Korean Journal of Ecology and Environment (생태와환경)

The Korean Society of Limnology (한국수생태학회)
권호 표지

Preliminary Studies on the Necropsy-Based Health Assessment Index (HAI) Using a Ecological Indicator Species

생태 지표종을 이용한 해부학적 건강성 평가지수(HAI) 적용을 위한 예비실험

  • Kim, Ja-Hyun (School of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • Bae, Dae-Yeul (School of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • Lee, Jae-Yon (School of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • An, Kwang-Guk (School of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University)
  • Published : 2006.03.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Biological health in aquatic environments has been assessed by several approaches using various bio-taxa. Especially, fish has been identified as one of the best ecological indicators for an integrative health assessments in aquatic environments. In this preliminary study, the necropsy-based approach using the Health Assessment Index (Adams et al., 1993; HAI, Blazer, 2000), was employed for the assessments of aquatic environments influenced by effluent water from wastewater disposal plants (WDP) near a urban stream (i.e., Cap-Stream). For the impact analysis from the effluents, we developed 10 metric necropsy-based model including $M_l\;skin,\;M_2\;fin,\;M_3\;thymus,\;M_4\;spleen,\;M_5\;hindgut,\;M_6\;kidney,\;M_7\;liver.\;M_8\;eyes,\;M_9\;gill,\;and\;M_{10}$ pseudobranch. We set up duplicate controls (natural upstream water plus 5 fishes in each control tank) and duplicate treatments (effluent water from the WDP plus 5 fishes in each treatment tank) in the laboratory. Preliminary results showed that HAI values in the controls were zero, indicating an excellent condition by the criteria of HAI, while the HAI values in the treatments ranged between 40 and 150, indicating a poor condition. Also, various health conditions, based on the index of biological integrity (IBI), species richness, tolerance guilds, and trophic guilds supported the HAI approach. The HAI approach, not applied in Korea, not may be used as an surrogate fer ecological health assessment in lotic ecosystems.

수환경의 생물학적 건강도는 다양한 생물상을 이용하여 평가가 이루어져 왔으며 특히, 어류는 수환경의 건강성 평가를 위한 가장 좋은 생물종 중의 하나이다. 해부학적 기초에 의한 건강성 평가방법을 시도한 이번 예비실험의 목적은 대전시 갑천에 위치한 하수종맡처리장의 방류수가 수환경의 건강성에 어떤 영향을 미치는지 평가해 보는 것이다. 이러한 영향을 분석하기 위해 어류의 흉선(Thymus), 지느러미 (Fins), 지라 (Spleen), 후장 (Hindgut),신장 (Kidney), 피부 (Skin), 간 (Liver), 눈 (Eyes), 아가미(Gill), 및 헛아가미 (Pseudobranch)의 해부학적인 10개 메트릭을 이용하였다. 각각 2개의 대조군(control)과 처리군 (Treatment)으로 실험용 수조를 분리하여, 처리군에는 하수종말처리장의 방류수를 사용하였고 대조군에는 자연수를 사용하였으며, 각각의 수조에 버들치 (Rhynchocypris oxycephalus)를 5개체 씩 투여하였다. 투여한 버들치는 해부학적 측면의 관찰을 실시하였고, 이후 처리군의 죽은 버들치와 대조군의 개체를 각각 해부하고 10개 기관부위를 분석하여 HAI 건강도지수를 산정하였다. 해부하적 분석결과에 따르면, 3개의 대조군의 HAI지수는 0으로 나타나 최적상태로 판명되었고, 4 대조군은 40 ${\sim}$ 150점으로서 모두 악화상태로 나타났다. 또한, 생물통합지수 분석, 종풍부도분석, 내성도 및 트로픽길드 분석에 의거한 다양한 건강도 분석은 HAI 분석결과를 지지하였다. 본 HAI 기법은 현재 국내에서는 적용 평가된바 없어, 기존의 유수생태계의 건강도 평가에 상호보완적지수로의 활용도 가능할 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. 공동수. 2002. 생물학적 수질기준 설정 필요성 및 접근방안. 환경생물학회지 20: 28-49
  2. 김익수, 박종영. 2002. 원색도감 한국의 민물고기. 교학사
  3. 김형철, 윤춘경, 정광욱, 장재호. 2004. 하구담수호에 유입되는 하천에서 수질오염물질간의 상관관계 분석, 한국물환경학회 2004 학술발표회 논문집. pp. 62-71
  4. 나진성, 임진희, 김상돈, 한상국. 2003. 전남지역 10개 하수처리 장 및 농공단지 방류수의 통합 독성평가. 대한환경공학회 2003 춘계학술연구발표회 논문집. pp. 561-564
  5. 박배경, 박석순, 캐런 어스트필드, 키이스 쿠어퍼. 1996. 송사리 알의 초기 발생과정을 이용한 매립지 침출수 독성도 평가. 한국환경생물학회지 14(1): 55-61
  6. 박종호, 이상일, 조영옥. 2004. Ceriodaphnia dubia의 먹이섭생 기작과 온도조절에 근거한 급성독성조사법의 비교. 한국환경학회지 20(1): 48-54
  7. 안광국, 김자현. 2005. 물리적 서식지평가기법 및 어류 다변수 평가모델에 의거한 대전천의 생태학적 건강도 진단. 한국육수학회지 38(3): 361-371
  8. 안광국, 염동혁, 이성규, 김용화. 2003. 어류군의 다변수 접근 방식에 의거한 생물보존지수 산정에 의한 생태학적 하천 건강성 평가. 대한환경공학회 2003 춘계학술발표회 논문 집. pp. 548-552
  9. 안광국, 염동혁, 이성규. 2001a. 생물보전지수의 신속한 생물평가 기법을 이용한 갑천 수계의 평가. 한국육수학회지 19(4): 261-270
  10. 안광국, 이재연. 2005. 유등천에서의 생태학적 건강도 평가 및 수질 양상. 한국육수학회지 38(3): 341-451
  11. 안광국, 정승현, 최신석. 2001b. 생물보전지수 및 서식지 평가 지수를 이용한 평창강의 수환경 평가. 한국육수학회지 34(3): 153-165
  12. 염동혁, 안광국, 홍영표, 이성규. 2000. 어류군집을 이용한 금호 강의 생물보전지수 평가. 한국환경생물학회지 18(2): 215 - 226
  13. 윤석주, 김일찬, 윤용달, 이재성. 2003. 어류를 이용한 내분비계 장애물질 검출 및 Biomarker로서 Vitellogenin의 이용. 한국육수학회지 36(2): 97-107
  14. 이성규, 심점순, 김용화, 노정구. 1991. 어류, Daphnia 및 조류와 Ames' Test를 이용한 산업폐수의 환경독성 및 유전독성 평가. 한국물환경학회지 7(2): 100-109
  15. 이승은, 이성규. 1996. 잉어의 호흡 및 움직임의 변화를 이용한 유해화학물질의 환경독성 평가. 한국수질보전학회지 12(2): 119-126
  16. 이정식, 강주찬, 신윤경, 진영국, 박정준. 2004. 넙치 (Paralichttys olivaceus)의 기관계 구조에 미치는 bis (Tri-nbutyltin) Oxide (TBTO) 독성. 한국환경생물학회지 22(1): 133-140
  17. 조규석, 박종호, 강주찬. 2004. 수은, 납 및 구리에 대한 붕어와 돌고기 자어의 급성독성. 한국물환경학회. 20(3): 265-268
  18. 조현실, 김도한, 부성민. 1998. 유등천의 수환경과 부착조류의 종류상. 환경생물학회지 16(3): 273-280
  19. 최민규, 김백호. 1994. 상수원의 오염에 대한 식물플랑크톤의 오수생물학적 연구-만경강 상류 하천 및 저수지를 중심으로-. 환경생물학회지 12(2): 141-174
  20. 최신석, 박종성. 1979. 금강하류 수역의 수질오염과 보호어류 및 특산어류 조사. 자연보존연구보고서 1: 241-256
  21. 하헌중, 김성태, 최종옥, 민선홍, 장태연, 김건홍. 1995. 물벼룩과 형광성 박테리아를 이용한 중금속의 급성독성평가. 한국육수학회지 28(3): 369-376
  22. 한국화, 김상돈. 2004. 방류수 내 잔류 의약품의 위해성 평가: 수성생물에 의한 독성평가와 GC/MS를 이용한 수질시료 분석. 대한환경공학회 2004 춘계학술연구발표회 논문집. pp. 389-393
  23. Adams, S.M., A.M. Brown and R.W. Goede. 1993. A quantitative health assessment index for rapid evaluation of fish condition in the field. Transactions of the American Fisheries Society 122: 63-73 https://doi.org/10.1577/1548-8659(1993)122<0063:AQHAIF>2.3.CO;2
  24. Alberto, A., F.M.C. Antonio and R.V. José. 2005. Styanax fasciatus from a sewage-contaminated river. Ecotoxicology and Environmental Safety 61: 247-255 https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2004.08.009
  25. An, K-G. and S.S. Choi. 2003. An assessment of aquatic ecosystem health in a temperate watershed using the index of biological integrity. Journal of Environmental Science and Health, Part A. 38(6): 1115-1130 https://doi.org/10.1081/ESE-120019868
  26. An, K-G., D-S. Kim, D.S. Kong and S-D. Kim. 2004. Integrative Assessments of a Temperate Stream Based on a Multimetric Determination of Biological Integrity, Physical Habitat Evaluations, and Toxicity Tests. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 73(3): 471-478
  27. Barbour, M.T., J. Gerritsen, B.D. Snyder and J.B. Stribling. 1999. Rapid bioassessment protocols for use in streams and wadeable rivers: periphyton, benthic macroinvertebrates and fish, 2nd Ed, EPA 841-B-99-002. US EPA Office of Water, Washington, D.C., USA
  28. Bitton, G., K. Rhodes and B. Koopman. 1996. An acute toxicity test based ceriodaphnia dubia feeding behavior. Environ. Toxiciol. Chem. 15: 123-131
  29. Blazer, V.S. 2000. The necropsy-based fish health assessment. Information and technology report USGS/BRD/ ITR 2000-0005. pp.18-22
  30. Goede, R.W. and B.A. Barton. 1990. Organic indices and an autopsy-based assessment as indicators of health and condition of fish. American Fisheries Society Symposium 8: 93-108
  31. Karr, J.R. 1981. Assessment of biotic integrity using fish communities. Fishieries 6: 21-27 https://doi.org/10.1577/1548-8446(1981)006<0021:AOBIUF>2.0.CO;2
  32. Ohio EPA. 1989. Biological criteria for the protection of aquatic life. Vol. III, Standardized biological field sampling and laboratory method for assessing fish and macroinvertebrate communities. U.S.A
  33. Ronald, W.G. and A.B. Bruce. 1990. Organismic indices and an autopsy-based assessment as indicators of health and condition of fish. American Fisheries Society Symposium 8: 93-108
  34. Shin, J.Y., K-G. An and S.S. Park. 2004. Removal of nitrogen and phosphorus using dominant riparian plants in a hydroponic culture system. Journal of Environmental Science and Health, Part A. 39(3): 821-834 https://doi.org/10.1081/ESE-120027744