The Annual Report of Busan Metropolitan 유통화장품 city 중내분비계 Institute 장애물질 of 탐색및규명에관한연구보건환경연구원보 47 Health & Environment 24(1) 47~57(2014) 유통화장품중내분비계장애물질탐색및규명에관한연구 구희수 나영란 이승주 민상기약품분석과 Study on Investigation and Identification of Endocrine Distruptors in Commercial Cosmetics Koo Hee-soo, Na Young-ran, Lee Seung-ju, Min Sang-kee Drug Analysis Division Abstract This study aimed to identify characteristics of phthalates (DMP, DEP, DBP, DEHA, BBP, DEHP, and DNOP) and heavy metals such as Pb, Cd, Hg which may be endocrine distruptors in cosmetics and cosmetics containers. We analyzed 65 cosmetics (18 cases of perfumes and colognes, 12 cases of hair products, 11 cases of infants cosmetics, 10 cases of nail products, 8 cases of deodorants, 6 cases of basic cosmetics), which were purchased from online and offline stores in Busan. We developed the simultaneous analysis method for phthalates by GC-FID. As the results, DBP, DEHP and DEP were detected as 20.0 %, 7.7 %, 1.5 %, respectively out of total 65 cosmetics. But DMP, BBP, DEHA, DNOP were not detected. The amount of DBP, DEHP from 18 samples were less than 100 μg /g as regulated by Regulations of Cosmetic Safety Standards in Korea. DBP was detected the most frequently in commercial cosmetics. On the other hand, DEP was detected in most of the hair spray. In order to investigate whether phthalates elutes from the cosmetic container or not, dissolution test was conducted with extraction solution such as water, n-heptane, 20 % ethanol, 50 % ethanol and 4 % acetic acid which were prepared with difference of ph, alcohol content and fat content according by Korea Standards and Specifications for Utensils, Containers and Packaging. As the results, DMP, DBP, DEHA, BBP, DEHP, and DNOP were not detected at all but DEP was detected from the plastics such as PE, PP and OTHER when using 50 % alcoholic solvent. Phthalates may not be eluted from cosmetic containers if not packaged with 50 % alcohol constituent above. Also we analysed concentration of heavy metals such as Pb, Cd, Hg using ICP-OES after microwave digestion. Concentration was below the regulated level and was the range of 0 μg /g (ND) ~ 2.710 μg /g for Pb, 0μg /g (ND) ~ 0.310 μg /g for Cd, 0μg /g (ND) ~ 0.014 μg /g for Hg, respectively. Key Words : cosmetics, phthalate, heavy metal, endocrine disruptors, GC-FID, ICP-OES 서론 1) 프탈레이트는플라스틱에유연성을증가시키기위해사용되는유기화합물의한종류이며, 현재약 30여종이사용되고있으며, 열전도율이높아쉽게녹아나오며기화성이높아서환경속에쉽게방출된다 1,2). 폴리머산업에 서가소제, 용제및색소와향료의안전화제로공업적으로널리사용되고있다. 즉, 화장품, 약품, 페인트, 접착제및 PVC 플라스틱으로만든의료장비등사용범위가광범위하다 3). 그러나프탈레이트는환경과먹이연쇄에서호르몬으로작용할수있고인체의자연적인내분비반응을자극하여호르몬의정상작용을방해하여신체의가장 Corresponding author. E-mail : hskoo@korea.kr Tel : +82-51-309-2815, Fax : +82-51-309-2819
48 구희수 나영란 이승주 민상기 기본적인생리조절작용에영향을준다. 그래서프탈레이트는발암유발, 기형유발, 돌연변이유발등을일으키는내분비계장애물질로사람에게미치는영향에대해우려가큰물질이다. 내분비계장애물질은당대뿐만아니라다음세대까지악영향을줄가능성이있다는것때문에프탈레이트류등의내분비계장애물질에대한안전성논란은아직도전세계적으로계속되고있다 3,4). 화장품은많은사람들에게매일사용되는생활필수품이되었지만, 간간히언론보도를통해화장품에내분비계장애물질인프탈레이트, 중금속등이함유되었다는소식은모든시민들의불안요소가되었다. 과거에프탈레이트는화장품제조시보조성분으로첨가되어희석제, 연화제및피부침투강화제로사용되었다 3-5). 특히, 일부향수제품, 네일제품, 헤어스프레이제품에서프탈레이트검출사례가있었다 6). 지금은사용할수없는원료로지정되어있지만, 화장품의용기나부자재에서용출될경우가있고, 제조공정상에오염가능성도있기때문에식품의약품안전처는기존 2009년의고시를폐지하고전면개정하여 화장품안전기준등에관한규정 에프탈레이트 3 종 (BBP, DBP, DEHP) 을추가하고그잔류기준을총합으로서 100 μg /g 이하로설정하였다 7). 이에본연구에서는내분비장애유발물질로알려진프탈레이트 7종 (Dibutyl phthalate, Benzyl butyl phthalate, Bis(2-ethylhexyl) phthalate, Dimethyl phthalate, Diethyl phthalate, Bis(2-ethylhexyl) adipate, Di-n-octyl phthalate) 및중금속 3종 (Pb, Cd, Hg) 에대한화장품내잔류량을조사하기위해 Gas Chromatography-Flame ionization detector (GC-FID) 및 Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrophotometer (ICP-OES), Mercury analyzer 분석장비을사용하여정성 정량조건을탐색하였다. 이를토대로부산시관내에유통되는화장품을대상으로내분비계장애물질모니터링을수행하여, 유통전후화장품의품질관리에활용하고, 관련분야에기초자료를제공하고자본연구를수행하였다. 재료및방법실험재료본연구에사용된검체는부산지역화장품매장및인터 넷쇼핑몰에서판매중인화장품 65건을조사대상으로하였다. 화장품유형별로는방향용제품 ( 샤워코롱, 향수등 ) 18건, 두발용제품 ( 헤어스프레이, 헤어미스트등 ) 12건, 영유아용제품 11건, 네일제품 10건, 체취방지용제품 ( 데오드란트 ) 8건, 기초화장용제품 ( 스킨, 로션등 ) 6건이다. 표준품및시약프탈레이트표준물질은 Dibutyl phthalate(sigma, USA), Benzyl butyl phthalate (Fluka, Germany), Bis(2-ethylhexyl) phthalate (Fluka, Germany), Dimethyl phthalate (Fluka, Germany), Diethyl phthalate (Fluka, Germany), Di-n-octyl phthalate (Fluka, Germany), Bis(2-ethylhexyl)adipate (Fluka, Germany) 을사용하였고, 시료준비및기기분석을위하여 n-hexane (Merck, Germany, GC grade), Acetone(Merck, Germany, GC grade), Acetic acid(merck, Germany), Ethanol(Merck, Germany), n-heptane(junsei, Japan) 을사용하였다. 중금속표준품은 ICP-multi-element standard solution XVI (As, Be, Cd, Ca, Cr, Co, Cu, Fe, Pb, Li, Mg, Mn, Mo, Ni, Sb, Se, Sr, Ti, Tl, V, Zn 100 mg /L, Merck KGaA, Germany) 을사용하였고, Hg은 Mercury standard solution 1000 mg /L (KANTO CHEMICAL, Japan) 을사용하였다. 중금속전처리에는질산, 염산 (Matsunoen Chemicals LTD, Japan, 유해금속분석용 ), 황산 (Merck, Germany) 을사용하였다. 시험에사용한증류수는 ELGA Water purification system (ELGA, UK) 을통하여제조하였다. 기기및분석조건프탈레이트분석에사용되는모든실험기구는유리로된제품을사용하였고, 이를미리아세톤, 헥산으로세정하고 200 에서수시간가열해건조한것을사용하였다. 용출시험에사용하는유리기구는미리침출용액인 n-헵탄으로세정하거나또는 180 ~ 200 에서수시간가열한것을사용하였다 8). GC-FID 분석은 Agilent 7890A GC (Aglient, USA) 를사용하여실험을실시하였으며 ChemStation 소프트웨어를사용하여크로마토그램과분석결과를산출하였다.(Table 1) 또한프탈레이트검출된경우정확한확인을위해 GC-MSD (Bruker, USA) 로분석하였다.(Table 2)
유통화장품중내분비계장애물질탐색및규명에관한연구 49 화장품의프탈레이트분석은 화장품안전기준등에관한규정 에따라수행하였고화장품용기별프탈레이트분석은 식품용기구및용기포장공전 중 Ⅳ. 기구및용기 포장의시험법의 디부틸프탈레이트, 벤질부틸프탈레이트, 디에틸헥실프탈레이트, 디-n-옥틸프탈레이트, 디이소노닐프탈레이트, 디이소데실프탈레이트및디에틸헥실아디페이트시험법 에따라수행하였다 8). 시료의전처리에는초음파세척기 (Powersonic 420, 화신테크 ), 원심분리기 (MF-80, 한일 ), ph 측정기 (SevenCompact ph/ion, Mettler-toledo AG, Switzerland) 를사용하였다. 중금속분석에사용된기구들은중금속오염을방지하기위하여세척후 30 % 질산에 6시간담근뒤 1차및 3차증류수로세척후건조시켜사용하였다. 중금속분석을위하여시료는 Microwave 장치 (CEM MAR6, Agilent, USA) 를이용하여시료전처리하였고, ICP-OES (Optima 7000DV, PerkinElmer, USA) 및수은자동분석기 (MA-3000, NIC, Japan) 를사용하여분석하였다.(Table 3) 검량선작성각각의프탈레이트표준물질을헥산 아세톤혼합액 (8 : 2) 에녹여표준원액을만든후, 각각의표준품을혼합희석하여 0.1 ug/ml, 0.25 ug/ml, 0.5 ug/ml, 1.0 ug/ml, 5.0 ug/ml, 10.0 ug/ml, 25.0 ug/ml 범위의혼합표준액을제조하여 GC-FID로분석하고, 검량선을작성하였다. 분석기기의데이터분석프로그램 (ChemStation) 상에서신호대잡음비율 (S/N, Signal to Noise) 이 10이되는농도를예상정량한계농도로설정하였다. 이후예상정량한계농도를포함하여그것의 10배농도사이에서 3개농도의혼합표준용액을제조하였고, 이를분석하여얻은검량선의기울기 (S) 와예상정량한계농도를 7회연속분석하여얻은피크면적의표준편차 (δ) 로하여정량한계 (Limit of Quantification, LOQ, 10 δ S -1 ) 와검출한계 (Limit of Detection, LOD, 3.3 δ S -1 ) 를산출하였다. 중금속분석을위하여 Pb, Cd를포함하는 ICP-multi-element standard solution ⅩⅥ 100 mg /L (Merck KGaA, Germany) 을 3 % 질산으로희석하여 25 μg /L, 50 μg /L, 100 μg /L, 200 μg /L, 500 μg /L로각각조제하여검량선을작성하였다. 작성된검량선으로부터각성분에대하여검출한계 (Limit of Detection, LOD) 와정량한계 (Limit of Quantification, LOQ) 를산출하였다. Hg는 Mercury standard solution 1000 mg /L(KANTO CHEMICAL, Japan) 을 0.01 % L-cystein으로희석하여 3 ng, 6 ng, 9 ng 농도로검량선을작성하였고검출한계 (Limit of Detection, LOD) 와정량한계 (Limit of Quantification, LOQ) 를산출하였다. Table 1. Analytical conditions of GC-FID Instrument Agilant GC 7890 Column DB-1701 (30 m x 0.25 mm x 0.25 μm ) Carrier gas N 2, 1.0 ml/min Inlet temp. 250 Oven temp. 120 (1min) 50 /min 150 (2min) 10 /min 260 (15min) Table 2. Analytical conditions of GC-MSD Instrument Column Carrier gas BRUKER (SNS-40) HP-5 (30 m x 0.25 mm x 0.25 μm ) He, 1.0 ml/min 80 (1 min) 15 /min Oven temp. 250 (1 min) 5 /min 300 (10 min) Source temp. 250 Ion source EI mode Scanning range 50 m/z ~ 500 m/z Table 3. The analytical conditions of ICP-OES and mercury analyzer Insturment Parameter Operating conditions RF Power 1,400 watts Nebulizer flow 0.55 L/min Auxiliary flow 0.2 L/min Plasma flow 17.0 L/min ICP-OES Sample flow 1.5 L/min Plasma viewing Axial Processing mode Area Wavelength Pb (220.353 nm ), Cd (228.802 nm ) Drying temp 150 Drying time 60 sec Mercury Decomposition temp 550 Analyzer Decomposition time 120 sec Wavelength 253.7 nm Carrier gas O 2, 0.2 L/min
50 구희수 나영란 이승주 민상기 시료전처리식품의약품안전처고시 화장품안전기준등에관한규정 에따라화장품 1.0 g을정밀히달아헥산 아세톤혼합액 (8 : 2) 을넣어정확하게 10 ml로하고초음파로충분히분산시킨다음 3,000 rpm으로 20 min 원심분리한다. 그상등액 5 ml을정확히취해헥산 아세톤혼합액 (8 : 2) 을넣어정확하게 10 ml로하여시험액으로하였다. 화장품용기별시험은침출용액을지방함유화장품과지방함유이외의화장품으로구분한후지방함유많은화장품과접촉하여사용되는용기에는 n-헵탄을침출용액으로하여 2-6 재질별용출시험용액의조제에따라조제한액을시험용액으로하였다. 또한지방함유하는화장품이외의화장품과접촉하여사용하는기구및용기 포장의경우는 20 % 에탄올, 50 % 에탄올, 4 % 초산, 물을침출용액으로사용하여 2-6 재질별용출시험용액의조제에따라조제한액 25 ml를분액여두에옮겨아세톤 헥산혼합액 [1 : 1(v/v)] 50 ml를가하여 5분간격렬하게진탕한후정치하여아세톤 헥산층을 250 ml 플라스크에옮기고남은여액에아세톤 헥산혼합액 50 ml를가하고위와동일하게 2회조작하여아세톤 헥산층을위의플라스크에합하여감압농축한후잔류물을아세톤에녹여 25 ml로한액을시험용액으로하였다. 따로, 시료대신침출용액을사용하여동일하게조작하여얻은액을공시험용액으로하였다. 중금속중납은시료 200 mg을 microwave 전용용기에취하고질산 7 ml, 염산 2 ml, 황산 1 ml를첨가한후 4 시간이상방치한후, microwave 장비를이용하여최대파워 1,000 w, 최고온도 200, 분해시간 35 min 의조건으로분해하였다. 카드뮴은시료 200 mg을 microwave 전용용기에취하고질산 7 ml, 불화수소산 2 ml를첨가한후, microwave 장비를이용하여최대파워 1,000 w, 최고온도 200, 분해시간 20 min의조건으로분해하였다. 상온으로식힌다음뚜껑을열고희석 시킨 4 % 붕산 20 ml을넣고뚜껑을닫은다음용기를 microwave 장비에장착하여최대파워 1,000 w, 최고온도 180, 분해시간 10 min의조건으로분해하여불소를불활성화시켰다. 증류수로용기및뚜껑을씻은후침전물이있을경우여과하고전체량을 50 ml로하여시험용액으로하였다. 중금속중수은은시료 50 mg을정밀히달아검액으로하였다. 따로시료없이검액과동일하게조작하여공시험액으로하여결과보정에사용하였다. 회수율프탈레이트표준물질 7종모두가검출되지않은시료중로션타입화장품 1건과스킨타입화장품 1건을바탕시료로하여바탕시료 100 mg에표준용액 20 ug/ml 1 ml과중금속혼합표준액 100 ug/ml 100 ul를각각첨가한시험액과바탕시료의시험액에대하여확립된전처리와분석방법으로동일하게처리하여프탈레이트와중금속의회수율을구하였으며, 3회반복시험하였다. 결과및고찰내분비계장애물질프탈레이트검출 1. 동시분석조건본연구에서는 화장품안전기준등의관한규정 에기준규격으로설정된프탈레이트류 (Dibutyl phthalate, Benzyl butyl phthalate, Bis(2-ethylhexyl) phthalate) 와기준규격미설정프탈레이트류 (Dimethyl phthalate, Diethyl phthalate, Di-n-octyl phthalate, Bis(2-ethylhexyl) adipate) 의 7종프탈레이트를동시분리하기위하여 GC-FID를이용하여검체도입부, 컬럼등의적절한온도조건을탐색하였다. (Table 1) 또한검출된프탈레이트의정성확인시험을위한 GC-MSD의적절한조건도탐색하였다.(Table 2) 확 DBP DMP DEP DEHA BBP DEHP DNOP Fig 1. The chromatogram of 7 phthalates standards by GC-FID.
유통화장품중내분비계장애물질탐색및규명에관한연구 51 립된분석조건으로 7종의성분을 30 min 이내에동시분석할수있었다.(Fig 1, 2) 혼합표준액 0.1 ug/ml, 0.25 ug/ml, 0.5 ug/ml, 1, 5 ug/ml, 10, 25 ug/ml 농도를가지고작성된검량선의직선상관계수 (R 2 ) 는모두 0.999 이상이었다. 또한각프탈레이트의 LOD는 0.0013 ug/g ~ 0.0093 ug/g, LOQ는 0.0048 ug/g ~ 0.0028 ug/g로나타났다.(table 4) 2. 정량및검출한계, 회수율결과화장품 1.0 g을정밀히달아헥산 아세톤혼합액 (8:2) 을넣어정확하게 10 ml로하고초음파로충분히분산시킨다음 3,000 rpm으로 20 min 원심분리한다. 그상등액 5 ml 을정확히취해헥산 아세톤혼합액 (8 : 2) 을넣어정확하게 10 ml로하여시험액으로하였다. 바탕시료 1.0 g에프탈레이트표준용액을첨가하여동일한전처리조건으로회수율을 1 2 3 4 5 6 7 1. Dimethyl phthalate 2. Diethyl phthalate 3. Dibutyl phthalate 4. Bis(2-ethylhexyl) adipate 5. Benzyl butyl phthalate 6. Bis(2-ethylhexyl) phthalate 7. Di-n-octyl phthalate) Fig. 2. The chromatogram of 7 phthalates standards by GC-MSD. Table 4. The regression data of phthalates by GC-FID a) b) phthalates R 2a) LOD b) ( μg /g) LOQ c) ( μg /g) Average recovery rate (%, n=3) Lotion Skin Dimethyl phthalate 0.99979 0.0016 0.0048 88.6 93.2 Diethyl phthalate 0.99973 0.0080 0.0243 88.5 91.2 Dibutyl phthalate 0.99980 0.0013 0.0039 90.8 94.8 Bis(2-ethylhexyl) adipate 0.99980 0.0015 0.0046 91.6 94.3 Benzyl butyl phthalate 0.99957 0.0093 0.0281 91.1 92.8 Bis(2-ethylhexyl)phthalate 0.99980 0.0029 0.0088 84.8 89.4 Di-n-octyl phthalate 0.99979 0.0033 0.0101 82.3 86.1 Coefficient of correlation(r 2 ) Limit of Detection, LOD (LOD = 3.3 x δ/s) c) Limit of Quantification, LOQ (LOQ= 10 x δ/s) δ: the standard deviation of the response S : the slope of the calibration curve
52 구희수 나영란 이승주 민상기 확인한결과로션제형화장품 82.3 % ~ 91.6 %, 스킨제형화장품 86.1 % ~ 94.8 % 로양호하였다.(Table 4) 3. 화장품중프탈레이트의확인시중에서유통되는화장품 65건중 18개제품 (27.7 %) 에서 DBP, DEP, DEHP 순으로 3종의프탈레이트가검출되었으나그외 DMP, BBP, DEHA, DNOP는모든시료에서검출한계이하 ( 불검출 ) 로나타나오염이없는것으로나타났다.(Table 5) 검출된프탈레이트는 GC chromatogram상의머무름시간과 GC-MSD로확인하였다.(Fig 3) 분석결과수거된시료의프탈레이트는모두식품의약품안전처고시 화장품안전기준등의관한규정 에규정된 DBP, DEHP의검출기준인 100 ug/g 이하로검출되었다. 화장품유형별로볼때네일제품의경우전체 10건중 6건 (60.0 %) 에서 DBP 검출및 1건에서 DEHP 검출, 기초화장품의경우전체 6건중 2건 (33.3 %) 에서 DEP 및 DBP가각각검출, 방향용제품의경우전체 18건중 5건 (27.8 %) 에서 DBP가검출, 두발용화장품의경우전체 12건중 3건 (25.0 %) 에서 DEP가검출, 체취방지용화장품의경우전체 8건중 1건 (12.5 %) 에서 DBP검출, 영유아용화장품의경우전체 11건중 1건 (9.1 %) 에서 DEP 가검출되었다. 조사대상프탈레이트류중 DBP가전체화장품중에서가장많이검출되었으며, DEP는헤어스프레이에서가장높은농도로검출되었다. 따라서 DBP, DEP는피부접촉을통한인체노출가능성이가장큰물질인것으로판단되었다.(Table 6) DBP DEHP DEP Fig. 3. The chromatogram of phthalates in cosmetics by GC-FID. Table 5. Detected phthalates according to 6 different types of cosmetics Phthalates Type Perfumes Basic Hair Total Colognes Nail Infant Deodorant No. of specimen 65 6 12 18 10 11 8 No. of detection (%) 18* (27.7%) 2 (33.3%) 3 (25.0%) 5 (27.8%) 6* (60.0%) 1 (9.1%) 1 (12.5%) Dimethyl phthalate 0 0 0 0 0 0 0 Diethyl phthalate 5 1 3 0 0 1 0 Dibutyl phthalate 13 1 0 5 6 0 1 Bis(2-ethylhexyl)adipate 0 0 0 0 0 0 0 Benzyl butyl phthalate 0 0 0 0 0 0 0 Bis(2-ethylhexyl)phthalate 1 0 0 0 1 0 0 Di-n-octyl phthalate 0 0 0 0 0 0 0 * : SA1(Nail cosmetics) detected DBP & DEHP
유통화장품중내분비계장애물질탐색및규명에관한연구 53 4. 화장품용기중프탈레이트의확인화장품의용기에서용출된프탈레이트류의함유가능성을알아보기위해, 화장품용기재질별프탈레이트분석은 식품용기구및용기포장공전 중 Ⅳ. 기구및용기 포장의시험법의 디부틸프탈레이트, 벤질부틸프탈레이트, 디에틸헥실프탈레이트, 디-n-옥틸프탈레이트, 디이소노닐프탈레이트, 디이소데실프탈레이트및디에틸헥실아디페이트시험법 에따라수행하였으며, 화장품용기별시험은침출용액을지방함유화장품과지방함유이외의화장품으로구분한후지방함유량이많은화장품과접촉하여사용되는용기에는 n-헵탄을침출용액으로하여 25 를유지하면서 1시간방치한액을시험용액으로했다. 또한지방함유이외의화장품과접촉하여사용하는기구및용기 포장의경우는알코올함량과 ph에따라 20 % 에탄올, 50 % 에탄올, 4 % 초산, 정제수를침출용액으로하여 60 로미리가온한후침출용액을해당용기에내용물만큼채운후 60 를유지하면서 30 분간방치한액을시험용액으로했다. 이시험용액 25 ml를분액여두에옮겨아세톤 헥산혼합액 [1 : 1(v/v)] 50 ml를가하여 5분간격렬하게진탕한후정치하여아세톤 헥산층을 250 ml 플라스크에옮기고남은여액에아세톤 헥산혼합액 50 ml를가하고위와동일하게 2회조작하여아세톤 헥산층을위의플라스크에합하여감압농축한후잔류물을아세톤에녹여 25 ml로한액을시험용액으로하였다. 따로, 시료대신침출용액을사용하여동일하게조작하여얻은액을공시험용액으로하였다. 화장품용기에서용출된시험용액으로 7종의프탈레이트분석결과 DMP, DBP, DEHA, BBP, DEHP, DNOP 는모두불검출이었으며, DEP 1종만검출되었다.(Fig 4) 검출된화장품용기는플라스틱중 PE, PP, OTHER로표기된용기이었으며, 이때의용출시험액은 50 % 알코올용매로용출시험한액에서검출되었고, 그농도는 0.37 ug/g ~ 0.64 ug/g 이었다. 본연구의알코올함유 20 % 이상제품은대부분유리용기를사용하였고그외몇건은알루미늄용기, PET용기를사용하였다. 따라서알코올함유 20 % 이상제품은플라스틱용기 Table 6. Amount of phthalates detected in cosmetics by GC-FID Phthalates No. of samples (%) Amount a) (ug/g) Average b) (ug/g) Diethyl phthalate 5 (7.7 %) 70.24 255.19 170.14 Dibutyl phthalate 13 (20.0 %) 7.44 59.54 25.27 Bis(2-ethylhexyl)phthalate 1 (1.5 %) 39.21 39.21 a) Amount(%) of phthalates in samples b) Average concentration Table 7. Detected phthalates according to extraction solution and types of cosmetics container by GC-FID extraction solution type of cosmetics container OTHER PET PE PP Glass Aluminum Water N.D N.D N.D - - N.D 4 % Acetic acid N.D N.D N.D - - - 20 % EtOH N.D N.D - N.D N.D - 50 % EtOH DEP N.D DEP DEP N.D - n-hetane N.D N.D - - - N.D DEP Fig. 4. The chromatogram of phthalates in cosmetics container by GC-FID.
54 구희수 나영란 이승주 민상기 에포장되지않는다면, 화장품용기로부터의화장품내용물로의오염은거의없다고볼수있었다.(Table 7) 내분비장애유발물질중금속검출일본국립의약품식품위생연구소분류에따르면내분비계장애물질 140여종중중금속은납, 카드뮴, 수은 3종이다. 납은부드럽고순응성이뛰어나고유연하여가공이쉬울뿐아니라색깔조성이잘되어서페인트안료, 도자기유약, 포장지, 화장품, 학용품등산업계에서다양하게이용되며, 물, 식품, 대기등의다양한경로를통해노출된다 4). 납은모든신체조직에영향을미치지만특히신장과면역체계에손상을가져다주며신경조직에가장심각한손상을일으킨다. 인체의축적독성이강하고, 헤모글로빈결핍으로인한빈혈, 신경장애등을일으키며일본국립의약품식품위생연구소에서내분비계장애추정물질로, 미국일리노이주환경청에서는가능성있는물질로, 국립암연구기관 (IARC) 에서는 Group 2B ( 사람에대해발암성이의심됨 ) 으로분류되었다 9-11). 카드뮴은인체에급성또는만성질환을일으키는중금속으로써산업의발달로대기및수질오염에의하여미량이지만섭취시치명적인질병을일으킨다 4). 특히, 카드뮴은반감기가대단히길기때문에체내에들어오면배출되지않고몸속에남아있게되므로비록적은양이라도장기간지속적으로노출될경우건강상위해를일으킬수있다 11). 또한일본국립의약품식품위생연구소에서내분비계장애추정물질로, 미국일리노이주환경청에서는가능성있는물질로, 국립암연구기관 (IARC) 에서는 Group 1 ( 사람에대해발암성있음 ) 으로분류되었다 9-11). 수은은공장폐수, 도시하수, 수은계농약, 페인트, 안료등에함유되어있는수은의자연탈기로방출되며인체에 누적될경우신경계통에치명적인피해를주는중금속이다. 또한일본국립의약품식품위생연구소에서내분비계장애추정물질로, 미국일리노이주환경청에서는가능성있는물질로, 국립암연구기관 (IARC) 에서는 Group 3 ( 사람에대한발암성여부에대해분류할수없음 ) 으로분류되었다 9-11). 1. 분석법의정량및검출한계, 회수율측정화장품시료를 microwave법으로분해한후내분비계장애를유발하는것으로보고되어진 Pb, Cd에대해 ICP-OES를이용하여분석하였다. Pb, Cd 중금속혼합표준액에서 2종중금속의검량선은모두 0.9999 이상의 R 2 를보였다. 검출한계 (LOD, Limit of detection) 는 Pb 0.0089 ug/l, Cd 0.0019 ug/l이었고, 정량한계 (LOQ, Limit of quantitation) 는 Pb 0.0269 ug/l, Cd 0.0057 ug/l이었다. Hg은휘발성을갖는금속으로 11) 산으로전처리없이자동시료주입기가부착된 Mercury analyzer(model MA-2, Nippon Instruments Co., Japan) 를사용하였다. 시료 50 mg을정밀히달아고온으로가열분해하여수은을기화시켜다공성물질의표면에금을코팅한수은포집기에포집, 농축하여측정하는금아말감법 (Combustin-Gold Amalgamation Method) 으로분석하였다. 수은표준원액은 1000 mg/kg (Kanto Chemical Co., Japan) 을 0.01 % L-cystein용액으로희석하여 0.01 mg/kg 표준용액을만들고 30 ul, 60 ul, 90 ul로주입하여검량선을작성하였다. 회수율은중금속이검출되지않은바탕시료에중금속혼합표준용액을첨가하고시료와동일한조건으로시험하여측정하였다. 로션제형과스킨제형을바탕시료로하여분석한 Pb 의회수율은 94.5 % ~ 99.1 %, Cd 의회수율은 98.9 % ~ 100.8 %, Hg의회수율은 99.3 % ~ 100.6 % 로 Table 8. Regression data of heavy metals by ICP-OES and mercury analyzer a) b) Heavy metals R 2a) LOD b) (ug/l) LOQ c) (ug/l) Lotion Average recovery rate (%, n=3) Pb 0.99994 0.0089 0.0269 94.5 99.1 Cd 0.99993 0.0019 0.0057 98.9 100.8 Hg 0.99990 0.0009 0.0026 99.3 100.6 Coefficient of correlation(r 2 ) Limit of Detection, LOD (LOD = 3.3 x δ/s) c) Limit of Quantification, LOQ (LOQ= 10 x δ/s) δ: the standard deviation of the response S : the slope of the calibration curve Skin
유통화장품중내분비계장애물질탐색및규명에관한연구 55 양호하였다.(Table 8) 2. 시료에서의 Pb, Cd, Hg의검출 Pb은신경장애의급성증상과창백한피부, 두통, 식용감퇴등의만성증상을일으키는것으로알려져있다 9-11). 이번에조사한화장품중의납함량은식품의약품안전처고시 화장품안전기준등에관한규정 에규격설정된기준 (20 ug/g) 에낮은수준으로나타났다. 조사된화장품의납에대한분석결과는평균값 0.061 ug/g이며최대값 2.7 ug/g으로기준의 7배이하수준이었다.(Table 9) Cd은적은양으로도신장독성을일으키며, 초기증상은단백뇨를일으키며장기간노출시골조직에서칼슘과인대사불균형을초래하며골다공증, 비장의기능장애, 기형발생등을일으키는것으로알려져있다 9-11). 조사결과, 화장품중의카드뮴함량은식품의약품안전처고시 화장품안전기준등에관한규정 에규격설정된기준 (5 ug/g) 에낮은수준으로나타났다. 조사된화장품의카드뮴에대한분석결과는평균값 0.011 ug/g, 최대값 0.31 ug/g로기준이하수준이었다.(table 9) Hg은그자체로도쓰이고, 각종원소들과결합하여화합물의형태로도많이사용된다. 수은에의한급성독성은설사, 신장기능장애등이올수있으며, 만성중독시과민증상, 손떨림등의증상이보고된바있다 11). 수은의섭취는중추신경계이상을초래하여보행장애, 수족마비, 중추신경계이상등을초래한다 9-11). 이번에조사한화장품중의수은함량은식품의약품안전처고시 화장품안전기준등에관한규정 에규격설정된기준 (1 ug/g) 보다낮은수준으로나타났다. 조사된화장품의수은에대한분석결과는평균값 0.003 ug/g, 최대값 0.014 ug/g 로기준이하수준이었다.(Table 9) 결론내분비계장애물질로알려진프탈레이트류 7종과중금속 3종을선정하여신속한동시분석방법을확립하고, 부산시관내제조화장품및수입화장품판매점과인터넷쇼핑몰에서유통중인화장품 65건을대상으로내분비계장애물질의검출실태를확인하여관련분야에기초자료를제공하고자본연구를실시하였다. 1. 문헌고찰을통하여내분비계장애물질로알려진여러가지물질중 Dimethyl phthalate, Diethyl phthalate, Dibutyl phthalate, Bis(2-ethylhexyl) adipate, Benzyl butyl phthalate, Bis(2-ethylhexyl) phthalate, Di-n-octyl phthalate 7종을내분비계장애유발프탈레이트로, Pb, Cd, Hg 3종을내분비계장애유발중금속으로선정하여분석하였다. Table 9. Heavy metal concentrations by 6 cosmetics types Type No. of sample Basic 6 Hair 12 Perfumes Colognes 18 Nail 10 Infant 11 Deodorant 8 Pb (ug/g) Cd (ug/g) Hg (ug/g) 0.220 ± 0.129 a) 0.036 ± 0.042 0.006 ± 0.004 (0.027 ~ 0.429) (ND b) ~ 0.092) (ND ~ 0.011) 0.212 ± 0.103 0.056 ± 0.034 0.002 ± 0.002 (0.034 ~ 0.352) (ND ~ 0.126) (ND ~ 0.008) 0.237 ± 0.104 0.067 ± 0.049 0.002 ± 0.003 (0.084 ~ 0.463) (ND ~ 0.156) (ND ~ 0.0011) 0.342 ± 0.168 0.002 ± 0.006 0.003 ± 0.003 (0.077 ~ 0.573) (ND ~ 0.020) (ND ~ 0.010) 0.441 ± 0.759 0.079 ± 0.078 0.005 ± 0.005 (0.074 ~ 2.710) (0.027 ~ 0.310) (ND ~ 0.014) 0.171 ± 0.145 0.032 ± 0.037 0.001 ± 0.001 (ND ~ 0.335) (ND ~ 0.098) (ND ~ 0.003) a) Data were expressed as mean±standard deviation(minimum~maximum) b) ND : Not detected
56 구희수 나영란 이승주 민상기 2. 화장품중내분비계장애물질인 7종의프탈레이트를 GC-FID를이용하여동시분석가능한조건으로정량법을확립하였고, 7종의프탈레이트확인시험을위한 GC-MSD 동시분석조건을확립하였다. 두조건모두 30분이내로신속한분석이가능하였다. 3. 유통화장품 65건중 18개제품 (27.7 %) 에서 3종의프탈레이트를함유하고있었다. DBP, DEP, DEHP 순으로나타났고그외모든시료에서는 DMP, BBP, DEHA, DNOP는검출한계미만 ( 불검출 ) 로나타나오염이없는것으로나타났다. 검출된프탈레이트중 2 종 DBP, DEHP는식품의약품안전처고시 화장품안전기준등에관한규정 에기준설정된프탈레이트로써그검출량은각각 7.4 μg /g ~ 59.5 μg /g, 39.2 μg /g로모두기준 (100 μg /g) 이하로검출되어안전한수준임을알수있었다. 4. 화장품유형별로프탈레이트검출율을보면네일제품 60 %, 기초화장품 33 %, 방향용제품 ( 향수, 샤워코롱 ) 에서 28 %, 헤어제품 25 %, 체취방지용화장품 13 %, 영유아용화장품 9 % 순이었다. 5. 조사대상프탈레이트류중 DBP가전체화장품에서 13 건으로가장많이검출되었으며, 5건에서검출된 DEP 의평균검출량은 170.1 ug/g로다소높았다. DEP는식품의약품안전처고시 화장품안전기준등에관한규정 에기준규격설정되지않은항목으로, 향후지속적인모니터링연구를통해, 그결과에따라관련부처와협의하여추가기준규격설정이필요한것으로판단되었다. 따라서 DBP, DEP가화장품에의한피부접촉을통해인체에노출될가능성이가장큰프탈레이트인것으로판단되었다. 6. 화장품용기별에따른각각의침출조건으로용출된시험액을 7종의프탈레이트시험법을적용한결과 6종의프탈레이트는모두불검출이었으며, DEP 1종만이검출되었고그농도도아주낮은수준이었다. 미량이지만검출된화장품용기는플라스틱중 PE, PP, OTHER로표기된용기이었으며, 이때의용출시험액은 50 % 알코올용매로용출시험한액에서검출되었다. 향후용기에대한추가적인검사가있어야하겠지만, 현재결과로볼때화장품의원료배합비율이알코올 20 % 이상에서는, 플라스틱보다는유리나알루미늄용기를사용한다면프탈레이트오염은거의없을것으로판단된다. 7. 내분비계장애물질중금속 3종시험중 Pb, Cd의경우는 microwave를이용하여전처리하였고, ICP-OES 기기분석하였으며, Hg는 Mercury analyzer를이용하여분석하였다. Pb, Cd, Hg에대한검량선은모두 0.9999 이상의 R 2 를보였고, 회수율평균은 94.5 % ~ 100.8 % 로양호하였다. 8. 65종시료에서검출된중금속농도평균은 Pb 0.273 ug/g, Cd 0.049 ug/g, Hg 0.003 ug/g으로식품의약품안전처고시 화장품안전기준등에관한규정 에규격설정된기준 (Pb 20 μg /g, Cd 5 μg /g, Hg 1 μg /g) 에모두기준이하로나타나, 중금속으로인한내분비계장애물질에대한오염은대부분안전한수준으로판단되었다. 참고문헌 1. K. K. Kim, Contents character of phthalates in school supplies, Analytical Science & Technology, 25(1), pp.69~75(2012). 2. K. Becker, M. Seiwert, J. Anerer, W. Heger, H. M. Koch, R. Nagorka, E. Rokamp, C. Schluter, B. Seifert and D. Ullrich, International J. of Hygiene and Environ. Health, 207(5), pp.409~417(2004). 3. W. H. Park, Y. K. Kim, H. J. Jeong. B. C. Choe, K. A. Park, J. K. Lee, I. S. Yu, N. J. Chough, Analysis of Perfumes Products for Phthalate Esters, 서울특별시보건환경연구원보 43, pp.174~182(2007). 4. S.R. Choi, 중금속내분비계장애물질과식품, Bulletin of Food Technology, 20(4), pp.3~10 (2007). 5. F. Mendes, J. Amaral, The endocrine disruptors: a major medical challenge. Food Chem Toxical, 40(6), pp.781~788(2002). 6. M. K. Kim, H. J. Jung, I. S. Chang, Simple Method in Trace Analysis of Phthalates in Cosmetics : Analytical Conditions and Skills for Better Results, J Soc Cosmet Scientists Korea, 34(1), pp.51~55(2008). 7. Ministry of Food and Drug Safety No. 2014-199(2014.12.23.), Republic of Korea. 8. Ministry of Food and Drug Safety No. 2014-27(2014.2.13.), Republic of Korea.
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