클로르메콰트는 북미에서 곡물 작물에 대한 사용이 증가하고 있는 식물 생장 조절제입니다. 독성학 연구에 따르면 클로르메콰트는 규제 당국에서 정한 일일 허용량 미만의 용량에서 생식 능력을 감소시키고 태아 발달에 해를 끼칠 수 있습니다. 본 연구에서는 미국인을 대상으로 채취한 소변 샘플에서 클로르메콰트가 검출되었음을 보고합니다. 2017년, 2018~2022년, 2023년에 채취한 샘플에서 각각 69%, 74%, 90%의 검출률을 보였습니다. 2017년부터 2022년까지는 샘플에서 클로르메콰트의 농도가 낮게 검출되었고, 2023년부터는 샘플에서 클로르메콰트 농도가 크게 증가했습니다. 또한 귀리 제품에서 클로르메콰트가 더 자주 검출되는 것을 확인했습니다. 이러한 결과와 클로르메콰트의 독성 데이터는 현재 노출 수준에 대한 우려를 불러일으키며, 클로르메콰트 노출이 인간 건강에 미치는 영향을 평가하기 위해 보다 광범위한 독성 시험, 식품 감시 및 역학 연구가 필요하다는 것을 보여줍니다.
본 연구는 미국 인구와 미국 식품 공급망에서 발생 및 생식 독성을 지닌 농약인 클로르메콰트가 최초로 검출되었음을 보고합니다. 2017년부터 2022년까지 소변 샘플에서는 유사한 수준의 클로르메콰트가 검출되었지만, 2023년 샘플에서는 상당히 높은 수준의 클로르메콰트가 검출되었습니다. 본 연구는 미국 내 식품 및 인체 샘플에서 클로르메콰트에 대한 광범위한 모니터링과 독성학 및 독성학 연구의 필요성을 강조합니다. 클로르메콰트는 동물 연구에서 저용량에서도 건강 악영향이 보고된 신종 오염물질이므로, 이에 대한 역학 연구가 필요합니다.
클로르메콰트는 1962년 미국에서 식물 생장 조절제로 처음 등록된 농약입니다. 현재 미국에서는 관상용 식물에만 사용이 허용되어 있지만, 2018년 미국 환경보호청(EPA)의 결정에 따라 클로르메콰트로 처리된 식품(주로 곡물)의 수입이 허용되었습니다. EU, 영국, 캐나다에서는 클로르메콰트를 주로 밀, 귀리, 보리와 같은 식량 작물에 사용하도록 승인했습니다. 클로르메콰트는 줄기 높이를 줄여 작물이 뒤틀려 수확이 어려워지는 가능성을 줄여줍니다. 영국과 EU에서는 장기 모니터링 연구에서 보고된 바와 같이 클로르메콰트가 일반적으로 곡물 및 곡물에서 가장 많이 검출되는 살충제 잔류물입니다.
클로르메콰트는 유럽과 북미 일부 지역에서 작물에 사용하도록 승인되었지만, 과거 및 최근 발표된 실험 동물 연구에 따르면 독성학적 특성이 나타납니다.클로르메콰트 노출이 생식 독성 및 생식력에 미치는 영향은 1980년대 초 덴마크 돼지 농가에서 클로르메콰트를 처리한 곡물을 먹인 돼지의 생식 능력 저하를 관찰하면서 처음 설명되었습니다.이러한 관찰 결과는 나중에 돼지와 생쥐를 대상으로 한 통제된 실험실 실험에서 검토되었으며, 클로르메콰트를 처리한 곡물을 먹인 암컷 돼지는 클로르메콰트가 없는 사료를 먹인 대조군 동물과 비교하여 발정 주기 및 교미에 장애를 보였습니다.또한, 발달 중에 음식이나 식수를 통해 클로르메콰트에 노출된 수컷 생쥐는 시험관 내에서 정자를 수정하는 능력이 감소했습니다. 최근 클로르메콰트에 대한 생식 독성 연구에 따르면, 임신 및 초기 발달을 포함한 민감한 발달 시기에 랫드가 클로르메콰트에 노출되면 사춘기 지연, 정자 운동성 감소, 수컷 생식기 무게 감소, 테스토스테론 수치 감소가 발생하는 것으로 나타났습니다. 발달 독성 연구는 또한 임신 중 클로르메콰트 노출이 태아 성장 및 대사 이상을 유발할 수 있음을 시사합니다. 다른 연구에서는 암컷 마우스와 수컷 돼지의 생식 기능에 클로르메콰트가 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 이후 연구에서도 발달 및 출생 후 클로르메콰트에 노출된 수컷 마우스의 생식력에 클로르메콰트가 영향을 미치는 것으로 나타나지 않았습니다. 독성학 문헌에서 클로르메콰트에 대한 모호한 데이터는 시험 용량 및 측정값의 차이, 모델 생물의 선택 및 실험 동물의 성별 차이 때문일 수 있습니다. 따라서 추가 연구가 필요합니다.
최근 독성학 연구에서 클로르메콰트의 발생, 생식 및 내분비계 영향이 입증되었지만, 이러한 독성학적 영향이 발생하는 기전은 아직 불분명합니다. 일부 연구에서는 클로르메콰트가 에스트로겐이나 안드로겐 수용체를 포함한 내분비계 교란 물질의 명확한 기전을 통해 작용하지 않을 수 있으며, 아로마타제 활성을 변화시키지 않는다고 제시합니다. 다른 증거에서는 클로르메콰트가 스테로이드 생합성을 변화시키고 소포체 스트레스를 유발하여 부작용을 일으킬 수 있다고 시사합니다.
클로르메콰트는 일반적인 유럽 식품에 널리 존재하지만, 클로르메콰트에 대한 인간 노출을 평가하는 생물 모니터링 연구의 수는 비교적 적습니다.클로르메콰트는 체내에서 반감기가 짧아 약 2~3시간이며, 인간 자원봉사자를 대상으로 한 연구에서 대부분의 실험적 용량은 24시간 이내에 체내에서 제거되었습니다[14].영국과 스웨덴의 일반 인구 샘플에서 클로르메콰트는 연구 참여자의 거의 100%의 소변에서 클로르피리포스, 피레트로이드, 티아벤다졸 및 만코제브 대사산물과 같은 다른 살충제보다 유의하게 높은 빈도와 농도로 검출되었습니다.돼지에 대한 연구에서는 클로르메콰트가 혈청에서도 검출되어 우유로 전이될 수 있지만, 이러한 매트릭스는 인간이나 다른 실험 동물 모델에서 연구되지 않았지만, 생식적 해로움과 관련된 혈청과 우유에 클로르메콰트의 흔적이 있을 수 있습니다.물질.임신 중과 유아에게 노출되면 중요한 영향이 있습니다.
2018년 4월, 미국 환경보호청(EPA)은 수입 귀리, 밀, 보리 및 특정 동물성 식품에 함유된 클로르메콰트에 대한 식품 내 허용 기준을 발표하여 클로르메콰트의 미국 식품 공급망 내 수입을 허용했습니다. 이후 허용 귀리 함량은 2020년에 상향 조정되었습니다. 이러한 결정이 미국 성인 인구의 클로르메콰트 발생 및 유병률에 미치는 영향을 파악하기 위해, 이 예비 연구는 2017년부터 2023년까지 미국 3개 지역 주민의 소변 내 클로르메콰트 함량을 측정하고, 2023년 미국에서 구매한 귀리 및 밀 제품의 클로르메콰트 함량을 측정했습니다.
2017년과 2023년 사이에 3개 지역에서 수집한 샘플은 미국 거주자의 소변 중 클로르메콰트 수치를 측정하는 데 사용되었습니다. 2017년 사우스캐롤라이나 의과대학(MUSC, Charleston, SC, USA)의 기관심사위원회(IRB) 승인 프로토콜에 따라 분만 시 동의한 신원 확인이 되지 않은 임산부로부터 21개의 소변 샘플을 수집했습니다. 샘플은 최대 4시간 동안 4°C에서 보관한 다음, 분주하여 -80°C에서 냉동했습니다. 2017년 10월부터 2022년 9월까지 수집한 단일 샘플인 25개의 성인 소변 샘플은 2022년 11월에 Lee Biosolutions, Inc(Maryland Heights, MO, USA)에서 구입했으며, 자원봉사자(남성 13명, 여성 12명)로부터 수집했습니다. )는 미주리주 메릴랜드 하이츠 컬렉션에 대여되었습니다. 샘플은 수집 직후 -20°C에서 보관했습니다. 또한, 2023년 6월 플로리다 자원봉사자(남성 25명, 여성 25명)로부터 채취한 소변 샘플 50개를 BioIVT, LLC(미국 뉴욕주 웨스트버리)에서 구입했습니다. 샘플은 모든 샘플이 채취될 때까지 4°C에 보관한 후, 분주하여 -20°C에 냉동 보관했습니다. 공급 회사는 인체 샘플 처리에 필요한 IRB 승인 및 샘플 채취 동의를 받았습니다. 검사된 샘플에는 개인 정보가 제공되지 않았습니다. 모든 샘플은 분석을 위해 냉동 보관되었습니다. 자세한 샘플 정보는 보조 정보 표 S1에서 확인할 수 있습니다.
인간 소변 샘플에서 클로르메콰트의 정량은 Lindh 등이 발표한 방법에 따라 HSE 연구소(Buxton, UK)에서 LC-MS/MS로 결정했습니다. 2011년에 약간 수정되었습니다. 간단히 말해, 샘플은 200 μl의 여과되지 않은 소변을 내부 표준이 포함된 0.01 M 아세트산 암모늄 1.8 ml와 혼합하여 준비했습니다. 그런 다음 샘플을 HCX-Q 컬럼을 사용하여 추출하고 먼저 메탄올로 컨디셔닝한 다음 0.01 M 아세트산 암모늄으로 컨디셔닝하고 0.01 M 아세트산 암모늄으로 세척한 다음 메탄올에 1% 포름산으로 용출했습니다. 그런 다음 샘플을 C18 LC 컬럼(Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm; Phenomenex, UK)에 넣고 0.1% 포름산:메탄올 80:20으로 구성된 등용매 이동상을 유속 0.2 ml/min로 사용하여 분리했습니다. 질량 분석법에 의해 선택된 반응 전이는 Lindh et al.(2011)에 의해 설명되었습니다. 다른 연구에서 보고된 바와 같이 검출 한계는 0.1μg/L였습니다.
소변 내 클로르메콰트 농도는 μmol 클로르메콰트/mol 크레아티닌으로 표현하고, 이전 연구에서 보고된 바와 같이 μg 클로르메콰트/g 크레아티닌으로 변환합니다(1.08을 곱함).
Anresco Laboratories, LLC는 귀리(일반 귀리 25개, 유기농 귀리 8개)와 밀(일반 귀리 9개) 식품 시료에 클로르메콰트(미국 캘리포니아주 샌프란시스코)를 첨가하여 분석했습니다. 시료는 기존 분석법에 따라 수정하여 분석했습니다. 2022년 귀리 시료의 LOD/LOQ는 10/100 ppb, 2023년 모든 밀 및 귀리 시료의 LOD/LOQ는 각각 10/100 ppb, 3/40 ppb로 설정했습니다. 자세한 시료 정보는 보충 정보 표 S2에서 확인할 수 있습니다.
소변 내 클로르메콰트 농도는 지리적 위치와 채취 연도를 기준으로 분류했습니다. 단, 2017년 미주리주 메릴랜드 하이츠에서 채취한 두 시료는 사우스캐롤라이나주 찰스턴에서 채취한 다른 2017년 시료와 함께 분류했습니다. 클로르메콰트 검출 한계 미만의 시료는 검출률을 2의 제곱근으로 나누어 처리했습니다. 데이터가 정규분포를 따르지 않았으므로, 비모수적 크루스칼-월리스 검정과 던의 다중 비교 검정을 사용하여 군 간 중앙값을 비교했습니다. 모든 계산은 GraphPad Prism(매사추세츠주 보스턴)에서 수행했습니다.
96개의 소변 샘플 중 77개에서 클로르메콰트가 검출되었으며, 이는 전체 소변 샘플의 80%에 해당합니다. 2017년과 2018-2022년에 비해 2023년 샘플에서 더 자주 검출되었습니다. 23개 샘플 중 16개(69%)와 23개 샘플 중 17개(74%), 그리고 50개 샘플 중 45개(90%)가 검사되었습니다. 2023년 이전에는 두 그룹에서 검출된 클로르메콰트 농도가 동일했지만, 2023년 샘플에서 검출된 클로르메콰트 농도는 이전 연도 샘플보다 유의미하게 높았습니다(그림 1A, B). 2017년, 2018~2022년, 그리고 2023년 시료의 검출 가능 농도 범위는 각각 크레아티닌 1g당 클로르메콰트 0.22~5.4마이크로그램, 0.11~4.3마이크로그램, 그리고 0.27~52.8마이크로그램이었습니다. 2017년, 2018~2022년, 그리고 2023년 모든 시료의 중앙값은 각각 0.46마이크로그램, 0.30마이크로그램, 그리고 1.4마이크로그램입니다. 이러한 데이터는 클로르메콰트의 체내 반감기가 짧다는 점을 고려할 때, 2017년에서 2022년 사이에는 노출 수준이 낮고 2023년에는 노출 수준이 높아질 수 있음을 시사합니다.
각 개별 소변 샘플의 클로르메콰트 농도는 평균 위의 막대와 ± 표준 오차를 나타내는 오차 막대를 사용하여 단일 점으로 표시됩니다. 소변 클로르메콰트 농도는 크레아티닌 1g당 클로르메콰트 mcg(mcg) 단위로 선형 척도(A)와 대수 척도(B)로 표시됩니다. 통계적 유의성을 검정하기 위해 비모수 크루스칼-월리스 분산 분석과 던의 다중 비교 검정을 사용했습니다.
2022년과 2023년에 미국에서 구매한 식품 샘플에서 25가지 전통 귀리 제품 중 두 가지를 제외한 모든 제품에서 클로르메콰트가 검출되었으며, 농도 범위는 미검출에서 291μg/kg까지 다양하여 귀리에 클로르메콰트가 존재함을 시사합니다. 채식주의자의 비율이 높습니다. 2022년과 2023년에 수집된 샘플의 평균 농도는 각각 90μg/kg과 114μg/kg으로 유사했습니다. 유기농 귀리 제품 8가지 중 단 한 가지 샘플에서만 17μg/kg의 클로르메콰트가 검출되었습니다. 또한, 검사한 9가지 밀 제품 중 두 가지 제품에서는 클로르메콰트 농도가 더 낮게 관찰되었습니다. 각각 3.5μg/kg과 12.6μg/kg입니다(표 2).
이것은 미국에 거주하는 성인과 영국 및 스웨덴 외 인구에서 소변 클로르메콰트를 측정한 첫 번째 보고서입니다. 스웨덴에서 1,000명이 넘는 청소년의 살충제 생물 모니터링 추세는 2000년부터 2017년까지 클로르메콰트에 대한 100% 검출률을 기록했습니다. 2017년 평균 농도는 크레아티닌 1g당 클로르메콰트 0.86마이크로그램이었으며 시간이 지남에 따라 감소한 것으로 보이며 가장 높은 평균 수준은 2009년의 2.77이었습니다[16]. 영국에서 생물 모니터링은 2011년과 2012년 사이에 크레아티닌 1g당 클로르메콰트 15.1마이크로그램으로 훨씬 더 높은 평균 클로르메콰트 농도를 발견했지만 이 샘플은 농업 지역에 거주하는 사람들에게서 수집되었습니다. 노출에는 차이가 없었습니다. 분무 사건[15]. 2017년부터 2022년까지 미국 표본을 연구한 결과, 유럽에서 이전에 실시한 연구에 비해 중간 수준이 낮은 것으로 나타났고, 2023년 표본의 중간 수준은 스웨덴 표본과 비슷했지만 영국 표본보다 낮았습니다(표 1).
지역 및 시점 간 노출의 이러한 차이는 농업 관행 및 클로르메콰트 규제 상태의 차이를 반영할 수 있으며, 이는 궁극적으로 식품 내 클로르메콰트 함량에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 2023년 소변 샘플의 클로르메콰트 농도는 전년 대비 상당히 높았는데, 이는 클로르메콰트 관련 EPA 규제 조치(2018년 클로르메콰트 식품 기준치 포함)와 관련된 변화를 반영할 수 있습니다. 가까운 미래에 미국 식량 공급에 영향을 미칠 것입니다. 2020년까지 귀리 소비 기준을 강화해야 합니다. 이러한 조치는 예를 들어 캐나다산 클로르메콰트로 처리된 농산물의 수입 및 판매를 허용합니다. EPA의 규제 변경과 2023년 소변 샘플에서 발견된 클로르메콰트 농도 증가 사이의 차이는 클로르메콰트를 사용하는 농업 관행의 도입이 지연되고, 미국 기업의 무역 협정 체결이 지연되고, 오래된 제품 재고가 소진되거나 귀리 제품의 유통 기한이 늘어나 귀리 구매가 지연되는 등 여러 가지 상황으로 설명할 수 있습니다.
미국 소변 샘플에서 관찰된 농도가 클로르메콰트의 잠재적 식이 노출을 반영하는지 확인하기 위해 2022년과 2023년에 미국에서 구매한 귀리와 밀 제품의 클로르메콰트를 측정했습니다. 귀리 제품은 밀 제품보다 클로르메콰트를 더 많이 함유하고 있으며, 귀리 제품마다 클로르메콰트의 함량이 다르며 평균 농도는 104 ppb입니다. 이는 미국과 캐나다에서 공급받은 것일 수 있으며, 이는 클로르메콰트로 처리한 귀리로 생산된 제품 간의 사용 또는 불용성 차이를 반영할 수 있습니다. 반면, 영국 식품 샘플에서는 빵과 같은 밀 기반 제품에 클로르메콰트가 더 풍부하게 함유되어 있으며, 2022년 7월부터 9월까지 영국에서 수집된 샘플의 90%에서 클로르메콰트가 검출되었습니다. 평균 농도는 60 ppb입니다. 마찬가지로, 클로르메콰트는 영국 귀리 샘플의 82%에서도 평균 농도 1650ppb로 검출되었는데, 이는 미국 샘플보다 15배 이상 높은 수치입니다. 이는 영국 샘플에서 관찰된 소변 농도가 더 높은 이유를 설명할 수 있습니다.
저희의 생물 모니터링 결과에 따르면 클로르메콰트 노출은 2018년 이전에 발생했지만, 클로르메콰트에 대한 식이 내성은 아직 확립되지 않았습니다. 미국에서는 클로르메콰트가 식품에서 관리되지 않고 있으며, 미국에서 판매되는 식품의 클로르메콰트 농도에 대한 과거 자료도 없지만, 클로르메콰트의 짧은 반감기를 고려할 때, 이러한 노출은 식이를 통한 것일 가능성이 높습니다. 또한, 밀 제품과 계란 분말에 함유된 콜린 전구체는 식품 가공 및 제조에 사용되는 것과 같은 고온에서 자연적으로 클로르메콰트를 생성하여 5~40ng/g의 클로르메콰트 농도를 나타냅니다. 저희의 식품 검사 결과에 따르면, 유기농 귀리 제품을 포함한 일부 샘플에서는 천연 클로르메콰트 연구에서 보고된 것과 유사한 수준의 클로르메콰트가 검출되었지만, 다른 많은 샘플에서는 더 높은 수준의 클로르메콰트가 검출되었습니다. 따라서 2023년까지 소변에서 관찰된 수치는 식품 가공 및 제조 과정에서 발생한 클로르메콰트에 대한 식이 노출 때문일 가능성이 높습니다. 2023년 관측된 수치는 자연적으로 생산된 클로르메콰트와 농업에서 클로르메콰트로 처리된 수입 제품에 대한 식이 노출에 기인한 것으로 추정됩니다. 표본 간 클로르메콰트 노출량의 차이는 지리적 위치, 식이 패턴의 차이, 또는 온실과 묘목장에서 클로르메콰트를 사용하는 경우 직업적 노출 때문일 수도 있습니다.
본 연구는 저농도 노출 집단에서 클로르메콰트의 잠재적인 식이 공급원을 완전히 평가하기 위해서는 더 큰 표본 규모와 더 다양한 클로르메콰트 처리 식품 표본이 필요함을 시사합니다. 과거 소변 및 식품 표본 분석, 식이 및 직업 설문지, 미국 내 일반 식품 및 유기농 식품의 클로르메콰트 지속적 모니터링, 그리고 생물 모니터링 표본을 포함한 향후 연구는 미국 인구의 클로르메콰트 노출에 대한 공통적인 요인을 규명하는 데 도움이 될 것입니다.
향후 몇 년 동안 미국에서 소변 및 식품 시료에서 클로르메콰트 농도가 증가할 가능성은 아직 불확실합니다. 미국에서는 현재 수입 귀리와 밀 제품에만 클로르메콰트가 허용되고 있지만, 환경보호청(EPA)은 현재 국내 비유기농 작물에 대한 농업용 사용을 검토하고 있습니다. 만약 이러한 국내용 사용이 해외 및 국내에서 널리 사용되는 클로르메콰트 농업 관행과 함께 승인될 경우, 귀리, 밀 및 기타 곡물 제품의 클로르메콰트 농도가 계속 증가하여 클로르메콰트 노출 수준이 높아질 수 있습니다. (전체 미국 인구)
이 연구와 다른 연구에서 클로르메콰트의 현재 소변 농도는 개별 샘플 기증자가 미국 환경 보호청의 공표된 기준 용량(RfD)(체중 1kg당 0.05mg/일)보다 낮은 수준의 클로르메콰트에 노출되었음을 나타내므로 허용 가능합니다. 일일 섭취량은 유럽 식품 안전청(ADI)에서 공표한 섭취량(체중 1kg당 0.04mg/일)보다 몇 자릿수나 낮습니다. 그러나 클로르메콰트에 대한 공표된 독성 연구는 이러한 안전 역치의 재평가가 필요할 수 있음을 시사합니다. 예를 들어, 현재 RfD 및 ADI(각각 체중 1kg당 0.024 및 0.0023mg/일) 미만의 용량에 노출된 마우스와 돼지는 생식력 감소를 보였습니다. 또 다른 독성학 연구에서 임신 중 무관찰 유해영향농도(NOAEL) 5mg/kg(미국 환경보호청 기준 용량 계산에 사용)에 해당하는 용량에 노출된 결과 태아 성장 및 대사 변화와 체성분 변화가 나타났습니다. 신생아 마우스를 대상으로 한 연구에서도 이러한 결과가 나타났습니다. 또한, 규제 기준은 생식계에 영향을 미칠 수 있는 화학물질 혼합물의 부작용을 고려하지 않고 있으며, 이러한 혼합물은 개별 화학물질 노출보다 낮은 용량에서도 상가적 또는 상승적 효과를 나타내 잠재적인 건강 문제를 유발하는 것으로 나타났습니다. 특히 유럽과 미국의 일반 인구 중 노출 수준이 높은 사람들에게는 현재 노출 수준과 관련된 결과에 대한 우려가 제기되고 있습니다.
영어: 미국에서 새로운 화학 물질 노출에 대한 이 파일럿 연구는 클로르메콰트가 미국 식품, 주로 귀리 제품과 미국에서 약 100명으로부터 수집된 검출된 소변 샘플 대부분에 존재하며, 이는 클로르메콰트에 대한 지속적인 노출을 나타냅니다. 또한 이 데이터의 추세는 노출 수준이 증가했으며 미래에도 계속 증가할 수 있음을 시사합니다. 동물 연구에서 클로르메콰트 노출과 관련된 독성학적 우려와 유럽 국가(그리고 현재는 미국에서도 그럴 가능성이 높음)에서 일반 대중이 클로르메콰트에 광범위하게 노출되었다는 점, 역학 및 동물 연구를 고려할 때 식품 및 인체에서 클로르메콰트를 모니터링하는 것이 시급합니다. 클로르메콰트. 특히 임신 중에 환경적으로 유의미한 노출 수준에서 이 농업 화학 물질의 잠재적인 건강 위험을 이해하는 것이 중요합니다.
게시 시간: 2024년 5월 29일