중금속, 잔류농약, 환경오염에 의한 식중독

 

중금속에 의한 독성물질

 

 중금속은 망간, 철, 코발트, 구리 등 일부는 생물의 생육에 필수적인 원소지만 과량으로 흡수하게 되면 독성을 나타내는 금속과 셀렌, 카드뮴, 주석, 수은, 납 등과 같이 생물체에 극미량이 필요하지만 일반적으로 미량으로도 유해하고 농도가 높다면 사망에 이르게 하는 오염물질이기도 하다.

 

 

수은 Hg

 수은은 원소수은(elementary mercury), 무기수은(inorganic mercury), 유기수은(organic mercury)으로 분류한다. 지각에서 천연적으로 배출되는 것이 주요 오염원이며 의료기기와 수은 전지, 농약 및 의약품제조, 수은등 또는 형광등 제조, 전기 스위치 등 많은 부분에서 활용되어 여러 산업용 공장에서 수은을 이용한 제품의 생산 과정 중 직접 노출된다. 유기수은 화합물은 지용성으로 동물체에 쉽게 흡수되며 적혈구와 중추신경계에 축적된다. 독성은 유기수은이 무기수은보다 더 크다.  

 

 단기적으로 수은에 노출되면 식욕저하, 신체 떨림 등의 증상이 나타나고, 장기적으로 수은에 노출되면 정신흥분, 불안 등과 같은 정신장애를 일으킬 수 있다.

 

 무기수은 화합물의 경우 염소, 황, 산소 등과 결합해서 가루의 형태로 존재하며 방부제나 불법 미백화장품에 사용되기도 한다. 무기수은 화합물을 섭취할 경우 구강이나 소화관 점막에 심한 자극을 일으키며, 혈액으로 쉽게 흡수되어 신장 등 각종 장기에 영향을 미친다. 

 

 유기수은 화합물의 경우 수은이 탄소와 결합한 상태로 존재하며, 메틸수은(CH₃Hg)은 유기수은의 대표적인 화합물로 주로 미생물에 의해 생성되어 생물 농축이 매우 잘 되는 특징이 있다. 주로 중추신경계에 이상을 초래하여 보행장애, 시력감퇴, 운동장애, 언어장애, 신경계장애, 정신장애 등을 일으킨다.

수은 중독의 대표적인 사례로는 일본의 쿠마모토현 미나마타시에서 화학공장에서 사용했던 염화 제2수은이 폐수로 방출되면서 어패류에 농축되어 그로 인한 대규모 중독환자가 발생했던 미나마타병 사건이 있다.

 

 미국 FDA에서는 어패류의 최대허용 수준을 1ppm으로 권장하며, WHO에서는 생선류를 제외한 식품 중 수은 허용량을 0.05ppm으로 권장하고 있다.

 

 

카드뮴 Cd

 카드뮴은 광산의 폐수로 배출되어 물을 통해서 식품에 옮겨가거나 토양에 축적되어 농장물에서 검출된다. 또, 텔레비전의 인광체, 안료, 전지 등에도 쓰이므로 이들을 만드는 공장에서의 직업성 중독으로 금속 카드뮴이 용해될 때 발생하는 산화카드뮴의 증기나 비닐 제조공정에서 생기는 화합물에 의한 중독으로 알려졌었지만 그 공장의 폐수나 쓰레기에 의한 토양 축적이나 식품 오염(특히 쌀의 오염)이 밝혀지면서 큰 문제가 되기도 했다. 

 

카드뮴은 수은이나 납과 달리 식물체가 쉽게 흡수할 수 있기 때문에 식물체 내의 조직에 골고루 퍼진다. 식물이 카드뮴에 오염되면 겉껍질을 제거하는 것만으로는 오염된 것을 모두 제거할 수 없다.

 

 카드뮴을 섭취하게 되면 신장장애를 일으킨다. 신장의 재흡수 기능을 저하시키면서 칼슘과 인이 흡수되지 않고 소변으로 배출되며 장시간 노출되었을 때 이로 인한 체내 칼슘의 불균형으로 뼈의 연화가 일어나 골격변형이 유발된다. 이때 전신에 통증을 느끼면서 이따이-이따이 병이 발생하는 것이다.

 

WHO에서 설정한 카드뮴의 1일 섭취허용량은 57~71㎍이다.

 

 

납 Pb

 납은 독성이 강한 중금속으로 소량이 장시간에 걸쳐 축적되면서 일어나는 만성 중독성 중금속이다. 다른 중금속에 비해 반감기가 길어 더욱 위험하며 과거에는 도료, 안료, 농약 등에 의해 오염되는 경우가 많았는데 페인트에 납이 첨가되면 페인트의 내구성을 높여줘 일부 업체에서 납을 첨가해서 만들기도 했다. (1960년대 미국에서 약 5만여 명의 어린이가 납 중독으로 사망하였으며 주된 원인은 납을 사용한 건물의 페인트 조각을 먹었기 때문으로 보고되었다. 비교적 최근에도 중국에서 어린이용 장난감에 쓰인 페인트에서 납이 검출되어 문제시되기도 했다.)

 

 납은 주로 미세 분진에 흡착되기 때문에 사람의 호흡기로 직접 노출되며 그 외에 오염된 물을 마시거나 음식을 먹으면서 소화기를 통해 흡수될 수 있는데 납이 함유된 조리기구, 통조림 등도 산성식품과의 접촉으로 오염원이 될 수 있다. 주된 섭취오염식품은 수산식품과 음료수이며 해수어 중 납 함량 0.3ppm을 기준으로 환경오염의 지표로 이용된다.  

 

 납중독 증상은 몸 속의 납 농도, 노출된 기간에 따라 납 중독의 증상이 다르게 나타난다. 체내의 납 농도는 10mg/dl 이하가 정상이지만, 납 농도가 정상보다 조금 높다고 해서 반드시 납중독의 증상이 생기는 것은 아니다. 대부분이 만성적이며 낮은 농도의 납에 오랜 시간 동안 노출된다면 증상이 생기기까지 수개월에서 수년이 걸릴 수 있다. 증상이 나타난다면 단계별로 진행되며, 적혈구의 수명단축으로 인한 빈혈을 시작으로 중추신경계의 이상을 초래하여 활동이 과도해지고 지각이상이 생긴다. 중독 증상이 더 심해지면 신장기능상실, 경련, 혼수 등을 거쳐 사망에 이르는데 최근에는 납중독으로 사망하는 경우는 거의 없다. 

 

 

잔류농약에 의한 독성물질

 

 농약에는 살충제, 제초제, 살균제, 성장조절제, 훈증제 등이 있고 화학적 성분에 따라 유기인계, 유기염소계, 카바메이트계, 유기플루오르계, 유기수은계 등으로 나눈다. 농약은 사용방법, 사용량, 사용시기 등을 준수해야 식품 중의 잔류량을 최소화할 수 있다.

 

 식약처의 정보에 의하면 식물에 농약을 뿌리면 잎이나 줄기, 과일에 부착하고 일부는 흡수된다. 표면에 부착된 것은 공기 중의 산소나 수분, 햇빛에 의해 분해되기도 하며 흡수된 농약도 식물 체내의 효소에 의해 분해되어 감소한다. 식물 표면에 남아있을 잔류농약의 경우 껍질을 벗기거나 물에 씻기, 데치기, 삶기 등의 방법으로 조리과정 중 대부분 제거되며 식품을 통해 잔류농약을 섭취했더라도 축적되지 않고 소변이나 대변으로 배설된다. 농약의 잔류허용기준은 농산물을 씻거나 조리하기 전 그대로 섭취하는 것을 기준으로 하며 국내 유통되는 농산물의 경우 99.3%가 농약잔류허용기준에 적합하다고 하니 크게 걱정하지 않아도 된다고 한다.

 

유기인계 및 카바메이트계

 유기인계 및 카바메이트계 농약은 농작물 생산에 많이 이용되며 유기염소계에 비해 안전성이 높고 축적되어 잔류되지 않는다. 마라티온, 스미티온, 다이아지논, 바이텍스, DDVP 등이 사용되었으며 만약 유기인계와 카바메이트계 농약에 중독되었다면 콜린에스터라아제를 억제하여 아세틸콜린의 작용을 저해함으로써 신경에 과잉자극증상이 나타나 식욕부진, 구토, 복통, 설사, 언어장애, 혼수 등의 증상이 나타난다.

 

 

유기염소계

 유기염소계는 대부분 안정된 화합물로 잘 분해되지 않는다. 우리나라에서는 1970년대 말 축적잔류성이 문제가 되어 사용이 금지되었으나 과거 과다한 사용으로 이미 토양과 환경이 오염되어 있다. DDT, BHC, 디엘드린, 알드린 등이 여기에 해당하며 생체 내에 축적되므로 미량 흡수도 주의해야 한다. 지용성이라서 모유 지방 및 지방조직에 축적되며 유기인제에 비해 독성은 적으나 중독된다면 주로 중추신경증상이 나타나 초기에는 식욕부진, 구역질, 구토, 두통이 일어나며 점차 자극흥분성이 심해지고 경련이 일어나거나 혼수상태에 빠져 사망에 이르기도 한다.

 

 

유기수은계

 유기수은계 농약은 벼의 도열병 방제에 가장 널리 사용되었으며 특히 종자소독에 흔히 사용되었다. 일반적으로 유기수은계의 독성은 극히 강한 편이며 인체에 쉽게 흡수되지만 거의 배설되지 않아 영구적으로 축적되는 농약이라 현재는 사용이 금지되었다.

 

  급성중독은 사고로 인한 경우가 많으며 만성중독은 유기수은을 직업적으로 취급하는 사람, 환경오염에 의한 장기적 흡수 등으로 일어난다. 급성중독의 증상은 피부염증, 자극성 물집이 생기고 위장증상, 신장장애를 일으키며 만성중독의 경우 떨림증, 언어장애 등 중추신경장애가 일어난다.

 

 

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환경호르몬에 의한 독성물질

 환경호르몬이란 생명체 내 내분비계(호르몬계)의 정상적인 작용을 방해해 생식이상, 기형, 각종 암을 유발하는 환경주의 화학물질을 말한다. 살충제인 DDT, 유산 방지제인 DES, 산업폐기물을 소각할 때 나오는 다이옥신, 농약과 수은, 납, 카드뮴 등의 중금속과 비스페놀 A 등 플라스틱 성분인 프탈레이트, 플라스틱 가소제, 강력 세척제인 노닐페놀류가 환경호르몬 물질에 해당한다. 

 

폴리염화비페닐 polychlorinated biphenyl, PCB

폴리염화비페닐은 1930년대 초부터 변압기나 열매체의 전기절연체로 전선의 피복, 고압용 윤활유, 에어컨오일, 진공펌프오일, 가소제 등에 널리 쓰이는 물질로 이후 유해성이 밝혀지면서 1970년대 들어 대다수의 국가에서 사용이 금지되었다. 그러나 이미 너무 많은 양이 환경에 오염되어 있으며 대표적인 PCB 중독사건으로는 1968년 일본 키타큐슈 지방에서 발생한 미강유 중독증이 있다. 미강유 제조 과정에서 기계장치의 결함으로 PCB가 미강유에 혼입, 장시간 섭취한 사람들에게서 피부의 흑갈변, 구토, 설사, 간장장애 등의 증상이 나타났다.

 

WHO에서는 하루 섭취허용량을 0.005mg/kg으로 정해놓았다.

 

 

 

다이옥신 dioxin

 다이옥신은 서로 비슷한 구조를 가지는 PCDD(polychlorinated dibenzo-p-dioxin)과 PCDF(polychlorinated dibenzofuran)을 총칭하는 말로 염소나 다른 할로겐 원소가 존재할 때 200~600℃로 가열하면 만들어진다.(염화비닐, 염화비닐리덴 등 염소가 들어있는 제품을 태울 때 발생한다.) 도시의 쓰레기 소각, 종이 또는 펄프의 표백과정, 플라스틱 제조과정, 제초제의 제조과정 등에서 배출되며 화학적으로 안정하기 때문에 물, 공기, 토양 등의 자연환경에서 오랜 기간 잔류하며 지용성이라 인체 내 지방조직에 축적되어 몸속에 오랫동안 남게 된다. 식품을 통한 유입이 90% 이상이며 1~3%는 호흡기를 통해 체내로 유입된다.

 

 다이옥신은 발암성이며 독성은 매우 강하여 기형아 유발 작용이 있고, 면역체계에 이상을 초래한다. 개개인의 다이옥신의 실제 섭취량은 섭취하는 식품의 종류와 양, 오염 정도에 따라 다르며 식품으로 섭취되는 경우 90% 이상이 고기류, 유제품, 생선 등과 같은 지방질이 많은 물질을 태울 때 다이옥신이 발생하므로 만약 식품이 많이 탔다면 섭취하지 않는 것이 좋다. 

 

 

 

 

 

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