도시 공기에서 간과된 오염물질, 난연제 분해 생성물

난연제의 분해 생성물은 종종 기본 화학 물질보다 더 유독하다.
문광주 기자
eco@ecomedia.co.kr | 2022-01-20 09:59:15
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일반적인 난연제의 분해 생성물질은 도시 공기에 도처에 널려 있다. 현재 연구에서 밝혀진 바와 같이 출발 물질보다 건강에 훨씬 더 해롭다. 이러한 생성물중 유기인산의 최대 89%는 인간과 동물에게 독성이 있으며 호르몬과 유사한 효과가 있다. 연구팀이 "네이쳐"에 보고한 것처럼 시작 제품보다 오래 지속되고 생물체에 축적된다.  

 

▲ 난연제는 화재를 지연시키지만 일부는 건강과 환경에 위험할 수 있다. 사진; pixabay


난연제는 스마트폰 및 기타 전자 장치, 덮개를 씌운 가구, 단열재 및 사무 장비에서 발견된다.
유기인산염 TCEP, TCPP 또는 TDCPP와 같은 화학적 난연제는 수많은 물체와 제품에서 발견되지만 잠재적으로 유해한 영향 때문에 논란의 여지가 있다. TDCPP는 발암성이 있는 것으로 간주되며 다른 난연제는 호르몬 균형을 방해한다. 이러한 물질은 고체에서 증발하기 때문에 결국 대기 중으로 올라가 흡입될 수 있다.

고장 제품의 "사각지대“

이러한 화학 물질의 행방은 어떻게 될까? 캐나다 환경 당국과 키판 류(Qifan Liu)와 동료들은 "지금까지 규제 지침은 전적으로 원래 화학 물질의 특성에 거의 기반을 두고 있다"고 설명했다. 난연제는 햇빛 및 기타 대기 오염 물질의 영향으로 산화돼 다양한 분해 산물로 전환된다. "결과적으로 사람과 생태계는 원자재와 그 분해 산물의 혼합물에 노출된다"고 연구원들은 설명했다.

유기 인산염으로 만든 제품은 지금까지 거의 기록되지 않았으며 유해한 영향도 거의 알려져 있지 않다. 류(Liu)와 그의 팀은 최근 가장 일반적인 5가지 유기인산염 난연제와 공기 중 해당 제품을 조사했다. 그들은 실험실 실험에서 물질을 대기 조건과 자외선에 노출시킨 다음 질량 분석과 크로마토그래피를 사용해 반응 생성물을 결정했다. 분석 결과 5가지 난연제가 정상적인 대기 조건에서 27가지 다른 반응 생성물을 형성한 것으로 나타났다.

전 세계 도시 대기에서 검출 가능한 파생 물질

이러한 화학 물질의 화학적 지문을 기반으로 류(Liu)와 그의 팀은 전 세계 18개 대도시의 공기를 조사했다. 이를 위해 그들은 2018년부터 2019년까지 연중 다른 시간에 공기 샘플을 채취했다. 뉴욕, 도쿄, 런던, 이스탄불, 카이로, 부에노스아이레스, 뉴델리가 대표적인 도시들이다.

연구원들은 대도시의 도시 공기에서 19가지 다른 난연제 파생물을 발견했다. 이 중 10개는 모든 도시에서 발생했으며 때로는 높은 농도로 생성됐다. Liu와 그의 동료들은 "이 10가지 반응 생성물의 농도는 런던과 뉴욕에서 공기 입방 미터당 약 1만2000pg(피코그램)으로 가장 높다"고 보고했다. 이것은 출발 화학물질의 특히 높은 농도에 해당한다.

과학자들은 "이것은 공기 중 유기인산염 난연제의 전환 생성물에 대한 최초의 문서화된 측정"이라고 말했다. "그러나 우리는 그것들이 빙산의 일각일 뿐이라고 의심한다. 왜냐하면 대기에는 확실히 훨씬 더 많은 일반 화학 물질의 전환 생성물이 있기 때문이다."


▲ ▲ 유기인산염 난연제 트리스(1,3-디클로로이소프로필)인산염(TCDPP)은 주로 발포체 및 단열재에서 발견되지만 발암성이 의심된다.

더 내구성이 있고 더 높은 생체 축적

어디에나 산재한 난연제의 이러한 분해 산물은 얼마나 해로울까? 이를 알아내기 위해 Liu와 그의 팀은 유도체의 분자 구조를 자세히 살펴보고 모델을 사용해 공기와 물에서 안정성에 대한 결론을 도출했다. 두 번째 모델의 도움으로 그들은 화학 물질이 육지와 수생 유기체에 얼마나 강력하게 흡수되고 축적되는지, 그리고 이러한 분해 산물이 출발 물질과 비교하여 얼마나 독성이 있는지 분석했다.

분석 결과 난연제의 반응 생성물은 출발 물질보다 환경에서 평균 2.5배 더 오래 지속되는 것으로 나타났다. 그들은 또한 대기보다 물, 토양 또는 퇴적물에서 10배 더 천천히 분해된다.

또한 "변환 제품은 공기를 호흡하는 육상 유기체에서 일반적으로 더 높은 생물학적 축적을 보여줍니다"라고 연구원들은 보고했다. 이것은 이러한 화학 물질이 더 친수성이고 특히 체액에 잘 결합하기 때문이다.

출발 물질보다 대부분 독성이 강함

난연제 파생물의 독성과 관련해 결과도 그다지 긍정적이지 않다. 일부는 수생 생물에 덜 해롭지만 육지 생물에 대한 독성이 증가하고 따라서 우리 인간에게도 영향을 미친다. 분해 생성물 TCPP-21 및 TCDPP-14는 출발 물질인 TCPP 및 TCDPP보다 8배, 3.7배 더 독성이 있는 것으로 밝혀졌다. 둘 다 호르몬처럼 작용하는 내분비 교란 물질로 간주된다.

과학자들에 따르면, 이러한 결과는 우리가 흔히 볼 수 있는 화학 물질의 분해 산물에 대해 아직 알지 못하는 것과 추가 연구가 얼마나 중요한지를 강조한다. "상업용 화학 물질이 내포하는 위험을 평가하려면 대기 변화를 고려해야 한다"고 그들은 강조했다.

 

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