창원 산업단지 도로먼지 내 잠재적 독성원소의 오염도, 생태 및 건강위험 평가

Abstract

산업활동은 주변 환경의 잠재적 독성원소(PTEs) 오염의 주요한 원인이며, 고농도의 독성원소에 오염된 도로먼지 입자는 대기 및 강우유출을 통해 해양환경으로 이동된다. 본 연구에서는 창원 산업단지 내 6가지 크기의 도로먼지의 잠재적 독성원소를 측정하여 오염 수준, 생태학적 및 건강 위험도를 평가하였다. 작은 입자의 도로먼지에서 상대적으로 독성원소의 농도가 높았다. 63 μm 이하의 도로먼지의 경우, Zn의 평균 농도가 3,999 mg/kg으로 가장 높았고, Cr>Cu>Pb>Ni>As>Cd>Hg의 농도순이었다. 오염평가지수(PLI) 역시 입자 크기가 감소함에 따라 증가했으며, 모든 입자크기가 1을 초과하였다. 마산만에 인접한 정점에서 독성원소의 오염도가 높은 것으로 나타났다. 작은 사이즈(63 μm 이하)의 도로먼지 입자에서 농집지수는 Zn과 Cd이 5를 초과하여 심각한 오염이 진행된 것으로 나타났다. 창원 산업지역 도로먼지 내 Cr, Zn 및 Cd의 심각한 오염도는 산업활동(기계제조, 전력, 철강, 조선 산업 및 자동체 제조산업)과 이와 관련된 교통활동의 영향을 크게 받고 있음을 알 수 있었다. 독성계수가 높은 Cd은 매우 높은 생태학적 위험이 있는 나타나, 강우유출을 통한 연안 환경으로의 이동 및 퇴적은 생태계에 해로운 영향을 미칠 우려가 높다. 또한 섭취를 통해 어린이가 고농도의Cr를 포함한 도로먼지에 노출되는 경우, 비발암성 위험이 발생할 가능성이 있는 결과를 보였다.

Industrial activity is a major source of potentially toxic elements (PTEs) in the surrounding environment and small particles of road dust contaminated with high concentration of PTEs can be transported to the coastal environments through atmospheric deposition and rainfall runoff. PTEs concentrations in six different sizes of road dust were measured to evaluate pollution levels and ecological and health risks. PTEs concentration in road dust of the study area was relatively high in small particles. In the case of road dust of less than 63μm, the average concentration of Zn was the highest at 3,999 mg/kg, and the rest average concentrations were in descending order of Cr>Cu>Pb>Ni>As>Cd>Hg. PLI values increased as the particle size decreased, and exceeded 1 for all the particle size fractions of road dust, revealing an overall high PTEs contamination in the study area, especially of Cr and Zn. Machine manufacturing, electric power, steel and shipbuilding industries seem to be the sources of these PTEs accumulations. Igeo values exceeded 5 for Zn and Cd in road dust particles of less than 63 μm. It seems to be related to automobile manufacturing activities. Extremely high ecological risk was found for Cd, and non-carcinogenic health risk is possible in case of children’s exposure to Cr-containing road dust, especially via ingestion.