본 연구는 물리화학적인 평가방법에만 의존하고 있는 토양오염평가에 대해 생태독성학적 방법(ecotoxicological methods)을 도입하긴 위한 방안을 제시하였다. 오염물질에 민감하게 반응하는 토양생물을 이용하여 단기간에 결과를 얻을 수 있도록 측정방법을 고안하고, 대상토양에서의 생존 및 성장률을 정량적인 방법으로 측정하여 토양의 안전성 및 오염정도를 평가하였다. 실험연구는 토양 동$cdot$식물 모두를 포함하기 위한 노력의 일환으로 식물독성 실험(발아 및 성장저해실험), 그리고 토양 무척추동물 독성실험(단순접촉법에 의한 생존률 실험)으로 구성되었다 식물독성실험에서는 국내 주요농작물인 Zea may, Triticum aestivum, Cucumis sativus, 그리고 Sorghum bicolor를 대상 식물로 하여 중금속 토양의 오염정도와 식물의 생장률, 식물 내 중금속 축적량의 상관관계를 분석하고. 이들 실험식물 중에 꼭 토양오염의 평가에 적합한 식물지표종으로 Cucumis sativus와 Sorghum bicolor를 제안하였다. 토양무척추동물 독성실험에서는 국내사육종일. Perionyx excavatus를 이용하여 톨루엔오염토양을 평가하였다. 본 연구에서 제시한 토양 생물을 이용하는 생태독성학적 평가방법은 물리화학적 측정방법과 함께 토양오염을 평가하는 정량적인 방법으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
Oligochaetes distribute widely in freshwater ecosystem, and some species are used as bioindicators for water quality assessment because they are tolerant to organic enrichment. They are acknowledged for potential for environmental health recovery of organic polluted environment. There are a lot of studies on ecology and toxicity assessment using oligochaetes in aquatic environment. In this study, we reviewed literature on ecotoxicology of aquatic oligochaetes. We searched literature from a database 'google scholar' by using keywords such as aquatic, oligochaete, and toxicity. The literature were summarized according to publication years, species, test methods, and chemicals. We obtained 133 articles published from 1953 to 2015 from the database. Among them, 58 papers(43.6% of total) have been published in 1990s. Three species(Lumnbriculus variegatus, Tubifex tubifex, and Limnodrilus hoffmeisteri) have been used most frequently in the study. Different species displayed different toxicological responses to different toxic chemicals. The results on the ecotoxicological study with aquatic oligochaetes revealed the possibility of the development for early warning system using aquatic oligochaetes to monitor aquatic ecosystem disturbance.
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.
아세트아닐리드는 의약품과 염료의 합성과정에서 중간체로서 공기와 폐수를 통하여 환경 중에 방출될 수 있다. 아세트아닐리드는 호기적 조건하에서 신속히 생분해되고 OH 래디컬의 존재하에 간접적으로 광분해된다. 생물농축계수는 4.5로 추정되므로 수생생물에서의 생물농축은 낮을 것으로 예상된다. 아세트아닐리드에 관한 생태독성학적 데이터 조사결과 4종 어류에 대한 급성독성치만 보고되어 있으며, EUSES시스템에 의하면 어류에서의 최저 PNEC 값(예상 무작용농도)은 0.01mg/l이고 표면수에서의 PEC값(예상 환경농도)은 지역수준에서 최악의 경우 9.1$\times$$10^{-5}$mg/l이다. 지역수준에서 표면수에 대한 아세트아닐리드의 RCR(위해성지수)은 9.1$\times$$10^{-3}$으로 추정되어 어류에 대한 안전성은 충분하다. 그러나 국지 수준에서의 RCR은 물과 침적물에서 각각 1.3과 1.6이므로 제조공장 주변에서는 생태독성 위험이 존재할 것으로 추정된다. 아세트아닐리드의 환경위해성 평가를 보다 정확하게 하기 위해서는 물벼룩과 조류에 대한 급성독성 자료가 보완되어야 할 것이며, 따라서 이에 대한 실험이 진행되어야 할 것으로 사료된다.
본 연구는 해양에서 1차 소비자 단계인 윤충류 Brachionus plicatilis와 저서성 요각류 Tigriopus japonicus의 초기생활사에 미치는 탈인슬래그와 제강슬래그 추출액의 생태 영향을 평가하기 위하여 해양생태독성평가를 실시하였다. 슬래그 추출액에 대한 스크린 테스트 결과, 추출액의 pH는 높은 알칼리성(pH 8.89-12.16)이었으며, 숙성 전과 후 추출액에 대한 독성 반응은 실험생물에 따라 뚜렷하게 구분되었다. 숙성 전 슬래그의 경우, pH 비제어 시료에 대한 B. plicatilis 신생개체의 반수치사농도는 제강슬래그(63.8 %)가 탈인슬래그(20.8 %)보다 높은 것으로 나타났으며, T. japonicus 유생의 반수치사농도는 탈인슬래그와 제강슬래그에서 각각 35.3 %와 36.0 %로 비슷하였다. 그러나 pH를 제어한 경우, 숙성 전과 후 추출한 시료에 대한 T. japonicus 유생의 독성은 B. plicatilis 신생개체와는 다르게 노출물질 특성에 따라 뚜렷하게 구분되었다. 결론적으로 숙성 후 슬래그는 상대적으로 안정된 상태를 유지할 수 있으며, pH 비제어 환경조건 하에서도 반복 추출을 통해 해양환경에 미치는 영향이 적은 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 슬래그와 같이 기계적으로 활성화 된 시료의 해양생태독성평가방법은 강우나 풍화로 인한 유해물질의 해양 유입을 차단할 수 있는 아이디어를 제공할 수 있을 것이다.
통증경감을 위하여 광범위하게 사용되는 acetoaminophen은 치통, 두통에 주로 사용되는 의약물질이다. 의약품의 환경오염과 관련하여 수자원에 유입되는 acetaminophen의 경안천 오염정도를 파악하고 생태 위해성을 평가하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 한강 수계이며 용인시와 광주시를 거쳐 팔당호로 흘러 들어가는 경안천(해실교, 수포교, 왕산교, 경안교, 지월교, 광동교, 팔당호)내 acetaminophen 잔류 농도와 분포를 조사하였다. 또한 Daphnia magna를 대상으로 48시간 급성독성평가를 실시하여 위해도를 평가하였다. 잔류의약품 검출을 위해 SPE 추출법을 선택 하였으며, liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS)를 이용하여 분석하였다. 경안천 내에서 acetaminophen 0.439 mg/l이 검출되었다. 독성평가를 실시한 결과, 48시간 $LC_{50}$은 16.9 mg/l로 나타났다. 경안천의 acetamionophen 농도와 독성평가를 바탕으로 위해성 평가를 실시한 결과 위해성은 1 이하였다 하지만 국내에 의약품 발달과 함께 사용이 계속적으로 늘어나는 추세이고, 잔류의약품에 대한 대책이 마련되어있지 않은 이상 수환경은 의약품에 노출될 것이다. 그러므로 잔류의약품이 생태계에 악영향을 미치지 않도록 구체적인 방안이 강구되어야 할 것으로 사료된다.
In this study, three different sizes of cerium oxide ($CeO_2$) nanoparticles were synthesized and exposed to Caenorhabditis elegans to investigate the potential harmful effect of $CeO_2$ nanoparticles on the environment. The effects of the $CeO_2$ nanoparticles on C. elegans were assessed at multiple levels, such as with respect to stress response gene expression, growth, reproduction and mortality. Moreover, to test the ecotoxicological relevance of $CeO_2$-induced gene expression. The overall results suggest that $CeO_2$ nanoparticles may provoke ecotoxicity in C. elegans especially with respect to gene expression, reproduction and survival, which can comprise an important contribution to knowledge on the ecotoxicity of $CeO_2$ nanoparticles, about which little data are available. This is particularly valuable in the biomarker research on ecotoxicology, as ecological relevance is a crucial criterion for the applicability of the biomarker in field biomonitoring and ecological risk assessment.
Kim, Tae Won;Kim, Keun-Yong;Shon, Myung-Baek;Kim, Young-Soo;Lee, Ji Hyun;Moon, Chang Ho;Son, Min Ho
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권8호
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pp.1010-1020
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2014
Ballast water effluent treated by an electrolytic method contains reactive chlorine species and disinfection by-products (DBPs). In this study, we conducted whole effluent toxicity (WET) testing and ecological risk assessment (ERA) to investigate its ecotoxicological effects on marine environment. WET testing was carried out for three marine pelagic organisms, i.e., diatom Skeletonema costatum, rotifer Brachionus plicatilis and fish Paralichthys olivaceus. The biological toxicity test revealed that S. costatum was the only organism that showed apparent toxicity to the effluent; it showed no observed effect concentration (NOEC), lowest observable effect concentration (LOEC) and effect concentration of 50% (EC50) values of 12.5%, 25.0% and 83.3%, respectively, at brackish water condition. In contrast, it showed insignificant toxicity at seawater condition. B. plicatilis and P. olivaceus also showed no toxicities to the effluent at the both salinity conditions. Meanwhile, chemical analysis revealed that the ballast water effluent contained total residual oxidants (TROs) below $0.03{\mu}g/L$ and a total of 20 DBPs including bromate, volatile halogenated organic compounds (VOCs), halogenated acetonitriles (HANs), halogenated acetic acids (HAAs) and chloropicrin. Based on ERA, the 20 DBPs were not considered to have persistency, bioaccumulation and toxicity (PBT) properties. Except monobromoacetic acid, the ratio of predicted environmental concentration (PEC) to predicted no effect concentration (PNEC) of the other 19 DBPs did not exceed 1. Thus, our results of WET testing and ERA indicated that the ballast water effluent treated by electrolysis and subsequently neutralization was considered to have no adverse impacts on marine environment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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