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J Environ Health Sci. 2022; 48(4): 195-205

Published online August 31, 2022 https://doi.org/10.5668/JEHS.2022.48.4.195

Copyright © The Korean Society of Environmental Health.

A Study on the Exposure Factors Used in the Assessment of Inhalation Exposure to Household Chemicals

생활화학제품의 흡입노출평가에 사용되는 노출계수에 대한 고찰

Chungsik Yoon1,2* , Taehong Kwon2 , Gitaek Oh2 , Minjung Kim1 , Boowook Kim2 , CheolWoong Shin3 , Kiyoung Lee1,2 , Kyungduk Zoh1,2

윤충식1,2*, 권태홍2, 오기택2, 김민정1, 김부욱2, 신철웅3, 이기영1,2, 조경덕1,2

1Department of Environmental Health Sciences, Graduate School of Public Health, Seoul National University, 2Institute of Health and Environment, Seoul National University, 3Air Environment Center, Korea Conformity Laboratories

1서울대학교 보건대학원 환경보건학과, 2서울대학교 보건환경연구소, 3(재)한국건설생활환경시험연구원 공기환경센터

Correspondence to:Department of Environmental Health Sciences, Graduate School of Public Health, Seoul National University 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Seoul 08826, Republic of Korea
Tel: +82-2-880-2729
Fax: +82-2-745-9104
E-mail: csyoon@snu.ac.kr

Received: July 7, 2022; Revised: August 14, 2022; Accepted: August 20, 2022

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/), which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Highlights

ㆍ Exposure factor is important for inhalation exposure assessment of chemicals used in household products.
ㆍ Inhalation exposure factors for the United States, Canada, EU, Australia, Japan, China and Korea were compared.
ㆍ International comparison of breathing rates has limitations due to different age groups and calculation methods by country.
ㆍ The nature and quality of the original data should be considered for the circumstances not covered by the relevant handbook.

Graphical Abstract

Background: The biggest concern when using household chemical products is the health risk from inhalation exposure.
Objectives: The purpose of this paper was to provide information necessary for estimating inhalation exposure factors in several countries/organizations and to present some examples.
Methods: We attempted to use PRISMA-ScR for a systematic review, but no major reports were found. We used the Google search function instead to find ‘exposure factor handbook’. As for the results, inhalation exposure factors from South Korea, the United States, Canada, the EU, Australia, Japan, and China were compared.
Results: The basic concept and origin of exposure factors was the US Environmental Protection Agency’s Exposure Factor Handbook. Its latest version is 2011, but several chapters have been updated in 2017, 2018, and 2019. South Korea’s Exposure Factor Handbook was updated in 2019, more recently than those of other countries, and was systematically investigated. In South Korea, the average daily respiratory rate is 14.62 m3/day for adults and 12.73 m3/day for children. It is difficult to compare breathing rate by country because each country divides age groups differently and uses different methods to estimate it. Information on household chemical products, space used, and ventilation rate are in the exposure factor handbook in some countries and not in others. It is not in the handbook in South Korea, but in the notice from the NIER (National Institute of Environmental Research), a sub-regulation of the Chemical Product Safety Act.
Conclusions: The exposure factors registered in South Korea’s exposure factor handbook have been systematically studied and reflect the most recent data. When using data not in the relevant handbook, data from other countries might be applied, but it should be determined whether the nature and quality of the original data have been managed.

KeywordsRespiratory rate, handbook, household products, inhalation, risk

생활화학제품의 사용이 빈번해지면서 이의 노출로 인한 건강 영향에 수십 년 동안 연구되고 있으나 아직도 표준방법이 설정되어 있지는 않다. 모든 생활화학제품의 사용 환경에서 직접 측정을 하거나 해당 사용 환경을 모사하여 측정할 수 있으나, 이는 현실적으로 어려움이 많다. 따라서 노출모델을 이용한 생활화학제품의 노출량이나 위해성을 평가하려는 시도가 각국에서 이루어져 왔고, 또 다양한 모델이 개발되어 있다.1)

생활화학제품은 매우 다양한 화학물질을 포함하고 있다. 이 중에는 발암물질, 생식독성물질, 돌연변이성 물질, 내분비 교란 물질과 같은 고위험물질이나 나노물질 및 영업비밀 물질과 같은 유해성 정보가 적거나 알 수 없는 물질이 다수 포함되어 있다.

생활화학제품 노출평가 모델을 사용하기 위해 필요한 인자가 노출계수이다. 미국 환경보호청(EPA)에서 노출계수 관련한 이전의 연구를 발전시켜 1989년에 ‘Exposure Factors Handbook’을 발간하였다. 이 노출계수 핸드북 발간 이전의 화학물질 노출평가 방법에 관한 보고서에도 노출계수가 언급되곤 하였다. 예를 들어 1987년의 보고서 제7권은 화학물질에 대한 소비자 노출평가 방법인데 해당 보고서에도 호흡률, 소비자 제품 등에 대한 언급이 있었으며, 노출 시나리오에 대한 보고서도 있었다.2-5) 이후 많은 기관이나 국가에서 유사한 노출계수를 발표하고 있다. 우리나라는 2007년도에 노출계수 핸드북을 처음 발간하였다. 그 후, 성인 노출계수는 기존의 자료를 보완 개정하여 2019년에 전면 개정판을 발간하였고 어린이 노출계수의 경우 2016년도에 국내 최초로 발간하였다. 일부 항목을 개정하여 2019년에 개정판이 발간된 바 있다.6-10)

생활화학제품의 노출을 특징짓는 변수는 매우 다양하다. 예를 들어 제품 내 함유 화학성분의 종류와 양, 사용 유형(예, 분무형, 펌프형, 겔형), 사용 방식(예, 공간 분사, 인체 분사, 바닥 분사, 거치), 사용 공간의 다양성(실내, 실외, 차량 등), 어린이 및 임신부를 포함한 다양한 사용자 특성, 직접 사용자와 인근의 간접 노출자의 노출 특성, 사용 횟수, 사용 시간 등이 있다.

이렇듯 노출을 결정하는 변수는 매우 다양하지만 이를 크게 분류하면 두 가지이다. 하나는 제품/화학물질의 특성이고, 다른 하나는 이용자 특성이라고 할 수 있다. 즉, 노출계수는 사람이 화학제품을 사용함에 있어 어떤 유해인자에 대한 노출량을 추정하는데 기여하는 제품/화학물질의 특성과 인간행동 특성에 대한 것이다.

제품/화학물질 특성과 관련하여서는 해당 제품의 제조사가 제공하는 정보 혹은 제품과 관련한 국가의 관리제도(예, 「화학물질 평가 및 등록에 관한 법률」에 따른 등록정보, 물질안전보건자료)에 의존하여 정보를 구할 수 있다. 제조사가 제공하는 정보가 제한되기도 하는데 예를 들어 제품 라벨에 해당 화학성분 및 함유량 정보에 대한 불충분한 표기 등이 해당한다. 하지만 우리나라가 시행하고 있는 기업의 자발적 전성분 공개제도는 등록된 제품을 관리하는데 유용하게 활용되고 있다. 이용자 특성은 제품/화학물질특성과 달리 사용자의 사용 행동에 의존하게 된다. 사용자 특성은 나라별, 연령별, 성별로 다를 수밖에 없다. 그리고 또 어느 한 시기에 조사한 사용자 패턴은 시간이 지나면 맞지 않을 수도 있기에 노출 추정에 있어서 제품/화학물질 특성과 비교 시 사용자 특성의 불확실성이 더 클 수도 있다.

노출계수와 관련하여 이를 제공하는 나라/기관마다 상당히 다양한 변수의 정보를 제공하고 있지만 주로 사용자의 신체 계측 및 생리학적 지표(예, 연령, 성, 민족에 따른 체중, 호흡량, 피부 부피, 키 등), 제품별 사용 특성(예, 사용 횟수, 빈도, 양), 사용 공간(예, 화장실, 거실, 침실의 크기 등)을 포함하고 있다. 한국에서는 2015년에 「화학물질관리법」 (1990년 제정된 「유해화학물질 관리법」을 전면개정)을 제정 및 「화학물질등록 및 평가에 관한 법률」을 시행하였고, 2018년에는 「생활화학제품 및 살생물제의 안전관리에 관한 법률」 (화학제품안전법)을 제정하였다.11,12) 「화학제품안전법」의 하위 규정인 「생활화학제품 위해성 평가의 대상에 및 방법 등에 관한 규정(국립환경과학원 고시 제2021-37호)」에서도 노출계수를 언급하고 있다.

생활화학제품의 화학성분이 공기 중으로 방출될 때 위해성이 큰 흡입 노출을 평가하기 위한 흡입 노출모델이 간단한 모델(Tier 0)에서 고차원(Tier 2)까지 다양하게 개발되어 있고, 해당 모델에 다양한 흡입 노출계수가 사용된다. 본 논문의 목적은 생활화학제품을 사용 시 공기 중으로 발생하는 화학물질의 노출량 평가나 위해성 평가에 사용되는 주요 국가/기관의 노출계수에 대하여 각각의 특징을 비교 검토하는 것이다. 이러한 흡입 노출계수의 비교 검토는 향후 노출계수의 개정과 고차원의 흡입 노출모델 개발에 유용한 정보를 제공할 수 있다.

논문의 목적을 달성하기 위하여 논문 중심으로 체계적 고찰을 하려고 하였다. 이를 위하여 체계적 논문 고찰에 많이 사용되는 PRISMA-ScR을 이용하려 하였다.13) 하지만, 노출계수와 관련한 논문이 많지 않고, 실제 각국이나 각 기관에서 제시한 노출계수를 보기 위해서는 적절하지 않았다. 따라서 구글 탐색기능을 이용하여 ‘exposure factor handbook’. ‘exposure factor’를 검색하여 관련 문헌과 정보를 찾았고, 이 결과를 이용하여 해당문헌의 참고문헌을 이용하여 검색하였다.

노출계수 자료는 흡입 노출뿐 아니라 섭취, 피부 노출, 생활패턴, 공간이용에 대한 자료를 포함하고 있어 자료가 매우 방대하다. 본 논문은 이 중 생활화학제품의 흡입 노출과 관련이 있는 항목에 초점을 맞추었다.

흡입 노출모델에 사용되는 노출계수는 크게 세 가지 범주로 구분하여 설명하였다. 즉, 호흡률, 생활화학제품, 해당 제품이 사용되는 사용 환경(공간 및 환기율)으로 구분하였다. 호흡률 부분에서는 호흡률 평가 방법을 먼저 기술하였다. 그 후 나라별 호흡률 평가 방법과 그 결과를 요약 기술하였다. 생활화학제품 사용과 관련한 생활화학제품의 분류가 중요하다. 미국의 경우, 해당 내용이 노출계수 핸드북에 수록되어 있지만, 한국은 노출계수 핸드북에는 존재하지 않으며, 「화학제품안전법」의 하위법령에 수록되어 있다. 따라서 해당 내용의 수록처와 더불어 주요 흡입제품의 분류에 대하여 비교 검토하였다. 사용 환경에 대해서는 생활화학제품 사용 공간의 부피 또는 면적(일부 국가는 바닥면적과 공간 부피를 모두 제공)과 더불어 단위시간 당 공기 교환율을 비교하였다. 비교 대상 국가별로 사용 공간의 구분 방법이나 크기, 공간에 따른 환기율 등의 제시 방법이 달라서 이 부분도 기술하였다.

본 결과에 제시된 한국, 미국, 캐나다, 중국, 유럽연합(EU), 일본 이외에도 많은 나라들이 노출계수를 제공하고 있다. 네덜란드의 RIVM (National Institute for Public Health and the Environment)은 소비자 노출 추정모델인 ‘ConsExpo Web’ model에서 노출이나 위해성 평가에 사용되는 인자에 대하여 노출계수라는 용어 대신 기본 설정 값(default value)이라는 용어로 ‘fact sheet’에서 제시하고 있다. 이 fact sheet는 사용 제품 범주 별로 총 아홉 개의 범주로 이루어져 있다. 사용 제품 범주는 2006년에 해충방지 제품과 화장품, 2007년에 페인트 제품과 가장 최근인 2021에 개정된 공기 정화제 등이 있다.14)

따라서 노출계수를 비교함에 있어서 저자들이 중요하다고 판단한 몇 개의 나라를 선정하여 설명과 비교를 하였다. 각국의 노출계수를 참고할 때 중요한 것은 해당 자료의 조사 시점이 중요하다. 왜냐하면 생활화학제품이나 이용자의 특성이 연도에 따라 매우 다르기 때문이다. 노출계수 핸드북은 한국이 가장 최근인 2019년도에 발간하였다. 미국은 2011년도 자료가 대부분이었으며, 일부 자료는 각각 2017년(토양과 먼지 섭취), 2018년(과일과 채소, 고기, 유가공 제품 및 지방) 그리고 2019년도(물과 다른 음료수)에 개정했는데 흡입 노출관련으로는 2011년 자료가 대부분이었다. 건물특성에 대한 노출계수는 2018년도에 개정된 바 있다.2) 이외 캐나다, 중국, 일본은 각각 2014년, 2015년, 2007년의 노출계수 자료를 제공하고 있다.15-18) 하지만, 각국 모두 실제 조사 시점은 발표 연도보다 수년 전이라는 것도 주의하여야 한다.

1. 호흡률

호흡률을 추정하는 대표적인 방법은 세 가지이다.2,8,14,17) 첫째는 호흡률과 심박수의 상관관계를 이용하는 방법이다. 즉, 운동강도에 따른 심박수를 측정하여 호흡률과의 회귀식을 구한 다음 시간활동양상에 따른 운동강도를 적용하여 하루 호흡률을 계산하는 방식이다. 둘째는 에너지 대사율을 이용하는 방법이다. 이는 두 가지 방법이 존재한다. 첫번째는 1일 총에너지 소비량 추정을 위하여 영양조사를 통한 섭취 에너지(energy intake)를 측정하고 이를 이용하여 계산하는 방법이다. 두번째 방법은 체중을 이용하여 기초대사율을 산출하고, 신진 대사량과 시간활동양상을 이용한 활동별 에너지 소비량을 이용하는 방법이며, 다음 식을 이용한다.

IR=E×H×VQ1440

IR: 호흡률(inhalation rate, L/min)

H: 1 kcal의 에너지를 얻기 위한 산소 부피 소비량(volume of oxygen consumed to produce 1 kcal of energy) 보통의 경우 0.05 L/kJ을 사용

VQ: 환기 당량(ventilatory equivalent) 보통의 경우 27을 사용

E: 시간당 에너지 소비량(energy expended per unit time, kJ/d)

기초대사율이 체중과 상관성이 있기에 위 식 대신에 체중을 이용한 회귀식을 이용하면 더 쉽게 호흡률을 계산할 수 있다. 대표적인 예로 ConsExpo에 제시된 호흡률 기본 설정 값은 체중을 이용한 것이다.14)

셋째는 이중표지수법이다. 이는 동위원소로 된 물(2H2O and H218O)을 음용하게 하고 일정 시간 후에 소변, 침, 혈액에서 각각 감소율의 차이를 이용하여 추정하는 방법이다. 즉, 중수소는 수분의 방출을, 중산소는 수분이나 CO2의 체내 생성량의 표지자인데 이 둘로부터 체내 CO2 생산량을 계산하고, 이것으로 하루 에너지 소비율을 계산한다. 그 뒤 다음 식을 이용하여 일일 호흡률을 계산한다.19)

PDIR=(TDEE+ECG)×H×VQ×10–5

PDIR: 생리학적 일일 호흡률(physiological daily inhalation rates, m3/day)

TDEE: 일 총 에너지 소비율(total daily energy expenditure, kcal/day)

ECG: 성장을 위한 에너지 소모(stored daily energy cost for growth, kcal/day)

H: 산소 섭취 인자(oxygen uptake factor), 상온 상압에서 1 kcal/mL 에너지를 생산하기 위해 소비되는 산소량으로 0.21 L

VQ: 환기 당량(ventilatory equivalent) 보통의 경우 27을 사용

각 나라/기관의 호흡률을 추정하는데 조사 대상자 수도 중요하다. 그러나 나라/기관의 호흡률 자료에서 대상자 수가 명확히 제시된 경우도 있고, 그렇지 않은 경우도 있다. 전자의 예로는 우리나라와 EU가 있고, 후자의 예로는 캐나다, 일본 등이 있다. 미국은 노출계수 핸드북에서 이전 조사자료를 여러 개 사용하고 있어 대상자 수 파악이 쉽지 않다. 중국의 경우, 호흡률 산정에 있어 대사율과 시간활동양상을 이용하였는데 시간활동양상은 약 9만여 명의 자료를 이용하였다.2,7,16-18)

호흡률을 나라별로 연령별로 비교하기 어려운 이유는 연령대의 구분이 다르고 호흡률 산정 방법이 다르기 때문이다. 예를 들어 한국의 노출계수 핸드북(2019년)에서는 성인인 경우 19~24세, 25~34세, 35~44세, 45~54세, 55~64세, 65~74세, 75세로 구분한다. 하지만, 미국 EPA는 21~<31세, 31~<41세, 41~<51세, 51~<61세, 61~<71세, 71~<81세, 81세 이상으로 구분하고 있다. 어린이의 경우도 차이가 존재한다. 한국에서는 0세부터 18세까지 각 연령별로 제시하고 있지만 미국에서는 출생~<1개월, 1~<3개월, 3~<6개월, 6~<12개월, 출생~<1년, 1~<2세, 2~<3세, 3~<6세, 6~<11세, 11~<16세, 16~<21세로 구분하여, 1세 미만은 몇 개월 단위로 세분하고 있고, 1년 이후는 몇 년 간격 별로 하고 있어 우리나라와 차이가 있다. 중국은 연령을 18~44세, 45~59세, 60~79세, 80세 이상으로 구분하고 있다.2,7,17) 따라서 Table 120)은 공통으로 적용할 수 있는 것만 요약하였다.

Table 1 Summary of breathing rates of adults and children in Korean, US, China and Japan

Adult breathing rate (m3/day)Children breathing rate (m3/day)
MeanMaleFemaleMeanMaleFemale
Korea (2019)14.6216.2113.0312.7313.6411.78
US (2011)12.2~15.7
by age groups
12.96~17.36
by age groups
9.80~13.68
by age groups
3.6~16.3
by age groups
3.38~17.23
by age groups
3.26~13.28
by age groups
China (2014)15.7 (16.1)*18 (17.7)*14.5 (14.5)*3.7~14.0
by age groups
--
Japan (2006)17.3NANA8.1±1.3NANA
REACH (2012)Long term: 18 m3/day
Short term: 054, 1.08, 2.13, 3.79 m3/hr for rest,
light, medium, heavy activity, respectively
Long term: 3~20 m3/day by age
Short term: 0.06 ~3.79 m3/hr by age and activity
RIVM (2014)0.42 ~3.070.45~3.240.4~2.980.05~0.38--
WHO§22232115--

*The value suggested for children in 2016, †The value suggested by Kawahara et al.28) (2012) for 5~6 years old, ‡Respiratory rate unit of RIVM is m3/hr and depends on activity intensity. For children, it varies by age. For example, for an adult, it is 0.42 during sleep, 0.55 at rest, 1.49 during light exercise, and 3.07 m3/hr during heavy exercise. In neonatal (0~1 month), 0.05 during sleep, 0.67 m3/hr during heavy exercise, and 0.38 and 2.87 m3/hr for 16~18 years of age, respectively, §WHO20) values for respiratory volumes (average figures) are those recommended by the ICRP (ICRP, 1974, cited in WHO/IPCS, 1994 and 1999).


1.1. 한국

우리나라의 호흡률은 0세부터 18세까지는 각 연령별로, 19세 이상은 연령대별로 제시하고 있다. 0~4세의 어린이(262명 대상)인 경우 활동 수준별로 체중과 심박수의 상관관계 회귀식을 이용하여 추정한 자료를 제시하였다. 5세~18세까지(각 연령별로 5~11명, 남녀 각각 131명, 총 262명) 어린이는 운동강도(안정 시, 걷기, 뛰기)에 따른 산소소비율을 측정한 다음 1일 노출의 호흡률 권고치를 제안하였다. 어린이 호흡률 추정에 활용된 시간활동양상은 0~9세는 2,080명, 10~18세는 6,892명의 자료가 사용되었다. 성인인 경우 연령별(19~74세를 조사하였으나 호흡률은 19~24세, 25~34세, 35~44세, 45~54세, 55~64세까지 다섯 개의 연령대로 제시)로 일부 집단(2019년 노출계수 핸드북 194명)에서 운동강도(안정 시, 걷기, 빠르게 걷기)에 따른 호흡률과 심박수, 산소 소비율을 측정한 다음 이들 측정치와 시간활동조사(행동 분류로 총 47,787명)에서 나온 시간활동양상을 운동강도로 구분하여 산출하였다.7,8) 단 수면시간의 호흡률은 미국 EPA에서 제시한 수면 및 안정상태의 호흡률의 비를 사용하는 방법을 이용하되 국내 안정상태 호흡률 자료를 이용하였다.2,7,8)

1.2. 미국

미국 노출계수 핸드북의 6장에 수록된 호흡률 관련 자료는 총 58개의 표와 두 개의 그림으로 방대하다.2,19) 미국은 호흡률을 장기간 호흡률(30일 이상이면서 수명의 10%까지의 반복적 노출을 고려한 호흡률로 일일간 호흡률[m3/day]로 표시)과 단기간 호흡률(24시간 이상 30일까지의 반복 노출을 고려한 단위 분당 호흡률[m3/min]로 표시)로 구분하고 있다. 장기간 호흡률에서 95% 상위 값은 체내 대사에너지를 사용하여 역산한 것으로 사용할 때는 불확실성이 큰 극단적인 값을 사용할 염려가 있어 주의를 요구하고 있다.2,21-24)

호흡률 기본 자료는 표 두 개에 제시되어 있다. 그중 미국 노출계수 핸드북 표 6-1은 장기간 노출평가를 위한 호흡률을 제시한 것으로 남녀를 통합하여, 18개의 연령군에 따라 평균과 95% 상위의 호흡률을 m3/day로 제공하고 있다. 핸드북 표 6-2는 단기간 노출평가를 위한 호흡률을 제시한 것으로 남녀를 통합하여 연령군을 구분한 후 활동량(수면 중, 앉은 자세, 저강도, 중강도, 고강도)에 따라 평균과 95% 상위 호흡률을 m3/minute로 제공하고 있다. 이 두 개 자료 외 나머지 표들은 제시된 호흡률에 대한 신뢰구간, 성별, 연령에 따른 차이, 다양한 인구집단 층위 수에 따른 세밀한 호흡률 값을 제시하고 있다.

미국의 호흡률 자료는 대부분 기존에 이루어진 조사자료를 취합한 후 자료의 신뢰도를 평가하여 사용하게 되는데 호흡률 자료는 4개의 핵심 연구(key study: 최근의 자료이면서 과학적으로 신뢰성 있는 연구), 14개의 관련 연구(relevant study; 응용 가능하거나 관련성 있는 자료이나 다양한 이유로 꼭 필수적인 자료는 못됨) 자료가 사용되었고, 본문에 각각의 연구에 대해 요약하고 있다. 또한 제시된 근거 자료원에 대하여 5가지 측면에서 신뢰성을 평가하고 있다. 즉, 자료의 건전성(Soundness)은 중간, 응용성 및 가용성(Applicability and Utility)은 높음, 명료성 및 완결성(Clarity and Completeness)은 중간, 변이와 불확실성(Variability and Uncertainty)은 중간, 평가 및 검토(Evaluation and Review)는 높음을 평가하여 총괄적 신뢰성 평가는 중간(medium)으로 하고 있다. 이러한 신뢰성 평가 방법은 해당 노출계수 핸드북 1장에서 논의하고 있다.

미국 노출계수 핸드북에서 제시한 호흡률의 특징 중 하나는 상당히 자세하다는 점이다. 예를 들어 우리나라는 1세 미만(0세)으로 제시하고 있는데 비해 미국은 1세 미만을 통합한 호흡률과 더불어 생후 1개월 미만, 1~3개월 미만, 3~6개월 미만, 6~12개월 미만으로 구분한 호흡률을 제시하고 있다. 그리고 성인의 경우 81세 이상의 호흡률도 제시하고 있는 특징이 있다.2,21-24)

1.3. 캐나다와 호주

캐나다의 노출계수 자료원은 두 가지 즉, 「캐나다 환경 보호법(The Canadian Environmental Protection Act, 1999 [CEPA 1999])」에 의한 일반 인구의 인체 위해성 평가를 위한 노출계수와 2014년도에 정해진 농약 노출 위해성 평가를 위한 해충관리규제청(The Pest Management Regulatory Agency [PMRA])에서 제공하는 노출계수가 있다. 호흡률 관련하여 전자에서는 2011년 미국 환경보호청의 장기간 호흡률에 기초를 두고 있으나, 연령그룹은 캐나다 CEPA 1999에 맞게 조정하여 19세 이상은 15.1 m3/day로, 어린이는 몇 개의 연령그룹별로 다르게 제시하고 있다(예, 0~5개월 3.7 m3/day, 14~18세 15.9 m3/day).15,16,25)

해충관리규제청에서 제정한 노출계수는 직업적 노출평가에 있어서는 성인을 대상으로 1997년도 EPA 노출계수 핸드북 자료의 호흡률 중 단기간 평균 호흡률(Short-term mean inhalation rates)을 휴식, 좌 작업, 경, 중등, 중작업별로 제시한 바 있다. 그리고 일반 주거 관련 노출평가에 있어서는 연령별로 2011년도 EPA 노출계수 핸드북 자료 중 장기간 평균 호흡률(Long-term mean inhalation rates)을 인용하여 연령별로 제시하고 있다.16)

호주는 호주 자체의 호흡률을 조사한 자료가 없어서 미국환경보호청의 자료에서 성별과 연령에 따른 상세한 호흡률 자료를 인용하고 있고, ICRP (International Commission on Radiological Protection) 자료에서는 평균 남성, 여성, 어린이(10세), 유아(1살) 및 영아(3개월)와 더불어 작업자의 기준 호흡률을 제시하고 있다.26)

1.4. 중국과 일본

중국은 에너지 대사율을 이용하여 호흡률을 산정하였고, 장기간 호흡률과 단기간 호흡률로 구분하여 제시하고 있다. 장기간 호흡률은 성별, 연령, 도시/농촌 및 거주 지역별 평균과 5~95% 값을 제시하고 있다. 단기간 호흡률은 성별, 연령, 도시/농촌 및 거주 지역별 평균과 5~95% 값을 활동강도별(수면, 앉은 활동, 경활동, 중강도, 고강도, 초고강도 활동)으로 구분하여 제시하고 있다. 시간활동 양상파악은 2013년도에 직접 인터뷰를 하여 파악하였는데 총 91,121명(남자 41,296명, 여자 49,825명)이 참가하였다.17,27)

일본은 특별한 설명없이 호흡률을 남녀 평균값으로 17.6 m3/day로 제시하고 있는데 이 값은 2006년도 자료로 다소 오래된 값이다. 이외에도 연구자가 제시한 값도 논문에서 찾을 수 있다. 예를 들어 2012년도에 5~6세 어린이를 대상으로 한 연구에서는 하루 호흡률을 STPD 조건(Standard temperature, Pressure, Dry)과 BTPS (Body temperature, Pressure, Saturated with water vapor)로 구분하여 제시하고 있는 점이 특징이다. STPD 조건에서 5세는 8.4±1.3 m3/day, 6세 7.8±1.3 m3/day, 5~6세 평균은 8.1±1.3 m3/day인데 비해 BTPS에서는 연령별 호흡률이 각각 5세 10.3±1.6 m3/day, 6세 9.5±1.5 m3/day, 5~6세 평균은 9.9±1.6 m3/day으로 상승한 값을 보인다.18,28)

1.5. EU

EU의 ExpoFacts을 보면, 이탈리아의 경우 1994년도 조사 기준으로(각 연령그룹별로 61명~126명으로 총 1,236명을) 0세~63세까지 연령그룹별로 수면시간과 비수면 시간으로만 구분하고 평균과 중위수로 호흡률을 제시하고 있다. 하지만 여타의 EU 국가가 포함되지 못하였고, 36개월 이하의 호흡률만 제시되어 있는 한계가 있다.29) EU는 이외에도 다양한 호흡률 자료가 있다. 예를 들면, EU REACH에서는 소비자와 일반 환경 노출자는 하루 20 m3/day를, 경작업자는 10 m3/8 hr (일반인, 6.7 m3/8 hr)를 제시하고 있다.30)

RIVM의 호흡률 노출계수는 2014년도에 개정된 general fact sheet에 성인과 어린이의 생활활동 양상에 따라 기술되어 있다. 여기서 호흡률의 경우, 체중과 생활활동 양상에 따라 다음 식으로부터 도출하였다.

Qinh for sleeping: 0.8×Bw0.6 (m3/day)

Qinh for resting: 1.05×Bw0.6 (m3/day)

Qinh for light exercise: 2.3×Bw0.65 (m3/day)

Qinh for heavy exercise: 11.0×Bw0.45 (m3/day)

Bw: 체중(body weight)

Qinh: 호흡률(inhalation rate)

성인의 경우 수면, 휴식, 가벼운 운동, 고강도 운동 시 호흡률은 각각 0.42 (남자 0.45, 여자 0.4) m3/hr, 0.55 (남자 0.59, 여자 0.53) m3/hr, 1.49 (남자 1.61, 여자 1.43 ) m3/hr, 3.07 (남자 3.24, 여자 2.98) m3/hr로 되어 있고, 18세 미만은 남녀구분 없이 연령그룹별로 제시되어 있다. 네덜란드에서는 법적 구속력 있는 살생물제 규제 관련해서는 호흡률이 위의 값과 다르게 영아(1세 미만, 단기간 호흡률 0.84 m3/hr, 장기간 호흡률 5.4 m3/day), 유아(2살, 단기간 호흡률 1.26 m3/hr, 장기간 호흡률 8 m3/day), 어린이(6~11세 미만, 단기간 호흡률 1.32 m3/hr, 장기간 호흡률 12 m3/day), 성인(18세 이상, 단기간 호흡률 1.25 m3/hr, 장기간 호흡률 16 m3/day)으로 구분되어 제시되어 있다.14)

ECETOC은 EU 특히 영국 자료에 초점을 둔 노출계수 자료원을 발간하였는데, 호흡률 관련 노출계수는 미국 환경보호청 자료에 기반하여 단기 호흡률(성인과 어린이, 야외 작업자로 구분하여 활동강도별)과 장기 호흡률(남녀별, 연령별)을 제시하고 있다. 예를 들어 장기 호흡률인 경우 성인 남자는 15.2 m3/day, 성인 여자는 11.3 m3/day, 어린이인 경우 8세 미만인 경우 연령에 따라 6.8~10 m3/day, 9세~18세는 연령그룹별로 남자인 경우 14~17 m3/day, 여자는 12~13 m3/day로 제시하고 있다.31) 노르딕 국가가 발표한 보고서에서는 EU의 여러 자료와 미국 환경보호청 자료, ICRP 기준값이 근간이 된 WHO 자료를 검토하여 결론적으로 미국 환경보호청이 제시한 호흡률을 사용할 것을 권장하고 있다.32)

2. 생활화학제품 사용에 대한 비교

2.1. 한국

우리나라는 생활화학제품 관련 노출계수는 노출계수 핸드북에 포함되지 않고, 법령에 포함되어 있다.

흡입 가능 생활화학제품의 위해성 관련 환경부 법은 「생활화학제품 및 살생물제의 안전관리에 관한 법률(화학제품안전법)」과 그의 하위법령과 규정이다. 이 법은 크게 보면 생활화학제품(제2장)과 살생물제(제3장)에 대한 관리를 규정하고 있다. 흡입 노출과 관련하여서는 안전확인대상 화학물질이든 살생물제의 유해 성분이든 위해성 평가가 중요하다. 이와 관련하여서는 국립환경과학원의 「생활화학제품 위해성 평가의 대상 및 방법 등에 관한 규정(국립환경과학원 고시 제2021-37호)」이 있다.33,34)

생활화학제품을 이해하려면 생활화학제품이 어떻게 분류되는지 이해하는 것이 중요하다. 환경부 고시(제 2020-117호)인 「안전확인대상 생활화학제품 지정 및 안전 표시 기준(별표 1)」과 국립환경과학원 고시(제 2018-70호)인 「생활화학제품 위해성 평가대상 및 방법 등에 관한 규정(별표 7)」을 참조하여 흡입 가능 생활화학제품을 쉽게 도식화한 것이 Fig. 1이다.

Figure 1.Classification of inhalable household chemical Products according to Korean Chemical Safety Act

국립환경과학원 고시(제 2018-70호) 별표 7은 제품의 노출계수를 제품 범주별로 일반 소비자 노출계수와 직업소비자 노출계수를 제공하고 있다. 즉, 범주별 제품 형태에 따라 노출계수를 사용 횟수(회/주), 사용 시간(분 또는 초/회), 사용량(g/회 또는 g/초)을 산술평균, 표준편차, 백분위 수(5th, 50th, 75th, 95th)로 제시하고 있다. 「화학제품안전법」에서 살생물제 제품군은 살균제, 살조제, 살서제, 살충제, 기피제 등으로 구분하고 있다. 흡입 노출 제품은 크게 분사형, 비분사형, 공기 중 방출형으로 구분하고 있다. 분사형에 속하는 것으로는 트리거, 트리거폼, 스프레이, 스프레이폼이 있다. 비분사형으로는 slow release 겔형(표면휘발겔형)이 존재한다. 공기 중 방출형에는 분말형(발포형), 훈증형, 매트식(콘센트형), 코일형, 훈연식(연막탄), 향초형으로 구분하고 있다. 국립환경과학원 안내서인 「살생물제품 사용에 따른 노출평가방법 등에 관한 안내서-살균제류 및 구제제류」에서는 살생물제의 흡입 노출 계수에 대하여 기술하고 있다. 즉, 살균제 및 구제제류에 대하여 증기압에 따른 공기 중 방출 비율, 부유비율, 초기 입자 직경, 공간체적, 환기율, 성인 및 어린이 호흡률, 일반소비자와 업종별 직업소비자의 제품 용도별 노출계수(사용 횟수, 사용 시간, 회당 사용량, 분사 횟수, 분사 시간 등)가 상세히 제시되어 있다.34)

2.2. 미국

미국 환경보호청의 노출계수 핸드북의 17장에서 생활화학제품이라는 용어 대신 소비자 제품(Consumer Product)이라는 용어로 제품의 노출계수를 기술하고 있다.2,35) 관련 노출계수 표는 54개로 매우 방대한데 주로 가정에서 사용되는 생활화학제품 종류별 사용량, 사용 빈도, 사용 시간이 제시되어 있다. 이 자료는 기존의 미국 내 가용한 13개의 연구 자료를 모아서 노출계수를 제공하고 생활화학제품 노출계수 관련한 어느 특정 자료원이 핵심 연구 자료로 사용되지 않았으며, 인용한 자료원의 노출계수를 표로 만들어 제시하고 있다. 미국 환경보호청의 제품관련 노출계수의 큰 단점은 인용한 자료원이 오래되었다는 점이다. 예로 표 17-1은 미국 내 가정에서 흔히 발견되는 소비자 제품군을 나열하고 있는데 이는 1987년 미국 환경보호청에서 조사한 자료에 근거하고 있다.3) 그리고 대분류로 화장품 및 위생제품, 가정 가구 관련제품, 의복관리제품, 집 유지관련제품, 주택 건축/개량 제품, 자동차 관련 제품, 개인 관련 제품으로 분류하고 있다. 표 17-2는 미국 시장조사 업체에서 분류한 방식을 제시하고 있다. 표 17-3은 화장품과 어린이용품의 사용량, 사용 횟수의 평균과 90% 값이 제시되어 있다. 가장 최근의 자료도 2008년도에 조사된 화장품이나 어린이용 제품에 대한 것이다.33,34) 이는 우리나라 자료(화학제품-2019년도, 살생물제 안내서-2021년도)에 비해 오래되었다. 또한 이 보고서에 제시된 자료가 한정되어 있기에 미국 비누 및 세제 협회나, 미국 환경보호청의 다른 부서에서 발간한 소비자 제품 사용 시 화학물질 노출 추정 표준 시나리오 보고서 등을 참조할 것을 안내하고 있다.36,37) 우리나라는 법규나 지침이 늦게 제정되어 생활화학제품이나 살생물제품이 체계적 분류 체계를 따르고 있다. 하지만, 미국의 경우는 제품 분류가 체계적이지 않다. 그 이유는 노출계수 핸드북이 오래되기도 하였고 인용된 문헌의 자료를 그대로 인용한 경우가 많기 때문이다. 따라서 미국의 노출계수 핸드북에서 생활화학제품 관련 노출계수는 우리나라에 없는 자료를 참고할 때는 도움이 될 수 있지만 그렇지 않을 경우는 내용이 복잡하여 실용성이 떨어진다.

2.3. 다른 나라

EU는 각 나라별 노출계수를 모아 놓은 것으로 체계적이지 않고, 생활화학제품보다는 화장품에 대한 노출계수가 일부 국가(네덜란드와 스위스) 위주의 자료 형태로 제공되고 있다.38) 예를 들어 화장품의 소비량 및 사용 횟수에 대해서는 성별에 따라 네덜란드 자료를 제공하고 있다. 그리고 연령별 사용 횟수나 사용률은 스위스 조사자료가 일부 제시되어 있어 단편적 자료만 존재한다.

RIVM의 ConsExpo 모델에서 사용하는 소비자 제품 관련해서 제공되는 fact sheet는 공기 정화제(Air fresheners), 어린이 장난감(Children’s toys), 세정제품(Cleaning products), 화장품(Cosmetics), 소독제(Disinfectants), 사용자 조립제품(Do-it-yourself products), 페인트(Paint), 해충 방지 제품(Pest control products)의 범주로 나누어 초기 설정 값을 제시하고 있다. 공기 청정제품의 초기 설정 값은 가정 실내 공기 청정제품, 화장실용, 차량용, 직물류용, 동물 냄새 방지제품용으로 구분되어 있다. 그리고 각 그룹에 대해서도 상세히 구분하여 설명과 더불어 초기 설정 값을 제시하고 있다. 예를 들어 가정용 공기 정화제만 해도 순간적 공기 청정 스프레이, 전자 플러그형 증발기, 자동 분출(Puff) 방출형, 센서 분출 방출형 등 총 13가지로 구분되어 있다. 그리고 이중 어떤 형태는 재충전을 별도로 하여 총 20개의 제품 분류에 대해 초기 설정 값을 제시하고 있다. 공기 정화제는 공기 중으로 어떤 방향 성분을 내게 하여 인지된 불쾌한 냄새를 억누르거나 좋은 냄새를 나게 하여 소비자로 하여금 상쾌한 공기를 느낄 수 있도록 하는 것이다. ConsExpo에서는 향수와 탈취제(Deodorants)는 화장품으로 분류하고 있으나 어떤 경우는 중복되기도 한다. 그 값이 방대하여 본 논문에서는 이를 따로 제시하지는 않았고 필요시 해당 웹사이트를 방문하여 참고하도록 하였다.14)

「캐나다의 환경보호법(The Canadian Environmental Protection Act, 1999 [CEPA 1999])」에 의한 일반 인구의 인체 위해성 평가를 위한 노출계수 자료와 농약 노출 위해성 평가를 위한 해충관리규제청(The Pest Management Regulatory Agency [PMRA])에서 제공하는 노출계수 자료원에서도 생활화학제품에 대한 노출 계수는 포함하고 있지 않다.15,16,25)

중국, 일본, 호주의 노출계수 핸드북에는 생활화학제품 자체에 대한 노출계수는 포함하고 있지 않다.17,18,26)

3. 생활화학제품 사용 환경(거주 공간)에 대한 비교

Table 2는 몇몇 나라의 공간정보와 환기율을 표시한 것이다. 사용 공간에 대하여 우리나라와 미국 등은 공간 면적과 부피를 제공하고 있다. 우리나라의 경우, 노출계수 핸드북이 아닌 국립환경과학원 고시에서 제시하고 있다.12) 중국과 일본은 공간의 부피 대신 바닥면적을 제공하고 있다. 이는 아마 해당 국가의 집 구조특성이 다층구조로 되어 있어 공간 산정의 어려움 때문이라고 추측한다.

Table 2 Comparison of space volume and number of air exchanges per hour in several countries

KoreaUSAChinaJapan
Volume (m3)ACH* (/hr)Volume (m3)ACH* (/hr)Floor area (m2)Ventilation
(min/day)
Floor
area (m3)
ACH*
(/hr)
Living room33.30.512655292.50.59
Bedroom30.31 (2.5 when window opens)
Bathroom9.32
Kitchen24.52
ResidenceNA0.64920.45
Non residenceNANA
Office5,0361.5 (1.8)
Education8,6941.9
Public assembly4,839
All building5,5751.5±0.7 (0.4~4.1)

*Air Change per Hour, †ACH 1.5 for <100,000 ft2, 1.8 for <100,000 ft2, ‡In China, floor area, heating duration, and ventilation time by gender, age, urban/rural location, and region.


3.1. 한국

한국의 노출계수 핸드북에는 사용 환경(공간)의 크기나 환기율에 대한 기술은 없고, 각 장소별, 활동별 시간활동양상이 기술되어 있다. 사용 공간에 대한 기술은 「살생물제 노출평가 및 위해성 평가 고시(국립환경과학원 고시)」에 기술되어 있다. 생활공간은 주택에 대하여 거실(면적 13.3 m2, 공간 3.3 m3), 방(침실; 면적 12.1 m2, 공간 30.3 m3), 욕실(면적 3.7 m2, 공간 9.3 m3), 주방(면적 9.8 m2, 공간 24.5 m3)으로 구분하여 제시되어 있다. 환기율은 전체 공간의 환기율은 0.5회/hr로 제시되어 있고, 위의 각 공간 이외에 욕실, 화장실, 창고, 차고 등에 대하여 각각 제시되어 있다.33)

‘살생물제품 사용에 따른 노출평가 방법 등에 관한 안내서-살균제 및 구제제류’에서는 직업소비자의 노출을 평가하기 위하여 업종구분에 따른 공간체적 입력계수를 상세히 제시하고 있다. 예를 들어 식품가공종사자가 살균용 살균제를 사용할 경우 공간은 24.5 m3이고 환기율은 2.5회/hr로 제시되어 있다.34)

3.2. 미국

미국은 공간을 거주공간과 비거주공간으로 구분하여 체적과 공기 교환횟수를 제시하고 있다. 주거 공간에 대해서는 전체 공간은 492 m3, 공기 교환율은 0.45회/hr를 제시하고 있다. 더 자세하게는 주거 공간을 주거 형태는 단독가구, 다가구, 이동식 주거 등 6개로, 소유 형태도 자가형, 임대형으로 구분하여 제시하고 있다. 비주거공간은 사무실, 실험실, 공공장소, 교육장소 등 22개 공간으로 구분하여 평균을 포함하여 다양한 percentile을 제시하고 있고, 공간 평균은 5,575 m3로, 몇몇 공간의 단위 시간당 공기 교환횟수도 제시하고 있다. 이는 비거주공간의 평균 공기 교환횟수를 1.5 (SD 0.87, 범위 0.3~4.1)회/hr로 제시하고 있는 것이며 자연환기로는 0.8회/hr로 제시한 바 있다.2)

3.3. 다른 나라

중국은 한국과 미국과 달리 거주공간의 체적이 아닌 바닥면적으로 제시되어 있고, 공기 교환도 단위 시간당 공기 교환횟수가 아닌 하루 동안 창문을 열어놓아 자연 환기되는 최장 시간을 제시하고 있다. 예를 들어 가정의 마루 단면적은 126 m2 (도시 120 m2, 농촌 131 m2)이고, 환기율은 552 min/day (도시 562 min/day, 농촌 544 min/day)으로 제시되어 우리나라나 미국과 직접 비교는 어렵다.17) 「캐나다 환경보호법(The Canadian Environmental Protection Act, 1999 [CEPA 1999])」에 의한 일반 인구의 인체 위해성 평가를 위한 노출계수와 해충관리규제청(The Pest Management Regulatory Agency [PMRA])에서 제공하는 노출계수 자료에서 노출 공간의 정보를 제공하고 있지는 않다.15,25)

EU의 ExpoFacts는 여러 나라의 노출계수를 모아 놓은 것이라고 전술하였으며 거주 공간과 단위시간당 공기 교환율도 마찬가지이다. 예를 들어 공기 교환율은 핀란드, 네덜란드, 스웨덴, 노르웨이에서 조사된 자료를 열거하고 있고, 거주공간의 크기에 대해서는 오스트리아를 포함한 12개국에서 단편적으로 조사된 자료를 제시하고 있다.36) 일본은 다른 나라에 비해 공간에 대한 정보를 단순하게 제시하고 있는데 가정의 바닥면적을 92.5 m3로, 단위 시간당 공기 교환횟수는 0.59회/hr로 제시하고 있다.18)

RIVM의 사용 환경(공간 및 환기율)에 대한 정보는 2014년도에 개정된 general fact sheet에 기술되어 있다. 사용 공간은 2006년에 발간된 네덜란드 가정에 대규모로 수행된 연구와 이후의 더 작은 규모의 연구 자료를 취합하였으나 기본 설정 값은 2006년도 조사자료와 같다. 단, RIVM의 기본 설정 값은 평균값이 아닌 25% 값으로 설정하는 특징이 있다. 예를 들어 거실의 기본 설정 값은 면적과 공간 부피가 각각 22 m2와 58 m3 (평균 면적 28 m2, 공간 74 m3), 부엌은 각각 6 m2, 15 m2 (평균 면적 8.5 m2, 공간 22 m3)이며, 침실은 1, 2, 3으로 구분되어 있는데 가장 큰 침실은 각각 11 m2, 27 m3 (면적 14 m2, 공간 35 m3), 작은 침실은 각각 7 m2, 16 m3 (평균 면적 8.5 m2, 공간 21 m3)로 되어 있다. 단위시간 당 공기 교환율도 역시 25% 값을 초기 설정 값으로 제시하고 있다. 이는 실제로 겨울에 조사한 공기 교환율의 평균값에 해당한다. 겨울에 환기가 잘되지 않는 점을 고려하여 이 값을 연중 25% 값에 해당한다고 하였다. 예를 들어 집 전체에 대해서는 0.5회/hr, 거실과 부엌은 각각 0.5회/hr, 2.5회/hr 침실은 창문을 개방 시 2.5회/hr, 기계식 환기일 경우 0.6회/hr이다. 네덜란드에서는 위의 ConsExpo에 사용되는 값 이외에 법적 구속력이 있는 살생물제 규제 관련하여 거실 공간의 초기 설정 값은 50 m3, 단위시간 당 공기 교환율은 초기 설정 값으로 0을 사용하도록 하고 있고 높은 단계의 평가 시 2006년도 자료를 사용하도록 하고 있다.14)

노르딕 국가의 연구보고서에도 거주 공간에 대해서는 RIVM의 세정제품 관련 보고서를 참조하여 기술하였다. 이는 화장품, 세정제 등 사용에 관련한 공간 부피와 단위시간당 환기율이다.32) 예를 들어 욕실의 크기 및 단위시간당 환기율은 10 m3와 2회/hr, 거실은 각각 58 m3와 0.5회/hr, 부엌은 각각 20 m3와 2.5회/hr 등으로 제시하고 있다. 호주는 공간에 대하여 자국에서 조사한 자료와 미국의 자료를 비교 검토한 후 단독주택에 대해서는 공간 부피 500 m3 (바닥 면적 210 m2), 다른 거주공간 280 m3 (바닥 면적 120 m2), 모든 거주빌딩은 420 m3 (바닥 면적 180 m2)를 제시하고 있다. 공기 교환율의 경우 자국에서 조사된 연구에서 주거공간의 경우 창문이 닫혀 있을 때와 열려 있을 때 각각 ACH (Air Change per Hour)가 3±11.23회/hr, 0.61±10.45회/hr를 제시하고 있고, 미국의 자료도 같이 제시하고 있으며 결론적으로 권장안은 거주공간에서는 0.6회/hr를, 비 거주공간에서는 미국의 예를 들고 있지만 권장 값은 제시하지 않고 있다.26)

본 논문은 생활화학제품을 사용하면서 노출 유해성을 파악하는데 사용하는 노출계수 중 흡입 관련 노출계수에 대해 주요 국가가 제공하는 정보를 비교하였고 다음과 같이 결론을 얻었다.

1. 노출계수의 기본 개념과 효시가 되는 것은 미국 환경보호청에서 발간한 보고서와 노출계수 핸드북으로 2011년판을 발간하였고, 2017년, 2018년, 2019년에 몇 개의 장을 개정하였다.

2. 우리나라 노출계수 핸드북은 성인과 어린이로 구분되어 있으며 다른 나라의 것보다 가장 최근인 2019년에 개정하였으며, 체계적으로 조사되었다. 반면 미국의 노출계수는 정도관리를 잘하였으나 노출계수 범주에 따라 오래된 자료와 다른 연구에서 나온 다양한 자료를 활용하고 있었다. EU의 ExpoFacts는 EU 몇몇 국가의 자료를 취합하여 활용에 가장 큰 제약이 있다.

3. 흡입 노출 관련하여 가장 중요한 호흡률을 나라별로 비교하기 어려운 이유는 나라별로 연령구간을 다르게 나누기 때문이다. 한국의 경우 하루 호흡률이 성인 평균 14.62 m3/day, 어린이는 12.73 m3/day이다.

4. 흡입 관련 노출계수 중 호흡률 산정 방식은 3가지가 주로 사용되는데 나라마다 다른 방법을 채택하므로 호흡률을 비교할 때는 각 국가의 선택 방법을 고찰할 필요가 있다. 우리나라는 성인의 경우 운동강도에 따른 심박수를 측정하여 심박수와 호흡률의 상관관계를 이용하는 방법을 택하였고, 어린이의 경우 운동강도에 따른 산소 소비량과 시간활동양상을 이용하여 추정하였다.

5. 생활화학제품 사용관련 정보나 사용 공간 및 환기율은 노출계수 핸드북에 있는 나라도 있고 그렇지 않은 나라도 있다. 미국은 노출계수 핸드북에는 consumer products라는 용어로 수록되어 있다. 반면, 우리나라의 경우, 노출계수 핸드북에 없고, 「화학제품안전법」의 하위 규정인 국립환경과학원 고시에 있다. 많은 나라에서 관련정보는 핸드북에 있지 않아 별도의 자료를 찾아보아야 한다.

현재 시점에서 우리나라 노출계수 핸드북에 등록된 노출계수는 다른 나라에 비해 체계적으로 연구되어 가장 최근의 자료를 반영하고 있다. 다만, 해당 핸드북에 없는 자료를 사용할 때는 다른 나라의 자료를 사용하되 그 자료의 원본 자료의 성격과 질 관리가 되었는지 판단하고 사용하여야 한다. 흡입 노출 또는 위험성 평가 모델에서는 호흡률, 생활화학제품의 분류, 사용 공간에 대한 노출계수가 모두 사용된다. 따라서 이들 노출계수의 이해는 향후 관련 노출계수의 갱신, 기존 노출모델의 사용 또는 정교한 모델의 개발에 필요한 정보를 제공할 것이다.

본 결과물은 환경부의 재원으로 한국환경산업기술원의 생활화학제품 안전관리 기술개발사업(2021002970003, 1485017937)과 한국연구재단(BK21 FOUR 5199990214126)의 지원을 받아 연구되었다.

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

윤충식(교수), 권태홍(연구원), 오기택(연구원),

김민정(박사과정), 김부욱(교수), 신철웅(연구원),

이기영(교수), 조경덕(교수)

  1. Park JH, Yoon CS. Model algorithms for estimates of inhalation exposure and comparison between exposure estimates from each model. J Korean Soc Occup Environ Hyg. 2019; 29(3): 358-367. https://www.kci.go.kr/kciportal/ci/sereArticleSearch/ciSereArtiView.kci?sereArticleSearchBean.artiId=ART002512043
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Article

Review Article

J Environ Health Sci. 2022; 48(4): 195-205

Published online August 31, 2022 https://doi.org/10.5668/JEHS.2022.48.4.195

Copyright © The Korean Society of Environmental Health.

A Study on the Exposure Factors Used in the Assessment of Inhalation Exposure to Household Chemicals

Chungsik Yoon1,2* , Taehong Kwon2 , Gitaek Oh2 , Minjung Kim1 , Boowook Kim2 , CheolWoong Shin3 , Kiyoung Lee1,2 , Kyungduk Zoh1,2

1Department of Environmental Health Sciences, Graduate School of Public Health, Seoul National University, 2Institute of Health and Environment, Seoul National University, 3Air Environment Center, Korea Conformity Laboratories

Correspondence to:Department of Environmental Health Sciences, Graduate School of Public Health, Seoul National University 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Seoul 08826, Republic of Korea
Tel: +82-2-880-2729
Fax: +82-2-745-9104
E-mail: csyoon@snu.ac.kr

Received: July 7, 2022; Revised: August 14, 2022; Accepted: August 20, 2022

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/), which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

Background: The biggest concern when using household chemical products is the health risk from inhalation exposure.
Objectives: The purpose of this paper was to provide information necessary for estimating inhalation exposure factors in several countries/organizations and to present some examples.
Methods: We attempted to use PRISMA-ScR for a systematic review, but no major reports were found. We used the Google search function instead to find ‘exposure factor handbook’. As for the results, inhalation exposure factors from South Korea, the United States, Canada, the EU, Australia, Japan, and China were compared.
Results: The basic concept and origin of exposure factors was the US Environmental Protection Agency’s Exposure Factor Handbook. Its latest version is 2011, but several chapters have been updated in 2017, 2018, and 2019. South Korea’s Exposure Factor Handbook was updated in 2019, more recently than those of other countries, and was systematically investigated. In South Korea, the average daily respiratory rate is 14.62 m3/day for adults and 12.73 m3/day for children. It is difficult to compare breathing rate by country because each country divides age groups differently and uses different methods to estimate it. Information on household chemical products, space used, and ventilation rate are in the exposure factor handbook in some countries and not in others. It is not in the handbook in South Korea, but in the notice from the NIER (National Institute of Environmental Research), a sub-regulation of the Chemical Product Safety Act.
Conclusions: The exposure factors registered in South Korea’s exposure factor handbook have been systematically studied and reflect the most recent data. When using data not in the relevant handbook, data from other countries might be applied, but it should be determined whether the nature and quality of the original data have been managed.

Keywords: Respiratory rate, handbook, household products, inhalation, risk

I. 서 론

생활화학제품의 사용이 빈번해지면서 이의 노출로 인한 건강 영향에 수십 년 동안 연구되고 있으나 아직도 표준방법이 설정되어 있지는 않다. 모든 생활화학제품의 사용 환경에서 직접 측정을 하거나 해당 사용 환경을 모사하여 측정할 수 있으나, 이는 현실적으로 어려움이 많다. 따라서 노출모델을 이용한 생활화학제품의 노출량이나 위해성을 평가하려는 시도가 각국에서 이루어져 왔고, 또 다양한 모델이 개발되어 있다.1)

생활화학제품은 매우 다양한 화학물질을 포함하고 있다. 이 중에는 발암물질, 생식독성물질, 돌연변이성 물질, 내분비 교란 물질과 같은 고위험물질이나 나노물질 및 영업비밀 물질과 같은 유해성 정보가 적거나 알 수 없는 물질이 다수 포함되어 있다.

생활화학제품 노출평가 모델을 사용하기 위해 필요한 인자가 노출계수이다. 미국 환경보호청(EPA)에서 노출계수 관련한 이전의 연구를 발전시켜 1989년에 ‘Exposure Factors Handbook’을 발간하였다. 이 노출계수 핸드북 발간 이전의 화학물질 노출평가 방법에 관한 보고서에도 노출계수가 언급되곤 하였다. 예를 들어 1987년의 보고서 제7권은 화학물질에 대한 소비자 노출평가 방법인데 해당 보고서에도 호흡률, 소비자 제품 등에 대한 언급이 있었으며, 노출 시나리오에 대한 보고서도 있었다.2-5) 이후 많은 기관이나 국가에서 유사한 노출계수를 발표하고 있다. 우리나라는 2007년도에 노출계수 핸드북을 처음 발간하였다. 그 후, 성인 노출계수는 기존의 자료를 보완 개정하여 2019년에 전면 개정판을 발간하였고 어린이 노출계수의 경우 2016년도에 국내 최초로 발간하였다. 일부 항목을 개정하여 2019년에 개정판이 발간된 바 있다.6-10)

생활화학제품의 노출을 특징짓는 변수는 매우 다양하다. 예를 들어 제품 내 함유 화학성분의 종류와 양, 사용 유형(예, 분무형, 펌프형, 겔형), 사용 방식(예, 공간 분사, 인체 분사, 바닥 분사, 거치), 사용 공간의 다양성(실내, 실외, 차량 등), 어린이 및 임신부를 포함한 다양한 사용자 특성, 직접 사용자와 인근의 간접 노출자의 노출 특성, 사용 횟수, 사용 시간 등이 있다.

이렇듯 노출을 결정하는 변수는 매우 다양하지만 이를 크게 분류하면 두 가지이다. 하나는 제품/화학물질의 특성이고, 다른 하나는 이용자 특성이라고 할 수 있다. 즉, 노출계수는 사람이 화학제품을 사용함에 있어 어떤 유해인자에 대한 노출량을 추정하는데 기여하는 제품/화학물질의 특성과 인간행동 특성에 대한 것이다.

제품/화학물질 특성과 관련하여서는 해당 제품의 제조사가 제공하는 정보 혹은 제품과 관련한 국가의 관리제도(예, 「화학물질 평가 및 등록에 관한 법률」에 따른 등록정보, 물질안전보건자료)에 의존하여 정보를 구할 수 있다. 제조사가 제공하는 정보가 제한되기도 하는데 예를 들어 제품 라벨에 해당 화학성분 및 함유량 정보에 대한 불충분한 표기 등이 해당한다. 하지만 우리나라가 시행하고 있는 기업의 자발적 전성분 공개제도는 등록된 제품을 관리하는데 유용하게 활용되고 있다. 이용자 특성은 제품/화학물질특성과 달리 사용자의 사용 행동에 의존하게 된다. 사용자 특성은 나라별, 연령별, 성별로 다를 수밖에 없다. 그리고 또 어느 한 시기에 조사한 사용자 패턴은 시간이 지나면 맞지 않을 수도 있기에 노출 추정에 있어서 제품/화학물질 특성과 비교 시 사용자 특성의 불확실성이 더 클 수도 있다.

노출계수와 관련하여 이를 제공하는 나라/기관마다 상당히 다양한 변수의 정보를 제공하고 있지만 주로 사용자의 신체 계측 및 생리학적 지표(예, 연령, 성, 민족에 따른 체중, 호흡량, 피부 부피, 키 등), 제품별 사용 특성(예, 사용 횟수, 빈도, 양), 사용 공간(예, 화장실, 거실, 침실의 크기 등)을 포함하고 있다. 한국에서는 2015년에 「화학물질관리법」 (1990년 제정된 「유해화학물질 관리법」을 전면개정)을 제정 및 「화학물질등록 및 평가에 관한 법률」을 시행하였고, 2018년에는 「생활화학제품 및 살생물제의 안전관리에 관한 법률」 (화학제품안전법)을 제정하였다.11,12) 「화학제품안전법」의 하위 규정인 「생활화학제품 위해성 평가의 대상에 및 방법 등에 관한 규정(국립환경과학원 고시 제2021-37호)」에서도 노출계수를 언급하고 있다.

생활화학제품의 화학성분이 공기 중으로 방출될 때 위해성이 큰 흡입 노출을 평가하기 위한 흡입 노출모델이 간단한 모델(Tier 0)에서 고차원(Tier 2)까지 다양하게 개발되어 있고, 해당 모델에 다양한 흡입 노출계수가 사용된다. 본 논문의 목적은 생활화학제품을 사용 시 공기 중으로 발생하는 화학물질의 노출량 평가나 위해성 평가에 사용되는 주요 국가/기관의 노출계수에 대하여 각각의 특징을 비교 검토하는 것이다. 이러한 흡입 노출계수의 비교 검토는 향후 노출계수의 개정과 고차원의 흡입 노출모델 개발에 유용한 정보를 제공할 수 있다.

II. 방 법

논문의 목적을 달성하기 위하여 논문 중심으로 체계적 고찰을 하려고 하였다. 이를 위하여 체계적 논문 고찰에 많이 사용되는 PRISMA-ScR을 이용하려 하였다.13) 하지만, 노출계수와 관련한 논문이 많지 않고, 실제 각국이나 각 기관에서 제시한 노출계수를 보기 위해서는 적절하지 않았다. 따라서 구글 탐색기능을 이용하여 ‘exposure factor handbook’. ‘exposure factor’를 검색하여 관련 문헌과 정보를 찾았고, 이 결과를 이용하여 해당문헌의 참고문헌을 이용하여 검색하였다.

노출계수 자료는 흡입 노출뿐 아니라 섭취, 피부 노출, 생활패턴, 공간이용에 대한 자료를 포함하고 있어 자료가 매우 방대하다. 본 논문은 이 중 생활화학제품의 흡입 노출과 관련이 있는 항목에 초점을 맞추었다.

흡입 노출모델에 사용되는 노출계수는 크게 세 가지 범주로 구분하여 설명하였다. 즉, 호흡률, 생활화학제품, 해당 제품이 사용되는 사용 환경(공간 및 환기율)으로 구분하였다. 호흡률 부분에서는 호흡률 평가 방법을 먼저 기술하였다. 그 후 나라별 호흡률 평가 방법과 그 결과를 요약 기술하였다. 생활화학제품 사용과 관련한 생활화학제품의 분류가 중요하다. 미국의 경우, 해당 내용이 노출계수 핸드북에 수록되어 있지만, 한국은 노출계수 핸드북에는 존재하지 않으며, 「화학제품안전법」의 하위법령에 수록되어 있다. 따라서 해당 내용의 수록처와 더불어 주요 흡입제품의 분류에 대하여 비교 검토하였다. 사용 환경에 대해서는 생활화학제품 사용 공간의 부피 또는 면적(일부 국가는 바닥면적과 공간 부피를 모두 제공)과 더불어 단위시간 당 공기 교환율을 비교하였다. 비교 대상 국가별로 사용 공간의 구분 방법이나 크기, 공간에 따른 환기율 등의 제시 방법이 달라서 이 부분도 기술하였다.

본 결과에 제시된 한국, 미국, 캐나다, 중국, 유럽연합(EU), 일본 이외에도 많은 나라들이 노출계수를 제공하고 있다. 네덜란드의 RIVM (National Institute for Public Health and the Environment)은 소비자 노출 추정모델인 ‘ConsExpo Web’ model에서 노출이나 위해성 평가에 사용되는 인자에 대하여 노출계수라는 용어 대신 기본 설정 값(default value)이라는 용어로 ‘fact sheet’에서 제시하고 있다. 이 fact sheet는 사용 제품 범주 별로 총 아홉 개의 범주로 이루어져 있다. 사용 제품 범주는 2006년에 해충방지 제품과 화장품, 2007년에 페인트 제품과 가장 최근인 2021에 개정된 공기 정화제 등이 있다.14)

따라서 노출계수를 비교함에 있어서 저자들이 중요하다고 판단한 몇 개의 나라를 선정하여 설명과 비교를 하였다. 각국의 노출계수를 참고할 때 중요한 것은 해당 자료의 조사 시점이 중요하다. 왜냐하면 생활화학제품이나 이용자의 특성이 연도에 따라 매우 다르기 때문이다. 노출계수 핸드북은 한국이 가장 최근인 2019년도에 발간하였다. 미국은 2011년도 자료가 대부분이었으며, 일부 자료는 각각 2017년(토양과 먼지 섭취), 2018년(과일과 채소, 고기, 유가공 제품 및 지방) 그리고 2019년도(물과 다른 음료수)에 개정했는데 흡입 노출관련으로는 2011년 자료가 대부분이었다. 건물특성에 대한 노출계수는 2018년도에 개정된 바 있다.2) 이외 캐나다, 중국, 일본은 각각 2014년, 2015년, 2007년의 노출계수 자료를 제공하고 있다.15-18) 하지만, 각국 모두 실제 조사 시점은 발표 연도보다 수년 전이라는 것도 주의하여야 한다.

III. 결과 및 고찰

1. 호흡률

호흡률을 추정하는 대표적인 방법은 세 가지이다.2,8,14,17) 첫째는 호흡률과 심박수의 상관관계를 이용하는 방법이다. 즉, 운동강도에 따른 심박수를 측정하여 호흡률과의 회귀식을 구한 다음 시간활동양상에 따른 운동강도를 적용하여 하루 호흡률을 계산하는 방식이다. 둘째는 에너지 대사율을 이용하는 방법이다. 이는 두 가지 방법이 존재한다. 첫번째는 1일 총에너지 소비량 추정을 위하여 영양조사를 통한 섭취 에너지(energy intake)를 측정하고 이를 이용하여 계산하는 방법이다. 두번째 방법은 체중을 이용하여 기초대사율을 산출하고, 신진 대사량과 시간활동양상을 이용한 활동별 에너지 소비량을 이용하는 방법이며, 다음 식을 이용한다.

IR=E×H×VQ1440

IR: 호흡률(inhalation rate, L/min)

H: 1 kcal의 에너지를 얻기 위한 산소 부피 소비량(volume of oxygen consumed to produce 1 kcal of energy) 보통의 경우 0.05 L/kJ을 사용

VQ: 환기 당량(ventilatory equivalent) 보통의 경우 27을 사용

E: 시간당 에너지 소비량(energy expended per unit time, kJ/d)

기초대사율이 체중과 상관성이 있기에 위 식 대신에 체중을 이용한 회귀식을 이용하면 더 쉽게 호흡률을 계산할 수 있다. 대표적인 예로 ConsExpo에 제시된 호흡률 기본 설정 값은 체중을 이용한 것이다.14)

셋째는 이중표지수법이다. 이는 동위원소로 된 물(2H2O and H218O)을 음용하게 하고 일정 시간 후에 소변, 침, 혈액에서 각각 감소율의 차이를 이용하여 추정하는 방법이다. 즉, 중수소는 수분의 방출을, 중산소는 수분이나 CO2의 체내 생성량의 표지자인데 이 둘로부터 체내 CO2 생산량을 계산하고, 이것으로 하루 에너지 소비율을 계산한다. 그 뒤 다음 식을 이용하여 일일 호흡률을 계산한다.19)

PDIR=(TDEE+ECG)×H×VQ×10–5

PDIR: 생리학적 일일 호흡률(physiological daily inhalation rates, m3/day)

TDEE: 일 총 에너지 소비율(total daily energy expenditure, kcal/day)

ECG: 성장을 위한 에너지 소모(stored daily energy cost for growth, kcal/day)

H: 산소 섭취 인자(oxygen uptake factor), 상온 상압에서 1 kcal/mL 에너지를 생산하기 위해 소비되는 산소량으로 0.21 L

VQ: 환기 당량(ventilatory equivalent) 보통의 경우 27을 사용

각 나라/기관의 호흡률을 추정하는데 조사 대상자 수도 중요하다. 그러나 나라/기관의 호흡률 자료에서 대상자 수가 명확히 제시된 경우도 있고, 그렇지 않은 경우도 있다. 전자의 예로는 우리나라와 EU가 있고, 후자의 예로는 캐나다, 일본 등이 있다. 미국은 노출계수 핸드북에서 이전 조사자료를 여러 개 사용하고 있어 대상자 수 파악이 쉽지 않다. 중국의 경우, 호흡률 산정에 있어 대사율과 시간활동양상을 이용하였는데 시간활동양상은 약 9만여 명의 자료를 이용하였다.2,7,16-18)

호흡률을 나라별로 연령별로 비교하기 어려운 이유는 연령대의 구분이 다르고 호흡률 산정 방법이 다르기 때문이다. 예를 들어 한국의 노출계수 핸드북(2019년)에서는 성인인 경우 19~24세, 25~34세, 35~44세, 45~54세, 55~64세, 65~74세, 75세로 구분한다. 하지만, 미국 EPA는 21~<31세, 31~<41세, 41~<51세, 51~<61세, 61~<71세, 71~<81세, 81세 이상으로 구분하고 있다. 어린이의 경우도 차이가 존재한다. 한국에서는 0세부터 18세까지 각 연령별로 제시하고 있지만 미국에서는 출생~<1개월, 1~<3개월, 3~<6개월, 6~<12개월, 출생~<1년, 1~<2세, 2~<3세, 3~<6세, 6~<11세, 11~<16세, 16~<21세로 구분하여, 1세 미만은 몇 개월 단위로 세분하고 있고, 1년 이후는 몇 년 간격 별로 하고 있어 우리나라와 차이가 있다. 중국은 연령을 18~44세, 45~59세, 60~79세, 80세 이상으로 구분하고 있다.2,7,17) 따라서 Table 120)은 공통으로 적용할 수 있는 것만 요약하였다.

Table 1 . Summary of breathing rates of adults and children in Korean, US, China and Japan.

Adult breathing rate (m3/day)Children breathing rate (m3/day)
MeanMaleFemaleMeanMaleFemale
Korea (2019)14.6216.2113.0312.7313.6411.78
US (2011)12.2~15.7
by age groups
12.96~17.36
by age groups
9.80~13.68
by age groups
3.6~16.3
by age groups
3.38~17.23
by age groups
3.26~13.28
by age groups
China (2014)15.7 (16.1)*18 (17.7)*14.5 (14.5)*3.7~14.0
by age groups
--
Japan (2006)17.3NANA8.1±1.3NANA
REACH (2012)Long term: 18 m3/day
Short term: 054, 1.08, 2.13, 3.79 m3/hr for rest,
light, medium, heavy activity, respectively
Long term: 3~20 m3/day by age
Short term: 0.06 ~3.79 m3/hr by age and activity
RIVM (2014)0.42 ~3.070.45~3.240.4~2.980.05~0.38--
WHO§22232115--

*The value suggested for children in 2016, †The value suggested by Kawahara et al.28) (2012) for 5~6 years old, ‡Respiratory rate unit of RIVM is m3/hr and depends on activity intensity. For children, it varies by age. For example, for an adult, it is 0.42 during sleep, 0.55 at rest, 1.49 during light exercise, and 3.07 m3/hr during heavy exercise. In neonatal (0~1 month), 0.05 during sleep, 0.67 m3/hr during heavy exercise, and 0.38 and 2.87 m3/hr for 16~18 years of age, respectively, §WHO20) values for respiratory volumes (average figures) are those recommended by the ICRP (ICRP, 1974, cited in WHO/IPCS, 1994 and 1999)..



1.1. 한국

우리나라의 호흡률은 0세부터 18세까지는 각 연령별로, 19세 이상은 연령대별로 제시하고 있다. 0~4세의 어린이(262명 대상)인 경우 활동 수준별로 체중과 심박수의 상관관계 회귀식을 이용하여 추정한 자료를 제시하였다. 5세~18세까지(각 연령별로 5~11명, 남녀 각각 131명, 총 262명) 어린이는 운동강도(안정 시, 걷기, 뛰기)에 따른 산소소비율을 측정한 다음 1일 노출의 호흡률 권고치를 제안하였다. 어린이 호흡률 추정에 활용된 시간활동양상은 0~9세는 2,080명, 10~18세는 6,892명의 자료가 사용되었다. 성인인 경우 연령별(19~74세를 조사하였으나 호흡률은 19~24세, 25~34세, 35~44세, 45~54세, 55~64세까지 다섯 개의 연령대로 제시)로 일부 집단(2019년 노출계수 핸드북 194명)에서 운동강도(안정 시, 걷기, 빠르게 걷기)에 따른 호흡률과 심박수, 산소 소비율을 측정한 다음 이들 측정치와 시간활동조사(행동 분류로 총 47,787명)에서 나온 시간활동양상을 운동강도로 구분하여 산출하였다.7,8) 단 수면시간의 호흡률은 미국 EPA에서 제시한 수면 및 안정상태의 호흡률의 비를 사용하는 방법을 이용하되 국내 안정상태 호흡률 자료를 이용하였다.2,7,8)

1.2. 미국

미국 노출계수 핸드북의 6장에 수록된 호흡률 관련 자료는 총 58개의 표와 두 개의 그림으로 방대하다.2,19) 미국은 호흡률을 장기간 호흡률(30일 이상이면서 수명의 10%까지의 반복적 노출을 고려한 호흡률로 일일간 호흡률[m3/day]로 표시)과 단기간 호흡률(24시간 이상 30일까지의 반복 노출을 고려한 단위 분당 호흡률[m3/min]로 표시)로 구분하고 있다. 장기간 호흡률에서 95% 상위 값은 체내 대사에너지를 사용하여 역산한 것으로 사용할 때는 불확실성이 큰 극단적인 값을 사용할 염려가 있어 주의를 요구하고 있다.2,21-24)

호흡률 기본 자료는 표 두 개에 제시되어 있다. 그중 미국 노출계수 핸드북 표 6-1은 장기간 노출평가를 위한 호흡률을 제시한 것으로 남녀를 통합하여, 18개의 연령군에 따라 평균과 95% 상위의 호흡률을 m3/day로 제공하고 있다. 핸드북 표 6-2는 단기간 노출평가를 위한 호흡률을 제시한 것으로 남녀를 통합하여 연령군을 구분한 후 활동량(수면 중, 앉은 자세, 저강도, 중강도, 고강도)에 따라 평균과 95% 상위 호흡률을 m3/minute로 제공하고 있다. 이 두 개 자료 외 나머지 표들은 제시된 호흡률에 대한 신뢰구간, 성별, 연령에 따른 차이, 다양한 인구집단 층위 수에 따른 세밀한 호흡률 값을 제시하고 있다.

미국의 호흡률 자료는 대부분 기존에 이루어진 조사자료를 취합한 후 자료의 신뢰도를 평가하여 사용하게 되는데 호흡률 자료는 4개의 핵심 연구(key study: 최근의 자료이면서 과학적으로 신뢰성 있는 연구), 14개의 관련 연구(relevant study; 응용 가능하거나 관련성 있는 자료이나 다양한 이유로 꼭 필수적인 자료는 못됨) 자료가 사용되었고, 본문에 각각의 연구에 대해 요약하고 있다. 또한 제시된 근거 자료원에 대하여 5가지 측면에서 신뢰성을 평가하고 있다. 즉, 자료의 건전성(Soundness)은 중간, 응용성 및 가용성(Applicability and Utility)은 높음, 명료성 및 완결성(Clarity and Completeness)은 중간, 변이와 불확실성(Variability and Uncertainty)은 중간, 평가 및 검토(Evaluation and Review)는 높음을 평가하여 총괄적 신뢰성 평가는 중간(medium)으로 하고 있다. 이러한 신뢰성 평가 방법은 해당 노출계수 핸드북 1장에서 논의하고 있다.

미국 노출계수 핸드북에서 제시한 호흡률의 특징 중 하나는 상당히 자세하다는 점이다. 예를 들어 우리나라는 1세 미만(0세)으로 제시하고 있는데 비해 미국은 1세 미만을 통합한 호흡률과 더불어 생후 1개월 미만, 1~3개월 미만, 3~6개월 미만, 6~12개월 미만으로 구분한 호흡률을 제시하고 있다. 그리고 성인의 경우 81세 이상의 호흡률도 제시하고 있는 특징이 있다.2,21-24)

1.3. 캐나다와 호주

캐나다의 노출계수 자료원은 두 가지 즉, 「캐나다 환경 보호법(The Canadian Environmental Protection Act, 1999 [CEPA 1999])」에 의한 일반 인구의 인체 위해성 평가를 위한 노출계수와 2014년도에 정해진 농약 노출 위해성 평가를 위한 해충관리규제청(The Pest Management Regulatory Agency [PMRA])에서 제공하는 노출계수가 있다. 호흡률 관련하여 전자에서는 2011년 미국 환경보호청의 장기간 호흡률에 기초를 두고 있으나, 연령그룹은 캐나다 CEPA 1999에 맞게 조정하여 19세 이상은 15.1 m3/day로, 어린이는 몇 개의 연령그룹별로 다르게 제시하고 있다(예, 0~5개월 3.7 m3/day, 14~18세 15.9 m3/day).15,16,25)

해충관리규제청에서 제정한 노출계수는 직업적 노출평가에 있어서는 성인을 대상으로 1997년도 EPA 노출계수 핸드북 자료의 호흡률 중 단기간 평균 호흡률(Short-term mean inhalation rates)을 휴식, 좌 작업, 경, 중등, 중작업별로 제시한 바 있다. 그리고 일반 주거 관련 노출평가에 있어서는 연령별로 2011년도 EPA 노출계수 핸드북 자료 중 장기간 평균 호흡률(Long-term mean inhalation rates)을 인용하여 연령별로 제시하고 있다.16)

호주는 호주 자체의 호흡률을 조사한 자료가 없어서 미국환경보호청의 자료에서 성별과 연령에 따른 상세한 호흡률 자료를 인용하고 있고, ICRP (International Commission on Radiological Protection) 자료에서는 평균 남성, 여성, 어린이(10세), 유아(1살) 및 영아(3개월)와 더불어 작업자의 기준 호흡률을 제시하고 있다.26)

1.4. 중국과 일본

중국은 에너지 대사율을 이용하여 호흡률을 산정하였고, 장기간 호흡률과 단기간 호흡률로 구분하여 제시하고 있다. 장기간 호흡률은 성별, 연령, 도시/농촌 및 거주 지역별 평균과 5~95% 값을 제시하고 있다. 단기간 호흡률은 성별, 연령, 도시/농촌 및 거주 지역별 평균과 5~95% 값을 활동강도별(수면, 앉은 활동, 경활동, 중강도, 고강도, 초고강도 활동)으로 구분하여 제시하고 있다. 시간활동 양상파악은 2013년도에 직접 인터뷰를 하여 파악하였는데 총 91,121명(남자 41,296명, 여자 49,825명)이 참가하였다.17,27)

일본은 특별한 설명없이 호흡률을 남녀 평균값으로 17.6 m3/day로 제시하고 있는데 이 값은 2006년도 자료로 다소 오래된 값이다. 이외에도 연구자가 제시한 값도 논문에서 찾을 수 있다. 예를 들어 2012년도에 5~6세 어린이를 대상으로 한 연구에서는 하루 호흡률을 STPD 조건(Standard temperature, Pressure, Dry)과 BTPS (Body temperature, Pressure, Saturated with water vapor)로 구분하여 제시하고 있는 점이 특징이다. STPD 조건에서 5세는 8.4±1.3 m3/day, 6세 7.8±1.3 m3/day, 5~6세 평균은 8.1±1.3 m3/day인데 비해 BTPS에서는 연령별 호흡률이 각각 5세 10.3±1.6 m3/day, 6세 9.5±1.5 m3/day, 5~6세 평균은 9.9±1.6 m3/day으로 상승한 값을 보인다.18,28)

1.5. EU

EU의 ExpoFacts을 보면, 이탈리아의 경우 1994년도 조사 기준으로(각 연령그룹별로 61명~126명으로 총 1,236명을) 0세~63세까지 연령그룹별로 수면시간과 비수면 시간으로만 구분하고 평균과 중위수로 호흡률을 제시하고 있다. 하지만 여타의 EU 국가가 포함되지 못하였고, 36개월 이하의 호흡률만 제시되어 있는 한계가 있다.29) EU는 이외에도 다양한 호흡률 자료가 있다. 예를 들면, EU REACH에서는 소비자와 일반 환경 노출자는 하루 20 m3/day를, 경작업자는 10 m3/8 hr (일반인, 6.7 m3/8 hr)를 제시하고 있다.30)

RIVM의 호흡률 노출계수는 2014년도에 개정된 general fact sheet에 성인과 어린이의 생활활동 양상에 따라 기술되어 있다. 여기서 호흡률의 경우, 체중과 생활활동 양상에 따라 다음 식으로부터 도출하였다.

Qinh for sleeping: 0.8×Bw0.6 (m3/day)

Qinh for resting: 1.05×Bw0.6 (m3/day)

Qinh for light exercise: 2.3×Bw0.65 (m3/day)

Qinh for heavy exercise: 11.0×Bw0.45 (m3/day)

Bw: 체중(body weight)

Qinh: 호흡률(inhalation rate)

성인의 경우 수면, 휴식, 가벼운 운동, 고강도 운동 시 호흡률은 각각 0.42 (남자 0.45, 여자 0.4) m3/hr, 0.55 (남자 0.59, 여자 0.53) m3/hr, 1.49 (남자 1.61, 여자 1.43 ) m3/hr, 3.07 (남자 3.24, 여자 2.98) m3/hr로 되어 있고, 18세 미만은 남녀구분 없이 연령그룹별로 제시되어 있다. 네덜란드에서는 법적 구속력 있는 살생물제 규제 관련해서는 호흡률이 위의 값과 다르게 영아(1세 미만, 단기간 호흡률 0.84 m3/hr, 장기간 호흡률 5.4 m3/day), 유아(2살, 단기간 호흡률 1.26 m3/hr, 장기간 호흡률 8 m3/day), 어린이(6~11세 미만, 단기간 호흡률 1.32 m3/hr, 장기간 호흡률 12 m3/day), 성인(18세 이상, 단기간 호흡률 1.25 m3/hr, 장기간 호흡률 16 m3/day)으로 구분되어 제시되어 있다.14)

ECETOC은 EU 특히 영국 자료에 초점을 둔 노출계수 자료원을 발간하였는데, 호흡률 관련 노출계수는 미국 환경보호청 자료에 기반하여 단기 호흡률(성인과 어린이, 야외 작업자로 구분하여 활동강도별)과 장기 호흡률(남녀별, 연령별)을 제시하고 있다. 예를 들어 장기 호흡률인 경우 성인 남자는 15.2 m3/day, 성인 여자는 11.3 m3/day, 어린이인 경우 8세 미만인 경우 연령에 따라 6.8~10 m3/day, 9세~18세는 연령그룹별로 남자인 경우 14~17 m3/day, 여자는 12~13 m3/day로 제시하고 있다.31) 노르딕 국가가 발표한 보고서에서는 EU의 여러 자료와 미국 환경보호청 자료, ICRP 기준값이 근간이 된 WHO 자료를 검토하여 결론적으로 미국 환경보호청이 제시한 호흡률을 사용할 것을 권장하고 있다.32)

2. 생활화학제품 사용에 대한 비교

2.1. 한국

우리나라는 생활화학제품 관련 노출계수는 노출계수 핸드북에 포함되지 않고, 법령에 포함되어 있다.

흡입 가능 생활화학제품의 위해성 관련 환경부 법은 「생활화학제품 및 살생물제의 안전관리에 관한 법률(화학제품안전법)」과 그의 하위법령과 규정이다. 이 법은 크게 보면 생활화학제품(제2장)과 살생물제(제3장)에 대한 관리를 규정하고 있다. 흡입 노출과 관련하여서는 안전확인대상 화학물질이든 살생물제의 유해 성분이든 위해성 평가가 중요하다. 이와 관련하여서는 국립환경과학원의 「생활화학제품 위해성 평가의 대상 및 방법 등에 관한 규정(국립환경과학원 고시 제2021-37호)」이 있다.33,34)

생활화학제품을 이해하려면 생활화학제품이 어떻게 분류되는지 이해하는 것이 중요하다. 환경부 고시(제 2020-117호)인 「안전확인대상 생활화학제품 지정 및 안전 표시 기준(별표 1)」과 국립환경과학원 고시(제 2018-70호)인 「생활화학제품 위해성 평가대상 및 방법 등에 관한 규정(별표 7)」을 참조하여 흡입 가능 생활화학제품을 쉽게 도식화한 것이 Fig. 1이다.

Figure 1. Classification of inhalable household chemical Products according to Korean Chemical Safety Act

국립환경과학원 고시(제 2018-70호) 별표 7은 제품의 노출계수를 제품 범주별로 일반 소비자 노출계수와 직업소비자 노출계수를 제공하고 있다. 즉, 범주별 제품 형태에 따라 노출계수를 사용 횟수(회/주), 사용 시간(분 또는 초/회), 사용량(g/회 또는 g/초)을 산술평균, 표준편차, 백분위 수(5th, 50th, 75th, 95th)로 제시하고 있다. 「화학제품안전법」에서 살생물제 제품군은 살균제, 살조제, 살서제, 살충제, 기피제 등으로 구분하고 있다. 흡입 노출 제품은 크게 분사형, 비분사형, 공기 중 방출형으로 구분하고 있다. 분사형에 속하는 것으로는 트리거, 트리거폼, 스프레이, 스프레이폼이 있다. 비분사형으로는 slow release 겔형(표면휘발겔형)이 존재한다. 공기 중 방출형에는 분말형(발포형), 훈증형, 매트식(콘센트형), 코일형, 훈연식(연막탄), 향초형으로 구분하고 있다. 국립환경과학원 안내서인 「살생물제품 사용에 따른 노출평가방법 등에 관한 안내서-살균제류 및 구제제류」에서는 살생물제의 흡입 노출 계수에 대하여 기술하고 있다. 즉, 살균제 및 구제제류에 대하여 증기압에 따른 공기 중 방출 비율, 부유비율, 초기 입자 직경, 공간체적, 환기율, 성인 및 어린이 호흡률, 일반소비자와 업종별 직업소비자의 제품 용도별 노출계수(사용 횟수, 사용 시간, 회당 사용량, 분사 횟수, 분사 시간 등)가 상세히 제시되어 있다.34)

2.2. 미국

미국 환경보호청의 노출계수 핸드북의 17장에서 생활화학제품이라는 용어 대신 소비자 제품(Consumer Product)이라는 용어로 제품의 노출계수를 기술하고 있다.2,35) 관련 노출계수 표는 54개로 매우 방대한데 주로 가정에서 사용되는 생활화학제품 종류별 사용량, 사용 빈도, 사용 시간이 제시되어 있다. 이 자료는 기존의 미국 내 가용한 13개의 연구 자료를 모아서 노출계수를 제공하고 생활화학제품 노출계수 관련한 어느 특정 자료원이 핵심 연구 자료로 사용되지 않았으며, 인용한 자료원의 노출계수를 표로 만들어 제시하고 있다. 미국 환경보호청의 제품관련 노출계수의 큰 단점은 인용한 자료원이 오래되었다는 점이다. 예로 표 17-1은 미국 내 가정에서 흔히 발견되는 소비자 제품군을 나열하고 있는데 이는 1987년 미국 환경보호청에서 조사한 자료에 근거하고 있다.3) 그리고 대분류로 화장품 및 위생제품, 가정 가구 관련제품, 의복관리제품, 집 유지관련제품, 주택 건축/개량 제품, 자동차 관련 제품, 개인 관련 제품으로 분류하고 있다. 표 17-2는 미국 시장조사 업체에서 분류한 방식을 제시하고 있다. 표 17-3은 화장품과 어린이용품의 사용량, 사용 횟수의 평균과 90% 값이 제시되어 있다. 가장 최근의 자료도 2008년도에 조사된 화장품이나 어린이용 제품에 대한 것이다.33,34) 이는 우리나라 자료(화학제품-2019년도, 살생물제 안내서-2021년도)에 비해 오래되었다. 또한 이 보고서에 제시된 자료가 한정되어 있기에 미국 비누 및 세제 협회나, 미국 환경보호청의 다른 부서에서 발간한 소비자 제품 사용 시 화학물질 노출 추정 표준 시나리오 보고서 등을 참조할 것을 안내하고 있다.36,37) 우리나라는 법규나 지침이 늦게 제정되어 생활화학제품이나 살생물제품이 체계적 분류 체계를 따르고 있다. 하지만, 미국의 경우는 제품 분류가 체계적이지 않다. 그 이유는 노출계수 핸드북이 오래되기도 하였고 인용된 문헌의 자료를 그대로 인용한 경우가 많기 때문이다. 따라서 미국의 노출계수 핸드북에서 생활화학제품 관련 노출계수는 우리나라에 없는 자료를 참고할 때는 도움이 될 수 있지만 그렇지 않을 경우는 내용이 복잡하여 실용성이 떨어진다.

2.3. 다른 나라

EU는 각 나라별 노출계수를 모아 놓은 것으로 체계적이지 않고, 생활화학제품보다는 화장품에 대한 노출계수가 일부 국가(네덜란드와 스위스) 위주의 자료 형태로 제공되고 있다.38) 예를 들어 화장품의 소비량 및 사용 횟수에 대해서는 성별에 따라 네덜란드 자료를 제공하고 있다. 그리고 연령별 사용 횟수나 사용률은 스위스 조사자료가 일부 제시되어 있어 단편적 자료만 존재한다.

RIVM의 ConsExpo 모델에서 사용하는 소비자 제품 관련해서 제공되는 fact sheet는 공기 정화제(Air fresheners), 어린이 장난감(Children’s toys), 세정제품(Cleaning products), 화장품(Cosmetics), 소독제(Disinfectants), 사용자 조립제품(Do-it-yourself products), 페인트(Paint), 해충 방지 제품(Pest control products)의 범주로 나누어 초기 설정 값을 제시하고 있다. 공기 청정제품의 초기 설정 값은 가정 실내 공기 청정제품, 화장실용, 차량용, 직물류용, 동물 냄새 방지제품용으로 구분되어 있다. 그리고 각 그룹에 대해서도 상세히 구분하여 설명과 더불어 초기 설정 값을 제시하고 있다. 예를 들어 가정용 공기 정화제만 해도 순간적 공기 청정 스프레이, 전자 플러그형 증발기, 자동 분출(Puff) 방출형, 센서 분출 방출형 등 총 13가지로 구분되어 있다. 그리고 이중 어떤 형태는 재충전을 별도로 하여 총 20개의 제품 분류에 대해 초기 설정 값을 제시하고 있다. 공기 정화제는 공기 중으로 어떤 방향 성분을 내게 하여 인지된 불쾌한 냄새를 억누르거나 좋은 냄새를 나게 하여 소비자로 하여금 상쾌한 공기를 느낄 수 있도록 하는 것이다. ConsExpo에서는 향수와 탈취제(Deodorants)는 화장품으로 분류하고 있으나 어떤 경우는 중복되기도 한다. 그 값이 방대하여 본 논문에서는 이를 따로 제시하지는 않았고 필요시 해당 웹사이트를 방문하여 참고하도록 하였다.14)

「캐나다의 환경보호법(The Canadian Environmental Protection Act, 1999 [CEPA 1999])」에 의한 일반 인구의 인체 위해성 평가를 위한 노출계수 자료와 농약 노출 위해성 평가를 위한 해충관리규제청(The Pest Management Regulatory Agency [PMRA])에서 제공하는 노출계수 자료원에서도 생활화학제품에 대한 노출 계수는 포함하고 있지 않다.15,16,25)

중국, 일본, 호주의 노출계수 핸드북에는 생활화학제품 자체에 대한 노출계수는 포함하고 있지 않다.17,18,26)

3. 생활화학제품 사용 환경(거주 공간)에 대한 비교

Table 2는 몇몇 나라의 공간정보와 환기율을 표시한 것이다. 사용 공간에 대하여 우리나라와 미국 등은 공간 면적과 부피를 제공하고 있다. 우리나라의 경우, 노출계수 핸드북이 아닌 국립환경과학원 고시에서 제시하고 있다.12) 중국과 일본은 공간의 부피 대신 바닥면적을 제공하고 있다. 이는 아마 해당 국가의 집 구조특성이 다층구조로 되어 있어 공간 산정의 어려움 때문이라고 추측한다.

Table 2 . Comparison of space volume and number of air exchanges per hour in several countries.

KoreaUSAChinaJapan
Volume (m3)ACH* (/hr)Volume (m3)ACH* (/hr)Floor area (m2)Ventilation
(min/day)
Floor
area (m3)
ACH*
(/hr)
Living room33.30.512655292.50.59
Bedroom30.31 (2.5 when window opens)
Bathroom9.32
Kitchen24.52
ResidenceNA0.64920.45
Non residenceNANA
Office5,0361.5 (1.8)
Education8,6941.9
Public assembly4,839
All building5,5751.5±0.7 (0.4~4.1)

*Air Change per Hour, †ACH 1.5 for <100,000 ft2, 1.8 for <100,000 ft2, ‡In China, floor area, heating duration, and ventilation time by gender, age, urban/rural location, and region..



3.1. 한국

한국의 노출계수 핸드북에는 사용 환경(공간)의 크기나 환기율에 대한 기술은 없고, 각 장소별, 활동별 시간활동양상이 기술되어 있다. 사용 공간에 대한 기술은 「살생물제 노출평가 및 위해성 평가 고시(국립환경과학원 고시)」에 기술되어 있다. 생활공간은 주택에 대하여 거실(면적 13.3 m2, 공간 3.3 m3), 방(침실; 면적 12.1 m2, 공간 30.3 m3), 욕실(면적 3.7 m2, 공간 9.3 m3), 주방(면적 9.8 m2, 공간 24.5 m3)으로 구분하여 제시되어 있다. 환기율은 전체 공간의 환기율은 0.5회/hr로 제시되어 있고, 위의 각 공간 이외에 욕실, 화장실, 창고, 차고 등에 대하여 각각 제시되어 있다.33)

‘살생물제품 사용에 따른 노출평가 방법 등에 관한 안내서-살균제 및 구제제류’에서는 직업소비자의 노출을 평가하기 위하여 업종구분에 따른 공간체적 입력계수를 상세히 제시하고 있다. 예를 들어 식품가공종사자가 살균용 살균제를 사용할 경우 공간은 24.5 m3이고 환기율은 2.5회/hr로 제시되어 있다.34)

3.2. 미국

미국은 공간을 거주공간과 비거주공간으로 구분하여 체적과 공기 교환횟수를 제시하고 있다. 주거 공간에 대해서는 전체 공간은 492 m3, 공기 교환율은 0.45회/hr를 제시하고 있다. 더 자세하게는 주거 공간을 주거 형태는 단독가구, 다가구, 이동식 주거 등 6개로, 소유 형태도 자가형, 임대형으로 구분하여 제시하고 있다. 비주거공간은 사무실, 실험실, 공공장소, 교육장소 등 22개 공간으로 구분하여 평균을 포함하여 다양한 percentile을 제시하고 있고, 공간 평균은 5,575 m3로, 몇몇 공간의 단위 시간당 공기 교환횟수도 제시하고 있다. 이는 비거주공간의 평균 공기 교환횟수를 1.5 (SD 0.87, 범위 0.3~4.1)회/hr로 제시하고 있는 것이며 자연환기로는 0.8회/hr로 제시한 바 있다.2)

3.3. 다른 나라

중국은 한국과 미국과 달리 거주공간의 체적이 아닌 바닥면적으로 제시되어 있고, 공기 교환도 단위 시간당 공기 교환횟수가 아닌 하루 동안 창문을 열어놓아 자연 환기되는 최장 시간을 제시하고 있다. 예를 들어 가정의 마루 단면적은 126 m2 (도시 120 m2, 농촌 131 m2)이고, 환기율은 552 min/day (도시 562 min/day, 농촌 544 min/day)으로 제시되어 우리나라나 미국과 직접 비교는 어렵다.17) 「캐나다 환경보호법(The Canadian Environmental Protection Act, 1999 [CEPA 1999])」에 의한 일반 인구의 인체 위해성 평가를 위한 노출계수와 해충관리규제청(The Pest Management Regulatory Agency [PMRA])에서 제공하는 노출계수 자료에서 노출 공간의 정보를 제공하고 있지는 않다.15,25)

EU의 ExpoFacts는 여러 나라의 노출계수를 모아 놓은 것이라고 전술하였으며 거주 공간과 단위시간당 공기 교환율도 마찬가지이다. 예를 들어 공기 교환율은 핀란드, 네덜란드, 스웨덴, 노르웨이에서 조사된 자료를 열거하고 있고, 거주공간의 크기에 대해서는 오스트리아를 포함한 12개국에서 단편적으로 조사된 자료를 제시하고 있다.36) 일본은 다른 나라에 비해 공간에 대한 정보를 단순하게 제시하고 있는데 가정의 바닥면적을 92.5 m3로, 단위 시간당 공기 교환횟수는 0.59회/hr로 제시하고 있다.18)

RIVM의 사용 환경(공간 및 환기율)에 대한 정보는 2014년도에 개정된 general fact sheet에 기술되어 있다. 사용 공간은 2006년에 발간된 네덜란드 가정에 대규모로 수행된 연구와 이후의 더 작은 규모의 연구 자료를 취합하였으나 기본 설정 값은 2006년도 조사자료와 같다. 단, RIVM의 기본 설정 값은 평균값이 아닌 25% 값으로 설정하는 특징이 있다. 예를 들어 거실의 기본 설정 값은 면적과 공간 부피가 각각 22 m2와 58 m3 (평균 면적 28 m2, 공간 74 m3), 부엌은 각각 6 m2, 15 m2 (평균 면적 8.5 m2, 공간 22 m3)이며, 침실은 1, 2, 3으로 구분되어 있는데 가장 큰 침실은 각각 11 m2, 27 m3 (면적 14 m2, 공간 35 m3), 작은 침실은 각각 7 m2, 16 m3 (평균 면적 8.5 m2, 공간 21 m3)로 되어 있다. 단위시간 당 공기 교환율도 역시 25% 값을 초기 설정 값으로 제시하고 있다. 이는 실제로 겨울에 조사한 공기 교환율의 평균값에 해당한다. 겨울에 환기가 잘되지 않는 점을 고려하여 이 값을 연중 25% 값에 해당한다고 하였다. 예를 들어 집 전체에 대해서는 0.5회/hr, 거실과 부엌은 각각 0.5회/hr, 2.5회/hr 침실은 창문을 개방 시 2.5회/hr, 기계식 환기일 경우 0.6회/hr이다. 네덜란드에서는 위의 ConsExpo에 사용되는 값 이외에 법적 구속력이 있는 살생물제 규제 관련하여 거실 공간의 초기 설정 값은 50 m3, 단위시간 당 공기 교환율은 초기 설정 값으로 0을 사용하도록 하고 있고 높은 단계의 평가 시 2006년도 자료를 사용하도록 하고 있다.14)

노르딕 국가의 연구보고서에도 거주 공간에 대해서는 RIVM의 세정제품 관련 보고서를 참조하여 기술하였다. 이는 화장품, 세정제 등 사용에 관련한 공간 부피와 단위시간당 환기율이다.32) 예를 들어 욕실의 크기 및 단위시간당 환기율은 10 m3와 2회/hr, 거실은 각각 58 m3와 0.5회/hr, 부엌은 각각 20 m3와 2.5회/hr 등으로 제시하고 있다. 호주는 공간에 대하여 자국에서 조사한 자료와 미국의 자료를 비교 검토한 후 단독주택에 대해서는 공간 부피 500 m3 (바닥 면적 210 m2), 다른 거주공간 280 m3 (바닥 면적 120 m2), 모든 거주빌딩은 420 m3 (바닥 면적 180 m2)를 제시하고 있다. 공기 교환율의 경우 자국에서 조사된 연구에서 주거공간의 경우 창문이 닫혀 있을 때와 열려 있을 때 각각 ACH (Air Change per Hour)가 3±11.23회/hr, 0.61±10.45회/hr를 제시하고 있고, 미국의 자료도 같이 제시하고 있으며 결론적으로 권장안은 거주공간에서는 0.6회/hr를, 비 거주공간에서는 미국의 예를 들고 있지만 권장 값은 제시하지 않고 있다.26)

IV. 결 론

본 논문은 생활화학제품을 사용하면서 노출 유해성을 파악하는데 사용하는 노출계수 중 흡입 관련 노출계수에 대해 주요 국가가 제공하는 정보를 비교하였고 다음과 같이 결론을 얻었다.

1. 노출계수의 기본 개념과 효시가 되는 것은 미국 환경보호청에서 발간한 보고서와 노출계수 핸드북으로 2011년판을 발간하였고, 2017년, 2018년, 2019년에 몇 개의 장을 개정하였다.

2. 우리나라 노출계수 핸드북은 성인과 어린이로 구분되어 있으며 다른 나라의 것보다 가장 최근인 2019년에 개정하였으며, 체계적으로 조사되었다. 반면 미국의 노출계수는 정도관리를 잘하였으나 노출계수 범주에 따라 오래된 자료와 다른 연구에서 나온 다양한 자료를 활용하고 있었다. EU의 ExpoFacts는 EU 몇몇 국가의 자료를 취합하여 활용에 가장 큰 제약이 있다.

3. 흡입 노출 관련하여 가장 중요한 호흡률을 나라별로 비교하기 어려운 이유는 나라별로 연령구간을 다르게 나누기 때문이다. 한국의 경우 하루 호흡률이 성인 평균 14.62 m3/day, 어린이는 12.73 m3/day이다.

4. 흡입 관련 노출계수 중 호흡률 산정 방식은 3가지가 주로 사용되는데 나라마다 다른 방법을 채택하므로 호흡률을 비교할 때는 각 국가의 선택 방법을 고찰할 필요가 있다. 우리나라는 성인의 경우 운동강도에 따른 심박수를 측정하여 심박수와 호흡률의 상관관계를 이용하는 방법을 택하였고, 어린이의 경우 운동강도에 따른 산소 소비량과 시간활동양상을 이용하여 추정하였다.

5. 생활화학제품 사용관련 정보나 사용 공간 및 환기율은 노출계수 핸드북에 있는 나라도 있고 그렇지 않은 나라도 있다. 미국은 노출계수 핸드북에는 consumer products라는 용어로 수록되어 있다. 반면, 우리나라의 경우, 노출계수 핸드북에 없고, 「화학제품안전법」의 하위 규정인 국립환경과학원 고시에 있다. 많은 나라에서 관련정보는 핸드북에 있지 않아 별도의 자료를 찾아보아야 한다.

현재 시점에서 우리나라 노출계수 핸드북에 등록된 노출계수는 다른 나라에 비해 체계적으로 연구되어 가장 최근의 자료를 반영하고 있다. 다만, 해당 핸드북에 없는 자료를 사용할 때는 다른 나라의 자료를 사용하되 그 자료의 원본 자료의 성격과 질 관리가 되었는지 판단하고 사용하여야 한다. 흡입 노출 또는 위험성 평가 모델에서는 호흡률, 생활화학제품의 분류, 사용 공간에 대한 노출계수가 모두 사용된다. 따라서 이들 노출계수의 이해는 향후 관련 노출계수의 갱신, 기존 노출모델의 사용 또는 정교한 모델의 개발에 필요한 정보를 제공할 것이다.

감사의 글

본 결과물은 환경부의 재원으로 한국환경산업기술원의 생활화학제품 안전관리 기술개발사업(2021002970003, 1485017937)과 한국연구재단(BK21 FOUR 5199990214126)의 지원을 받아 연구되었다.

CONFLICT OF INTEREST

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

<저자정보>

윤충식(교수), 권태홍(연구원), 오기택(연구원),

김민정(박사과정), 김부욱(교수), 신철웅(연구원),

이기영(교수), 조경덕(교수)

Fig 1.

Figure 1.Classification of inhalable household chemical Products according to Korean Chemical Safety Act
Journal of Environmental Health Sciences 2022; 48: 195-205https://doi.org/10.5668/JEHS.2022.48.4.195

Fig 2.

Journal of Environmental Health Sciences 2022; 48: 195-205https://doi.org/10.5668/JEHS.2022.48.4.195

Table 1 Summary of breathing rates of adults and children in Korean, US, China and Japan

Adult breathing rate (m3/day)Children breathing rate (m3/day)
MeanMaleFemaleMeanMaleFemale
Korea (2019)14.6216.2113.0312.7313.6411.78
US (2011)12.2~15.7
by age groups
12.96~17.36
by age groups
9.80~13.68
by age groups
3.6~16.3
by age groups
3.38~17.23
by age groups
3.26~13.28
by age groups
China (2014)15.7 (16.1)*18 (17.7)*14.5 (14.5)*3.7~14.0
by age groups
--
Japan (2006)17.3NANA8.1±1.3NANA
REACH (2012)Long term: 18 m3/day
Short term: 054, 1.08, 2.13, 3.79 m3/hr for rest,
light, medium, heavy activity, respectively
Long term: 3~20 m3/day by age
Short term: 0.06 ~3.79 m3/hr by age and activity
RIVM (2014)0.42 ~3.070.45~3.240.4~2.980.05~0.38--
WHO§22232115--

*The value suggested for children in 2016, †The value suggested by Kawahara et al.28) (2012) for 5~6 years old, ‡Respiratory rate unit of RIVM is m3/hr and depends on activity intensity. For children, it varies by age. For example, for an adult, it is 0.42 during sleep, 0.55 at rest, 1.49 during light exercise, and 3.07 m3/hr during heavy exercise. In neonatal (0~1 month), 0.05 during sleep, 0.67 m3/hr during heavy exercise, and 0.38 and 2.87 m3/hr for 16~18 years of age, respectively, §WHO20) values for respiratory volumes (average figures) are those recommended by the ICRP (ICRP, 1974, cited in WHO/IPCS, 1994 and 1999).


Table 2 Comparison of space volume and number of air exchanges per hour in several countries

KoreaUSAChinaJapan
Volume (m3)ACH* (/hr)Volume (m3)ACH* (/hr)Floor area (m2)Ventilation
(min/day)
Floor
area (m3)
ACH*
(/hr)
Living room33.30.512655292.50.59
Bedroom30.31 (2.5 when window opens)
Bathroom9.32
Kitchen24.52
ResidenceNA0.64920.45
Non residenceNANA
Office5,0361.5 (1.8)
Education8,6941.9
Public assembly4,839
All building5,5751.5±0.7 (0.4~4.1)

*Air Change per Hour, †ACH 1.5 for <100,000 ft2, 1.8 for <100,000 ft2, ‡In China, floor area, heating duration, and ventilation time by gender, age, urban/rural location, and region.


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The Korean Society of Environmental Health

Vol.48 No.5
October, 2022

pISSN 1738-4087
eISSN 2233-8616

Frequency: Bimonthly

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