홍라이프 계산기화학물질 노출량·위해지수 계산 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 먹는 물 속 오염물질 농도를 체중 1 kg당 하루 평균 노출량으로 바꾼 뒤, 독성값과 비교해 비발암 위해지수(HQ)와 평생 초과 발암위해도를 구합니다. 미국 환경보호청(EPA)의 슈퍼펀드 위해성평가 지침(RAGS) 방식을 따르며, 오염 부지 조사, 지하수·우물물 선별 평가, 환경보건 수업 등에서 쓰입니다.
계산 방법
- 일일평균노출량: ADD = C × IR × EF × ED ÷ (BW × AT), AT = ED × 365일입니다. C는 농도(mg/L), IR은 하루 섭취량(L/day), EF는 연간 노출일수, ED는 노출기간(년), BW는 체중(kg)이며 단위는 mg/kg·day입니다.
- 위해지수: HQ = ADD ÷ RfD(참고용량, mg/kg·day)입니다.
- 발암위해도: 노출량을 평생 70년으로 다시 평균한 LADD = ADD × ED ÷ 70에 발암력계수(SF)를 곱합니다. 비발암물질이면 SF에 0을 넣습니다.
원리
역치가 있는 독성에서 참고용량은 민감한 사람을 포함해 평생 매일 섭취해도 뚜렷한 악영향이 없을 것으로 추정되는 양입니다. 실제 노출량을 이 값으로 나누면 1보다 작은지 큰지로 역치 초과 여부를 가늠할 수 있습니다. 발암물질은 역치가 없고 낮은 용량에서 반응이 용량에 비례한다고 가정하므로, 기울기(SF)에 평생 평균 노출량을 곱해 위해도를 구합니다. 그래서 비발암은 노출기간, 발암은 평생을 평균 기간으로 씁니다.
예제 풀이
- 기본값은 C = 0.01 mg/L, IR = 2 L/day, EF = 350일, ED = 30년, BW = 70 kg, RfD = 0.0003, SF = 1.5입니다. 미국 EPA IRIS의 무기비소 독성값과 10 µg/L 농도에 해당합니다.
- 분자는 0.01 × 2 × 350 × 30 = 210, 분모는 70 × 30 × 365 = 766,500입니다.
- ADD = 210 ÷ 766,500 = 0.0002739726 mg/kg·d입니다.
- HQ = 0.0002739726 ÷ 0.0003 = 0.9132420091입니다.
- LADD = 0.0002739726 × 30 ÷ 70 = 0.0001174168이고, 위해도는 × 1.5 = 0.0001761252, 약 1만 명당 1.8명 수준입니다.
| 체중 (kg) | 일일 평균 노출량 (mg/kg·d) |
|---|---|
| 17.5 | 0.0010958904 |
| 35 | 0.0005479452 |
| 52.5 | 0.0003652968 |
| 70 | 0.0002739726 |
| 87.5 | 0.0002191781 |
| 105 | 0.0001826484 |
| 140 | 0.0001369863 |
결과 해석
HQ가 1 이하이면 비발암 영향 가능성이 낮다고 봅니다. 1을 넘으면 정밀 평가가 필요하다는 뜻이지 반드시 건강 피해가 생긴다는 뜻은 아닙니다. 같은 표적 장기에 작용하는 물질은 HQ를 더해 위해도지수(HI)로 봅니다. 미국 EPA는 발암위해도 10⁻⁶~10⁻⁴를 관리 판단 범위로 다루므로, 예제처럼 10⁻⁴를 조금 넘으면 HQ가 1 미만이어도 대책 검토 대상이 됩니다.
흔한 실수
- µg/L와 mg/L를 혼동해 1,000배 차이를 내는 경우
- 경구 노출에 흡입·피부 독성값을 쓰는 경우
- 평생 평균 노출량(LADD)을 RfD와 비교하는 경우
자주 묻는 질문
RfD와 SF 값은 어디서 찾나요?
미국 EPA IRIS 데이터베이스가 대표적이며, 경구 경로 값인지와 평가 연도를 꼭 확인합니다.
왜 연 365일이 아니라 350일인가요?
EPA 주거지 기본값은 1년에 약 2주를 집 밖에서 보낸다고 가정합니다.
어린이에게도 쓸 수 있나요?
체중과 섭취량을 어린이 값으로 바꾸면 되지만, 일부 발암물질은 어린 시기 노출에 별도 보정이 필요해 이 식만으로는 부족합니다.
출처: US EPA, Risk Assessment Guidance for Superfund, Volume I, Part A (EPA/540/1-89/002, 1989) · US EPA Integrated Risk Information System (IRIS) · US EPA, Exposure Factors Handbook, 2011 Edition