관측값 및 KPOP-CC 예측값과의 비교를 통한 K-SimpleBox의 예측 특성 평가

Abstract

국내 화학물질 중 유해화학물질은 약 770여 종에 달한다. 국내 지침에서는 이러한 유해화학물질을 관리하기 위해서는 다매체 환경의 노출평가가 필요하다. K-SimpleBox는 화평법에서 노출평가를 위해 공식적으로 사용하는 Level 3 모형이다. 모형을 이해하고 평가하기 위해서 예측력에 관한 연구들이 진행되었고 대부분 관측값과의 직접적인 비교의 형태로 이루어졌다. 본 연구에서는 K-SimpleBox의 예측 특성을 더욱 다양하게 평가하는 것을 목적으로 하여 관측값뿐만 아니라 Level 4 모형인 KPOP-CC를 함께 비교하였고, 동일한 지역을 대상으로 예측하는 수준이 다른 모형의 예측 특성 차이까지도 파악하였다. 연구는 9종의 물질을 대상(관측값과의 비교는 7종)으로 4가지의 상대농도(Csoil/Cair, Cwater/Cair, Csoil/Cwater, Csediment/Cwater)를 비교하는 것으로 진행되었고 연구에 사용되는 관측값 자료의 배출량이 불확실하므로 절대 농도 대신 상대농도를 이용하여 연구를 진행하였다. 비교는 크게 전국, 범위 값, 물성, 지역에 대한 비교로 나누어 진행하였다. 연구결과 K-SimpleBox는 전국적으로 관측값과의 차이가 2 order 내에 있어 수용 가능한 수준을 보이지만 KPOP-CC와 비교하여 상대적으로 낮은 상관계수를 보였다. 또 관측값의 95% 범위와의 비교에서 39.3%가 범위 내에 있고 나머지 중 31.1%는 저평가, 28.6%는 고평가되는 것으로 확인되었다. 물성은 모든 상대농도 쌍에서 LogKow가 두 모형 모두에서 상관계수와 결정계수가 높게 나왔으며, Cwater/Cair, Csediment/Cwater의 LogKaw와 Csediment/Cwater의 LogKow에서는 KPOP-CC보다 물성과의 상관계수가 컸다. 마지막으로 K-SimpleBox의 상대농도 예측값을 KPOP-CC 격자별 예측값과 비교했을 때 몇 물질-상대농도 쌍에서 위치적인 특징이 나타났지만, 전체를 반영하지 못하여 평가할 수 없었다. 본 연구에서는 이처럼 K-SimpleBox의 예측 특성을 다양하게 평가함으로써 K-SimpleBox의 상대농도 예측 수준을 정확하게 이해하였고 물성의 크기와 모형예측값의 관계와 동일한 지역을 대상으로 예측하는 방식이 다른 두 모형의 예측 특성의 차이를 파악한 결과는 모형의 개선이나 개발에 참고자료가 될 수 있다는 의의가 있다. 추후 더욱 정확한 평가를 위해서 절대 농도를 이용한 연구가 진행될 필요성이 있고, 이러한 연구는 더욱 다양한 물성을 범위로 한 물질을 대상으로 진행되어야 한다. 그러기 위해서는 관측값의 배출량 관련한 연구와 지속적인 모니터링이 필요하다.

There are about 770 types of hazardous chemicals among Korean chemicals. The domestic guideline calls for the use of a multimedia model for environmental behavior assessment during safety assessment conducted to manage such hazardous chemicals. The K-SimpleBox is a Level 3 model that is officially used by Korean law for behavior assessment. To understand and evaluate this model, research on prediction were conducted and most were done in the form of direct comparisons with monitoring data. In this study, the purpose of evaluate the predictive characteristics of K-SimpleBox more variety. we assessment the predictive characteristics of K-SimpleBox specifically by comparing the monitoring data and the Level 4 model KPOP-CC, and identified differences in the predictive characteristics of the model with different levels about forecasting for the same region. The study was conducted by comparing four concentration ratio (Csoil/Cair, Cwater/Cair, Csoil/Cwater, Csediment/Cwater) to nine types(use 7 type for comparing with monitoring data) of substances and conducted the study using relative concentrations because of uncertainty in the emission of the monitoring data used in the study. The comparison was conducted largely by dividing it into nationwide, range values, physicochemical characteristics, and region comparisons. Studies show that K-SimpleBox is acceptable of nationwide. but compared to KPOP-CC, the correlation coefficient with monitoring data was relatively low. In comparison with the 95% range of monitoring data, 39.3% were found to be within the range, 31.1% of the remaining values were under estimation and 28.6% were over estimation. In physicochemical properties, In all pairs of concentration ratio, LogKow had a higher correlation and coefficient of determination in both models, and logKaw in Cwater/Cair and Csediment/Cwater and logKow in Csediment/Cwater had a greater correlation with the physicochemical properties than KPOP-CC. Finally, when comparing with the predicted concentration per KPOP-CC grid, the concentration ratio pair showed local characteristics, but could not be evaluated because it did not reflect the whole. This study is intended that could be a reference to the multimedia models improvement or development through the results of identifying differences in the predictive characteristics of two models in which the magnitude of the physicochemical property and the relationship of the model prediction and the way they are predicted for the same region. There is a need for research using absolute concentration to be conducted for a more accurate assessment at a later date, and these studies should be conducted on chemicals with a greater variety of physicochemical properties. This require research of emission of monitoring data and should ongoing monitoring.