This study was carried out to determine bioaccumulation levels of total mercury on various fish tissues in two streams (Banseok and Hasin Stream) and one lake (Yeongsan Lake) during April-May 2007. We also determined natural background levels of total mercury bioaccumulation to evaluate relative individual impacts of fish and compared the levels with reference sites as a preliminary study to evaluate heavy metal stressor using fish. For the study, we collected fishes in the sampling sites and analyzed the concentrations of total mercury in the liver, kidney, gill, vertebral column, and muscle tissues using Direct Mercury Analyzer (DMA-80, US EPA Method 7473). The levels varied depending on the types of waterbody and tissues used. Concentrations of total mercury ranged between 5.1${\mu}g$$kg^{-1}$ and 108.6 ${\mu}g$$kg^{-1}$ in the streams and between 5.3${\mu}g$$kg^{-1}$ and 87.3 ${\mu}g$$kg^{-1}$ in the reservoir, and the values were highest in the muscle tissues. Levels of natural background levels of total mercury, even though the sampling number was few, averaged 23.6 ${\mu}g$$kg^{-1}$ in the study sites. The individual and mean values in each system was not so high in terms of US EPA criteria of fish health and human health, indicating that the impact was minor in the study site. Further studies should be done for the determination of mercury levels in the systems.
To protect human health and manage increasing hazardous chemicals in stream area, it is necessary to expand water quality hazardous items based on risk assessment with proper monitoring data. Also, it is essential to set up the suitable monitoring frequency to produce reliable exposure data to derive water quality guidelines. However, there has been no harmonized monitoring frequency for risk assessment in both domestic and international monitoring systems. In addition, the monitoring frequency for risk assessment has been selected as 'Research needs' in the International Conference on Deriving Environmental Quality Standards for the Protection of Aquatic Ecosystems (EQSPAE) of 2011. In this study, Cases of UNEP/WHO, EU, European countries, USEPA, ANZECC/ARMCANZ, CCME, Japan, and Korea were analyzed to propose the monitoring frequency for risk assessment. Monitoring frequencies depending on environmental conditions, monitoring object, measurement parameters, and monitoring duration were extensively collected. We observed that a monthly monitoring has been applied at most of organizations including EU, USEPA, and UNEP/WHO. In this study, monitoring frequency of minimum 6 times during 3 years were proposed to conduct the risk assessment based on the current domestic status. However, it is necessary to make agreements among interested parties, and perform additional studies about optimal monitoring frequency to protect the aquatic ecosystem and human health in Korean rivers and streams.
In many fish species, including Nile tilapia (Oreochromis niloticus), gonadal development occurs at the expense of stored energy and nutrients. Therefore, reproductive systems are inhibited by limited food supply. It has been well established that reproductive function is highly sensitive to both metabolic status and energy balance. Nothing is known about the possible mediated connection between energy balance and reproduction. Kisspeptin, a neuropeptide product of the Kiss gene has emerged as an essential gatekeeper of reproduction and may be possibly be linked to energy balance and reproduction in non-mammalians. Thus, in this study, the effect of fasting (10 days) on the expression of kisspeptin and the gonadotropin-releasing hormone (GnRH) gene were assessed in Nile tilapia (male and female) using qRT-PCR. In addition, plasma levels of estradiol-$17{\beta}$ ($E_2$) and 11-ketotestosterone (11-KT) in adult tilapia were measured by ELISA. In male tilapia, fasting reduced Kiss2 and GnRH I mRNA expression in the brain and 11-KT level in comparison with the fed tilapia (p < 0.05). In females, however, there were no significant differences in GnRH I mRNA expression and $E_2$ between fish subjected to fasting and those fed (p > 0.05). These data indicate the impact of nutritional states on kisspeptin as a potential regulatory mechanism for the control of reproduction in male Nile tilapia.
담수생태계에서 어류기생충의 종류와 감염경로는 다양하고, 중형 또는 고등동물을 숙주로 하여 생활환을 이어가기 때문에 매우 복잡하다. 그중에서 어류의 복강에 기생하는 충류를 대상으로 수행되었다. 본 연구는 2007년 2월부터 10월까지 섬강에서 생긴 피라미의 기생충에 관한 민원을 해결하고자 생태계의 감염특성을 조사하였다. 섬강에서 복강기생충이 관찰된 시기에 감천, 대포천, 양산천 및 율하천도 동일하게 조사하였다. 저서성대형무척추동물은 수서곤충류와 패류가 각각 90.4%, 7.7%로써 주종을 이루었다. 수서곤충류는 하루살이류 (46.8%)와 날도래류 (29.8%)가 대부분을 차지하였고, 패류는 복족류였다. 어류는 잉어과와 피라미 (Zacco platypus)가 각각 85.7%, 48.8%로써 가장 풍부하였다. 물새 조류는 흰뺨검둥오리 (Anas poecilorhyncha)와 쇠백로 (Egretta garzetta)가 높은 밀도로 우점하였다. 어류기생충은 복강에 주로 기생하는 편형동물문 조충류 Ligula intestinalis로써 분류 동정되었다. 10월에 섬강과 양산천에서 우점 서식한 피라미로부터 각각 1개체, 15개체 관찰되었다. 복강기생충의 감염률은 1.4~15.8% 범위였다. 수서생태계의 조사결과로부터 기생충-숙주 관계의 감염 생활사를 고찰하였다. 본 연구결과는 국내의 육수학적 관점에서 복강기생충의 생태를 이해하는 데 유용한 기초자료로써 활용되기를 기대한다.
인간의 인위적 활동으로 인해 발생하는 중금속 중 카드뮴(Cd)과 아연(Zn)은 다양한 경로를 통해 하천으로 유입되어 서식생물에게 유해 영향을 준다. 본 연구에서는 도심 하천에서 우점하는 장수깔따구 (Chironomus plumosus)를 이용하여 Cd와 Zn 노출에 따른 생태독성학적 반응을 연구하였다. 생활사를 고려하여, 생존율, 성장율, 우화율, 성비와 하순기절 기형을 관찰하였다. 장수깔따구 생존율은 Cd와 Zn 노출에 따라 시간, 농도의존적인 경향을 나타냈다. 성장율은 Cd 노출 후 Day 4와 Day 7, 농도의존적인 감소를 보였으며, 고농도인 $50mg\;L^{-1}$에서 대조군에 비해 급격한 감소를 나타냈다. 또한, 우화율은 10, $50mg\;L^{-1}$ Cd에서 대조군에 비해 감소함을 관찰하였다. 성비 변화는 $100mg\;L^{-1}$ Zn에서 암컷의 비율이 증가였으나 농도가 높아짐에 따라 수컷의 비율이 높아짐을 보이며 성비불균형이 관찰되었다. 게다가, 장수깔따구의 하순기절에서는 대조군에 비해 Cd와 Zn 노출된 장수깔따구에서 기형이 관찰되었다. 이와 같은 결과는 수생태계로 유입되는 중금속이 하천의 하상저층에 서식하는 저서무척추동물에게 유해한 영향을 주며, 중금속 노출에 따른 생물학적 분석을 위한 현장 지표종으로서의 가능성을 보여주었다.
The acute and chronic toxicity of ambient and effluent water discharged to Lake Shihwa were investigated by using Vibrio fischeri, Daphnia magna and Oryzias latipes. Physicochemical characteristics including biochemical oxygen demand (BOD) and nine heavy metals in a total of 15 water samples were evaluated and were satisfied with relevant Korean Water Quality Standards (KWQS) except for Hg in one sample. Acute toxicity was observed in five samples collected from three sampling locations. When impacts on reproduction and growth after chronic exposure were evaluated with D. magna, all the samples showed significant chronic effects. Reproduction appeared relatively more sensitive endpoint. In 21 days chronic tests on O. latipes, survival, mean egg number per female per day, hatching success rate and time to hatch were affected by increasing sample concentration. The organ-level changes such as gonadosomatic index (GSI), and hepatosomatic index (HSI), and molecular biomarker of vitellogenin (Vtg) induction that evaluated with O. latipes increased as exposure concentrations increased. It is noteworthy that the samples that did not exceed the KWQS resulted in acute and chronic toxicities. The results suggested that numeric criteria based on physicochemical parameters may not be protective of aquatic ecosystem. Acute and chronic toxicity tests with organisms representing different trophic groups should be supplemented in order to provide adequate level of environmental protection.
Purpose: High concentrations of nitrogen exist in food wastewater, and when nitrogen is not properly treated and discharged, it can cause eutrophication in the aquatic ecosystem. Research design, data and methodology: In order to remove nitrogen using sodium hypochlorite, the BNCR tank was designed and installed in the step behind the biological treatment tank, and the data of pH, TOC, and T-N were collected after about a month of demonstration. Results: As a result of operating the BNCR tank, total nitrogen decreased by about 83% on average. The total nitrogen in the second sedimentation tank before going through the BNCR tank must be removed and finally discharged after nitrogen is removed above the legal standard of 60 mg/L. Conclusions: If BNCR tank is added to the process currently applied to nitrogen removal and operated, ammonia nitrogen can be removed more efficiently. However, the disadvantage is that nitric acid nitrogen and nitric acid nitrogen cannot be removed. If these disadvantages are supplemented and optimized in the future, it will be helpful for workplaces that are having difficulty removing nitrogen.
2017년 5월부터 9월까지 제천시에 위치한 2개의 저수지인 의림지(Ur)와 솔방죽(Sr)을 대상으로 어류상 조사 및 호수생태건강성평가를 실시하였다. 조사기간 동안 채집된 어류는 7과 16속 21종이 출현하였다. 그 중 잉어과 어류가 11종(52.4%), 318개체(46.2%)가 출현하여 우점하는 것으로 나타났고, 검정우럭과(2종, 264개체, 38.4%)가 아우점하는 것으로 나타났다. 전체 출현종 중 참몰개(RA 22.7%, 156개체)가 우점종으로 나타났으며, 아우점종은 파랑볼우럭(19.5%, 134개체), 큰입배스(18.9%, 130개체)로 외래종이 차지하는 것으로 나타났다. 화학적산소요구량(COD), 총인(TP)과 엽록소-a(CHL)를 이용한 부영양화지수($TSI_{KO}$) 분석결과, 두 저수지는 중영양상태를 보이는 것으로 분석되었다. 두 저수지의 수환경영향평가를 위해 LEHA(Lentic Ecosystem Health Assessment) 다변수 모델을 적용하였고, 생태 건강도 모델 값을 산정하였다. 생태건강성평가 결과, 내성종이 각각 56.8%(Ur), 98.3%(Sr)로 나타났으며, 잡식종이 43.9%(Ur), 65.6%(Sr)로 나타나 섭식구조의 단순화로 인하여 내성종과 잡식종의 우점현상을 보였으며, 특히 큰입배스의 상대풍부도가 16.3%(Ur), 31.1%(Sr)로 나타나 생태계가 교란되어 생태건강성이 크게 악화된 것으로 나타났다. 상기 LEHA 다변수 모델을 이용한 의림지(Ur)와 솔방죽(Sr)의 생태건강성 지수 값은 각각 22(의림지), 12(솔방죽)으로서 환경부(2014)의 등급에 의거하였을 때 "악화상태(의림지)", "최악상태(솔방죽)"인 것으로 평가되었다.
Bentic macroinvertebrate and fish fauna were investigated from September 2008 to October 2009 in the middle reach of the Suyoung river in Busan. During the survey period benthic macroinvertebrates were collected total 35 species at the three sites (Hanmul-gyo, Dongcheon-gyo, Seokdae Jct.) of Suyoung river. At that sites, species diversity index was 1.9, 1.5, 1.6, dominance index was 0.75, 0.81, 0.86 and Korean Saprobic Index (KSI) was 1.8(B), 4.4(D), 4.4(D) on average, respectively. Dominant species was Caenis Kua, Chironomidae sp., at Hanmul-gyo site and Limnodrilus gotoi, Chironomidae sp., at Dongcheon-gyo and Seokdae Jct. sites. Fish fauna was also investigated at the two sites (Hanmul-gyo and Seokdae Jct.) of Suyoung river. Total caught fishes were 10 species 32 individuals in the first survey and 6 species 26 individuals in the second survey. Dominant species was Carassius auratus in the both surveys. Index of Biological Integrity (IBI) value was C grade at the Hanmul-gyo and D grade at the Seokdae Jct.
본 연구에서는 사람의 건강 보호를 위한 수질환경기준 항목 확대를 위해 20개 수질유해화학물질을 대상으로 US EPA의 발암 비발암 영향 수식을 국내 실정에 맞게 수정 및 보완하여 인체 위해성 평가를 수행하였다. 또한 인체 위해성 평가를 기반으로 선정된 우선순위 물질에 대해 기술적 경제적 영향 분석을 통해 행정적 목표로서의 적용 타당성을 판별하였다. 그리하여 20개 우선순위 물질 중 diethylhexylphthalate가 위해 우려가 가장 높은 물질로 평가되었고, 항목별 수질환경기준으로 활용 가능한 기준치(안)은 단계적 강화 측면에서 대체로 먹는물 기준 수준으로 제시되었다. 본 연구에서 활용된 인체 위해성 평가와 수질환경기준(안)제시 방안은 현 단계에서 적용 가능한 방법으로, 향후 보다 합리적인 기준 설정을 위해 수정 및 보완될 필요가 있다. 즉 담수어류 섭취량 자료 확보, 수질 모니터링 자료 축적, 먹는 물 기준 이하로의 수질환경기준치 설정 가능 기반 확립 등의 측면을 보강한다면 향후 국내 수질환경기준 항목 확대에 과학적 근거를 제시할 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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