화학 물질—친구인가, 적인가?

우리는 살아가면서 장단점을 비교 검토함으로 여러 가지 결정을 내립니다. 예를 들어, 많은 사람들은 자동차가 제공하는 편리함 때문에 자동차를 삽니다. 하지만 그들은 그러한 편리함을, 자동차를 소유하는 데 드는 비용—보험료, 등록세, 감가 상각비—및 자동차를 도로 주행에 알맞게 유지하는 데 드는 비용과 비교 검토해 보아야 합니다. 그들은 또한 사고로 인해 부상을 당하거나 사망할 위험성도 고려해 보아야 합니다. 합성 화학 물질의 경우도 상황은 거의 마찬가지입니다. 장단점을 비교 검토해 보아야 합니다. 연소를 촉진시키고 자동차의 배기 가스를 줄여 주는 연료 첨가제인 MTBE(메틸 삼차부틸에테르)라는 화학 물질을 예로 들어 보겠습니다.

부분적으로는 MTBE 덕분에 미국 여러 도시의 공기는 여러 해 동안 가장 깨끗한 상태를 유지하고 있습니다. 하지만 더 깨끗한 공기를 얻은 데 대한 “대가를 치르게 되었다”고, 「뉴 사이언티스트」지는 보도합니다. 발암 물질일 가능성이 있는 MTBE가 수만 개의 지하 휘발유 저장 탱크에서 새어 나가 종종 지하수를 오염시켜 왔기 때문입니다. 그 결과, 한 소도시는 현재 그 곳에서 사용하는 물의 82퍼센트를 1년에 350만 달러나 들여 외부에서 사 와야 합니다! 「뉴 사이언티스트」지에 의하면, 이 재난은 “여러 해 동안 미국에서 가장 심각한 지하수 오염 위기 사태 중 하나가 될 수도 있”습니다.

어떤 화학 물질들은 환경과 건강에 해를 끼치기 때문에 심각한 단점을 지니고 있는 것으로 여겨졌으며, 따라서 금지되어 시장에서 완전히 자취를 감추었습니다. ‘하지만 왜 이런 일이 일어나는 것인가? 새로운 화학 물질들은 모두 시판되기 전에 독성이 있는지를 철저하게 검사하지 않는가?’ 하고 당신은 질문할지 모릅니다.

독성 검사가 지니고 있는 문제점들

사실, 화학 물질에 독성이 있는지를 검사하는 일은 과학과 추측이 혼합된 작업입니다. 조지프 V. 로드릭스는 저서 「예견된 위험」(Calculated Risks)에서 이렇게 말합니다. “위험 평가관들은 어떤 화학 물질에 어느 정도까지 노출되면 ‘안전’하고 어느 정도 이상으로 노출되면 ‘안전하지 않’은지 그 사이에 명확한 선을 긋는 방법을 모른다.” 그 점은 심지어 의약품의 경우에도 마찬가지인데, 많은 의약품은 합성하는 방법으로 생산됩니다. 「월드 북 백과 사전」은 이렇게 말합니다. “아무리 주의해서 검사해도, 어떤 의약품이 예기치 못한 해로운 결과를 초래할 가능성까지 항상 알아낼 수 있는 것은 아니다.”

실험실에서 하는 일에는 근본적으로 한계가 있습니다. 예를 들어, 다양하고 복잡한 외부 세계에서 화학 물질이 나타내게 되는 반응을 실험실에서 전부 실험해 볼 수는 없습니다. 실험실 바깥의 세상에는 수백 가지, 심지어 수천 가지 서로 다른 합성 화학 물질이 존재하는데, 그 중 다수는 서로간에 그리고 살아 있는 다른 개체들과 상호 작용을 할 수 있습니다. 이러한 화학 물질 중 일부는 그 자체만으로는 무해하지만, 우리 몸 안팎에서 서로 결합하면 독성이 있는 새로운 혼합물을 생산해 낼 수 있습니다. 어떤 화학 물질들은 몸 안에서 신진 대사 과정을 거친 후에만 독성을 지닙니다. 심지어 발암 물질이 되기까지 합니다.

위험 평가관들은 그런 도전에 직면하여 화학 물질의 안전도를 어떻게 결정하려고 합니까? 표준이 되는 방법은, 실험용 동물에게 화학 물질을 적당량 투여한 다음 그 결과를 인간에게 적용하려고 하는 것입니다. 이 방법은 항상 신뢰할 만합니까?

동물 실험은 신뢰할 만한가?

동물을 대상으로 독성 물질을 실험하는 것은, 동물 학대와 관련된 윤리적인 문제 외에도 여러 가지 다른 문제를 일으킵니다. 예를 들어, 화학 물질에 대한 반응은 동물의 종류에 따라 상당히 다른 경우가 많습니다. 암컷 기니피그는 독성이 강한 다이옥신을 소량만 투여해도 죽지만, 햄스터를 죽이려면 그 양을 5000배로 늘려야 합니다! 심지어 쥐와 생쥐같이 밀접한 관련이 있는 종(種)들도 많은 화학 물질에 대해 서로 다른 반응을 나타냅니다.

따라서 어느 한 종의 동물이 나타내는 반응을 보고 다른 종이 나타낼 반응을 확실하게 예측할 수 없다면, 인간이 특정 화학 물질을 안전하게 견뎌 낼 것인지를 연구원들이 얼마나 확실하게 알 수 있겠습니까? 사실, 그들은 결코 확실하게 알 수 없습니다.

화학자들은 분명히 어려운 일을 하고 있습니다. 그들은 자신들이 만드는 물질을 원하는 사람들을 기쁘게 해야 하고, 동물의 복지를 염려하는 사람들의 심기를 건드리지 말아야 하며, 안전한 물질을 생산하여 양심에 가책을 받지 않아야 합니다. 이러한 이유로, 현재 일부 실험실에서는 인간 세포를 배양하여 화학 물질을 시험해 보는 실험을 하고 있습니다. 하지만 이 실험으로 인해, 믿을 수 있을 정도로 안전이 보장될 수 있을 것인지는 시간이 알려 줄 것입니다.

실험실에서의 실험이 실패할 때

환경에서 여전히 널리 발견되고 있는 살충제인 DDT는, 처음에 나왔을 때 안전하다고 잘못 발표된 화학 물질의 한 가지 예입니다. 나중에 과학자들은, DDT가 유기체에 오랫동안 남아 있는 경향이 있으며 독성 물질이 될 가능성이 있는 다른 물질들도 그러하다는 사실을 알게 되었습니다. 이로 인해 어떤 비극적인 결과가 초래됩니까? 수많은 미세한 생물, 그 다음에는 물고기, 마지막으로 새, 곰, 수달 등으로 이루어져 있는 먹이 사슬이 마치 살아 있는 깔때기와도 같이 되어 최종 소비자들에게 독성 물질이 축적되게 합니다. 한 가지 예로서, 물새의 일종인 논병아리로 이루어진 한 개체군은 10년이 넘도록 새끼를 한 마리도 부화시키지 못하였습니다!

이러한 생물학적 깔때기는 한 곳으로 집중되는 효과가 매우 커서, 어떤 화학 물질들은 물 속에서는 거의 검출되지도 않는데 최종 소비자에게는 놀라울 정도로 많은 양이 축적됩니다. 북아메리카 세인트로렌스 강의 흰돌고래들이 좋은 예입니다. 그 돌고래들은 몸 안에 독성 물질이 너무 많아서, 죽으면 위험 폐기물로 처리되어야 할 정도입니다!

많은 동물들 속에 들어 있는 어떤 화학 물질들은 호르몬인 것처럼 가장하는 것으로 알려져 왔습니다. 그런데 과학자들은 최근에 와서야 이 화학 물질들이 은연중에 미칠 수 있는 유독한 영향을 밝혀 내기 시작하였습니다.

호르몬을 흉내내는 화학 물질들

호르몬은 인체에서 중요한 역할을 하는 화학 전달 물질입니다. 호르몬은 우리의 혈류를 따라 인체의 다른 부위로 이동하면서 인체의 성장이나 생식 주기와 같은 특정 기능을 촉진하기도 하고 억제하기도 합니다. 흥미롭게도, 최근에 세계 보건 기구(WHO)가 언론에 발표한 내용에 따르면, “급속도로 증가하고 있는 과학적 증거”를 살펴볼 때 어떤 합성 화학 물질들은 인체 내로 들어갈 경우 해로운 방법으로 호르몬을 모방하거나 호르몬의 이동을 차단함으로 호르몬의 작용을 방해하는 것 같습니다.

그와 관련이 있는 화학 물질에는 PCB,a 다이옥신, 푸란 및 DDT 잔여물을 비롯한 일부 살충제가 있습니다. 내분비계 교란 물질이라고 불리는 이 화학 물질들은 호르몬이 분비되는 곳인 인체의 내분비계의 정상적인 활동을 교란할 가능성이 있습니다.

이러한 화학 물질들이 흉내내는 호르몬 가운데 하나는 에스트로겐이라는 여성 호르몬입니다. 「소아과학」(Pediatrics)이라는 의학지에 발표된 한 연구가 시사하는 바에 따르면, 많은 소녀들에게 사춘기가 일찍 찾아오는 일이 점점 더 널리 퍼지고 있는 것은 에스트로겐을 흉내내는 환경 화학 물질뿐 아니라 에스트로겐을 함유하고 있는 모발 제품과도 관련이 있을 수 있습니다.

매우 중요한 성장기에 남성을 특정한 화학 물질들에 노출시키면 해로운 영향을 받게 될 수 있습니다. 「디스커버」지에는 다음과 같은 내용이 보도된 적이 있습니다. “실험 결과, 성장기에 시기를 정확히 맞춰서 PCB를 사용하면 수컷 거북과 수컷 악어를 암컷이나 ‘간성(間性)’으로 바꿀 수 있다는 사실이 밝혀졌다.”

뿐만 아니라, 독성 화학 물질은 면역계를 약화시켜서 동물이 바이러스성 질환에 더 잘 걸리게 합니다. 사실상, 바이러스성 질환은 특히 돌고래와 물새처럼 먹이 사슬에서 윗자리를 차지하는 동물들 사이에서 이전 어느 때보다 더 널리 그리고 더 빨리 퍼지고 있는 것 같습니다.

사람들 중에서는 어린이들이 호르몬을 흉내내는 화학 물질로 인해 가장 많은 영향을 받고 있습니다. 여러 해 전에 일본에서 PCB에 오염된 겨기름을 먹은 여자들이 낳은 아이들은 “신체적·정신적 발육 부진, 활동 저하와 활동 항진을 비롯한 행동 문제, 비정상적으로 작은 음경, 평균보다 5나 낮은 지능 지수 등으로 인해 고통을 겪었다”고 「디스커버」지는 보도합니다. 네덜란드와 북아메리카에서 많은 양의 PCB에 노출된 어린이들을 대상으로 실험을 한 결과, 그들의 신체적·정신적 발육이 그와 유사한 해로운 영향을 받았음이 드러났습니다.

세계 보건 기구의 보고에 따르면, 유방암, 고환암, 전립선암과 같이 “호르몬에 민감한” 암이 남성과 여성들 사이에서 증가하고 있는 것도 이러한 화학 물질들과 관련이 있을지 모릅니다. 뿐만 아니라, 여러 나라에서는 남성의 평균 정자 수가 계속 감소하고 정자의 질도 계속 낮아지고 있는 것으로 생각되는데, 이 역시 화학 물질 사용의 증가와 관련이 있을지 모릅니다. 일부 나라에서는 평균 정자의 수가 50년 만에 거의 절반으로 줄어들었습니다!

전(前) 기사에서는, 우리가 “실험 세대”라고 말한 한 의사의 말을 인용하였습니다. 그의 말이 맞는 것 같습니다. 사실, 화학 제품들 중 상당수는 우리에게 유익을 주어 왔지만 그렇지 않은 것들도 있어 왔습니다. 따라서 우리는 우리에게 해가 될 가능성이 있는 화학 물질에 불필요하게 노출되는 일을 피하는 것이 현명합니다. 놀랍게도, 그러한 화학 물질들 중에는 우리의 가정에서 찾아볼 수 있는 것도 많이 있습니다. 이어지는 기사에서는 위험할 가능성이 있는 화학 물질로부터 우리 자신을 보호하기 위해 우리가 어떻게 할 수 있는지에 관해 논할 것입니다.

[각주]

[7면 삽화]

이 고래들은 몸 안에 독성 물질이 너무 많아서, 죽으면 위험 폐기물로 여겨야 할 정도이다

[자료 제공]

©George Holton, The National Audubon Society Collection/PR