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III. 인체용의약품 사전환경위해성평가제도 도입·운용 사례

3.1.4. 물환경 농도

입하지 않은 하수처리장 방류수에 대해 비교독성지수(Comparative Toxic Units, CTUe)를 추정한 결과, GAC, SPF, Ozonation 공법에서는 각각 65%, 85%, 75%의 제거효율을 확보해야 고도처리기법을 도입하지 않은 하수처리장과 CTUe가 같아질 수 있었으며, NF 공법에서만 모든 가동환경에서 고도처리기법을 도입하지 않은 하수처리장보다 CTUe가 낮은 것으로 추정되었다. 또한, 효율적인 공법으로 알려진 나노여과, 오 존처리, 염소처리, 광분해 등의 처리방법이라도 분해된 부산물이 독성을 가질 가능성이 있고, 어떤 의약물질은 완전 분해되지 않기도 하며 (Mompelat et al., 2009), 오존 처리 또는 활성탄처리와 같은 선진화된 수처리 기법으로도 의약성분은 잘 처리되지 않고 환경 중으로 배출될 가 능성이 있다(Jones et al., 2005). 1990년대부터 환경 중 의약성분에 대 해 연구해 온 독일 로이파나 대학교 Klaus Kümmerer 교수는

“어떤 고

도처리공법으로도 모든 화학성분을 제거할 수 없다

50고 이야기하고 있 다(King, 2017).

이유는 의약품의 사용과 생산 패턴 및 배분 경향이 다르기 때문이다 (Sim et al., 2011).

물환경에서 활성의약성분(API) 농도는 1 ㎍/L 이하로 한동안 물환경 의 다른 물질 농도에 비해 낮은 것으로 알려져 있었다(Daughton et al., 2008). 그러나 측정기술이 발달하여 ng/L 이하, 심지어는 pg/L 수준까 지 검출이 가능해지면서(Beek, Weber, Bergmann, Gr

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ttner, et al., 2016) 전 세계 많은 연구자들이 자국의 물환경에서 API 농도를 측정한 결과를 잇달아 보고하고 있고(Mompelat et al., 2009), 국제기구 및 연 합체를 통해서도 물환경의 API 농도에 대한 DB가 구축되고 있다(Beek, Weber, Bergmann, Gr

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ttner, et al., 2016). 대표적으로 EU의 지원을 받고 있는 NORMAN(Network of Reference Laboratories, Research Centres and Related Organisations for Monitoring of Emerging Substances)(Dulio et al., 2018), KNAPPE(Pharmaceutical Products in Environmental Waters)(Roig et al., 2009) 등이 있다. 국가 단위의 연구 조직도 운영 중이다. MistraPharma 프로젝트는 생태계에 문제가 될 수 있는 인체용의약품을 찾고 항생제 내성 증진의 위해성을 규명하기 위해, 스웨덴 환경연구전략재단(the Swedish Foundation for Strategic Environmental Research, MISTRA)의 재정지원을 받아 2008년부터 2015년까지 수행된 연구 프로젝트이다(Holm et al., 2013;

MistraPharma, 2018a). 이 프로젝트는 인체용의약품에 함유되어 있는 성분 192종의 생태독성 실험 논문을 모아 DB화하고 일반인에게 무료로 공개하고 있다(MistraPharma, 2018b).

Beek et al(2016)은 의약물질이 검출되었다고 보고된 문헌 1,016개 를 분석하였는데, 전 세계 물환경에서 631개 의약물질이 검출 한계 이 상으로 검출되었다는 것을 밝혀냈다. 5개 대륙 모두의 지표수, 지하수,

식수에서 공통적으로 검출된 성분은 총 16개 51 로 나타났다(Beek, Weber, Bergmann, Gr

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ttner, et al., 2016; Beek, Weber, Bergmann, Hickmann, et al., 2016; Beek, 2017). Beek은 이 연구에서 환경 중에 의약성분이 검출되는 것은 선진국뿐만 아니라 개발도상국, 후진국 모두 에게서 관찰되는 공통적인 현상이며(총 71개국), 대부분의 국가에서 특 정 의약성분이 예측무영향농도(PNEC) 이상으로 검출되어 부정적인 생 태독성학적 영향을 나타낼 우려가 있다는 것을 밝혀냈다. 또한, 아시아 에서는 항생제 성분이 많이 검출된 반면, 아프리카 지역에서는 에스트로 겐 성분이 많이 검출되는 등 대륙별로 검출되는 성분 그룹이 다르고, 생 활하수 배출이 물환경에서 검출되는 의약성분의 주된 경로임을 밝혀냈다 (Beek, 2017).

Boxall et al(2014)은 영국의 160개 하수처리장 유출수에서 Ibuprofen, Diclofenac과 같은 비스테로이드 항염증제(NSAIDs), Erythromycin, Oxytetracycline과 같은 항생제, 17-β-Estradiol과 같은 여성호르몬 등이 환경에 영향을 줄 정도로 높은 농도로 검출되었다 고 보고한 바 있고, 스웨덴의 생체의학자 Joankim Larssonds은 제약공 장 주변의 하류에서 높은 농도의 항생제가 검출되었다고 보고하기도 하 였다(Owens, 2015).

강과 호수에서 의약성분이 검출되었다는 것이 놀라운 이유는, 강과 호 수에는 넓은 면적에 많은 양의 물이 존재하는데 심지어 하수처리장으로 부터 3마일(약 4.8 km) 떨어진 곳에서도 의약성분이 검출되었다는 것은 강과 호수의 희석효과를 기대하지 못할 만큼 하수처리장을 통해 많은 양 이 흘러 들어왔고 멀리 퍼져나갔다는 것을 알 수 있기 때문이다(Owens,

51 Diclofenac, Carbamazepine, Ibuprofen, Sulfamethoxazole, Naproxen, Estrone, 17-β-Estradiol, 17-α-Ethinylestradiol, Trimethoprim, Paracetamol, Clofibric acid, Ciprofloxacin, Ofloxacin, Estriol, Norfloxacin, Acetsalicylic acid

2015).

외국은 물환경에 분포 중인 잔류 의약물질에 대한 연구가 1970년대부 터 보고된 반면(최경호 등, 2010), 우리나라에서 물환경 내 의약물질 농 도 측정 연구는 2000년대 중반부터 수행되었다(김기태 등, 2014). 최경 호 등(2013)은 2000년도 중반부터 수행되어 온 국내 하수처리장 방류 수 및 지표수 의약성분 검출 연구를 종합하였는데, 우리나라 하수처리장 방류수 및 지표수에서 Ibuprofen, Mefenamic acid 등 NSAIDs가 상대 적으로 높은 농도로 검출되었고, Acetaminophen, Bacitracin, Ciprofloxacin, Clarithromycin, Florfenicol 등을 포함하여 51종의 의약 성분이 검출된 것으로 조사되었다(최경호 등, 2013; 김기태 등, 2014).

본 연구자는 51종의 의약성분 목록을 바탕으로 3.1.1.절에서 제시한 우리나라 급여의약품 처방현황([표 9] 참조)과 Stockholm County Council(2014)에서 분석한 잔류성·생축적성·독성(PBT) 및 위해성 (risk) 등급 자료를 결합하여 [표 11]을 작성하였다. Stockholm County Council(2014)는 자연에서 잔류 의약성분을 줄이기 위해 의약 품을 평가하고 분류하는 작업을 진행하였는데, 주요 의약성분에 대한 환 경 위험성지표로 PBT를 점수화하고, 환경위해성을 등급화하였다.

2006~2011년에 국내 방류수 또는 지표수에서 검출된 51종의 의약성 분 가운데, 국내 의료기관에서 처방되어 검출 한계(Limit of Detection, LOD) 이상으로 검출된 성분은 Acetaminophen, Acetylsalicylic acid, Atenolol, Caffeine, Carbamazepine, Cefadroxil, Cephalexin, Cefradine, Cimetidine, Ciprofloxacin, Clarithromycin, Diclofenac, Diltiazem, Ibuprofen, Iopromide, Lincomycin, Neomycin, Propranolol, Vancomycin 총 19종이었다([표 11] 회색 음영). 총 처방량과 지표수 최대 평균 검출 농도 간 상관관계를 살펴보았으나 유의하게 나타나지는

않았다(r=-0.06, p=0.8). 즉, 2013~2017년의 5년간 처방 경향이 과 거에도 동일하다고 가정했을 때, 총 처방량이 많다고 지표수 농도가 높 은 관계는 보이지 않으며, 지표수 농도에는 총처방량이 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다.

또한, [표 11]을 통해 우리나라 물환경에서 검출되면서 국내 의료기관 에서 처방된 19종 의약성분의 환경 위험성(PBT) 및 위해성(risk)이 어 느 정도 되는지도 살펴 볼 수 있다. Stockholm County Council PBT 5 등급 이상 물질은 Acetaminophen(5등급), Ciprofloxacin(6등급), Clarithromycin(6등급)이었고, Risk 3~4등급의 물질은 Ciprofloxacin, Propranolol이었다([표 11] 박스). 우리나라에서 PBT와 risk 등급이 높은 물질이 처방되고 있고, 물환경에서 검출된다는 사실은 우리나라도 의약성분의 환경 위해 가능성에서 자유롭지 못하다는 것을 보여주며, 환 경 중 농도를 저감할 수 있는 적절한 조치가 필요하다는 것을 시사한다.

[표 11] 의약성분 물환경 검출 농도, 처방량 및 환경 위험성·위해성

의약성분

최대 평균 검출 농도 (ug/L)1) (2006~2011)

총 처방량 (kg)2) (2013~

2017)

Stockholm County Council Classification4)

방류수 지표수 Hazard

(PBT)5) Risk6) Acetaminophen* 0.652 0.138 2,667,497 5 2 Acetylsalicylic acid 89.5 0.145 231,524 - 5

Amoxicillin LOD** 210,152 6 3

Ampicillin LOD 19,338 3 5

Atenolol 0.059 17,976 4 5

Caffeine 76.6 0.314 4,254 - 5

Carbadox LOD - - -

Carbamazepine 51.7 0.046 31,340 4 1

Cefaclor LOD 12,338 - -

Cefadroxil LOD 0.053 51,002 - 5

Cefatrizine LOD - - -

Cephalexin 0.066 384 - 5

Cefradine 0.353 0.085 2,382 - -

Chlortetracycline 1.05 1.093 - - -

Cimetidine 5.38 1.198 365,999 - -

Ciprofloxacin 3.08 0.093 1,403 6 3

Clarithromycin 0.081 107,580 6 1

Clofibric acid 0.31 - - -

Diclofenac 7.56 0.342 6,583 3 5

Diltiazem 0.01 0.013 165 4 5

Enrofloxacin 2.82 0.087 - - -

Erythromycin 2.35 0.08 - 6 1

Fenbendazole 0.072 - - -

Florfenicol 18.8 0.03 - - -

Fluoxetine LOD 1,789 6 2

Gemfibrozil 0.027 0.007 - 5 2

Ibuprofen 0.1 0.869 118,871 - 5

Iopromide 1.777 773 3 1

Ivermectin LOD - - -

Lincomycin 14,8263) 0.493 14,029 - -

Mefenamic acid 0.385 0.423 - - -

Metoprolol 0.005 - 4 2

Naproxen 13.3 0.123 - 4 2

Neomycin 0.94 2,157 - -

Oxytetracycline 3.38 0.239 - 6 5

Perfloxacin 0.055 - - -

Propranolol 0.011 10,577 3 3

Roxithromycin LOD 51,064 1 5

Salicylic acid 2.43 - 4 5

Streptomycin LOD - - -

Sulfachloropyridazine 0.115 LOD - - -

Sulfadimethoxine 0.029 0.012 - - -

Sulfamerazine LOD - - -

Sulfamethazine 11.6 0.615 - - -

Sulfamethoxazole 13.7 0.15 - 6 2

Sulfathiazole 72.2 0.831 - - -

Triclosan 0.177 - - -

Trimethoprim 29 0.018 - 4 1

Tylosin LOD 0.018 - - -

Vancomycin 33.3 0.026 4,976 - -

Virginiamycin LOD - - -

주) 1) 최경호 등(2013)이 2006년부터 2011년까지의 문헌을 정리한 표에서 본 연구 자가 물질별 최대 평균 검출 농도를 발췌하였음

2) 건강보험심사평가원에서 제공하고 있는 급여의약품 주성분별 통계(2013-2017)를 본 연구자가 물질별로 누적하였음

3) 제약공장폐수처리장 3곳에서 검출된 농도로서 Min: 3.3 ug/L, Max: 43,909 ug/L, Med: 568 ug/L, Mean: 14,826 ug/L를 보임(Sim et al., 2011)

4) Stockholm County Council(2014)

5) PBT index: Persistence 0~3점, Bioaccumulation 0~3점, Toxicity 0~3점으로 점 수화하고 이를 더한 0~9점 지표

6) Risk classification:

1. Insignificant: PEC/PNEC ≤ 0.1 2. Low: 0.1 < PEC/PNEC ≤ 1 3. Moderate: 1 < PEC/PNEC ≤ 10 4. High: PEC/PNEC > 10

5. Cannot be excl: insufficient document

* Acetaminophen(=Paracetamol), ** LOD: 검출한계(Limit of Detection)