• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제24권2호
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• pp.79-93
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• 2009

오염물질에 대한 생태위해성평가(ecological risk assessment)를 위해서는 노출평가(exposure assessment)와 함께 생물영향에 대한 평가(effect assessment)를 수행해야 한다. 노출평가의 경우는 지화학적 과정에 대한 이해를 바탕으로 환경농도를 예측하기 위한 화학평형모델이나 다매체환경거동모델 등 다양한 평가 및 예측모델을 활용해 왔다. 이와 달리 생물영향평가는 실험실 조건에서 제한된 독성자료를 대상으로 외부노출농도에 기반한 농도-반응관계를 통계적 방법을 통해서 추정하는 '경험적 모델(empirical model)'에 주로 의존해 왔다. 최근에 와서 생체 내 잔류량을 기반으로 농도-시간-반응관계를 기술하고 예측하는 독성동태학 및 독성역학 모델(toxicokinetic-toxicodynamic model)과 같은 독성작용에 기반한 모델(processbased model)들이 개발되어 활용되고 있다. 본 논문에서는 여러 종류의 독성동태학 및 독성역학 모델을 소개하고, 이를 통계적 추론에 기반한 전통적인 독성학 모델과 비교하였다. 서로 다른 종류의 독성동태학 및 독성역학 모델로부터 도출된 노출농도-시간 -반응관계식을 비교하고, 동일 독성기작을 보이는 오염물질 그룹 내에서 미측정 오염물질의 독성을 예측할 수 있게 해주는 구조-활성관계(Quantitative Structure-Activity Relationship, QSAR) 모델을 여러 독성동태 및 독성역학모델로부터 유도하였다. 마지막으로 독성동태학 및 독성역학 파라미터를 추정하기 위한 실험계획을 제안하였고, 앞으로 독성동태학 및 독성역학 모델을 생태계 위해성평가에 활용하기 위해서 해결해야 될 연구과제를 검토하였다.

• 환경생물
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• 제35권4호
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• pp.533-544
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• 2017

본 연구는 서해로 유입되는 전남과 전북의 24개 독립하천들을 대상으로 2016년 3월부터 10월까지 어류상을 조사하고, 생물 및 비생물 평가지수(BAc index)를 선정하여 수생태계 건강성 평가를 실시하였다. 출현 어류는 총 18과 44속 59종 4,127개체가 확인되었다. 우점종은 피라미 (Zacco platypus)로 확인되었다. 한국고유종은 각시붕어 (Rhodeus uyekii) 등 12종이었다. BAc index는 통계적으로 유의한(p<0.01 또는 0.05) 상관관계가 확인되었다. 수생태계 건강성 평가의 단계별 분포는 보통 단계(Fair)가 41.7%로 가장 높은 비율을 나타냈다. 양호 단계(Good)와 불량 단계(Poor)는 20.8%, 최적 단계(Excellent)는 16.7%로 각각 나타났다. 독립하천의 수생태계 건강성은 생물학적 평가지수보다 지형적 특성, 인위적 자연적 제한 요소에 따른 비생물학적 평가지수의 영향을 더 받는 것으로 확인되었다.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.62-72
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• 2006

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.

• 한국농림기상학회지
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• 제1권2호
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• pp.151-159
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• 1999

지구규모의 대기-지표-생물권(Atmo-Geo-Bio-Sphere)간의 끊임없는 상호작용(Interaction)의 피드백(Feedback)의 결과로 야기되는 기상변화는 아직도 이해를 위한 우리의 노력이 더욱 요구되고 있는 자연현상이다. 지구상의 모든 생물은 궁극적으로는 환경변화에 순응하여 생태계의 안정을 유지하는 방향으로 진화할 것이므로 생물자원의 관리분야라 할 수 있는 농업생산도 결국 기상자원의 변화에 효율적으로 적응하기 위한 인간활동인 것이다. 최근 빈발하고 있는 세계적인 이상기상의 출현은 일시적인 현상이 아니라 과도한 인간활동에서 야기된 대기질의 악화에 기인하는 비가역적이고 비선형적인 현상이라는데 불확실성과 심각성이 매우 크다. 지구상의 모든 농업생태계는 기상의 영향을 크게 받을 뿐만 아니라 반대로 기상에 커다란 영향을 미치는 중요한 생물권의 일부로 인식되고 있다. 농업활동의 결과는 항상 크던 작던 간에 대기조성에 영향을 미치게 되고 이는 다시 상호작용과 피드백에 의해 기상과 기후를 변화시키는 동인이 될 수 있다. 지구환경변화와 농업과의 관계는 지금까지는 주로 "기후변화가 농업생산에 미치는 영향"에 대한 접근방법을 택하여 왔다. 여기에서는 이와는 달리 "농업활동이 기후변화와 변동에 미칠 수 있는 가능성과 잠재력"에 대한 접근방법을 이용하여 농업과 기상과의 상호작용과 피드백효과를 새로운 시각에서 조견하고자 하였다. 상호작용 중 먼저 기후학적 변화원인으로 관심대상이 되고 있는 농업생태계의 온실기체 방출과 고정의 측면에서 이와 연관성이 높은 농업활동별로 온실가스의 방출/고정에 미치는 영향을 소개하고, 다음으로 생물지리화학적 및 생물지리물리학적 해석 방법을 검토 소개하였다. 한편 농업활동에 따른 지표면 특성의 변화가 국지기상 변화에 미치는 영향에 대한 검토를 에너지수지와 수분수지 관점에서 소개하였으며, 끝으로 농업활동의 근거지인 농촌지역의 인문사회학적 변화와 농업활동간의 관계, 그리고 이들이 기후변화/변동에 미칠 수 있는 잠재적 영향력을 살펴보았다.수 있는 잠재적 영향력을 살펴보았다.

• 한국토양환경학회지
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• 제3권3호
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• pp.45-53
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• 1998

본 연구의 목적은 석유계탄화수소 오염토양의 처리에 있어서 초기농도 및 영양소의 영향을 평가하는 것이었다. 본 연구에서 이용한 반응기는 용기형태의 슬러리상 생물반응기였다. 디이젤연료 오염토양의 처리 및 미생물성장에 대한 수행결과는 실험실규모에서 얻어졌다. TPH(총 석유계 탄화수소)의 거동 및 미생물성장은 생물학적 제거율과 연관하여 평가되었다. 50,000및 100,000 mg TPH/kg soil의 초기부하수준에 대한 영향이 연구되었다. 두 반응기에서의 수행결과는 각각 90.5%와 90.8%의 총체적인 TPH제거율 나타내었다. 그러나 50,000mg TPH/kg soil의 초기농도가 적용된 반응기가 초기농도 100,000mg TPH/kg soil이 적용된 반응기에 비하여 휘발에 의한 제거를 제외한 순수한 생물학적 TPH제거율에 있어서 우수한 결과를 보여주었다. 다른 영양소량이 두 반응기에 적용되었음에도 불구하고 미생물성장율에 있어서 현저한 차이를 보이지는 않았다. 그러나 본 결과에서 고려되어야 할 중요한 요소는 두 반응기에 대하여 초기농도가 다르게 적용되었다는 것이다. 초기농도가 영양소가 첨가되지 않은 반응기에 비하여 두배나 높았음에도 불구하고 총체적 및 생물학적 TPH제거율에 있어서 영양소가 첨가된 반응기는 그렇지않은 반응기에 비하여 뛰어난 결과를 보여주었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권5호
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• pp.304-311
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• 2012

산업용제로 널리 이용되고 있는 PCE (Perchloroethylene)나 TCE (Trichloroethylene)와 같은 염화에틸렌화합물은 안정된 세정력을 가지고 있어 널리 이용되고 있지만 무분별한 사용과 부주의한 취급으로 인해 최근 토양 및 지하수 오염지역이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 퇴적토, 슬러지, 토양, 지하수 등 다양한 지역에서 총 10개의 시료를 식종원으로 이용하여 생물학적 PCE 탈염소화 가능성을 평가하고, 가장 우수한 탈염소화 능력을 보인 낙동강 퇴적토 시료를 대상으로 PCE를 에틸렌까지 안정적으로 탈염소화 가능한 혼합미생물을 농화배양하였다. 농화배양된 탈염소화 미생물을 생물전기화학시스템(Bioelectrochemical System, BES)의 환원부에 식종하여 전극을 전자공급원으로 이용한 탈염소화 가능성을 평가한 결과, PCE가 TCE, cis-dichloroethylene, vinyl chloride를 거쳐 최종산물인 에틸렌으로 탈염소화됨을 확인할 수 있었다. Polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE)를 이용한 미생물군집 분석결과, 농화배양액에서 구축된 탈염소 미생물 군집과 BES 환원전극부내 미생물 군집 구조는 다르게 나타났으며, 전기화학적 활성을 지닌 다양한 미생물이 존재함을 확인할 수 있었다. BES 환원전극부에서 부유성장하는 미생물과 전극에 생물막을 형성하는 미생물 군집구조에도 큰 차이가 있었으며, 이는 탈염소화 메커니즘의 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 추가적인 연구를 통해서 자세한 생물전기화학적 탈염소화 메커니즘을 밝혀낸다면 생물전기화학적 탈염소화 기술은 염화에틸렌 오염 토양/지하수의 획기적인 생물정화기술로 자리잡게 될 것이다.

• 환경생물
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• 제41권1호
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• pp.41-53
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• 2023

식품첨가제로 주로 사용되는 이산화타이타늄 혼합물인 최근 E171은 체내 축적 및 유전 독성을 야기할 수 있다는 사실이 입증되어, 현재 규정 개정을 통해 E171의 식품첨가물 사용이 제한되고 있다. 그러나, 현재까지 E171의 인체 위해성 연구는 많이 진행된 반면, E171의 환경생물에 미치는 독성 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 최근 우려되는 잠재적 독성물질인 E171의 환경적 위해성을 파악하기 위해 수생태계를 대표하는 물벼룩(Daphnia magna)과 제브라피쉬(Danio rerio)를 대상으로 나노물질의 특성을 반영한 최신 표준문건을 활용하여 기존 시험법의 한계점을 보완한 최적의 독성시험을 수행하였다. 독성시험 결과, 실제 환경적 현실성을 고려한 농도범위의 E171에 노출된 물벼룩에서 유영저해가 발생했지만, 어류의 경우 치사나 이상행동개체가 관찰되지 않았다. 그러나, 산화스트레스 관련 분자생물학적 분석 결과, E171이 물벼룩과 어류에 모두 산화스트레스를 유발하여 이의 방어작용으로 항산화효소의 활성이 증가하는 것을 확인하였다. 다만, 항산화효소 관련 유전자의 발현 여부는 생물종에 따라 차이가 존재하였다. 따라서, 본 연구 결과를 통해 E171은 실제 환경적 현실성을 고려한 농도에서 수생물에 산화스트레스를 유도할 수 있으나, 생물체의 종류에 따라 가시적인 독성의 정도와 산화스트레스 관련 유전자 발현에 차이가 존재함을 확인하였다. 본 연구는 기존 시험법의 한계점을 보안한 최적의 독성시험을 통해 E171이 수생물에 미치는 위험성을 확인하였으며, 이 결과는 E171의 환경 위해성 평가를 위한 과학적 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제19권4호
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• pp.53-59
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• 2011

본 연구에서는 $AT_4$ 방법으로 매립 폐기물의 생물학적 안정화도를 평가하는데 있어서, 실험자가 상이함에 따라 결과가 달라지는 것을 방지하기 위해 표준화된 실험을 위한 실험조건을 제시하고자 하였다. $AT_4$ 실험에 있어서 초기 지연시간, $CO_2$ 흡수제의 교체시기, 산소소모량 측정주기, 유기성 폐기물 함량에 따른 $AT_4$ 측정값 변화 추이등을 살펴보고, 각각에 따른 영향인자에 대해 논의하였다. 매립폐기물의 불균질성과 측정상의 오차범위를 감안할 때 매립폐기물의 안정화 기준치는 $AT_4$ 기준으로 $10mg\;O_2/g\;DM$의 값을 제시하였다.

• 환경영향평가
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• 제21권3호
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• pp.483-501
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• 2012

본 연구에서는 2005 - 2006년 기간 동안 국내 인공호의 환경영향평가를 위해 LEHA 다변수 생태모형(Lentic Ecosystem Health Assessment Model)을 청평호에 적용하였고, 생태 건강도 모델값을 산정하였다. LEHA 생태 평가모형은 생물학적 변수($B_p$), 물리적 변수($P_p$), 화학적 변수($C_p$)의 11개 주요 메트릭으로 구성되었고, 이를 통합하여 생태 건강도 등급을 평가하였다. 생물학적 변수($B_p$)는 수환경의 질적 저하에 따라서 감소하는 민감종 메트릭($M_2$, NSS) 및 충식종 메트릭($M_5$, % $I_n$)이 이용되었고, 두 메트릭 모델값은 각각 1.5%, 32.4%로서 낮게 나타났다. 반면, 내성종($M_3$, % $T_s$)과 잡식종 메트릭($M_4$, % $O_m$) 값은 43%, 62%로서 높게 나타나 호수생태계의 질적 저하가 확인되었다. 물리적 서식지 변수($P_p$)는 수변 식피율($M_9$, % $V_c$)로서 1차 조사에 비해 2차 조사에 높게 나타났으며, 상류에서 하류로 갈수록 메트릭 모델 값이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 정수역의 증가로 서식환경의 단순화와 인근 수체에서 실시되고 있는 잦은 골재 채취로 인한 서식지의 하상구조 변경이 악영향을 준 것으로 사료되었다. 한편, 화학적 수질특성 변수($C_p$)는 수체의 이온(양이온/음이온) 특성을 나타내는 전기전도도($M_{10}$, $C_I$)와 부영양 상태를 평가하는 Chl-a의 부영양화 지수($M_{11}$, $TSI_{CHL}$)로서 메트릭 모델값은 계절별 변이는 크게 나타났고, 지점 간의 공간변이는 미미한 것으로 나타나, "양호상태"로 평가되었다. LEHA 다변수 모델에 의거한 청평호의 환경영향평가에 의하면, 생태 건강도 LEHA 모델값은 1차 조사에서 30.7로 "보통-악화상태", 2차 조사에서 28로 "악화상태"를 보여 계절 변이 특성을 보였다. 지점별 LEHA 모델값은 호수의 정수대(S5)에서 28로 최소치를 보였고, 그 외 지점들도 29 - 30으로 지점 간 미미한 차이를 보였다. 청평호의 종합적인 환경영향평가에 의하면, 이 화학적인 수질기준 측면에서는 "양호상태"를 보인 반면, 생물학적 기준에서는 "악화상태"를 보였는데, 이는 빈번한 준설작업으로 인한 물리적 서식지 교란이 영향을 준 것으로 사료되었다.

• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 2003년도 추계국제학술대회
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• pp.154-155
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• 2003

호소 퇴적물은 일반 하천에 비해, 입자성물질의 침강속도가 느리고 한번 퇴적된 물질의 교반이 잘 일어나지 않는 안정된 상태를 유지한다. 그러므로, 퇴적토질의 변화는 수질 변화의 추이를 대변해 줄 가능성이 높다. 소양호는 유역면적 2,703$\textrm{km}^2$, 유로연장 166.2km, 만수면적 70$\textrm{km}^2$으로 국내 최대 상수원 인공호이다. 본 연구에서는 담수 퇴적토의 오염 여부를 판단할 수 있는 생물학적 시험기법들을 활용하여 소양호의 표층 퇴적토질을 평가하였고, 주변잠재오염원의 분포와 비교하였다.