• 제목/요약/키워드: 독성민감도

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해양생태독성평가를 위한 표준시험생물로서의 송사리(Oryzias latipes)에 관한 연구 (Japanese Medaka, Oryzias latipes as a Test Animal for Marine Ecotoxicological Evaluation)

  • 박경수;윤성진;이승민;김애향;박승윤;강덕영
    • 환경생물
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    • 제23권3호
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    • pp.293-303
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    • 2005
  • 송사리(Oryzias latipes)는 한국, 일본 및 중국 등을 포함하는 동북아시아에 분포하는 어종으로. 주로 담수계 독성 실험용 표준시험생물로 이용되고 있다. 본 연구는 담수에 주로 분포하는 송사리가 marine receiving water, 공극수 또는 해양투기물질과 같은 해수의 생태독성평가를 위한 표준시험생물로서 가능성을 구명하기 위하여 염분 내성 및 표준독성물질을 이용한 민감도 실험을 수행하였다. 송사리의 염분 내성을 구명하기 위하여 다양한 염분에서 사망률, 성장률 및 부화율 실험을 실시하였다. 담수에서 산란 및 수정이 이루어진 개체를 이용하여 $0\~35$psu 구간에서 부화율 실험을 실시한 결과, 전 염분구간에서 대조구(Opsu)와 유의한 차이를 보이지 않았다(p=0.24). 반면 담수에서 부화된 자어는 염분이 25psu를 초과할 경우 사망률이 급증하였으나, 담수에서 산란, 수정되어 기수에서(13.8및 14.2psu)부화된 자어는 전염분 구간에서 약 $90\%$ 이상 생존하였다. 또한 기수에서 부화된 자어의 성장률(체장) 역시 염분에 따른 차이가 없었다(p=0.64, p=0.32). 염분 별로 노출된 송사리 자어의 아가미 조직의 염세포 출현율을 검경한 결과,고염분에서 염세포 출현이 급증하여 송사리의 염분 적응력은 매우 높은 것으로 사료된다. Zinc chloride를 이용한 표준물질독성실험 결과 송사리 자어의 96시간 $LC_{50}=8.84\;mg\;L^{-1}$로 북미에서 널리 이용되는 Cyprinodon variegatus(Sheepshead minnow)보다 민감한 반응을 보였으며, 타 표준시험생물과도 유사한 민감도를 보였다 따라서 송사리는 생태독성실험에 주로 이용되는 부화율과 자어 사망률을 이용한 해수 생태독성 실험에 매우 유용한 실험생물이며, 담수, 기수 및 해수의 독성실험에 포괄적으로 이용될 수 있는 생태 독성 평가용 실험생물로 판단된다.

한국산 물벼룩에 대한 수종 농약의 급성독성 (Acute toxicity of some pesticides on five Korean native Cladocerans)

  • 김병석;박연기;박경훈;정미혜;유아선;양유정;신진섭;김진화;윤성명;안용준
    • 농약과학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.261-267
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    • 2007
  • 국내서식 물벼룩종을 이용한 표준생태독성시험법 개발을 위한 기초연구로서 4종의 한국산 물벼룩 Daphnia sp., Daphnia obtusa, Moina macrocopa, Simocepholus vetulus과 국제표준종 Daphnia magna대한 5종 농약에 대한 급성독성반응을 조사하였다. Diazinon의 D. magna, D. obtusa, Daphnia sp., M. macrocopa, S. vetulus에 대한 48시간 $EC_{50}$은 각각 0.81, 1.7, 2.2, 4.5, $23\;{\mu}g\;L^{-1}$였다. Carbofuran의 D. obtusa, Daphnia sp., D. magna, M. macrocopa, S. vetulus에 대한 48시간의 $EC_{50}$은 각각 6, 10, 19, 211, $316\;{\mu}g\;L^{-1}$였다. 가장 민감한 D. obtusa와 가장 둔감한 S. vetulus간의 독성치 차이는 52.7배로 시험에 사용한 5종의 농약 중 가장 큰 차이를 보였다. Fenpropathrin은 시험에서 사용한 계통별 농약 5종 중에 가장 높은 독성을 보였는데 D. magna, Daphnia sp., D. obtusa, M. macrocopa, S. vetulus에 대한 48시간 $EC_{50}$은 각각 0.27, 0.56, 0.8, 1.6, $3.4\;{\mu}g\;L^{-1}$이었다. Iprodione은 M. macrocopa에 대한 독성이 가장 강해서 48시간의 $EC_{50}$$0.16\;{\mu}g\;L^{-1}$이었으며 Daphnia sp., S. vetulus, D. magna, D. obtusa의 48시간의 $EC_{50}$은 각각 0.24, 1.18, 1.38, $1.62\;{\mu}g\;L^{-1}$으로 독성이 낮았다. Myclobutanil은 본 시험에서 사용한 계통별 농약 5종 중에 가장 독성이 낮았는데 5종의 물벼룩 중에 D. obtusa가 이 농약에 대하여 가장 민감한 반응을 보였으며 48시간 $EC_{50}$$5.4\;{\mu}g\;L^{-1}$이었다. 물벼룩 종간에 1.3배에서 많게는 52.7배까지 급성 독성값의 차이를 보여 특정농약에 대한 종간 감수성차이를 확인할 수 있었으나 여러 농약에 대한 급성독성반응의 상관성을 비교한 결과에서는 약제별 독성반응이 매우 유사함을 보여주었다. 특히 D. magna와 국내서식 Daphnia속 2종 물벼룩의 독성반응은 매우 유사하며 비교적 농약에 대한 민감성도 높음을 보여 주었다. Ipodione에 대한 감수성은 국내종인 M. macrocopa가 가장 높아 국제종인 D. magna가 항상 농약에 대한 민감성이 높게 나타나는 것은 아님을 알 수 있었다. 시험에 사용한 물벼룩중 S. vetulus는 농약에 대한 민감성이 현저히 낮아 표준독성시험을 위한 생물종으로 활용하는 것은 바람직하지 않을 것으로 판단된다.

Triclosan의 독성에 중금속이 미치는 영향 - V. fischeri Assay 관련 내용 중심으로 - (A Effect of Heavy Metal to Toxicity of Triclosan Focused on Vibrio fischeri Assay)

  • 김지성;김일호;이우미;이혜인;김석구
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.153-161
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    • 2014
  • 본 연구에서는 합성 항균제로 이용되는 Triclosan이 $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Cr^{6+}$, $Cd^{2+}$, $Hg^{2+}$, $Pb^{2+}$ 등과 같은 중금속과 공존할 경우의 독성영향을 발광박테리아인 Vibrio fischeri를 이용하여 평가하였다. 우선, Triclosan과 상기 6종 중금속의 단일물질별 Vibrio fischeri에 대한 독성을 평가한 결과, $Hg^{2+}$의 독성이 가장 높았으며 뒤이어 Triclosan > $Pb^{2+}$ > $Cu^{2+}$ > $Cr^{6+}$ > $Zn^{2+}$ > $Cd^{2+}$순의 독성민감도가 나타났다. 각 물질의 독성평가결과를 바탕으로 Triclosan과 중금속 혼합물질의 독성작용분석을 위해 유사한 독성작용을 가정하여 독성치를 예측하는 Concentration Addition (CA)모델과 독립적인 독성작용을 가정하여 독성치를 예측하는 Independent Action (IA)모델에 대한 상관도분석을 실시하였다. 그 결과 Triclosan + Cu, Triclosan + Zn, Triclosan + Pb, Triclosan + Hg, Triclosan + Cd, 그리고 Triclosan + Cr 등 모든 조합에서 CA모델보다는 IA모델과 상관성이 높은 것으로 나타나 Triclosan과 대상 중금속들은 서로 독립적인 독성작용을 하는 것으로 나타났다. 한편 Triclosan과 중금속의 혼합독성영향은 IA모델로 예측된 $EC_{50mix}$기준으로 Triclosan + Cu, Triclosan + Zn, Triclosan + Pb, Triclosan + Hg, Triclosan + Cd, 그리고 Triclosan + Cr의 실측 $EC_{50mix}$이 IA모델로 예측한 농도보다 각각 191%, 226%, 138%, 137%, 209% 그리고 138%로 나타나, Triclosan과 시험 중금속이 공존하는 경우, 모두 길항작용이 나타나는 것으로 확인되었다.

해양생태독성평가를 위한 열대 요각류 Nitocra sp.의 이용 가능성 (The availability of tropical copepod Nitocra sp. for marine ecotoxicological evaluation)

  • 이균우;최영웅
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.701-707
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    • 2016
  • 열대지역과 같은 특정지역에서 오염물질의 독성평가 시, 그 지역의 생태환경에 적합한 위해성평가를 위해서는 그 지방 고유의 생물에 대한 독성실험이 요구된다. 따라서 본 연구는 열대에서 분리한 열대 요각류 Nitocra sp.를 독성실험생물로 사용하기 위해 이들을 안정적으로 배양/유지하기 위한 최적배양환경조건과 해양생태독성평가 가능성을 조사하였다. 최적 배양환경요인으로 수온, 염분 및 먹이에 대해 조사하였으며 생태독성평가는 급성독성과 만성독성 실험으로 나누어 실시하였다. 최적배양조건 실험데이터의 통계분석을 위해 One-way ANOVA test를 실시하였다. 최적배양환경조건을 조사한 결과, Nitocra sp.는 수온 $29^{\circ}C$, 염분 24~34‰에서 먹이로 Tetraselmis suecica를 공급하였을 때, 비교적 빠른 발달기간과 높은 생존율을 보였다. 최적배양조건을 바탕으로 구리와 비소에 대한 독성평가를 실시한 결과, 구리와 비소의 각 노출농도에 따라 민감하게 잘 반응해서 반수치사농도 즉 $LC_{50}$값과 영향을 미치지 않는 농도인 NOEC값을 얻을 수 있었다. 만성독성시험 결과, 구리와 비소노출 모두, 성비와 생산력은 유의적인 차이가 없었던 반면, 발달기간과 생존율은 농도에 따라 반응을 보였기 때문에 종말점으로 사용이 가능한 것으로 나타났다. 본 연구를 종합해 보았을 때, 열대 요각류인 Nitocra sp.는 열대 해양독성물질 평가를 위한 생태독성실험생물로 사용이 가능할 것으로 판단되며 차후 다양한 독성물질의 평가에 활용이 기대된다.

농약에 대한 송사리 생육단계별 감수성의 변화 (Changes in Susceptibility of Killifish (Oryzias latipes) to Three Pesticides with Growth)

  • 신천철;이성규;김영배;김용화;노정구
    • 한국환경농학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.50-60
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    • 1987
  • 살충제 diazinon과 fenitrothion 및 제초제 butachlor에 대하여, continuous flow system하에서 송사리 생육단계별 감수성 비교를 위한 96시간 급성 독성 실험을 한 결과와 model agrosystem에서 실제 관행량의 butachlor를 살포하여 물속의 butachlor의 농도와 공시어의 각 생육단계별 치사율을 조사한 결과는 다음과 같다. 가. 농약의 종류에 관계없이 송사리의 가장 민감한 생육단계는 부화후 1주일 경과된 치어시기 즉 stage IV이었다. 나. Continuous flow system하에서 송사리 생육단계별로 96시간 급성독성 실험을 한 결과 유기인계 살충제인 diazinon의 극한치 비율은 21.4이며 fenitrothion의 경우 비율은 8.4이었고, 제초제 butachlor의 극한치 비율은 23.9로서 가장 높은 극한치 비율이 측정되었다. 따라서 3종의 농약중 가장 감수성이 높은 시기에서 가장 낮은 $96h-LC_{50}$값을 나타낸것은 butachlor로서 독성이 강함이 관찰되었다. 다. 논물에서의 butachlor는 살포 2일후 최고치에 도달한 후 반감기는 토양+물에 butachlor를 처리한 군이 6.1일 물에만 butachlor를 처리한 군은 9.7일로 나타났고, butachlor의 용출 및 분해에는 토양에 의한 영향이 컸다. 라. 생육단계별 및 처리별 공시어의 치사율은 통계적으로 유의성이 인정되었으며, 생육단계 별로는 stageⅣ 및 Ⅷ이 가장 butachlor에 대한 감수성이 높았다. 따라서 실제 논에서 butachlor를 관행 시용량을 살포 했을 때 송사리의 생육초기단계에는 많은 영향을 받을 것으로 예상된다. 결국, 농약등의 화학물질에 대한 어류의 생육단계에 따른 감수성 변화는 선택된 어종과 chemical에 따라서 다소의 차이는 있으나 발육 초기단계인 초기 post-larva시기에서 감수성이 가장 높게 나타난다고 사료된다. 따라서 화학물질의 환경독성 평가에 있어서 급성어독성외에 화학물질에 대한 민감도가 높은 시기인 초기생육단계에 미치는 영향도 함께 평가되어야 한다고 생각된다.

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신장 상피세포주 A498을 이용한 대황(Rheum undulatum L.)추출물의 세포독성

  • 나명석;진종언;조남철
    • 한국식품영양학회:학술대회논문집
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    • 한국식품영양학회 2000년도 정기총회 및 동계학술심포지움
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    • pp.55-55
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    • 2000
  • 본 연구에서는 전통적으로 담석증, 신장치료 등의 한약제로 많이 사용하는 대왕을 여러 용매를 사용하여 얻은 대왕추출물 분액에 대한 세포독성을 여부를 MTT 정량법, NR 정량법, SRB 정량법을 이용하여 조사하였다. 1. 추출 용매 methylene chloride, ethyl acetate, butanol, water로부터 얻은 대왕추출물 모두 처리농도에 따라 세포에 미치는 영향이 증가하였다. 2. Butanol을 용매로 사용하여 얻은 대왕추출물 분액이 다른 3가지 용매로부터 얻은 대왕추출물보다 세포에 미치는 영향이 크게 나타났고 water를 용매로 사용하여 얻은 추출물이 A498 세포주에 미치는 영향이 가장 낮게 나타났다. 3. Butanol을 추출 용매로 하여 얻은 대왕추출물이 A498 세포주에 미치는 영향이 가장 컸는데 그 추출물에 대한 MTT50, NR50, SRB50값은 각각 0.63mg/m1, 0.65mg/ml, 0.68mg/ml이었고, 가장 영향이 적은 water의 경우 MTT50, NR50, SRB50값은 각각 0.84mg/m1, 0.82mg/m1, 0.80mg/ml이었다. 4. 정량방법 간의 대왕추출물에 대한 반응은 MTT 정량법이 가장 민감하게 나타났다.

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산소 민감 발광 염료를 이용한 마이크로 채널 내에서 배양되는 세포 주변의 산소 농도 측정 (Method for the Measurement of Dissolved Oxygen in a Cell Culture Microchannel Using Oxygen-Sensitive Luminescence)

  • 이승열;진송완
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권5호
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    • pp.533-538
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    • 2012
  • 본 논문에서는 산소 민감 발광 염료를 이용하여 마이크로 채널 내에서 세포가 배양되고 있을 때 산소농도를 측정하였다. 현재까지 알려진 여러 산소 민감 발광 염료 중 본 논문에서는 물에 잘 녹으며 장 시간 동안 사용하여도 독성이 없는 것으로 알려진 $[Ru(bpy)_3]^{2+}$를 사용하였으며 이와 더불어 산소 민감 염료 측정법의 단점을 보완하기 위하여 칼세인 염료를 이용하여 두 염료의 밝기 비율을 구하여 농도를 측정하였다. SCOMS 카메라와 마이크로 채널을 이용하여 캘리브레이션을 실시하고 농도와 밝기와의 관계를 구하였으며 이 관계를 이용하여 세포가 배양되는 조건에서의 배양액의 산소농도를 측정하였다. 실험 결과 채널입구에서 점점 멀어질수록 마이크로 채널 내에서 산소농도는 점점 낮아진다는 것을 관찰 할 수 있었다.

대한민국 담수계의 클로로필a와 피코시아닌 정량화를 위한 분광알고리즘 최적화 연구 (Optimizing the bio-optical algorithm for quantifying Chlorophyll-a and Phycocyanin in inland water, Korea)

  • 표종철;;이혁;박용은;조경화
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.101-101
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    • 2017
  • 근래에 대한민국 담수계에 조류 대발생으로 인한 수질악화 문재가 대두되고 있다. 또한 독성물질을 생성하는 남조류종이 우점하는 현상으로인해 수질문제와더불에 생태계와 인간의 건강도 잠재적인 위험을 받고있는 실정이다. 이와같은 조류 대발생으로인한 피해를 최소화하기위해 효과적인 수질관리가 필수적이다. 원격탐사기술은 조류의 공간적인 분포를 해석하고 농도를 정량화하기위해 이용되고 있다. 현재까지 많은 분광알고리즘들이 개발되어 담수유역에 적용이 되고 있다. 수체마다 다른 분광특성 때문에 알고리즘내의 파라미터 및 분광밴드 조정이 필수적이다. 하지만 대부분의 연구에선 파라미터와 밴드의 변경에 따른 결과향상에만 초점이 맞춰지고 있어 분광알고리즘내의 파라미터와 분광밴드사이의 관계 이해 뿐만아니라 알고리즘 최종 산출물에 대한 영향에 관한 설명이 전무한 실정이다. 본 연구에선, 대한민국 백제보를 대상으로 현장모니터링 및 조류추출 실험을 진행하였고, 이를 기반으로 5가지 클로로필a 알고리즘과 2가지 피코시아닌 알고리즘을 구축하였다. 알고리즘내에서 변수들의 관계와 영향을 알아보기위해 민감도 분석을 실시하였다. 민감도 분석 조건을 기반으로 one-objective 최적화 및 multi-objective 최적화를 실시하여 백제보수계를 대표할 수 있는 최적 변수들을 모의하였다. 민감도 분석결과 후방산란계수에 영향을 미치는 파라미터와 조류 생체량에 영향을 미치는 파라미터가 다른 변수들 및 알고리즘 농도산정결과에 가장 민감한 것으로 나타났다. multi-objective 최적화 결과가 one-objective 결과 및 reference 결과보다 대부분 정확도가 향상되었고 흡광도 계수를 함께 고려할 수 있기 때문에 백제보 수계의 분광특성을 함께 고려하여 대표할 수 있는 장점을 가지는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구는 민감도 분석을 활용하여 분광알고리즘 내의 변수들의 이해를 도모하였고, 최적화 기법 중, multi-objective 최적화 기법이 백제보의 분광특성을 대변하는 최적변수를 제시할 수 있음과 동시에 보다 나은 정확성을 제고할 수 있음을 확인하였다.

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국내 폐광산 지역의 Vibrio fisheri, Selenastrum capricornutum, 그리고 Daphnia magna를 이용한 생태 위해성 평가 (Ecological Risk Assessment(ERA) of Abandoned Mine Drainage(AMD) in Korea Based on Vibrio fisheri, Selenastrum capricornutum, and Daphnia magna)

  • 김기태;이병천;김동욱;김상돈
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.163-168
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    • 2007
  • 국내 5개 폐광산 지역의 갱내수 및 배출수에 대해 화학적 분석 및 생물학적인 독성 평가를 통한 생태 위해성 평가를 실시하였다. 본 연구에서 선정한 9가지 중금속의 화학적 분석 결과, 거의 모든 지점에서 높은 중금속 농도가 검출되었으며, 특히 송천, 낙동, 덕음 지역에서는 상대적으로 비소가 높게 검출되었고, 낙동 지역은 하류까지 전체적으로 각 항목의 중금속이 높은 농도로 존재하였다. 통합 방류수 독성 평가(WET)에 기초해 Vibrio fisheri, Selenastrum capricornutum, Daphnia magna를 이용한 생물학적 독성 평가 결과, 모든 지점에서 높은 독성이 나타났다. 유출수가 처음 흐르는 갱구에서 가장 높은 독성이 나타났으며, S. capricornutum에 대한 독성이 모든 지점에 걸쳐 $1.3\sim32.0$ TU 사이의 독성이 나타나 독성 민감도가 가장 높은 것으로 나타났다. 각각의 독성 평가 종에 따른 독성 미감도 차이는 폐광사의 위해성을 평가함에 있어 두 종 이상의 평가 종이 사용되어야 함을 의미한다. HQ(Hazard Quotient) 개념을 적용한 생태 위해성 평가 결과, 폐광산에서 분석된 대부분의 중금속에 대해 HQ 값이 1보다 훨씬 크게 나타났으므로, 폐광산의 중금속에 대한 영향은 심각한 정도의 위해도를 가지고 있다고 판단된다. 한편, 생물학적 독성은 유하 거리의 증가에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 폐광산의 복원이나 생태 위해성 평가 시 지점별로 희석률뿐 아니라 DOM, 경도 등 환경인자들이 고려되어야 할 것으로 판단된다.

왜몰개 (Aphyocypris chinensis)를 이용한 Embyo, Sac-fry stages Toxicity Test (Use of Chinese Bleak, Aphyocypris chinensis, in Embryo and Sac-Fry Stages Toxicity Test)

  • 염동혁;서진원;이성규
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • 제20권4호통권51호
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    • pp.359-363
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    • 2005
  • ESS (Embryo and sac-try stage) 독성 시험에서 시험어종으로서의 국내토착종인 왜몰개 (Aphyocypris chinensis)의 적용성을 평가하기 위하여 아연(Zn)을 사용하여 국제적인 추천시험 어종인 송사리(Oryzais latipes)와 감수성을 비교하였다. 시험기간은 대조군에서 아사가 관찰되는 시기 즉, 왜몰개는 수정 후 8일, 송사리는 수정 후 16일로 하였으며, 시험기간 동안 수정란의 부화율, 수정란 및 난황단계의 치어(sar-fry)의 사망률, 형태적인 발달, 치어의 성장 등을 관찰 및 측정하였다. 두 종 모두 수정란의 생존율에 아연의 영향을 받았으며, LOEC는 모두 14.5 mg/L이었다 난황단계 치어의 사망률을 관찰한 결과, 왜몰개는 1.4mg/L부터 급격히 증가된 반면에 송사리는 14.5mg/L에서 $100\%$사망률이 관찰되었다. 시험물질에 노출된 왜몰개와 송사리 모두 척추변형이 관찰되었으며, 체장을 측정한 결과는 왜몰개가 송사리에 비해 민감하게 반응하는 것으로 나타났다. 위와 같은 결과들은 종합해 볼 때, ESS독성시험에서 왜몰개가 대체 시험어종으로서 사용될 수 있는 가능성을 보여주었다