새집증후군의 주범인 포름알데히드에 대한 대사 및 독성정보

포름알데히드 (Formaldehyde)

포름알데히드는 메탄올이 산화되는 과정에서 얻어지는 무색의 기체이고, 메틸알데히드이라고도 불리며, 상온에서 코를 찌르는 듯 자극적인 냄새가 난다. 살균제나 방부제로 사용되고 피혁제조나 사진 건판, 폭약 등의 제조에 이용되며, 베클라이트와 같은 석탄계, 요소계, 멜라민계, 합성수지 제조 등 공업용 으로도 널리 사용된다. 특히 포름알데히드의 주요 발생원으로는 단열재나 섬유옷감, 실내가구인 장농, 싱크대, 바닥재 난방연료의 연소과정, 흡연, 생활용품, 의약품, 접착제이다.

1859년 러시아의 부틀레로프에 의해 최초로 발견된 포름알데히드는 탄소나 목재, 설탕 등 유기 물질이 불완전 연소하는 과정에서 생기는 연기나 불꽃에 함유돼 있는데, 대기 중에도 미량이 존재하는 것으로 알려지고 있다. 화학식은 HCHO, 분자량 30.0, 녹는점 －92 ℃, 끓는점 -21 ℃, 비중은 0.815로 산화시키면 포름산이 된다. 포름알데히드는 영하 19도에서 액화되며 물에도 잘 녹는다. 일반적으로 40% 수용액으로 만들어 사용하는데, 이것이 흔히 말하는 포르말린이다. 포르말린은 원래 셰링사(社)가 제조한 상품명이었지만 현재는 일반명사처럼 널리 사용되고 있다. 무색투명한 액체로 심한 자극성 포름알데히드를 발생하며, 극약으로 지정되어 있고, 소독제 •살균제 •방부제 •방충제 •살충제 등의 용도로 사용된다. 또 30∼50배로 희석해 약 1%액(포르말린수)으로 만들어 실내소독용과 생물 표본의 보존액 등으로 사용한다.

 

포름알데히드는 최근 이른바 '새집 증후군'의 주범으로 지목되면서 관심이 높아지고 있다. 일반주택 및 공공건물에 단열재로 사용되는 우레아수지폼(Urea Formaldehyde Foam Insulation : UFFI))과 실내가구의 칠, 가스난로 등의 연소과정, 접착제, 흡연, 생활용품, 의약품, 접착제 등에 의해 발생해 실내공기 오염의 원인으로 꼽히고 있다. 보고에 따르면 우레아폼을 단열재로 사용한 주택에 살고 있는 주민을 조사한 결과, 오랫동안 포름알데히드에 폭로되었을 경우 정서적 불안정, 기억력 상실, 정신집중의 곤란 등을 유발하고, 동물실험에서는 폐수종, 비염의 증상이 있는 것으로 나타났다. 또 포름알데히드에 지속적으로 노출될 경우 눈•코 등 호흡기도에 만성 자극을 일으키며 눈꺼풀에 염증을 유발시키는 것으로도 알려지고 있다.

 

포름알데히드 구조식

강한 반응성으로 DNA, 단백질 및 지질에 비특이적인 중합 반응을 유발할 수 있으며 비록 최기형성에 관한 결론은 확실하지 않지만 돌연변이원으로 작용할 수 있다. 직접 접촉에 의한 자극, 작업 중 혹은 가정에서 사용 중에 발생하는 기체에 의한 노출에 의해 다양한 독성이 나타날 수 있으며 포름알데히드의 용도가 매우 다양하기 때문에 매우 흔히 독성 노출이 보고되는 물질이다. 포름알데히드는 물에서 자연적으로 중합되기 때문에 대부분 시판품에는 중합반응을 제한하기 위해 메탄올을 포함하고 있다. 따라서 포름알데히드 시판품을 섭취하였을 경우에는 메탄올 독성에도 동시에 대처해야 한다. 담배 흡연으로 인해 상기도 자극, 비강 및 인후염이 발생할 수 있어 세계보건기구에서는 담배 함유 유해물질 9대 목록 중 하나로 지정하고 있다.

흡수

극히 적은 포름알데히드가 피부를 통해 흡수된다. 대부분 접촉점의 주변부의 세포층으로 제한된다. 혈류로의 진입(전신흡수)은 일어난다 해도 제한적이다.

대사

혈류로 흡수되어 간에서 알코올 분해효소의 촉매작용으로 빠르게 포름산으로 대사되고 적혈구, 뇌, 신장, 근육에서는 거의 대사되지 않는다. 포름산은 소변으로 배설되거나 엽산 의존성 효소 경로를 통해 이산화탄소와 물로 대사 된다.낮은 농도의 포름 알데히드로 효율적으로 처리 할 수 ​​있지만 고농도는 산증 및 조직 손상을 유발한다. 포름산으로 전환이 매우 빠르며 추정 반감기는 1.5분이다.

배설

보통 화학변화를 일으켜 공기 중의 이산화탄소와 뇨중 포름산으로 배설된다. 경구와 흡입경로에 의해 빠르게 흡수되고 빨리 대사되기 때문에 포름알데히드 자체로는 거의 배설되지 않는다. 포름산 염으로 빨리 대사되므로 포름알데히드 자체는 혈중에 거의 나타나지 않는다. 또한 위장관에서 흡수되고 흡입 노출 시와 같은 대사경로를 밟는다.

독성정보

 

급성독성

직접적인 중추 신경계 신경독성은 제한적이다. 가역적인 기관지 수축을 일으켜 특정 환경에서 천식과 유사한 증상이 나타난다. 포름알데히드 유도성 천식은 드문 현상이지만 (Nordman et al, 1985), 민감한 사람에게서는 3 ppm 정도의 소량에 노출되어도 천식 유사 증상이 나타날 수 있다 (HSDB, 2006). 사람에게 포름알데히드가 노출되면 드물게 포름알데히드에 특이적인 IgE, IgG 그리고 IgM를 유도한다. 면역반응은 수시간에서 수개월까지 지연 된다 (Breysse et al, 1994; Porter,1975). 포름알데히드가 함유된 치과 화합물에 3건의 알러지가 보고되었다. 반응은 1~10시간 이내에 나타났고 일반적인 두드러기, 혈관부종, 기관지수축, 심혈관계 부작용, 의식 소실 등이 나타났다 (Ebner & Kraft, 1991). 투석환자 6명에서 아나필락시스 쇼크와 포름알데히드-사람 혈청 알부민 IgE 항체 복합체가 있었다 (Bousquet & Michel, 1991).

 

포름알데히드는 피부 알러지원이며 호흡기 자극제이다 (Morgan, 1989). 용액에 반복적으로 접촉한 후에 습진과 같은 피부염을 포함한 알러지 반응이 생길 수 있다. 포름알데히드로 처리한 의복으로도 피부염을 일으킬 수 있다 (HSDB, 2006). 포름알데히드 가스를 흡입한 후에 간독성이 보고되었으나 간염 혈청 검사는 이루어지지 않았다 (Beall & Ulsamer, 1984). 작업장 또는 환경적으로 포름알데히드 증기에 노출된 후 오심이 보고되었다 (Goldfrank et al, 1994). 급성 노출 후 신장염이 보고되었다. 포르말린 용액의 급성 섭취 시 유의한 위장관 손상을 일으킬 수 있다. 농도가 2~5 ppm의 증기를 흡입할 경우 인두와 폐의 자극을 일으켜 (Loomis, 1979) 기관지염, 폐부종, 폐렴으로 진행할 수 있다. 천명(wheezing), 쌕쌕거림, 지속적인 기침의 증상을 나타내는 기관지 천식이 포르말린 증기에 노출된 병원 직원에서 보고되었다 (Hendrick et al,

1982; Hendrick & Lane, 1977; Hendrick & Lane, 1975; Sakula, 1975). 몇몇 환자에서 증상이 노출된 지 수 시간 후에 나타났다 (Hendrick & Lane, 1977). 포름알데히드 증기는 눈, 코, 목에 자극(1~3 ppm 이상이면 현저)을 일으킨다 (Loomis,1979; Horvath et al, 1988; Weber et al, 1988). 직접적인 노출은 화상을 입을 수 있고 (Sittig, 1991) 심한 각막 혼탁과 시력 소실 (EPA, 1985) 을 일으킨다. 손상의 정도는 용량 의존적이다 (HSDB, 2006).

만성독성(표적장기독성)

1) 호흡기계 독성

포름알데히드는 파티클 보드 제품 및 기타 화학 물질의 합성에서 중간체로 사용되는 수지를 제조하는데 주로 사용되고 있다. 포름알데히드에 대한 노출은 실내 공기, 담배 연기 또는 주변 도시의 오염된 공기를 호흡함으로써 발생할 수 있다. 인체에서 포름알데히드를 급성 및 만성으로 흡입하면 호흡기 증상을 일으킬 수 있으며 눈, 코, 인후 염증이 발생할 수 있다. 몇몇 인간을 대상으로 하는 연구들이 포름알데히드 노출과 폐암이나 인두 암 사이의 연관성을 보고하고 있다. 동물 흡입실험은 코의 편평세포암 발생률 증가를 보고하고 있다 (US EPA Technology Transfer Network, 2013).

 

2) 면역독성

매 치료시마다 소량의 포름알데히드를 투여한 투석환자는 순환 면역 복합체를 형성시켜 혈청병-유사 증상을 일으킬 수 있다. 가장 빈번한 후유증은 자가면역에 의한 용혈성 빈혈, 드물게 말초 호산구 증가증이 일어날 수 있다 (Fassbinder etal, 1979; Sandler et al, 1979).

3) 눈, 귀, 피부 등 기타 독성

포름알데히드 증기와 마찬가지로 피부에 노출된 후 알러지성 피부염이 생겼다. 단순 건조, 홍반, 두드러기, 습진성 병소, 표피탈락, 감각과민증, 혈관신경성 부종 등이 포함 된다 (Loomis, 1979; Pedersen, 1980; Simon et al, 1984; Andersen & Maibach, 1984). 포름알데히드를 마우스에 만성 경구 투여하였더니 망막 색소 상피의 구조적인 변화를 일으켰다 (Kawano, 1975).

 

생식독성/기형유발성

1) 기형유발성

태아독성과 태아 사망 등 태아나 배아에 독성 효과는 마우스 시험에서 두 개 안면, 근골격계 그리고 다른 특이적 발생이상이 관찰되었다 (RTECS, 1999).

랫드 시험에서 태아나 배아에서 체성 세포 유전물질에서 세포학적 변화가 관찰되었다(RTECS, 1999).

2) 임신 중 영향

생리 질환과 자연 유산이 증가하였다 (EPA, 1985) Schardein, 1985). 여성의 생식독성: 포름알데히드로 작업하는 여성에서 월경불순이 보고 되었다.

(Shumilina, 1975).

남성의 생식독성: 10 mg/kg/일으로 30일간 투여한 수컷 랫드와 invitro 실험에서 포름알데히드는 정자의 운동성, 생존력과 정자 수에 영향을 미쳤다. (Majumder & Kumar, 1995). 흡입 노출 후 랫드에서 정자에 영향이 있었다 (RTECS, 1997).

 

발암성정보

포름알데히드는 일상 환경에도 존재하는 자연적인 물질로, 주로 배기가스나 건축자재, 카페트, 페인트, 요리, 담배연기, 살균제 등을 통해 노출되며 노출 시 인체에 비인두암, 혈액암, 비강암 등을 유발할 수 있다고 역학연구를 통해 알려져 있다. 랫드와 마우스의 장기 흡입 실험에서 코의 편평상피 세포암이 증가하는 경향을 관찰하였다. 포름알데히드와 구조가 비슷한 다른 발암원성 알데히드(아세트알데히드 등)와 생체 외 실험 유전독성 자료가 B1의 분류를 더욱 입증하고 있다.

참고문헌

 

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