페놀(Phenol)
구축일 2017-12-28
요약
페놀은 다소 역겨운 달고 매캐한 냄새를 나며 뚜렷한 방향성을 가지는 무색의 바늘모양의 결정, 혹은 희색의 결정체이다. 살균제, 많은 화합물의 합성중간체, 주사제의 보존제로 사용된다. 페놀과 페놀증기는 호흡기와 눈에 자극적이며 인체에서 50-500mg/kg의 경구 치사량을 보이는 독성물질이다. 피부를 포함한 어느 노출경로에서도 빠른 흡수와 심각한 전신독성을 나타낼 수 있다. 경구치사량이 80mg/kg로 감수성이 높은 고양이를 제외하고는 실험동물에서의 LD50는 250-500mg/kg 사이로 노출경로나, 종간의 큰 차이는 없다. 페놀이 인간과 실험동물에서 발암성이 있다는 증거는 불충분하며, IARC 발암물질 분류에서 인체 발암성 분류 불가 물질로 분류되어 있다(IARC 3).
1장. 물질 정보
영문물질명국문물질명CAS No구조식분자식분자량영문유사명국문유사명색깔 및 성상냄새끓는점어는점증기압밀도/비중용해도GHS픽토그램
2장. 용도
1) 살충제
2) 소독제, 방부제
3) 화학반응 중간체
4) 의약품, 동물의약품
5) 주사제의 보존제
3장. 독성정보
3.1 인체 영향 정보3.2 동물 독성시험 정보3.2.1 단회투여 독성
1) 동물에서의 독성은 추가 독성이 관찰되기는 하지만 인체에서와 유사하다. 동물에서 LD50 는 250-500 mg/kg이고, 예외적으로 고양이가 경구 치사량 80 mg/kg으로 민감하다는 것을 제외하고는 투여경로, 종간에 차이가 거의 없다. 추가독성은 토끼 피부와 눈에서 자극성과 부식성, 마우스에서 피부종양 발생, 랫드에서 생식기계 영향, 살모넬라, E coli, 드로소필라에서 돌연변이발생이 보고되었다. 페놀은 또한 수중생물과 개구리에 독성이 매우 크다.
2) 페놀을 흡입하면 중추신경계가 흥분하고 뒤이어 심한 우울로 이어진다.동물을 페놀에 노출시키면 몇몇 동물종에서는 마비가 관찰되기도 했다(ODonoghue JL, 1985).
3) 페놀을 함유한 처치 준비과정에서의 독성은 때로 가축에서 관찰되는데 특히 고양이에서 많다 ( Humphreys, D.J. 1988).
4) 토끼에 아몬드 오일에 녹인 5% 페놀을 결막하주사했을 때 녹내장이 유발되었다 (Grant, W.M. 1986)
5) SD 랫드에 540 uM의 페놀을 복강투여하면 투여동물의 1/2, 600uM을 복강투여하면 100%가 혼수상태에 빠졌다. 동물이 회복되거나 사망전까지 근육긴장도의 증가와 감소, 바로잡기 반사, 진전의 증감에 따라 뇌병증을 다섯단계로 구분하였다(Windus-Podehl G et al, 1983).
6) 기니피그에 25-50ppm의 페놀증기를 20일간 흡입노출 하였을때 심한 독성을 보였다. 심장, 간, 신장에 급성독성을 야기했기 때문으로 사후에 밝혀졌다(ACGIH, 1986).
7) 주인에 의해 페놀을 섭취하게 된 3마리의 개에 대해 평가한 결과, 세마리 모두 심각한 구강과 위장궤양을 보였다. 혈액학적으로 호중구감소증 ,혈소판감소증, 근육효소의 증가를 보였다. 내시경검사가 시행되었고, 조직검사 결과 2마리에서 소화기점막괴사 진단이 내려졌다. 개들은 모두 회복하였다. 페놀은 부식성이 있고 독성이 심한 콜타르의 파생물이다. 개들은 인터넷을 통해 페놀의 용도에 대해 잘못된 정보를 알게된 주인의 부주의로 인해 중독되었다(Gieger TL et al, 2000)
8) 랫드에 고농도로 주사한 경우, 페놀은 특징적인 근육연축을 유발한다.; 이는 신경근육효과로 인한 것인데, 혈중 페놀 농도가 3ug/ml 이하로 감소하면 회복된다(Bingham, E. 2001).
9) 페놀성 살균제로 목욕한 개는 식욕부진, 과다한 타액분비, 근육의 연축, 구토, 피부홍반, 소양증, 괴사, 직장온도가 40.0 °C 까지 상승하는 등 증상을 보였다. 항생제를 국소적으로 비경구 투여한 결과 1주 이내에 회복하였다(Humphreys, D.J. 1988).
독성수치정보
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독성수치 |
동물종 |
투여경로 |
용량 |
참고자료 |
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LD50 |
랫드 |
경구 |
530 mg/kg |
ONeil, M.J, 2001 |
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LD50 |
마우스 |
경구 |
270 mg/kg |
Lewis, R.J. 1996 |
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LD50 |
마우스 |
정맥 |
112 mg/kg |
Lewis, R.J. 1996 |
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LD50 |
토끼 |
경피 |
850 mg/kg |
Lewis, R.J. 1996 |
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LD50 |
랫드 |
경구 |
340~650 mg/kg bw |
ECHA |
|
LC50 |
랫드 |
흡입 |
900 mg/m3/8시간 |
ECHA |
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LD50 |
랫드 |
경피 |
0.625 mL/kg bw |
ECHA |
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LD50 |
고양이 |
경구 |
0.1 g/kg |
Verschueren, K. 1983 |
|
LD50 |
개 |
경구 |
0.5 g/kg |
Verschueren, K. 1983 |
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LD50 |
랫드 |
경구 |
317 mg/kg |
Lewis, R.J. 1996 |
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LD50 |
랫드 |
경피 |
669 mg/kg |
Lewis, R.J. 1996 |
|
LD50 |
랫드 |
피하 |
460 mg/kg |
Lewis, R.J. 1996 |
3.2.2 반복투여 독성
1) 페놀증기를 암수컷 F344 랫드에게 0, 0.5, 5.0, or 25 ppm 농도로 2주(하루 6시간, 주 5일) 동안 흡입으로 노출시켰다. 공기 중 페놀을 HPLC법으로 분석한 결과 각각 0.0 +/- 0.0, 0.52 +/- 0.078, 4.9 +/- 0.57, 25 +/- 2.2 ppm의 농도를 나타내었다. 2주 후에 군당 10마리의 임상증상을 관찰하고 혈액학적 분석을 위해 혈액을 채취한 뒤, 부검하여 비인두조직,후두,기관, 주요기관지를 포함한 폐, 신장, 간, 비장에 대해 조직병리학적 검사를 실시하였다. 나머지 그룹당 10마리의 동물들은 2주간 회복기를 가졌고 회복그룹의 동물들도 상기기술한 방법과 같이 평가하였다. 신경학적 변화를 포함한 임상증상, 체중, 사료섭취량, 임상병리, 장기무게, 육안소견, 현미경적 소견 등의 변화가 관찰되지 않았다. 결론적으로 25 ppm까지의 페놀 증기에 2주간 흡입노출한 경우, 독성을 유발하지 않았다(Hoffman GM et al, 2001).
2) 페놀증기를 랫드에 100 mg/m3 (25 ppm에 해당) 농도로 15일간 지속적으로 노출한 결과, 3-5일 후에 근육 연축, 보행과 자세의 장애 같은 신경손상 등 수많은 증상이 관찰되었으며 가역적이었다. 간독성의 임상화학적 징후도 관찰되었다(Bingham, E.et al, 2001).
3.2.3 생식발생 독성
1) 페놀의 2세대 생식독성연구를 위하여 암수컷 SD 랫드에게 0, 200, 1,000, 5,000 ppm 농도로 음수로 노출하였다. 부모세대(P1) 동물들은 교배 10주 전, 교배기간, 임신기간, 수유기간, 부검전까지 투여하였고 차산자 F1 세대도 유사하게 투여하였다. 그러나 그 다음 세대인 F2세대에는 투여하지 않았다. 5000ppm을 투여한 두 세대 모두에서 사료와 음수섭취량이 유의적으로 감소하였고, 체중감소와 증체량 감소도 관찰되었다. 교배력와 생식력은 두 세대 모두에서 대조군과 유사하였고 성주기나 수컷 생식능력에서 부작용은 관찰되지 않았다. 5000ppm 투여군에서 질개구일과 포피선 분리가 지연되었고 이는 F1 체중의 감소에 부차적인 결과로 생각된다. 5000 ppm 투여군의 두 세대 모두에서 한배새끼 생존률은 감소하였다. F1 세대에서 자궁과 전립선의 절대무게가 모든 투여군에서 감소하였으나 이와 관련있는 병리학적 소견과 생식기능의 결핍은 관찰되지 않았다. 5,000 ppm 투여군에서 면역독성도 관찰되지 않았다. 고농도에서 관찰된 영향은 음수에 포함된 페놀의 혐오감과 연관이 있는 추정된다. 모든 결과를 종합적으로 볼 때, 랫드에서 생식독성에 대한 무해용량(NOAEL)은 1,000 ppm 으로 이는 수컷 랫드 70 mg/kg/day, 암컷 랫드 93 mg/kg/day에 해당하는 양이다(Ryan BM et al (2001).
2) 페놀을 임신한 CD-1 마우스에게 140, 280 mg/kg 농도로 임신 6-15일 동안 경구로 투여한 결과, 중용량에서는 아무런 영향도 관찰되지 않았으나, 고농도에서는 모체독성 (11% 진전, 운동실조, 증체량 감소)과 발생독성 (태자체중 20% 감소; 0-4%에서 구개파열이 약한 증가)이 모두 관찰되었다(Bingham, E et al., 2001).
3) 랫드에게 임신 8-10일이나 임신 11-15일의 랫드에 200 mg/kg 까지 복강으로 투여하였을 때 태자에 영향을 미치지 않았다(Shepard, T.H. 1986).
3.2.4 유전독성 및 변이원성
1) 마우스 골수세포에서 소핵 유발여부에 대한 히드로퀴논(HQ)와 페놀(PHE)간 상호작용 연구가 진행되었다. HQ 와 PHE를 투여한 경우 각각 약한 정도와 음성의 결과가 나왔다.동시에 투여한 경우에는 골수의 독성 뿐만 아니라 소핵의 증가가 뚜렷이 관찰되었다. 3가지 다른 통계방법을 사용했을 때 공동영향이 추가작용보다 훨씬 유의성이 높게 나타났다. 이 결과는 벤젠의 독성과 유전독성효과는 몇몇 대사체의 상승작용으로 나타난다는 가설을 뒷받침하는 것으로 보인다 (Barale R et al, 1990).
2) 페놀은 사람의 림프구에 의해 낮은 비율로 DNA와 반응체로 대사된다. S9을 가하면 대사속도가 빨라진다(Dean BJ, 1985).
3) 페놀은 L5178Y (Mouse Lymphoma cells)에서 돌연변이원성 양성 결과가 나왔다(NTP, 1987).
4) 드로소필라를 이용한 실험에서 페놀은 돌연변이원성이 높다(Cleland, J.G and G.L. Kingsbury, 1977).
5) 페놀은 인체세포에서 자매염색분체교환과 돌연변이를 유발한다. 마우스의 림프종 세포 실험결과 양성으로 나왔다. 페놀은 임신한 마우스의 골수세포와 태아 간세포에서 에서 소핵을 약하게 유발했다. 배양한 동물세포에서는 DNA 손상을 유발하지 않았다. 페놀은 살모넬라를 이용한 변이원성 시험에서는 음성결과가 나왔다(Sheftel, V.O. 2000).
3.2.5 눈/피부자극성
해당 자료 없음
3.2.6 면역 독성
해당 자료 없음
3.2.7 기타
해당 자료 없음
3.3 발암성3.3.1 발암성 등급 분류
IARC분류
3 군: 인간에 대한 발암성을 분류할 수 없음
NTP분류
해당 자료 없음
3.3.2 인체 발암성 정보
해당 자료 없음
3.3.3 동물 발암성시험 정보
1) 페놀을 암수컷 F344 랫드와 암수컷 B6C3F1 마우스에게 2년간 투여시 발암성이 관찰되지 않았다(NTP, 1987).
2) 페놀을 랫드와 마우스에 0, 2500, 5000 ppm 농도로 음수로 투여한 결과, 저용량 수컷랫드에서만 백혈병과 림프종 발생이 증가하였다(ACGIH, 2001).
3) 알비노 마우스에게 초기에 0.3 mg DMBA 를 시킨 후 20% 페놀을 피부에 반복적용한 결과, 강력한 종양생성이 관찰되었다. 20% 페놀용액은 피부에 심한 손상을 유발했고 그 자체만 투여했을 때 약하게 발암성을 유발했다. 5% 페놀용액은 중간정도의 촉진작용을 보였으나 DMBA 추가작용없이는 발암성을 유발하지 않았다 ([USEPA, 1980).
4장. 독성동태학 정보
4.1 인체 정보
1) 인체에 0.6-12.5 mg/m3 (0.16-3.3 ppm) 농도로 페놀을 노출한 결과, 소변 중 결합된 페놀 농도가 증가하였다 ([NIOSH, 1976).
2) 인체에 0.01 mg/kg 14C-페놀을 경구투여하였을 때, 24시간 이내에 90%의 페놀이 배설되었는데 주로 77% 는 페닐 황산염, 16%는 페닐 글루쿠론산염 , 매우 소량 (>0.1%)은 히드로퀴논의 (1,4-디히드로벤젠) 황산염과 글루쿠론산염으로 존재하였다(Bingham, E et al., 2001).
3) 인체에서, 경구투여한 페놀의 90% 는 24시간 이내에 배설되었는데, 77% 는 페닐 황산염, 16%는 페닐 글루쿠론산염 , 매우 소량의 퀴놀황산염과 글루쿠론산염의 형태였다. 이 대사체들은 랫드, 마우스, 게르빌루스쥐, 햄스터, 레밍, 기니그에서도 관찰되었다(The Chemical Society. 1975).
4) 저농도로 노출에서 뇨중 황산포합체가 가장 우세하게 관찰되며, 고농도 노출에서는 글루쿠론산이 더 중요도를 가지는 것으로 추정된다. 5 ppm이하의 페놀에서는 황산염/글루쿠론산염의 비율은 3.7:1이다 ([Que Hee, S, 1993).
5) 페놀 대사체의 주요 경로는 황산염과 결합하고, 고농도에서는 글루쿠론산과 결합한다. 또한 히드로퀴논도 형성되었는데 황산염이나 글루쿠론산 포함체로 배설되었다. 몇몇 글루타치온포합체는 히드로퀴논으로부터 형성된 반응성이 높은 1,4-벤조퀴논으로부터 형성된다(IARC, 1999).
6) 신장배설은 약물제거의 기본 경로이다. 인체에서 무해한 경구용량 (0.01 mg/kg)의 (14)C-표지 페놀 투여시 24시간 이내에 90%가 배출되었는데, 황산염 (77%) , 글루쿠론산염 (16%), 매우 소량의 히드로퀴논의 황산염과 글루쿠론산염이었다. 더 높은 용량에서는 소변중 대사되지 않은 페놀이 관찰될수도 있다(Gosselin, R.E et al., 1984).
7) 인체내로 흡수된 후에는 대사되지 않은 형태의 페놀은 대변과 호기중으로 배출되었다(Clayton, G. D. and F. E. Clayton, 1981-1982).
8) 5-25 mg/m3의 페놀 증기에 노출된 지원자를 대상으로 한 연구에서 폐에서 페놀증기의 정체가 8시간 노출기간 동안 80에서 70%로 감소되었다. 전체 피부를 통한 증기의 흡수는 대략 실험에 사용한 증기의 농도에 비례적이었고, 흡수율은 페에서보다 낮았다. 1일 이내에 100%의 페놀의 배출이 소변을 통해 일어났다(Piotrowski JK, 1971).
9) 인체와 포유동물에서 대부분의 모든 페놀과 대사체는 소변으로 배설되었다. 소량만이 공기와 대변으로 배출되었다(USEPA, 1980).
10) 피부는 페놀증기, 액체페놀, 고체페놀의 일차적 흡수경로이다. 페놀증기는 호흡과 거의 같은 정도의 흡수효율로 피부를 투과한다.피부흡수는 매우 낮은 증기농도에서도 발생할 수 있다([NIOSH, 1976).
4.2 동물 정보4.2.1 흡수
1) 페놀은 모든 경로를 통해 흡수되고, 피부접촉시 조차 전신순환할 수 있다(Gilman, A. G et al., 1980).
2) 50ppm의 페놀을 8시간 흡입하면 2g의 페놀을 흡수한다 (ACGIH, 1980).
3) 토끼 피부를 통해 흡수된 페놀의 정도는 수용액의 농도보다는 피부의 넓이에 더 강하게 영향받는다(WHO, 1994).
4) 페놀을 랫드에게 정맥 투여한 결과, 담즙, 간, 혈액에서 유사한 대사체 패턴이 관찰되었다. 모든 대사체에 대해 담즙의 농도가 간농도보다 높았는데, 이는 대사체가 담즙으로 능동적으로 배설된다는 것을 시사한다(Scott DO and Lunte CE, 1993).
5)순도가 높은 페놀을 용해하여 돼지 피부에 1분, 2.5분간 전체 체표면적의 35~40%의 부위에 500 mg/kg로 적용하였다. 페놀은 피부를 통해 빠르게 흡수되었다. 최고혈중농도는 1.75분 후에 52.6 ppm에 도달하였다. 페놀은 노출 후 8.75 시간까지 혈중에서 검출되었으나 23시간 후에는 검출되지 않았다 (ACGIH, 2001).
4.2.2 분포
해당 자료 없음
4.2.3 대사
1) 페놀은 오르소(ortho-)와 파라(para-) 수산화 생성물에 따라 대사된다. 이 대사체는 동량의 황산염과 글루쿠론산 포합체로 변환된다(Britt DL and Hushon JM, 1976).
2) 고양이는 페놀에 민감한 것으로 보인다. 황산포합체 이외에도 고양이에게서 관찰되는 독성을 설명할수 있는 1,4-디히드록시벤젠이 주요 대사체로 관찰되었다.[USEPA; (1980) ]
3) 페놀의 대사에서 종간의 차이가 보고되었다. 사람, 랫드, 마우스, 날쥐, 게르빌루스쥐, 햄스터, 나그네쥐, 기니픽은 4가지 대사체를 생성한다(페놀과 결합한 황산염과 글루쿠론산, 1,4-디히드록시벤젠과 결합한 황산염과 글루쿠론산). 다람쥐와 흰목꼬리감기원숭이는 페놀 글루쿠로니드, 1,4-디히드록시벤젠글루쿠로니드, 페놀 황산염의 형태로 배설한다. 페렛, 개, 고슴도치, 토끼는 페놀 황산염, 1,4 디히드록시벤젠황산염, 페닐 글루쿠로니드로 배설한다. 붉은털원숭이, 큰박쥐, 닭은 페닐황산염과 페닐글루쿠로니드는 생성하지만, 1,4-디히드록시벤젠포합체는 생성하지 않는다. 고양이는 페닐황산염과 1,4-디히드록시벤젠황산염으로 배설하고, 돼지는 주요페닐대사체로 페닐글루쿠로니드를 배출한다.이 연구에서는 상대적으로 낮은 용량이 투여되었다 (USEPA, 1980).
4) 페놀 대사에서 종차가 보고되었다. 예를 들면, 고양이에서는 페놀이 히드로퀴논으로 대사되고 랫드는 간에서와는 대조적으로 장에서 황산염과 글루쿠로니드 포합체를 생성한다 (ACGIH, 2001).
5) 소변에서의 페놀의 주대사체는 페놀황산염 (PS), 페놀글루쿠로니드 (PG), 히드로퀴논글루쿠로니드(HQG)였다. 모든 용량에서 황산포합반응이 우세하게 관찰되었으나 투여용량이 증가함에 따라 글루쿠론산화가 증가하면서 배설용량의 수% 수준으로 감소하였다. 수컷마우스는 암컷마우스에 비해 지속적으로 산화된 포합체인 HQG로서의 페놀을 높은 비율로 배출하였다. 이는 암컷마우스보다 수컷마우스가 페놀을 히드로퀴논으로 더 빠르게 산화키긴다는 것을 의미한다. 암컷마우스에 비해 수컷마우스에서 히드로퀴논으로의 산화가 증가한 것은 벤젠의 유전독성효과에 대해 수컷마우스가 더 큰 감수성을 가지고 유전독성물질로 페놀에 비해 히드로퀴논이 더 효과가 크다는 사실과도 맥략을 같이 한다. 흡수되기 전에 장에서 일어나는 페놀의 포합반응은 낮은 농도일때만 중요하며, 그 자체로는 더 높은 농도에서 시행된 시험에서 페놀이 발암성이 없다는 설명을 하기에는 충분하지 않다 (Kenyon EM et al, 1995).
6) 페놀의 대사와 관련된 CYP450 효소에 대한 연구가 진행되었다. 이 연구는 간과 페 마이크로좀에서 CYP2E1, CYP2B, CYP2F2 저해제와 CYP2E1 유전자조작쥐를 이용하여 진행되었다. CYP2E1은 간에서 20 uM phenol 대사의 50% 까지만 관여하는 것으로 나타났다. 이 연구결과는 다른 동질효소가 간에서 페놀 대사에 관여한다는 것을 의미한다. 폐 마이크로좀에서는 CYP2E1와 CYP2F2가 유의적으로 관여하였다 (Powley MW and Carlson GP, 2001).
4.2.4 배설
1) 치사량인 0.5 g/kg의 페놀을 투여한 토끼의 대사는 다음과 같았다. 이산화탄소로 47% 산화, 물과 미량의 1,4-디히드록시벤젠, 오르소-디히드록시벤젠, 3%는 소변으로 배출, 50%는 사체에 잔류해 있었다. 치사량에 가까운인 0.3 g/kg의 페놀을 투여한 토끼의 대사는 다음과 같았다. 이산화탄소로 23%가 산화, 물과 미량의 1,4-디히드록시벤젠, 오르소-디히드록시벤젠 , 72%는 소변으로 배출, 4% 는 사체에 잔류, 1%는 변으로 배출, 미량은 호기로 배출. 소변으로는 미변화 페놀과 포합체의 형태로 배출되었다 (USEPA, 1980).
5장. 응급치료정보
5.1 일반적 치료정보
흡입 노출
신선한 공기를 흡입하며, 휴식을 취한다. 필요시 진료를 받는다.
피부 노출
오염된 의복을 다량의 물로 세척한다. 오염 의복을 제거하고, 다량의 물로 피부를 세척하거나 샤워한다.
눈 노출
우선 다량의 물로 수분간 눈을 세척한다. 가능하다면 콘택트렌즈를 제거하고, 진료를 받는다.
경구 노출
입을 헹군다. 진료를 받는다.
5.2 특이적 치료정보
해당 자료 없음
6장. 참고문헌
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NO |
참고문헌명 |
URL |
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