[EUREKA] 獨, 벼농사 논에서 '비소-황 화합물' 감지법 개발
수정일 2020년 02월 26일 수요일
등록일 2020년 02월 26일 수요일

쌀 재배 토양의 비소 화합물 존재 여부를 확인하기 위해 체계적인 조사가 실시됐다. 연구팀은 채취한 토양 샘플에서 새로운 황 함유 비소 화합물을 검출했다.

독일 바이로이트대학 연구팀은 토양에 황 함유 비소 화합물이 들어있는지 체계적인 조사를 실시했으며, 쌀 경작 논에서 티오비산염(thioarsenate)이라는 독성 화합물을 발견했다.

비소는 공기와 토양, 물속에서 볼 수 있는 자연 발생적인 물질이다. 음식과 식수에도 들어있을 수 있지만 소량인 경우 인체는 치명적으로 반응하지 않는다. 이 때문에 식품규제기관이 다양한 환경에서 비소의 독성 수치를 평가하고 있다.

공기 중 비소 농도는 1~3ng/㎥이지만 도심 지역의 농도는 최대 100ng/㎥까지 증가할 수 있다. 자연 표면과 지하수에도 비소가 들어있다. 미국 환경보호청 최대오염수치는 10ppb 이하지만, 토양의 비소 농도는 지역과 환경에 따라 1~40ppb를 기록하고 있다.

비소는 사람에게 독성으로 작용하기 때문에 세계적으로 식품과 음료의 비소 함유 여부에 대해 지속해서 모니터하고 있다. 비소의 두 가지 변인은 무기성과 유기성이다. 두 가지 모두 다량으로 섭취하면 치명적으로 작용할 수 있다. 무기 비소는 유기 비소보다 적은 양으로도 더 위험하다.

사람이 비소에 노출되면 세포 대사가 발생한다. 무기 비소를 섭취하면 신체가 비소를 흡수해 간과 같은 조직 세포에서 대사 작용이 일어난다. 일부는 소변으로 배출될 수 있지만 무기 비소는 세포의 산화 스트레스를 유도할 수 있다. 반면, 유기 비소는 제한된 세포 대사 때문에 동일한 작용이 일어나지 않는다.

바이로이트대학 연구팀은 중국 및 이탈리아 연구진과 협업을 하고 비소 화합물을 조사했다. 일반 기술로는 쉽게 감지할 수 없는 황 함유 비소 화합물을 추적했다. 공동 연구진의 목표는 논에서 비소 화합물 존재 여부를 확인하는 것이었다.

왕 지아지아 박사는 “이번 연구 결과는 예측 방법 개발의 좋은 시작점이 됐다. 벼농사를 짓는 논에서 황 함유 비소 화합물을 검출할 수 있게 된다면, 건강상 위험을 평가할 수 있는 중요한 요소가 될 것”이라고 말했다.

바이로이트대학 연구팀은 논에서 황 함유 비소 화합물을 감지할 새로운 측정 방법을 개발했다. 비소와 황이 모두 함유된 염분, 티오비산염이 주요 감지 화합물이다. 새로 개발한 측정 도구는 무독성 유기 산화비소 화합물에서 티오비산염을 분리할 수 있도록 고안됐다. 즉, 이 도구는 독성 및 건강 평가 방법으로 사용할 수 있다는 의미다.

연구팀은 중국과 이탈리아 연구팀과 함께 장시간 논에서 티오비산염 형성 과정을 관찰했다. 새로 개발한 도구로 논에서 티오비산염이 형성될 수 있다는 것을 확인했다.

연구팀은 티오비산염의 건강상 위험을 평가하기 위해 추가 연구가 필요하다고 밝혔다. 현재 데이터만으로는 테스트했던 논에서 검출된 티오비산염 수치가 인체에 독성으로 작용할 수 있는지 확인하기에 불충분하기 때문이다. 연구팀은 “향후 연구에서 쌀의 티오비산염 흡수 경로와 쌀이 흡수한 티오비산염 양을 확인할 수 있는 방법을 고안할 것”이라고 덧붙였다.

 쌀은 대부분의 인구가 가장 많이 섭취하는 대표 식품이다. 특히, 아시아 지역에서 쌀은 가장 점유율이 큰 곡물이다. 서양에서는 밀이 대표적인 곡물이며 쌀은 2순위다. 

2018~2019년 기준, 인도가 쌀 주요 수출국이었다. 인도가 세계 시장에 수출한 총량은 1,250만 미터톤이었으며 태국이 그 뒤를 이어 1,030만 미터톤을 수출했다. 그 외 주목할 만한 쌀 수출국으로는 베트남(700만 미터톤), 파키스탄(425만 미터톤), 미국(320만 미터톤), 버마(300만 미터톤) 중국(190만 미터톤), 브라질(85만 미터톤), 우루과이(80만 미터톤) 등이 있다.

상당량의 비소에 장기 노출되면 암이 유발될 수 있다. 학계에서는 아직 메커니즘을 완전히 확인하지 못했다. 현재로서는 주위 환경에서 비소 노출을 예방하는 것이 최선이다. 

조선우 기자 ra@gmail.com
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