 2009a. 잔류의약물질분석방법연구및실태조사 (II). 경기대학교. 국립환경과학원 (NIER), 2009b. 잔류의약물질환경위해성평가 (II). 서울대학교, 순천향대학교, 을지대학교, 충북대학교. 국립환경과학원 (NIER), 2010a. 잔류의약물질분석방법연구및실태조사 (III). 공주대학교. 국립환경과학원 (NIER), 2010b. 잔류의약물질환경위해성평가 (III). 서울대학교, 을지대학교, 충북대학교. 국립환경과학원 (NIER), 2011a. 잔류의약물질분석방법연구및실태조사 (IV). 공주대학교. 국립환경과학원 (NIER), 2011b. 잔류의약물질환경위해성평가 (IV). 서울대학교, 을지대학교, 충북대학교. 국립환경과학원 (NIER), 2012a. 잔류의약물질분석방법연구및실태조사 (IV). 공주대학교. 국립환경과학원 (NIER), 2012b. 잔류의약물질환경위해성평가및중장기연구전략마련. 서울대학교, 순천향대학교, 을지대학교, 충북대학교. 국립환경과학원 (NIER), 2013a. 환경중항생제대사및분해조사 (I). 공주대학교. 국립환경과학원 (NIER), 2013b. 환경중의약물질의신규관리전략마련을위한위해성평가연구 (I). 서울대학교, 을지대학교, 서울과학기술대학교, 순천향대학교, 용인대학교. 국립환경과학원 (NIER), 환경중의약물질의신규관리전략마련을위한위해성평가연구 (II). 서울과학기술대학교, 서울대학교, 을지대학교, 용인대학교. 환경부, 익산왕궁지역가축분뇨관리및수질개선방안, 서울대학교. Al-Odaini, N.A., Zakaria, M.P., Zali, M.A., Juahir, H., Yaziz, M.I., Surif, S., Application of chemometrics in understanding the spatial distribution of human pharmaceuticals in surface water. Environmental Monitoring and Assessment 184: Ando, T., Nagase, H., Eguchi, K., Hirooka, T., Nakamura, T., Miyamoto, K., Hirata, K A novel method using cyanobacteria for ecotoxicity test of veterinary antimicrobial agents. Environmental Toxicology and Chemistry, 26(4): Aruoja V, Sihtmäe M, Dubourguier HC, Kahru A Toxicity of 58 substituted anilines and phenols to algae Pseudokirchneriella subcapitata and bacteria Vibrio fischeri:

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214 Boxall A.B., Rudd M.A., Brooks B.W., Caldwell D.J., Choi K., Hickmann S., Innes E., Ostapyk K., Staveley J.P., Verslycke T., Ankley G.T., Beazley K.F., Belanger S.E., Berninger J.P., Carriquiriborde P., Coors A., Deleo P.C., Dyer S.D., Ericson J.F., Gagné F., Giesy J.P., Gouin T., Hallstrom L., Karlsson M.V., Larsson D.G., Lazorchak J.M., Mastrocco F., McLaughlin A., McMaster M.E., Meyerhoff R.D., Moore R., Parrott J.L., Snape J.R., Murray-Smith R., Servos M.R., Sibley P.K., Straub J.O., Szabo N.D., Topp E., Tetreault G.R., Trudeau V.L., Van Der Kraak G., Pharmaceuticals and Personal Care Products in the Environment: What are the Big Questions? Environmental Health Perspective 120: Brain, R.A., Johnson, D.J., Richards, S.M., Sanderson, H., Sibley, P.K., Solomon, K.R., 2004a. Effects of 25 pharmaceutical compounds to Lemna gibba using a seven-day static-renewal test. Environmental Toxicology and Chemistry 23: Brain, R.A., Johnson, D.J., Richards, S.M., Hanson, M.L., Sanderson, H., Lam, M.W., Young, C., Mabury, S.A., Sibley, P.K., Solomon, K.R., 2004b. Microcosm evaluation of the effects of an eight pharmaceutical mixture to the aquatic macrophytes Lemna gibba and Myriophyllum sibiricum. Aquatic Toxicology 70: Brambilla, G., Civitareale, C., Migliore, L., Experimental toxicity and analysis of bacitracin, flumequine and sulphadimethoxine in terrestrial and aquatic organisms as a predictive model for ecosystems damage. QUIMICA ANALITICA-BELLATERRA- 13: S114-S. Brausch JM, Rand GM A review of personal care products in the aquatic environment: environmental concentrations and toxicity. Chemosphere 85: Brodin, T., Fick, J., Jonsson, M., Klaminder, J., Dilute concentrations of a psychiatric drug alter behavior of fish from natural populations. Science 339: Broderius, S.J., Kahl, M.D., Hoglund, M.D., Use of joint toxic response to define the primary mode of toxic action for diverse industrial organic chemicals. Environmental Toxicology and Chemistry 14: Bundschuh, M., Hahn, T., Ehrlich, B., Höltge, S., Kreuzig, R., Schulz, R Acute Toxicity and Environmental Risks of Five Veterinary Pharmaceuticals for Aquatic Macroinvertebrates. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 96: Cabello, F. C., Heavy use of prophylactic antibiotics in aquaculture: a growing problem for human and animal health and for the environment. Environmental Microbiology 8(7): Capdevielle, M., Van Egmond, R., Whelan, M., Versteeg, D., Hofmann Kamensky, M., Inauen, J., Cunningham, V., Woltering, D., Consideration of exposure and species sensitivity of triclosan in the freshwater environment. Integrated

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220 exposure to mefenamic acid. Ecotoxicology and Environmental Safety 94, Kamaya, Y., Fukaya, Y., Suzuki, K., Acute toxicity of benzoic acids to the crustacean Daphnia magna. Chemosphere 59: Kamaya, Y., Tsuboi, S., Takada, T., Suzuki, K., Growth stimulation and inhibition effects of 4-hydroxybenzoic acid and some related compounds on the freshwater green alga Pseudokirchneriella subcapitata. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 51: Kang, H.B., Koh, S.R., Choi Y., Lee S., Kho Y., Oh D., Choi K., Contamination Levels of Pharmaceuticals and Pesticides in the Gotjawal Regions of Jeju Island and Associated Ecotoxicities. Journal of Environmental Health Science 39: Kang, S.-W., Shim, S.-B., Yoo, J., Jung, J., Effect of Titanium Dioxide Nanoparticles on Gamma-Ray Treatment of Phenol in Different Matrices: Implications in Toxicity Toward Daphnia magna. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 89: Kidd, K.A., Blanchfield, P.J., Mills, K.H., Palace, V.P., Evans, R.E., Lazorchak, J.M., and Flick, R.W., Collapse of a fish population after exposure to a synthetic estrogen. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 104: Kim, D., Han, J., Choi, Y., On-line solid-phase microextraction of triclosan, bisphenol A, chlorophenols, and selected pharmaceuticals in environmental water samples by high-performance liquid chromatography ultraviolet detection. Analytical and Bioanalytical Chemistry 405: Kim, J., Park, J., Kim, P.G., Lee, C., Choi, K., Choi, K., Implication of global environmental changes on chemical toxicity-effect of water temperature, ph, and ultraviolet B irradiation on acute toxicity of several pharmaceuticals in Daphnia magna. Ecotoxicology 19: Kim, J.W., Ishibashi, H., Yamauchi, R., Ichikawa, N., Takao, Y., Hirano, M., Koga, M., Arizono, K., Acute toxicity of pharmaceutical and personal care products on freshwater crustacean (Thamnocephalus platyurus) and fish (Oryzias latipes). Journal of Toxicological Sciences 34: Kim J.W., Jang H.S., Kim J.G., Ishibashi H, Hirano M, Nasu K, Ichikawa N, Takao Y, Shinohara R, Arizono K., 2009b. Occurrence of pharmaceutical and personal care products (PPCPs) in surface water from Mankyung River, South Korea. Journal of Health Science 55: Kim, K.T., Lee, Y.G., Kim, S.D., Combined toxicity of copper and phenol derivatives to Daphnia magna: effect of complexation reaction. Environment International 32:

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222 Methodological approach towards the environmental significance of uncharacterized substances quaternary ammonium compounds as an example. Desalination 215(1): Kuhn, R., Pattard, M., Pernak, K.-D., Winter, A., Results of the harmful effects of selected water pollutants (anilines, phenols, aliphatic compounds) to Daphnia magna. Water Research 23: Kümmerer, K., Al-Ahmad, A., Mersch-Sundermann, V., Biodegradability of some antibiotics, elimination of the genotoxicity and affection of wastewater bacteria in simple test. Chemosphere 40: Küster, A., Pohl, K., Altenburger, R., A fluorescence-based bioassay for aquatic macrophytes and its suitability for effect analysis of non-photosystem II inhibitors. Environmental Science and Pollution Research-International 14: Lai, H.T.; Hou, J.H.; Su, C.I.; Chen, C.L., Effects of chloramphenicol, florfenicol, and thiamphenicol on growth of algae Chlorella pyrenoidosa, Isochrysis galbana, and Tetraselmis chui. Ecotoxicology and Environmental Safey 72(2): Lazorchak, J.M., Smith, M.E., Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and brook trout (Salvelinus fontinalis) 7-day survival and growth test method. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 53: Lavorgna, M., Russo, C., D'Abrosca, B., Parrella, A., Isidori, M Toxicity and genotoxicity of the quaternary ammonium compound benzalkonium chloride (BAC) using Daphnia magna and Ceriodaphnia dubia as model systems. Environmental Pollution 210: Li, M.H Survival, mobility, and membrane bound enzyme activities of freshwater planarian, Dugesia japonica, exposed to synthetic and natural surfactants. Environmental Toxicology and Chemistry 31(4): Lee, I.J., Lee, C.-G., Heo, S.-N., Lee, J.-G., Determination of personal care products in aquatic environmental samples by GC/MS. Analytical Science and Technology 23: Lee JH, Kim JW, Ra JS, Jeon J Determination of emerging organic pollutants in Geum river using SPE coupled with UHPLC-MS/MS. J. of the Korean Society for Environmental Analysis. 18(3): Lee, S., Jung, D., Kho, Y., Ji, K., Kim, P., Ahn, B., Choi, K., Ecotoxicological assessment of cimetidine and determination of its potential for endocrine disruption using three test organisms: Daphnia magna, Moina macrocopa, and Danio rerio. Chemosphere 135: Lee, S.H., Kim, H.R., Han, R.X., Ogani, R.K., Jin, D.I., Cardiovascular risk assessment of atypical antipsychotic drugs in a zebrafish model. Journal of Applied

223 Toxicology 33: Lee, Y.G., Hwang, S.H., Kim, S.D., Predicting the toxicity of substituted phenols to aquatic species and its changes in the stream and effluent waters. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 50: Li, M.H., Survival, mobility, and membrane bound enzyme activities of freshwater planarian, Dugesia japonica, exposed to synthetic and natural surfactants. Environmental Toxicology and Chemistry 31: Li, M.H., Chronic toxicity of 30 pharmaceutically active compounds to freshwater planarians, Dugesia japonica. Toxicology and Environmental Chemistry 95: Liu, B., Liu, W., Nie, X., Guan, C., Yang, Y., Wang, Z., Liao, W., Growth response and toxic effects of three antibiotics on Selenastrum capricornutum evaluated by photosynthetic rate and chlorophyll biosynthesis. Journal of Environmental Sciences 23: Lim, S.J., Seo, C.K., Kim, T.H., Myung, S.W., Occurrence and ecological hazard assessment of selected veterinary medicines in livestock wastewater treatment plants. Journal of Environmental Science and Health, Part B: Pesticides, Food Contaminants, and Agricultural Wastes 48: Lin, A.Y.-C., Yu, T.-H., Lateef, S.K., Removal of pharmaceuticals in secondary wastewater treatment processes in Taiwan. Journal of Hazardous Materials 167: Linden, E., Bengtsson, B.E., Svanberg, O., Sundström, G., Board, N. S. E.P The acute toxicity of 78 chemicals and pesticide formulations against two brackish water organisms, the bleak (Alburnus alburnus) and the harpacticoid Nitocra spinipes. Chemosphere 8(11-12): Loos, R., Analytical methods for possible WFD 1st Watch List substances. JRC Science and policy reports. louei Monfared, A., Salati, A.P., Histomorphometric and biochemical studies on the liver of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) after exposure to sublethal concentrations of phenol. Toxicology and Industrial Health 29: Madsen, T., Boyd, H.B., Nylén, D., Pedersen, A.R., Petersen, G.I., Simonsen, F., Environmental and health assessment of substances in household detergents and cosmetic detergent products. Environmental Project 615, 221. Magdaleno, A., Saenz, M., Juárez, A., Moretton, J., Effects of six antibiotics and their binary mixtures on growth of Pseudokirchneriella subcapitata. Ecotoxicology and Environmental Safey 113: Martínez-Carballo, E., Sitka, A., González-Barreiro, C., Kreuzinger, N., Fürhacker, M., Scharf, S., Gans, O., Determination of selected quaternary ammonium

224 compounds by liquid chromatography with mass spectrometry. Part I. Application to surface, waste and indirect discharge water samples in Austria. Environmental pollution 145: Marques, C.R., Abrantes, N., Goncalves, F., Life-history traits of standard and autochthonous cladocerans: I. Acute and chronic effects of acetylsalicylic acid. Environmental Toxicology 19: Marques, C.R., Abrantes, N., Goncalves, F., 2004b. Life-history traits of standard and autochthonous cladocerans: II. Acute and chronic effects of acetylsalicylic acid metabolites. Environmental Toxicology 19: Martins, N., Pereira, R., Abrantes, N., Pereira, J., Gonçalves, F., Marques, C.R., Ecotoxicological effects of ciprofloxacin on freshwater species: data integration and derivation of toxicity thresholds for risk assessment. Ecotoxicology 21: Meinertz, J.R., Schreier, T.M., Bernardy, J.A., Franz, J.L., Chronic toxicity of diphenhydramine hydrochloride and erythromycin thiocyanate to daphnia, Daphnia magna, in a continuous exposure test system. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 85: Memmert, U., Triclosan: Effects on the Development of Sediment-dwelling Larvae of Chironomus riparius in a water-sediment System with Spiked Sediment. RCC Ltd., Itingen, Switzerland. Memmert, U., Peither, A., Burri, R., Weber, K., Schmidt, T., Sumpter, J.P., Hartmann, A., Diclofenac: new data on chronic toxicity and bioconcentration in fish. Environmental Toxicology and Chemistry 32: Migliore, L., Civitareale, C., Brambilla, G., Di Delupis, G.D., Toxicity of several important agricultural antibiotics to Artemia. Water Research 31(7): Moldovan, Z., Occurrences of pharmaceutical and personal care products as micropollutants in rivers from Romania. Chemosphere 64: Nam, S.-W., Jo, B.-I., Yonn, Y., Zoh, K.-D., Occurrence and removal of selected micropollutants in a water treatment plant. Chemosphere 95: Nehlsa G.J, Aklanda G.G, Procedures for handling aerometric data. Journal of the air pollution control association. 23(3): Newman, M., Unger, M., Fundamentals of ecotoxicology Lewis Publishers. Boca Raton, Florida 458. Niemuth, N.J., Jordan, R., Crago, J., Blanksma, C., Johnson, R., Klaper, R.D., Metformin exposure at environmentally relevant concentrations causes potential endocrine disruption in adult male fish. Environmental Toxicology and Chemistry 34: Niemuth, N.J., Klaper, R.D., Emerging wastewater contaminant metformin causes

225 intersex and reduced fecundity in fish. Chemosphere 135: Nunes, B., Antunes, S.C., Santos, J., Martins, L., Castro, B.B., Toxic potential of paracetamol to freshwater organisms: a headache to environmental regulators? Ecotoxicology and environmental safety 107: Oaks, J.L., Gilbert, M., Virani, M.Z., Watson, R.T., Meteyer, C.U., Rideout, B.A., Diclofenac residues as the cause of vulture population decline in Pakistan. Nature 427: Oğuz, M., Mihçiokur, H., Environmental risk assessment of selected pharmaceuticals in Turkey. Environmental toxicology and pharmacology 38: Oh, S., Park, J., Lee, M.,, Park, S., Lee, J., Choi, K., Ecological hazard assessment of major veterinary benzimidazoles: Acute and chronic toxicities to aquatic microbes and invertebrates. Environmental Toxicology and Chemistry 25: Oliveira, R., Domingues, I., Grisolia, C.K., Soares, A.M., Effects of triclosan on zebrafish early-life stages and adults. Environmental Science and Pollution Research 16: Olkowska, E., Polkowska, Z., Namiesnik, J., A solid phase extraction-ion chromatography with conductivity detection procedure for determining cationic surfactants in surface water samples. Talanta 116: Organization for Economic Co-operation and Development, OECD guidelines for testing of chemicals (Fish, Early Life Stage Toxicity Test) guideline 210. Organization for Economic Co-operation and Development, OECD guidelines for testing of chemicals (Fish, Acute Toxicity Test) guideline 203. Organization for Economic Co-operation and Development, OECD guidelines for testing of chemicals (Daphnia sp., Acute Immobilisation Test) guideline 202. Organization for Economic Co-operation and Development, OECD guidelines for testing of chemicals (Daphnia magna reproduction test) guideline 211. Orvos, D.R., Versteeg, D.J., Inauen, J., Capdevielle, M., Rothenstein, A., Cunningham, V., Aquatic toxicity of triclosan. Environmental Toxicology and Chemistry 21: Oosterhuis, M., Sacher, F., ter Laak, T.L., Prediction of concentration levels of metformin and other high consumption pharmaceuticals in wastewater and regional surface water based on sales data. Science of the Total Environment 442: Overturf, M.D., Overturf, C.L., Baxter, D., Hala, D.N., Constantine, L., Venables, B., Huggett, D.B., Early life-stage toxicity of eight pharmaceuticals to the fathead minnow, Pimephales promelas. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 62: Overturf MD, Anderson JC, Pandelides Z, Beyger L, Holdway DA Pharmaceuticals

226 and personal care products: A critical review of the impacts on fish reproduction. Critical Reviews in Toxicology 45: Park, S., Choi, K., Hazard assessment of commonly used agricultural antibiotics on aquatic ecosystems. Ecotoxicology 17: Paulos, P., Runnalls, T.J., Nallani, G., La Point, T., Scott, A.P., Sumpter, J.P., Huggett, D.B., Reproductive responses in fathead minnow and Japanese medaka following exposure to a synthetic progestin, Northindrone. Aquatic Toxicology 99: Peng, Y., Luo, Y., Nie, X.-P., Liao, W., Yang, Y.-F., Ying, G.-G., Toxic effects of Triclosan on the detoxification system and breeding of Daphnia magna. Ecotoxicology 22: Rice, P.J., Drewes, C.D., Klubertanz, T.M., Bradbury, S.P., Coats, J.R., Acute toxicity and behavioral effects of chlorpyrifos, permethrin, phenol, strychnine, and 2, 4 dinitrophenol to 30 day old Japanese medaka (Oryzias latipes). Environmental Toxicology and Chemistry 16: Robinson, A. A.; Belden, J. B.; Lydy, M. J., Toxicity of fluoroquinolone antibiotics to aquatic organisms. Environmental Toxicology and Chemistry 24(2): Rosal, R., Rodea-Palomares, I., Boltes, K., Fernández-Piñas, F., Leganés, F., Petre, A., Ecotoxicological assessment of surfactants in the aquatic environment: combined toxicity of docusate sodium with chlorinated pollutants. Chemosphere 81: Rozas, O., Vidal, C., Baeza, C., Jardim, W.F., Rossner, A., Mansilla, H.D., Organic micropollutants (OMPs) in natural waters: Oxidation by UV/H 2 O 2 treatment and toxicity assessment. Water Research 98: Ryu, J., Yoon, Y., Oh, J., Occurrence of endocrine disrupting compounds and pharmaceuticals in 11 WWTPs in Seoul, Korea. Journal of Civil Engineering 15: Ryu, J., Oh, J., Snyder, S.A., Yoon, Y., Determination of micropollutants in combined sewer overflows and their removal in a wastewater treatment plant (Seoul, South Korea). Environmental Monitoring and Assessment 186: Sabaliunas, D., Webb, S.F., Hauk, A., Jacob, M., Eckhoff, W.S., Environmental fate of triclosan in the River Aire Basin, UK. Water research 37: Sanchís, J., Olmos, M., Vincent, P., Farré, M., Barceló, D., New Insights on the Influence of Organic Co-Contaminants on the Aquatic Toxicology of Carbon Nanomaterials. Environmental Science & Technology 50: Scheurer, M., Sacher, F., Brauch, H.-J., Occurrence of the antidiabetic drug metformin in sewage and surface waters in Germany. Journal of Environmental Monitoring 11: Selderslaghs, I.W., Blust, R., Witters, H.E., Feasibility study of the zebrafish assay as an alternative method to screen for developmental toxicity and embryotoxicity

227 using a training set of 27 compounds. Reproductive Toxicology 33: Sengupta, N., Litoff, E.J., Baldwin, W.S., The HR96 activator, atrazine, reduces sensitivity of D. magna to triclosan and DHA. Chemosphere 128: Šepič, E., Bricelj, M., Leskovšek, H., Toxicity of fluoranthene and its biodegradation metabolites to aquatic organisms. Chemosphere 52, Sharma, V.K., Nautiyal, V., Goel, K.K., Sharma, A., Assessment of thermal stability of metformin hydrochloride. Asian Journal of Chemistry 22: Shigeoka T, Yamagata T, Minoda T, Yamauchi F Acute toxicity and hatching inhibition of chlorophenols to Japanese medaka, Oryzias latipes and structure-activity relationships. Eisei Kagaku 34: (in Japanese with English abstract). Silva, A.R.R., Cardoso, D.N., Cruz, A., Lourenço, J., Mendo, S., Soares, A.M., Loureiro, S., Ecotoxicity and genotoxicity of a binary combination of triclosan and carbendazim to Daphnia magna. Ecotoxicology and Environmental Safety 115: Sim, W.J., Lee, J.W., Lee, E.S., Shin, E.S., Hwang, S.R., Oh, J.E., Occurrence and distribution of pharmaceuticals in wastewater from households, livestock farms, hospitals and pharmaceutical manufactures. Chemosphere 82: Sim, W.J., Kim, H.Y., Choi, S.D., Kwon, J.H., Oh, J.E., Evaluation of pharmaceuticals and personal care products with emphasis on anthelmintics in human sanitary waste, sewage, hospital wastewater, livestock wastewater and receiving water. Journal of Hazardous Materials : Smit, C.E,, Wuijts, S Specifieke verontreinigende en drinkwater relevante stoffen onder de Kaderrichtlijn water : Selectie van potentieel relevante stoffen voor Nederland (Specific pollutants and drinking water relevant substances in the context of the Water Framework Directive : Selection of potentially relevant substances for the Netherlands). Stevens, K.J., Kim, S.Y., Adhikari, S., Vadapalli, V., Venables, B.J., Effects of triclosan on seed germination and seedling development of three wetland plants: Sesbania herbacea, Eclipta prostrata, and Bidens frondosa. Environmental Toxicology and Chemistry 28: Subedi, B., Lee, S., Moon, H.-B., Kannan, K., Psychoactive pharmaceuticals in sludge and their emission from wastewater treatment facilities in Korea. Environmental Science & Technology 47(23): Subedi, B., Lee, S., Moon, H.-B., Kannan, K., Emission of artificial sweeteners, select pharmaceuticals, and personal care products through sewage sludge from wastewater treatment plants in Korea. Environment International 68: Sung, H.-H., Chiu, Y.-W., Wang, S.-Y., Chen, C.-M., Huang, D.-J., Acute toxicity of mixture of acetaminophen and ibuprofen to Green Neon Shrimp, Neocaridina

228 denticulate. Environmental Toxicology and Pharmacology 38(1): Sütterlin, H., Alexy, R., Kümmerer, K The toxicity of the quaternary ammonium compound benzalkonium chloride alone and in mixtures with other anionic compounds to bacteria in test systems with Vibrio fischeri and Pseudomonas putida. Ecotoxicology and Environmental Safety 71(2): Tamura, I., Kagota, K.i., Yasuda, Y., Yoneda, S., Morita, J., Nakada, N., Kameda, Y., Kimura, K., Tatarazako, N., Yamamoto, H., Ecotoxicity and screening level ecotoxicological risk assessment of five antimicrobial agents: triclosan, triclocarban, resorcinol, phenoxyethanol and p thymol. Journal of Applied toxicology 33, Tatarazako, N., Ishibashi, H., Teshima, K., Kishi, K., Arizono, K., Effects of triclosan on various aquatic organisms. Environmental Sciences: an International Journal of Environmental Physiology and Toxicology 11: Taxvig, C,, Olesen, P.T., Nellemann, C., Use of external metabolizing systems when testing for endocrine disruption in the T-screen assay. Toxicology and Applied Pharmacology 250: Taxvig, C., Vinggaard, A.M., Hass, U., Axelstad, M., Boberg, J., Hansen, P.R., Frederiksen, H., Nellemann, C., Do parabens have the ability to interfere with steroidogenesis? Toxicological Sciences 106: TCC Consortium. High Production Volume (HPV) Chemical Challenge Program Data Availability and Screening Level Assessment for Triclosan CAS# Report No A. Available from: (Accessed June 21, 2016). Terasaki, M., Makino, M., Tatarazako, N., Acute toxicity of parabens and their chlorinated by products with Daphnia magna and Vibrio fischeri bioassays. Journal of Applied Toxicology 29: Tezel, U., Pierson, J.A., Pavlostathis, S.G Fate and effect of quaternary ammonium compounds on a mixed methanogenic culture. Water Research 40(19): Tobajas, M., Verdugo, V., Polo, A.M., Rodriguez, J.J., Mohedano, A.F., Assessment of toxicity and biodegradability on activated sludge of priority and emerging pollutants. Environmental Technology: 1-9. Tsuji S, Tonogai Y, Ito Y, Kanoh S The influence of rearing temperatures on the toxicity of various environmental pollutants for killifish (Oryzias latipes). Eisei Kagaku 32: (in Japanese with English abstract). Tucker, G., Casey, C., Phillips, P., Connor, H., Ward, J., Woods, H., Metformin kinetics in healthy subjects and in patients with diabetes mellitus. British journal of clinical pharmacology 12:

229 US Environmental Protection Agency, Methods for measuring the acute toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms. 5th ed. Washington, DC: Office of Research and Development EPA/600/4-90/027F. US Environmental Protection Agency, Estimating concern levels for concentrations of chemical substances in the environment. Washington, EPA. Valcárcel, Y., Alonso, S.G., Rodríguez-Gil, J., Gil, A., Catalá, M., Detection of pharmaceutically active compounds in the rivers and tap water of the Madrid Region (Spain) and potential ecotoxicological risk. Chemosphere 84: Villain, J., Minguez, L., Halm-Lemeille, M.-P., Durrieu, G., Bureau, R., Acute toxicities of pharmaceuticals toward green algae. mode of action, biopharmaceutical drug disposition classification system and quantile regression models. Ecotoxicology and Environmental Safety 124: Wagil, M., Białk-Bielińska, A., Puckowski, A., Wychodnik, K., Maszkowska, J., Mulkiewicz, E., Kumirska, J., Stepnowski, P., Stolte, S., Toxicity of anthelmintic drugs (fenbendazole and flubendazole) to aquatic organisms. Environmental Science and Pollution Research 22(4): Wang, X.-N., Liu, Z.-T., Yan, Z.-G., Zhang, C., Wang, W.-L., Zhou, J.-L., Pei, S.-W., Development of aquatic life criteria for triclosan and comparison of the sensitivity between native and non-native species. Journal of Hazardous Materials 260: Wang, W., Kannan, K., Fate of parabens and their metabolites in two wastewater treatment plants in New York State, United States. Environmental Science & Technology 50: Watanabe, H., Tamura, I., Abe, R., Takanobu, H., Nakamura, A., Suzuki, T., Hirose, A., Nishimura, T., Tatarazako, N., Chronic toxicity of an environmentally relevant mixture of pharmaceuticals to three aquatic organisms (alga, daphnid, and fish). Environmental Toxicology and Chemistry 35(4): Wilson, B.A., Smith, V.H., denoyelles, F., Larive, C.K., Effects of three pharmaceutical and personal care products on natural freshwater algal assemblages. Environmental Science & Technology 37: Wind, T., Werner, U., Jacob, M., Hauk, A., Environmental concentrations of boron, LAS, EDTA, NTA and Triclosan simulated with GREAT-ER in the river Itter. Chemosphere 54: Xiong J-Q, Kurade MB, Kim JR, Roh H-S, Jeon B-H., Ciprofloxacin toxicity and its co-metabolic removal by a freshwater microalga Chlamydomonas mexicana. Journal of hazardous materials (in press). Yang, L.H., Ying, G.G., Su, H.C., Stauber, J.L., Adams, M.S., Binet, M.T.,

230 Growth-inhibiting effects of 12 antibacterial agents and their mixtures on the freshwater microalga Pseudokirchneriella subcapitata. Environmental Toxicology and Chemistry 27: Yoon, Y., Ruy, J., Oh, J., Choi, B.G., Snyder, S.A., Occurrence of endocrine disrupting compounds, pharmaceuticals, and personal care products in the Han River (Seoul, South Korea). Science of the Total Environment 408: Zhao, J.-L., Ying, G.-G., Liu, Y.-S., Chen, F., Yang, J.-F., Wang, L., Occurrence and risks of triclosan and triclocarban in the Pearl River system, South China: from source to the receiving environment. Journal of Hazardous Materials 179:

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232 VII 장. 부록 부록 1. 환경시료의전처리과정과분석대상의약물질의표준물질별검량선부록 2. Clarithromycin과 metformin의 PEC PhATE 도출결과부록 3. 기존용역사업의평가대상의약물질 30종의독성자료와환경중실측농도부록 4. Acetaminophen의물질보고서 (dossier) 부록 5. Sulfamethoxazole의물질보고서 (dossier)

233 부록 1. 환경시료의전처리과정과분석대상의약물질의표준물질별검량선 수질시료는고체상추출법 (Solid Phase Extraction, SPE) 을이용하여분석물질을추출하였다. 입자상물질이많은수질시료는시료 100 ml를 GF/C 필터 (Whatman, England) 로감압여과방법으로전처리하여분석용시료로사용하였다. 시료중간섭물질인중금속및방해물질을없애주기위해 5 % EDTA 0.5 ml 용액과내부표준물질 (Internal Standard, IS) 을첨가한뒤, 고체상추출을진행하였다. Strata X (500 mg, 6 cc) 카트리지를 vacuum manifold에장착하여메탄올 10 ml와 ph 3.0 초순수 10 ml로카트리지를활성화시킨뒤시료를흘려보내고, 건조하였다. 메탄올 10 ml 로용리시켰다. 이용리액을질소농축기로농축하였고메탄올 0.5 ml로재조성하였다. 시료는갈색바이알에옮겨 LC/ESI-MS/MS로분석하였다. 시료전처리과정은아래의부록그림 1-1로요약하였다. 부록그림 1-1. 시료의전처리과정. 의약물질 25 종의 LC-MS 에의한표준물질별검량선은부록그림 1-2 에제시하였다