미국 콜롬비아 대학교(Columbia University)의 연구진이 수행한 연구 결과는 메인 주 내 3개 학구(school district)의 학생들이 음용수 내에 존재하는 비소 성분에 노출되었으며, 이것은 아동의 지능이 감퇴하는 것과 관련이 있음을 보고하였다. 남아시아, 특히 방글라데시에 대한 선행 연구가 이미 음용수 내의 비소에 대한 노출이 아동의 지능에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 보인 바가 있으나, 본 연구는 미국 내에서 개인적인 음용수 내 비소 노출에 대한 지능을 평가한 첫 번째 연구이다. 본 연구 결과는 과학저널 Environmental Health를 통하여 발표되었다. 

콜롬비아 대학교의 Joseph Graziano교수가 이끄는 연구팀은 메인 주 내에서 주로 가정용 우물로부터 음용수 및 조리용수를 얻는 3개 학구에서 평균 10세, 3~5학년 아동 272명을 조사하였다. 일반적인 노출 수치보다 높은 값을 보인 어거스타(Augusta) 지역을 특히 주시하여 연구하였다. 

연구진은 6에서 16세 사이 어린이의 지능을 측정하는 데에 가장 많이 사용되는 평가 기법인 웩슬러식 아동 지능 검사(Wechsler Intelligence Scale for Children, WISC)를 사용하였으며, 그 결과 가정용 우물 내에 존재하는 비소 성분이 WISC 인자 대부분의 점수가 하락하는 것과 관련이 있음을 확인하였다. 어머니의 지능지수(maternal IQ)와 교육 정도, 가정 환경의 특성, 학구 및 형제자매의 수 등에 대한 조절 후에, 가정용 우물 물에 5 ppb 이상의 비소 농도(WAs ≥ 5 μg/L)에 노출된 아동들은 전체 IQ, 작업기억, 지각추리력 및 언어 이해 점수가 5~6점 하락하였으며, 이것은 심각한 지능 하락으로 정상적인 학교 생활을 하는 데에 문제가 있을 수 있음을 의미한다. 

분석 샘플은 우물물이 가정으로 유입되는 지점과 버려지는 지점에서 수집되었다. 연구진은 또한 물을 마시는 습관, 집 안에 머무르는 시간, 우물의 구조 및 우물물의 여과에 사용되는 과정 등을 고려하였다. 

평균적으로 부엌 개수대에서 나오는 우물물 내의 비소(water arsenic; WAs)의 수치는 9.88 ppb로 전체 샘플의 거의 1/3이 세계 보건 기구 (World Health Organization, WHO)와 미국 환경보호국 (Environmental Protection Agency)의 최고 기준인 10 ppb를 초과하였다. 보고된 WAs의 가장 높은 수치는 115.3 ppb였다. 

연구진은 본 연구를 통해 확인된 비소와 지능 간의 강한 상관관계는 IQ를 저하시키는 위험 인자로 알려진 혈액 내 납 성분과 견줄 수 있다고 설명하였다. 

방글라데시에서 유사한 연령대의 아동에 대해 수행하였던 과거 연구 결과와 동일하게, 본 연구도 음용수 내 비소의 농도와 활동 수행 능력 간에는 반비례 관계가 있음을 확인하였다. 그러나 방글라데시의 연구에서는 IQ 테스트가 문화적인 적합성을 높이기 위해 일부 수정되었으며, 메인 주에서 수행된 테스트와 동일하지 않았다. 또한 방글라데시를 비롯한 다른 유사 국가에서는 아동의 영양 및 건강 상태와 규칙적인 등교의 여부가 미국 아동의 경우와 큰 차이가 있었다. 또한 연구진은 과거 연구에서 물에 존재하는 비소의 농도 범위가 미국 기준보다 훨씬 높게 설정되어 있었으나, 낮은 수치 또한 포함되었음을 강조하였다. 

연구진은 본 연구에서 발견된 특히 활동 수행능력에 미치는 악영향이 매우 낮은 비소 수치에서도 지능이 급격하게 감소함을 발견하였던 방글라데시에 대하여 수행된 연구에서 얻어진 발견들의 일반화 가능성에 확신을 부여해 주었다고 설명하였다. 방글라데시와 메인 주의 연구 결과를 합하면 동작성 지능 측면, 특히 지각추리력과 작업기억이 음용수 내 비소에 노출되는 것에 영향을 받음을 알 수 있다. 

연구진은 철물점에서 여과기를 구입한다 할지라도 우물물 내의 비소를 처리할 수는 없지만 상황을 개선할 수 있는 여러 단계들은 존재한다고 덧붙였다. 고비용이 들긴 하지만, 연구진을 포함한 전문가들은 비소를 처리하는 데에 역삼투(reverse osmosis) 시스템을 설치할 것을 추천한다. 해당 지역에 거주하는 가정들을 교육하는 봉사활동 프로그램들도 수행 중에 있다. 

[출처 : KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 4월 10일]

Using the Wechsler Intelligence Scale for Children (WISC-IV), the most often used assessment tool for measuring intelligence in children ages 6 to 16, the researchers found that arsenic in household water was associated with decreased scores on most WISC-IV indices. After adjusting for maternal IQ and education, characteristics of the home environment, school district, and number of siblings, the children who were exposed to greater than 5 parts arsenic per billion of household well water (WAs ≥ 5 μg/L) showed reductions in Full Scale, Working Memory, Perceptual Reasoning and Verbal Comprehension scores, losses of 5-6 points, considered a significant decline, that may translate to problems in school, according to Gail Wasserman, PhD, professor of Medical Psychology in the Department of Psychiatry at Columbia, and the study's first author.

Water samples were taken at the point of entry into the home via connection to the garden hose and at the consumption point, the kitchen sink. The researchers also considered drinking habits, length of residence in the home, well construction and use of filtering procedures.

On average, water arsenic (WAs) levels measured at the kitchen tap were 9.88 parts arsenic (9.88μg/L), with almost a third of samples exceeding 10 μg/L, the maximum contaminant level guideline of the World Health Organization and U.S. Environmental Protection Agency. The highest level of WAs reported was 115.3 μg/L.

"The strength of associations found in this study is comparable to the modest increases that have been found in blood lead, an established risk factor for diminished IQ," said Dr. Graziano.

Analogous to the earlier work in Bangladesh with similarly aged children, the researchers found negative associations between water arsenic and performance that persisted upon adjustment for similar socio-demographic data. However, in Bangladesh, IQ tests were slightly modified to increase cultural appropriateness, and not precisely the same test as administered in Maine. Also significant, in Bangladesh and other such countries, children's nutritional and health status, as well as their regularity of school attendance, differs from that of U.S children. Most noteworthy, Dr. Graziano emphasizes that water arsenic concentrations in the previously studied settings ranged far higher than in these U.S. communities, but also included low levels.

"Our findings of adverse impact in a U.S. sample, particularly in performance-related functioning, gives confidence to the generalizability of findings from our work in Bangladesh, where we also observed a steep drop in intelligence scores in the very low range of water arsenic concentrations," said Dr. Graziano, who is also professor of Pharmacology at Columbia's College of Physicians and Surgeons. "Collectively, our work in Bangladesh and in Maine suggests that aspects of performance intelligence, particularly perceptual reasoning and working memory, are impacted by exposure to arsenic in drinking water."

"Even though purchasing a standard filter at the hardware store is inadequate for treating well water, the good news is that there are steps one can take to ameliorate the situation," noted Dr. Graziano. Although somewhat expensive, Dr. Graziano and other experts recommend installing a reverse osmosis system to alleviate the effects of water arsenic. A series of outreach programs are also underway to educate families in the region.

[원문출처 : http://www.sciencedaily.com/releases/2014/04/140407101714.htm]