Toxic Interactions of Perfluorinated Compounds (PFCs) with Heavy Metals Using Vibrio fischeri

The object of this study was to evaluate the combined toxic interactions of the perfluorooctanoic acid (PFOA) or perfluorooctane sulfonate (PFOS) with six heavy metals (Cu, Zn, Cr, Cd, Hg, and Pb). The individual and combined toxic effects were assessed using the Vibrio fischeri assay. In case of the individual toxicity, PFOA was higher toxic than PFOS and toxicity of PFOA and PFOS were lower than heavy metal. In the toxicity of heavy metals, the $Hg^{2+}$ was found to be most toxic followed by $Pb^{2+}$, $Cr^{6+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, and $Cd^{2+}$. The combined toxicity of PFOA or PFOS with $Cr^{6+}$ were synergistic effect because the $EC_{50}$ mix values were less than 1 TU. PFOA + $Zn^{2+}$, PFOS + $Zn^{2+}$, PFOA + $Cd^{2+}$ and PFOS + $Cd^{2+}$ produced addictive effect. Except in these case, all of binary mixtures show antagonistic effect. This study proved potential risk of coexistent with perfluorinated compounds and heavy metals in water environment.

발광박테리아 Vibrio fischeri를 이용한 과불화합물과 중금속의 복합독성평가

본 연구에서는 과불화합물(PFOA, PFOS)과 수계에 보편적으로 존재하는 중금속(Cu, Zn, Cr, Cd, Pb, Hg)의 복합독성을 Vibrio fischeri를 이용하여 평가하였다. PFOA와 PFOS의 경우, 30 min-$EC_{50}$값이 각각 134.21 (119.54-150.68)와 235.97 (180.96-307.70) mg/L로 PFOS 보다는 PFOA의 독성이 높은 것으로 나타났다. 한편 중금속류의 독성은 $Hg^{2+}$의 독성이 가장 높았으며, 이어서 $Pb^{2+}$, $Cr^{6+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Cd^{2+}$ 순으로 높은 독성민감도를 나타냈다. 과불화합물류와 중금속류의 복합독성의 경우, PFOA와 PFOS 모두 $Cr^{6+}$과 공존할 시 상승효과가 나타났으며, PFOA + $Zn^{2+}$, PFOS + $Zn^2$, PFOA + $Cd^{2+}$, PFOS + $Cd^{2+}$의 조합은 상가 효과를 나타냈다. 이외의 복합물질은 모두 길항작용을 하는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 과불화합물인 PFOA, PFOS와 중금속 복합물질들의 조합에 따른 상호작용이 상이함을 확인하였고 이 결과로부터 과불화합물과 중금속 공존할 때 수환경에 야기할 수 있는 잠재적 위해성을 예측할 수 있다.