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Evaluation of Phthalate Concentrations in Settled Dust from Nursery Schools and Related Factors : 어린이 보육시설에서의 먼지 내 프탈레이트 농도와 관련 요인

DC Field Value Language
dc.contributor.advisor윤충식-
dc.contributor.author김원-
dc.date.accessioned2017-07-13T17:21:06Z-
dc.date.available2017-07-13T17:21:06Z-
dc.date.issued2014-08-
dc.identifier.other000000020947-
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10371/120768-
dc.description학위논문 (박사)-- 서울대학교 보건대학원 : 환경보건학과, 2014. 8. 윤충식.-
dc.description.abstract프탈레이트는 생식독성과 발달독성을 갖고 있으며 환경호르몬으로 잘 알려진 물질이다. 프탈레이트는 소비제품과 공업제품 등에 매우 다양하게 사용되어왔으며 특히 polyvinyl chloride (PVC) 제품에서 가소제로 사용되어 왔다. 그러나 열역학적인 이유로 인해 제품으로부터 쉽게 빠져 나와 주변 환경을 오염시키는 특징을 갖고 있다. 일반인구에 대한 노출은 매우 광범위하고 그 수준이 다양하다. 어린이들은 프탈레이트 노출에 대해 약리역학적으로 어른들에 비해 훨씬 취약하다고 알려져 있으나 불행히도 노출 수준이 성인에 비해 높다. 프탈레이트에 대한 노출의 주요 경로는 음식을 통한 섭취라고 알려져 있지만 프탈레이트로 오염된 먼지의 흡입이나 섭취 역시 주요한 노출경로로 파악되고 있다. 따라서 실내 먼지의 평가는 환경오염물질에 대한 인간의 노출을 예측하는 데 있어 유용하게 활용될 수 있다. 어린이들은 집에서뿐만 아니라 그 다음으로 많은 시간을 보내는 보육시설 등에서도 프탈레이트로 오염된 먼지에 노출될 가능성이 있다. 본 연구의 목적은 어린이 보육 시설 내 먼지에서의 프탈레이트 농도를 평가하고 그것에 영향을 미치는 주요한 요인들을 찾아내는 것이다.
첫 번째 연구에서는 50개의 보육시설 내 64개의 교실에서 먼지를 채취하였고 X-ray fluorescence (XRF) analyzer를 이용해서 건축 내장재와 가구와 같은 건축 구성물 등을 중심으로 PVC 여부를 확인하였다. PVC로 확인된 제품은 면적이나 무게로 측정하여 먼지 내 프탈레이트 농도와의 상관성을 평가하였다. Gas chromatograph/mass-selective detector (GC/MS)를 이용해 먼지 내에서 8가지 종류의 프탈레이트를 분석하였다: dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), di-n-butyl phthalate (DBP), butyl benzyl phthalate (BBP), Di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), di-n-octyl phthalate (DnOP), di-isononyl phthalate (DINP), and di-isodecyl phthalate (DIDP). DEHP는 기하평균 3,170 μg/g dust의 농도로써 프탈레이트 중 가장 높은 수준이 확인되었으며 PVC 바닥재 면적과 통계적으로 유의한 관계가 있음을 보여주었다. 다른 연구에서 잘 보고되지 않은 DINP의 경우, 기하평균 688 μg/g dust의 농도로써 DEHP의 뒤를 이어 높은 농도가 확인되었으며 보육시설 내의 어린이의 수 그리고 운영주체의 구분에 따라 먼지 내 농도가 영향을 받고 있었다. 이처럼 PVC 건축자재의 사용이나 건물의 운영이 보육시설 내 프탈레이트의 농도에 영향을 미치고 있음을 확인하였다.
두 번째 연구에서는 보육시설 내에서 사용되고 있는 3,180 개의 소비제품들을 대상으로 PVC 여부를 확인하고 그것이 먼지 내 프탈레이트의 농도에 어떻게 영향을 미치는지를 평가하였다. 첫 번째 연구에서와 마찬가지로 XRF analyzer를 이용해 소비제품의 PVC 여부를 확인하였고 GC/MS를 이용해 먼지 내 프탈레이트의 농도를 분석하였다. 평가 결과, 1,067 (33.6 %)개의 소비제품들이 PVC 재질의 제품들로 확인되었다. 장난감 블록, 역할놀이 용품들, 그리고 공과 같은 체육용품들의 무게가 DBP의 농도에 영향을 미치는 요인으로 파악되었다. 건물 내장재는 PVC로 확인된 제품의 전체 면적 중 83.2 %를 차지하고 있었고 PVC 바닥재의 면적은 DEHP의 농도와 유의한 상관성을 보여주었다. 먼지 중 DINP의 농도는 PVC로 확인된 장난감이나 교구들의 무게 그리고 문이나 피아노 같은 것들의 면적과 유의한 상관성이 있었다. 이처럼 어린이 보육시설 내에 PVC 제품들이 많이 사용되고 있고 이들이 먼지의 프탈레이트 오염에 영향을 미치고 있음이 확인되었다.
실내 먼지에서의 프탈레이트 농도와 그것에 영향을 미치는 유효한 요인을 평가하는 것 이외에, 유해물질 분석을 위한 실내 먼지를 샘플링하는 두 가지 방법(변형된 진공청소기를 이용하여 연구자가 직접 먼지를 샘플링하는 방법과 기존에 사용중인 진공청소기의 먼지 주머니를 수거하여 먼지를 취하는 방법)의 효과를 비교해 보았다. 두 방법에 의해 샘플링된 먼지 내 프탈레이트의 농도 간 상관성과 일치도는 DBP의 경우 적절하였으며 DEHP의 경우 일부 부족하거나 적절한 수준이었다. 동일 보육 시설 내 두 곳의 교실에서 샘플링된 먼지 중 프탈레이트의 농도를 비교한 결과 각 방법에 의한 결과는 DBP와 DEHP의 경우 공간적 변이가 적었다. 또한 각 방법에 의한 반복 테스트 결과에서도 DBP와 DEHP의 경우 일치도가 높았다. 그러나 DINP의 경우 두 방법간 상관성이나 일치도가 낮을 뿐만 아니라 공간적 변이도 높았으며 재연성 역시 좋지 않았다. 따라서 기존의 진공청소기를 이용하더라도 청소기가 사용된 면적에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다면 dust loading과 같은 결과를 얻어낼 수 있어 프탈레이트 노출을 예측하는 데 쉽고 유용한 샘플링 방법으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 다만, 노출 평가를 위한 연구 설계에 있어 어떤 샘플링 방법을 채택하더라도 프탈레이트의 물리화학적 특징이 잘 고려되어야 한다. 왜냐하면 프탈레이트의 종류에 따라서 (DINP와 같이 긴 사슬을 갖고 있는 프탈레이트의 경우) 샘플링 방법, 위치, 그리고 시기에 따라서 먼지 내 농도가 달라질 수 있기 때문이다.
본 연구는 보육 시설에 사용된 건축자재와 소비제품을 중심으로 PVC 여부를 확인하고 그것이 시설 내 먼지 중 프탈레이트의 농도와 어떤 관련이 있는지를 정량적으로 평가한 연구이다. 프탈레이트가 갖고 있는 발달독성과 노출로 인한 건강영향의 측면에서 어린이들의 취약성을 고려할 때, 어린이들의 프탈레이트 노출은 보건학적으로 중요한 의미를 갖는다고 하겠다. 본 연구의 결과, 보육 시설에서 다양한 PVC 제품이 사용되고 있음이 확인되었고 실내 먼지 중 프탈레이트 농도는 PVC 소재의 건축자재나 소비제품의 사용과 관련이 있었다. 비록 프탈레이트로 오염된 음식을 섭취하는 것이 일반인구에게 프탈레이트에 대한 주요한 노출경로이지만 그것으로 오염된 실내 먼지는 프탈레이트의 노출 수준을 더욱 높일 수 있다. 따라서 어린이들의 프탈레이트 노출 수준을 낮추기 위해서는 PVC 제품의 사용을 줄이거나 차단하는 것이 필요하다.
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dc.description.abstractPhthalates have reproductive and developmental effects and are endocrine disruptors. Phthalates have been used commercially in a variety of consumer products and industrial goods. Because plasticizers tend to leach, migrate, or evaporate from polyvinyl chloride (PVC)-containing products for thermodynamic reasons, they are considered ubiquitous global contaminants. Exposure to phthalates in the general population is widespread and widely variable. Children may be more pharmacodynamically sensitive to the adverse effects of phthalates than adults. Unfortunately, phthalate exposure levels are higher in children than adults. In addition to phthalate exposure through food or inhalation, the ingestion of contaminated indoor dust is another principal exposure route. Indoor dust can therefore be used as a tool to assess human exposure to contaminants. Children are exposed to dust contaminated with phthalates not only in their homes but also in nursery schools, where they spend most of their time. The main objectives of this study were to evaluate the mass fractions of phthalates in indoor dust samples from nursery school classrooms and to identify the most important sources.
In the first study, dust samples were collected from 64 classrooms located in 50 nursery schools, and various consumer products and building materials were analyzed using a portable X-ray fluorescence (XRF) analyzer to determine whether they contained PVC. For materials proven to contain PVC, the areas or weights were measured and related to the phthalate concentration. Eight phthalates were analyzed in sampled dust using a gas chromatograph/mass-selective detector: dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), di-n-butyl phthalate (DBP), butyl benzyl phthalate (BBP), Di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), di-n-octyl phthalate (DnOP), di-isononyl phthalate (DINP), and di-isodecyl phthalate (DIDP). Of these, DEHP was the most abundant phthalate, with a geometric mean concentration of 3,170 µg/g dust, which was significantly correlated with the area of flooring verified to contain PVC. DINP, which has not been widely-reported in other studies, was the second-most abundant phthalate, with a geometric mean concentration of 688 µg/g, which was influenced by the number of children in the institution and the agency operating the nursery school. It was concluded that the use of PVC-verified building materials and the building management characteristics were significant factors affecting the mass fractions of phthalates in indoor dust.
In the second study, we examined 3,180 consumer products to determine whether they contain PVC and evaluate their correlation with the mass fraction of phthalates in indoor dust to identify the major sources of each phthalate. A portable XRF analyzer was used to determine whether products contained PVC, and the levels of the eight phthalates in indoor dust were analyzed using GC/MS. It was confirmed that 1,067 consumer products (33.6%) contained PVC materials. The weights of toy blocks, articles used for role playing, and gymnastic apparatuses were significant factors affecting the DBP concentration. Interior materials used in the construction of the building accounted for 83.2% of the total area of PVC-verified products, and the area of PVC floors was significantly correlated with the mass fraction of DEHP. The mass fraction of DINP in dust was related to the weights of toys, teaching aids, doors and musical instruments, such as pianos. It was found that many PVC consumer products are used in nursery schools, and their usage increased the phthalate concentration of indoor dust.
In addition to the evaluation of phthalate concentrations in indoor dust and the associated source determination, two sampling methods (sampling dust using a modified vacuum cleaner and collection of dust from the bag of the regularly used vacuum cleaner) for indoor dust were compared. The correlations and agreements between the results using the two sampling methods were moderate for DBP but poor to moderate for DEHP. The spatial variability was small for DBP and DEHP in indoor dust samples collected from separate classrooms of a nursery school. The repeatability of the two sampling methods was good for DBP and DEHP. However, the correlation and agreement between the results obtained using the two sampling methods and the repeatability were poor for DINP, with a high level of room-to-room variability. If the area cleaned was recorded, then the phthalate content of the dust in the bag of a regularly used vacuum cleaner could be used to estimate phthalate exposure. The physico-chemical properties of phthalates must be considered when designing phthalate exposure assessment studies, because the mass fractions of phthalates in dust (especially long-chain phthalates such as DINP) obtained from different sampling methods, sites, and periods might differ based on the type of phthalate.
This is the study to investigate the quantitative relationship between the mass fractions of phthalates in dust and the use of PVC-verified materials, especially for regularly used consumer products and building materials in nursery schools. Considering the developmental toxic risk of phthalates and the vulnerability of children, exposure to children is a main public health concern. Phthalate levels in indoor dust were associated with the use of PVC products, including building materials and consumer products. Various PVC products were found to be used in nursery schools. Although the ingestion of food contaminated with phthalates is regarded as a major exposure route for the general population, the contamination of indoor dust with phthalates can result in elevated phthalate exposure. Therefore, to reduce phthalate exposure in children, it is necessary to reduce or eliminate the use of PVC products.
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dc.description.tableofcontentsABSTRACT i
CONTENTS vi
LIST OF TABLES ix
LIST OF FIGURES xi
CHAPTER 1. INTRODUCTION 1
1.1. BACKGROUND 2
1.2. OBJECTIVES 19
REFERENCES 22
CHAPTER 2. PHTHALATE LEVELS IN NURSERY SCHOOLS AND RELATED FACTORS 33
ABSTRACT. 34
INTRODUCTION 35
METHODS 37

RESULTS 43
DISCUSSION 55
REFERENCES 67
CHAPTER 3. PVC-VERIFIED CONSUMER PRODUCTS AND THE MASS FRACTIONS OF PHTHALATES IN DSUT FROM NURSERY SCHOOLS 75
ABSTRACT. 76
INTRODUCTION 77
METHODS 79
RESULTS 85
DISCUSSION 94
REFERENCES 99
CHAPTER 4. A COMPARISON OF THE MASS FRACTIONS OF PHTALATES IN DUST FROM A HOUSEHOLD VACUUM CLEANER AND A MODIFIED VACUUM CLEANER 106
ABSTRACT. 107
INTRODUCTION 108
METHODS 111
RESULTS 115
DISCUSSION 132
REFERENCES 142
CHAPTER 5. SUMMARY AND CONCLUSIONS 151
초 록 155
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dc.formatapplication/pdf-
dc.format.extent1290193 bytes-
dc.format.mediumapplication/pdf-
dc.language.isoen-
dc.publisher서울대학교 대학원-
dc.subjectphthalates-
dc.subjectPVC-
dc.subjectchildren-
dc.subjectnursery school-
dc.subjectindoor dust-
dc.subjectvacuum cleaner-
dc.subject프탈레이트-
dc.subject어린이-
dc.subject보육시설-
dc.subject실내 먼지-
dc.subject진공청소기-
dc.subject.ddc363-
dc.titleEvaluation of Phthalate Concentrations in Settled Dust from Nursery Schools and Related Factors-
dc.title.alternative어린이 보육시설에서의 먼지 내 프탈레이트 농도와 관련 요인-
dc.typeThesis-
dc.contributor.AlternativeAuthorWon Kim-
dc.description.degreeDoctor-
dc.citation.pagesxi, 160-
dc.contributor.affiliation보건대학원 환경보건학과-
dc.date.awarded2014-08-
Appears in Collections:
Graduate School of Public Health (보건대학원)Dept. of Environmental Health (환경보건학과)Theses (Ph.D. / Sc.D._환경보건학과)
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