• 한국환경보건학회지
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• 제45권2호
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• pp.192-202
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• 2019

Objectives: According to the central limit theorem, the samples in population might be considered to follow normal distribution if a large number of samples are available. Once we assume that toxicity dataset follow normal distribution, we can treat and process data statistically to calculate genus or species mean value with standard deviation. However, little is known and only limited studies are conducted to investigate whether toxicity dataset follows normal distribution or not. Therefore, the purpose of study is to evaluate the generally accepted normality hypothesis of aquatic toxicity dataset Methods: We selected the 8 chemicals, which consist of 4 organic and 4 inorganic chemical compounds considering data availability for the development of species sensitivity distribution. Toxicity data were collected at the US EPA ECOTOX Knowledgebase by simple search with target chemicals. Toxicity data were re-arranged to a proper format based on the endpoint and test duration, where we conducted normality test according to the Shapiro-Wilk test. Also we investigated the degree of normality by simple log transformation of toxicity data Results: Despite of the central limit theorem, only one large dataset (n>25) follow normal distribution out of 25 large dataset. By log transforming, more 7 large dataset show normality. As a result of normality test on small dataset (n<25), log transformation of toxicity value generally increases normality. Both organic and inorganic chemicals show normality growth for 26 species and 30 species, respectively. Those 56 species shows normality growth by log transformation in the taxonomic groups such as amphibian (1), crustacean (21), fish (22), insect (5), rotifer (2), and worm (5). In contrast, mollusca shows normality decrease at 1 species out of 23 that originally show normality. Conclusions: The normality of large toxicity dataset was not always satisfactory to the central limit theorem. Normality of those data could be improved through log transformation. Therefore, care should be taken when using toxicity data to induce, for example, mean value for risk assessment.

• 한국해양생명과학회지
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• 제7권2호
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• pp.145-153
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• 2022

수은은 생물 축적과 먹이사슬을 통한 생물 농축되며, 미량에서도 유해한 영향을 나타내기 때문에 해양 환경 내에서 중요한 문제가 되고 있다. 그러나 해양 소형 갑각류에 대한 수은의 생물 영향은 다른 금속에 비해 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis을 아치사 농도(0.2, 0.4, 0.8 ㎍/l)의 무기 수은(HgCl₂)에 48시간 노출시킨 후, 대사 관련 유전자의 발현 양상을 조사하였다. 해독효소 유전자 5종(cytochrome P450; cyp360A1, cyp361A1, cyp4AP3, cyp4C122, cyp370C5)과 소화효소 6종(alpha amylase (AMY), alpha amylase related protein (AMY-like), trypsin (TRYP), chymotrypsin-like protein (CHY), lipase (LIP), pancreatic lipase-related protein (PLRP))의 유전자 발현을 quantitative real time reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR)을 이용하여 분석하였다. Cyp 유전자의 경우 clan2에 속하는 cyp370C5와 clan4에 속하는 cyp4AP3 유전자의 발현이 농도 의존적으로 유의하게 증가하였다. 한편 소화효소 유전자 중에서는 단백질 소화와 관련 있는 TRYP 유전자의 발현이 농도 의존적으로 증가하였다. 이러한 결과는 cyp370C5와 cyp4AP3가 수은 독성을 해독하는 과정에서 중요한 역할을 담당할 것으로 보이며, 수은이 소화효소 유전자의 발현을 조절함으로써 에너지 대사에 영향을 미칠 수 있음을 제시한다. 본 연구는 해양 소형 갑각류에서 수은에 대한 분자 수준의 영향을 이해하는데 도움이 될 것이다.

• 생태와환경
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• 제54권4호
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• pp.265-271
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• 2021

갑각류 외골격은 키틴질로 이루어져 있고 외부자극에 보호와 지지를 위해 주요한 기능을 한다. 수환경은 물리적 변화뿐만 아니라 다양한 해양 오염에 끊임없이 영향을 받고 그 환경에 서식하는 생물은 생존을 위해 생물학적으로 반응한다. 본 연구에서는 이르가롤 독성노출이나 퇴적환경 중금속 분포에 따라 서식하는 칠게의 외골격 표면조도 분석을 통한 생태독성 종말점이 될 수 있음을 제시하였다. 칠게의 외골격 표면 조도는 이르가롤 노출에 대해 거칠기(Ra)도 감소하고 조도 변이(variation)도 줄어들었다. 또한 해양 연안 퇴적물 내 중금속(Cd, Pb, Hg) 분포에 따라 서식하는 칠게에서 표면 거칠기 및 변이가 변화하는 것을 확인하였다. 이러한 외골격 표면 거칠기의 변화는 외부환경 스트레스 요인에 따른 칠게의 생물학적인 반응 종말점(end-point)을 나타내며 나아가 외골격의 보호, 지지, 수송 등의 기능적 면에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 이러한 접근방법은 공학과 생물의 융합적 기술로 수환경 모니터링을 위한 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제15권4호
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• pp.166-175
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• 2010

한강 하구의 강화 갯벌 조간대에서 유영생물의 종조성을 파악하기 위히여 2009년 4월부터 12월까지 매월 1회 강화 석모수로 조간대에 설치된 건간망에 어획된 유영생물을 수집 분석하였다. 채집된 유영생물은 총 57종으로 그 중 어류가 34종으로 가장 많았고, 갑각류 20종, 두족류 2종 그리고 1종의 해파리가 출현하였다. 종조성은 봄과 가을에 다양한 종들이 출현하였으며, 양적으로는 가을에 많았다. 총 어획물중 꽃게 (Portunus trituberculatus)가 전체 개체수의 57.2%를 차지하여 가장 많았고, 다음으로 그라비새우(Palaemon gravieri) 7.1 %, 황강달이 (Collichthys lucidus) 7.0%, 무늬발게(Hemigrapsus sanguineus) 6.2%, 밀새우(Exopalaemon carinicauda) 4.7% 순으로 우점하였다. 우점종 중 가숭어(Chelon haematocheilus), 풀망둑(Synechogobius hasta), 웅어 (Coilia nasus), 그라비새우, 밀새우 등은 기수성 주거종이었으며, 꽃게, 황강달이, 숭어 (Mugil cephalus), 참서대(Cynoglossus joyneri) 등은 하구를 보육 및 성육장으로 이용하는 연안 회유종이었다. 그 외 양적으로는 적지만 황복(Takifugu obscurus), 참게(Eriocheir sinensis), 뱀장어 (Anguilla japonica) 등의 왕복 회유종과 붕어(Carassius auratus) 등의 담수종도 출현하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권4호
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• pp.270-282
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• 2012

본 연구는 바지락 치패발생장 조성을 위한 모래살포가 저서동물군집에 미치는 영향을 파악하기 위해 수행되었으며, 모래살포 전 후 저서동물군집과 퇴적환경의 시.공간 변화에 초점을 맞춰 조사를 실시하였다. 모래살포 작업은 2010년 7월에 태안군 고남면 모래톱 갯벌에서 이루어졌으며, 현장조사는 모래살포구역(실험구)과 비살포구역(대조구)에 각각 3개 정점을 선정하고 2010년 6월부터 2011년 10월까지 총 10회에 걸쳐 진행하였다. 모래살포 후 실험구의 표층퇴적물은 극조립사로 변했으나 약 4개월 후부터 계절적인 세립화가 진행되어 약 8 개월 후 모래살포 이전과 동일한 극세립사로 되돌아갔다. 모래살포 직후 실험구 저서동물군집의 출현종수 및 개체밀도는 일시적으로 감소하였으며, 주로 Apocorophium acutum, Photis sp. 등의 갑각류에서 피해가 컸다. 그러나 감소된 출현종수와 개체밀도는 기존종의 회복과 주변 서식종의 재점유 과정을 통해 점차 증가하였으며, 출현종수는 모래살포 후 약 3개월 뒤에, 개체밀도는 약 4개월 뒤에 본래의 수준을 회복하였다. 저서동물군집의 우점종은 모래살포 전에 A. acutum, Photis sp. 등이었으나, 모래살포 직후 Heteromastus filiformis, Macrophthalmus japonicus 등을 거쳐, 가을 이후 Musculista senhousia, Ruditapes philippinarum, Mediomastus californiensis 등으로 변해갔다. 모래살포 후 일정시간이 경과하면서 표층퇴적물의 특성과 생태지수는 모래살포 전과 유사한 수준을 회복하였으나 군집의 구조는 지속적인 종조성 변화로 인해 연구 후반까지도 모래살포 전의 구조를 회복하지 못하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권4호
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• pp.180-195
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• 2011

1994년 신지도 해양생태계에서 관측된 자료를 이용 Ecopath 영양흐름 모델을 구축하였다. 모델은 생체량과 먹이 조성 자료를 이용하여 우점종의 개체군 역학, 주요 영양흐름의 경로, 생태적 특성을 해석하여 다른 해양 생태계와 비교하였다. 계를 구성하는 그룹은 17개로서 해조류, 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 복족류, 다모류, 이매패류, 극피동물, 갑각류, 두족류, 망둑어, 양태, 홍어, 보구치, 베도라치, 장어, 가자미 및 유기쇄설물을 포함한다. 실험결과 영양단계는 일차생산자와 유기쇄설물로부터 최고 소비자인 가자미 그룹에 이르기까지 1.0~4.0의 범위를 보였다. 계의 총생체량(B)은 0.1 $kgWW/m^2$, 총순일차생산량(PP)과 총통과흐름(TST)은 각기 1.6, 3.4 $kgWW/m^2/yr$이며, TST는 총소비 7%, 총이출 43%, 총호흡(TR) 4%, 총유기쇄설물전환 46%의 합으로 구성된다. PP/TR은 0.012, PP/B는 0.015, 잡식지수는 0.12, 핀순환지수는 0.7%, 평균경로거리는 2.15, 지배용량(A)과 발전용량(C)은 각기 4.1과 8.2 $kgWW/m^2/yr$ bits이며, 상대지배용량(A/C)은 51%를 보였다. 특히 본 연구는 영양상호영향 해석에서 간접적인 경로를 통한 영향을 4가지 형태로 구분하여 기술하였다. 총통과흐름 기운데 총이출이 높은 것은 계가 반폐쇄된 만과 다르게 물질 교환이 크다는 의미이며, 연구해역이 신지도, 조약도, 생일도로 둘러싸인 수로를 통해 강한 조류가 미치는 지역임을 보아 쉽게 알 수 있다. 생태계 이론 및 순환지수 가운데 총생체량, 총통과흐름, PP/TR, 핀순환지수, 평균경로 거리, 잡식지수는 비교적 낮게 산출되었는데, 이는 오덤의 이론에 따라 계가 충분히 성숙하지 못한 근거로 해석되었고, 정보지수인 상대지배용량이 크게 산출된 것은 계가 최대로 발전할 수 있는 용량이 작다는 것으로 해석되었다. 이상의 결과로 보아 연구해역은 영양물질의 외부 유출이 커 계가 발전할 수 있는 가능성은 한정되고 현재 발전하고 있는 단계인 것으로 판단되었다. 본 연구는 신지도 해양생태계의 영양흐름 구조와 생태계 특성을 해석한 시험연구로서 향후 생태계의 변화를 비교하거나 관리에 유용할 것으로 판단된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권3호
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• pp.336-341
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• 2005

본 연구에서는 납을 경구투여 (20㎎/day)하고 3% 또는 5% 키토산 식이를 8주간 섭취하였을 때 혈액과 조직 (간, 신장 대퇴골)에서의 납 함량과 무기질 (철, 아연, 칼슘) 함량을 조사하였다 첫째 실험동물의 체중증가량, 식이섭취량과 식이 효율은 모든 실험 군간에 유의적 인 차이를 보이지 않았다. 둘째 혈액의 납 농도는 키토산을 섭취한 군이 섭취하지 않은 군에 비해서 감소하였다(p＆lt;0.01). 혈액의 철과 아연은 Pb-C5군(납 20m/day 투여 ,5% 키토산 식이군)에서 정상 대조군(N군)에 비해 감소하였으나 3%키토산 식이군에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다(p＆lt;0.05). 혈액의 칼슘농도는 납을 투여 한 군이 납을 투여하지 않은 군에 비해서 감소하였다(p＆lt;0.05). 셋째간의 납 농도는 키토산 섭취 수준에 따른 영향이 없었다. 간의 아연과 칼슘 농도는 Pb-C5군(납 20 m/day 투여, 5% 키토산 식이군)에서 정상 대조군(N군)에 비해 감소하였으나 3% 키토산 식이군에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다(p＆lt;0.05).넷째 신장의 아연 농도는Pb-C5군(납 20㎎/day 투여, 5% 키토산 식이군)에서 가장 낮았으나 철과 칼슘은 군간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 다섯째 대퇴골의 납 함량은 키토산을 섭취한 군이 섭취하지 않은 군에 비해서 감소하였으며 대퇴골의 파단력은 정상 대조군(N군)에 비해서 납 투여군에서 감소하였다 대퇴골의 칼슘은 납 투여에 의해서 감소하였으나 키토산 섭취 수준에 따라서는 영향을 받지 않았다. 결론적으로 본 연구에서는 납 투여에 의해서 증가된 혈액과 조직(간, 신장, 대퇴골)의 납 함량이 키토산 섭취에 따라서 감소하는 경향을 보였으며 특히 혈액은 유의적인 감소효과를 나타내어 키토산이 중금속의 흡수를 방해함을 알 수 있었다. 또한 납 투여에 따라 무기질의 수준도 다소 감소하는 경향을 보였는데 키토산에 의해서도 역시 감소하는 경향을 나타냈다. 특히 5%키토산 식 이 군에서 는 정 상 대조군(N군)보다 유의적인 감소를 나타냈으나 3% 키토산 식이군에서는 유의적인 차이를 보이지 않은 것으로 볼 때 키토산의 수준에 따라 무기질에 미치는 영향이 다르게 평가되었다 그러므로 키토산의 섭취 시 적절한 키토산의 수준과 무기질의 영양상태를 충분히 고려해야 할 것으로 사료된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.153-165
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• 2014

이산화탄소 포집 및 저장기술(CCS: Carbon dioxide Capture and Storage)은 이산화탄소($CO_2$: Carbon dioxide)를 저감하여 기후변화에 대응하는 방법의 하나로 인식되고 있다. 국내에서는 해양지중저장을 통해 $CO_2$의 영구적인 격리를 목표로 연구를 진행하고 있다. 하지만, 이론적으로 안전한 해저 지층구조에 이산화탄소를 저장한다하더라도 CCS 사업과정 또는 중장기적인 지질학적 구조 변형으로 인해 저장된 $CO_2$가 해양환경으로 누출 될 가능성이 존재하기 때문에 CCS 사업 추진과정에서 환경 및 생태계 안전에 대하여 많은 관심을 기울여야한다. 만약에 $CO_2$의 누출이 발생할 경우 일차적으로 해수 및 해양퇴적물 내 공극수의 pH를 낮추게 될 것이며, 이로 인해 해양 생물은 부정적인 영향을 받을 수 있다. 따라서 해양생태계를 보호하고 안전한 해양지중저장을 위해서는 이산화탄소에 노출된 해양생물의 영향 정도를 파악하고, 정량적인 생태위해성평가를 통해 합리적인 생태영향기준을 마련하는 것이 CCS 기술의 실용화를 위해서 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 이러한 배경하에서 본 연구에서는 누출된 $CO_2$로부터 해양생태계 보호를 위한 생태영향기준 마련을 위해 $CO_2$ 노출에 따른 생물영향 자료를 기반으로 종민감도분포(SSD: Species Sensitivity Distribution)를 이용해 해양생물보호를 위한 pH 변화수준(${\delta}pH$)을 추정하여 정량적 생태위해성평가 기반의 잠정기준을 도출하였다. 정량적 생태위해성평가를 위한 생물영향자료는 미생물, 갑각류, 극피동물, 연체동물, 환형동물, 어류 등 다양한 해양생물에 대한 $CO_2$ 노출영향 평가연구자료를 비교 분석하여 확보하였다. 해양생물에 대한 $CO_2$ 노출영향 pH 범위는 6.61~8.22 이었으며, 수집된 자료로부터 무영향관찰농도(NOEC: No Observed Effect Concentrations)를 추정하고 종민감도분포를 이용하여 상위 95%의 생물종을 보호할 수 있는 ${\delta}pH$ 0.137을 추정하였다. 추정된 ${\delta}pH$는 불확실성을 고려하여 평가계수(assessment factor)를 이용하여 보정하거나, 보정없이 생태영향기준(pH 변화수준)으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 다만 본 연구에 활용된 생물영향자료가 국내 서식생물 또는 $CO_2$ 저장후보지의 지역 특이적인 생물에 대한 자료가 충분하지 않아 명확한 안전수준으로 활용되기에는 제한될 수 있을 것으로 판단된다. 추후 생물영양단계 및 지역특이적으로 서식하는 생물에 대한 충분한 생물영향자료의 보강을 통해 이러한 단점을 보완할 수 있을 것으로 기대한다.

• 생태와환경
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• 제49권4호
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• pp.279-288
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• 2016

탄소와 질소 안정동위원소비를 이용한 먹이망 구조 해석 기법은 수생태계 연구에서 폭 넓게 활용되고 있으며, 먹이원의 정량적 기여율을 분석하는 믹싱모델에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 Bayesian 모델을 이용한 믹싱모델의 적용이 가능한 통계 패키지(R, SIAR package)의 사용방법을 제시하고, 사용 예로 저수지 및 메소코즘 배양조에서의 동물플랑크톤과 먹이원의 탄소, 질소 안정동위원소비를 이용한 섭식 성향 분석 방법 및 결과를 제시하였다. 분석 결과, 국내 저수지 및 대형하천 등에서 주로 우점하는 Daphnia galeata는 소형의 POM (<$50{\mu}m$)을 주로 섭식하는 것으로 나타나, 부영양화된 환경에서 녹조 발생시 먹이로의 활용이 용이하지 않은 것으로 나타났다. 논 생태계 등에서 빈번히 출현하는 패충류의 경우 D. galeata와 유사한 섭식 성향을 나타내었다. 반면 습지 등에서 주로 출현하는 Simocephalus vetulus의 경우, 부착성 POM이 아닌 부유성 POM을 주로 섭식하며 Microcystis를 포함하는 대형의 POM (>$50{\mu}m$)을 섭식하는 것으로 분석되었다.

• 한국어병학회지
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• 제34권1호
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• pp.71-80
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• 2021

세팔로스포린계열의 반합성 항생제인 세팔렉신은 법적 허가를 받은 여러 나라의 양식장에서 사용되어 왔다. 따라서 이 항생제는 갑각류 중 흰다리새우와 같은 어류를 제외한 다른 수생 생물 종에서 광범위하게 사용할 수 있다. 본 연구는 흰다리새우에서 세팔렉신의 잔류기간 설정을 위해 잔류분석법을 개발하였고, 이를 바탕으로 잔류실험을 수행하였다. 분석법 개발을 위하여 이미 존재하고 있는 여러 식용동물 조직에서의 분석법을 바탕으로 반복 시도하여 고성능 액체 크로마토그래피와 질량분석기(high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry, HPLC-MS/MS)를 이용한 분석법을 개발하였다. 그 결과, 0.1 mg/kg의 농도에서 회수율이 81.79%, C.V.값은 8.2%로 Codex guideline에서 권장하는 회수율 및 C.V.에 충족하는 결과를 나타내었다. 개발한 분석법의 적정성을 검증 후, 흰다리새우에 세팔렉신을 경구투여 한 뒤 잔류량을 분석하여 흰다리새우 조직에서의 적용 가능성을 확인하였다. 그 결과, 투여 종료 3일 후에 대부분의 근육 시료에서 정량한계(0.05 mg/kg)이하로 검출되었고, 투여 종료 14일 후에 대부분의 간췌장 시료에서 정량한계 이하로 검출되었다. 특히 본 연구에서 개발한 분석법에서 설정된 정량한계(0.05 ppm)는 어류에서 법적으로 설정된 잔류허용 기준 0.2 mg/kg에 대해 충분한 감도를 나타낸다.