• 해양환경안전학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.203-214
• /
• 2018

이염화이소시아뉼산나트륨(NaDCC) 주입 선박평형수처리설비(BWMS, ballast water treatment system)에 의해 처리된 배출수 내에는 브롬 및 염소계열의 활성물질과 소독부산물질(DBPs, disinfection by-products)들이 포함되어 있다. 본 연구에서는 NaDCC로 처리된 선박평형수가 해양환경에 미치는 생태위해성을 파악하기 위하여 생태독성시험(WET test, whole effluent toxicity test)과 생태위해성평가(ERA, ecological risk assessment)를 수행하였다. 배출수독성 시험종은 규조류(Skeletonema costatum, Navicula pelliculosa), 녹조류(Dunaliella tertiolecta, Pseudokirchneriella subcapitata), 로티퍼(Brachionus plicatilis, Brachionus calyciflorus) 및 어류(Cyprinodon variegatus, Pimephales promelas)로 8개의 해양 및 담수종을 이용하였다. 생태독성시험결과, 규조류 및 녹조류를 이용한 성장저해시험에서만 명확한 독성영향이 나타났으며 해수의 시험 조건에서 무영향농도(NOEC, no observed effect concentration), 최저영향농도(LOEC, lowest observable effect concentration) 및 반수영향농도(EC50, effect concentration of 50 %)는 각각 25.0 %, 50.0 % 및 > 100.0 %로 가장 민감한 영향을 나타냈다. 하지만 로티퍼 및 어류를 이용한 독성시험의 경우 모든 염분 구간에서 독성영향이 나타나지 않았다. 한편, 배출수에 대한 화학물질분석결과, bromate, isocyanuric acid, formaldehyde, chloropicrin과 trihalomethanes (THMs), halogenated acetonitriles (HANs), halogenated acetic acid (HAAs) 등 총 25개의 소독부산물질들이 검출되었다. ERA결과, 25개의 소독부산물질들 중, 지속성(P), 생물축척성(B) 및 생물독성(T)의 특성을 모두 보이는 물질은 없었다. 예측환경농도(PEC, predicted environmental concentration) / 예측무영향농도(PNEC, predicted no effect concentration) 비율은 일반적인 항구 환경에서는 모든 물질이 1.0을 초과하지 않았지만 선박 최 인접지역의 경우 Isocyanuric acid, Tribromomethane, Chloropicrin 및 Monochloroacetic acid가 1.0을 초과하여 위해성이 있을 것으로 나타났다. 하지만 실제 배출수를 이용한 생태독성시험결과의 NOEC (25.0 %)를 적용한 결과 NaDCC로 처리된 선박평형수가 해양에 배출되었을 때 선박 최 인접지역을 포함한 일반적인 항구 환경에 수용 불가한 생태위해성을 가지지 않는 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.514-522
• /
• 2020

해양생태독성시험의 국제표준시험종 중 생산자에 속하는 대표적인 Skeletonema sp.와 Dunaliella tertiolecta의 생태독성학적 차이점을 알아보기 위해 각 표준시험법(규격)을 비교하였고 환경에 대한 종 적합성과 다양한 시험물질에 대한 민감도를 비교 분석하였다. 그 결과, 시험법의 경우 대부분 동일하였으나 시험 유효성의 기준에서 pH 변화 제한과 초기접종밀도에서 차이가 나타났으며 이는 D. tertiolecta의 낮은 성장률에 기인된 것으로 추정된다. 적합성에서는 두 종 모두 규격에서 요구하는 유효성의 기준을 연속 만족하여 시험수행의 일관성을 보였고 시험한계 염분범위는 Skeletonema sp.와 D. tertiolecta 각각 20 및 10 psu로 나타났다. 마지막으로 민감도의 경우, 시험규격에서 제시하는 참조물질, 실제 오염 배출수(선박평형수) 및 기타 다양한 화학물질에서 모두 Skeletonema sp.가 D. tertiolecta에 비해 독성 민감도가 상대적으로 높음을 확인하였으며 이는 해양생태독성시험 수행에 있어 생산자를 이용한 시험의 경우 최소 2종 이상의 다른 분류군의 미세조류를 이용하는 것이 시험결과의 신뢰성과 객관성을 높일 수 있는 방법임을 시사한다.

• 한국환경보건학회지
• /
• 제39권4호
• /
• pp.369-375
• /
• 2013

Objectives: This study was conducted to identify factors determining the toxicity of manufactured silver nano-particles (AgNPs) on aquatic organisms. Methods: For this purpose, we prepared several AgNPs with varied characteristics, including hydrodynamic size (nano-$^{ABC}Ag^{Cit}\;vs$-sized-$^{ABC}Ag^{Cit}$), impurities ($^{ABC}Ag$ stock vs $^{ABC}Ag$), and citrate capping ($^{ABC}Ag^{Cit}$), using a commercially available manufactured AgNP ($^{ABC}Ag$ stock). Acute tests were conducted using larval zebrafish (Danio rerioI). In addition, in order to determine the ecotoxicological potentials of various capping agents, toxicity tests were conducted with microbes, waterfleas, and fish for eight different capping agents that are used for NPs. Results: The toxicity of AgNPs in terms of 96 h fish $LC_{50}$ increased in the following order: $^{ABC}Ag$ stock < $^{ABC}Ag=^{ABC}Ag^{Cit}=nano-^{ABC}Ag^{Cit}$ < ${\mu}$-sized-$^{ABC}Ag^{Cit}$ < $AgNO_3$. After removing impurities by dialysis, 96 h $LC_{50}$ value decreased significantly from $126.6{\mu}g/L$ (95% confidence intervals [CI]: 107.0-146.2) ($^{ABC}Ag$ stock) to $78.6{\mu}g/L$ (CI: 72.7-84.8) ($^{ABC}Ag$). For ${\mu}$-sized-$^{ABC}Ag^{Cit}$ (ranging between 3.9 and 40.6 nm) and $^{ABC}Ag^{Cit}$ (40.6 nm and $9.1{\mu}m$), the 96 h $LC_{50}$ of the former ($43.9{\mu}g/L$, CI: 36.0-51.7) was approximately two-fold lower than that of the latter ($87.0{\mu}g/L$, CI: 73.5-100.3). Conclusions: In this study, we found that for acute lethality, the contribution of impurities and particle size was significant, but that of citrate was negligible.

• 한국환경농학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.50-60
• /
• 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.

• 환경생물
• /
• 제35권4호
• /
• pp.662-669
• /
• 2017

본 연구는 축산지역 비점오염원 저감시설로서 바이오갈대와 바이오여재를 이용한 저영향개발(LID)공법이 적용된 처리수에 대한 생태독성 평가를 수행하였다. 식생수로와 인공습지를 이용한 유입식 파일럿 플랜트와 침투도랑을 이용한 회분식 파일럿 플랜트를 제작하여 축산폐수처리장 시료를 대상으로 생태독성 시험을 수행하였고 처리 전 후의 오염원 저감율과 생태독성도와의 연계성을 평가하였다. 각 파일럿 플랜트는 바이오갈대와 바이오여재를 이용한 바이오공정으로 제작하였으며 대조군으로 일반갈대와 일반여재를 이용한 일반공정을 제작하였다. 본 연구결과, 유입식과 회분식 파일럿 플랜트 모두 일반공정보다 바이오공정이 적용된 경우 유출수의 COD, TN 그리고 TP 저감 효율이 더 높았다. 또한 HRT 24시간 LID 공법을 적용 후 물벼룩 독성도는 상당히 낮아졌으며 특히 회분식 파일럿 플랜트가 독성저감에 효율적인 것으로 나타났다. 바이오갈대와 바이오세라믹 등으로 구성된 LID 공법은 비점오염원 저감시설뿐만 아니라 가축분뇨 정화시설과 연계한 후속처리공정으로 생태독성을 고려한 수질관리에 효과적일 것으로 예상되며 향후 오염원과 독성도를 동시에 저감할 수 있도록 LID 공법 최적화 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
• /
• 제52권3호
• /
• pp.266-273
• /
• 2019

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.

• 대한환경공학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.286-294
• /
• 2014

본 연구의 목적은 대형호소를 대상으로 밀도류확산장치(DCG)의 적용에 따라 DCG장치의 운전조건과 성층파괴 여부, 수질개선, 조류발생 억제 등에 대한 효과 연구이며, 이 때 생태독성을 최소화하는 조건에서, 밀도류 발생장치(DCG)의 최적의 운전변수를 도출하기 위해 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 조사기간 중 '11년 9월, '11년 10월, '12년 5월에 성층현상이 뚜렷하게 나타났으며, 이때에 수온약층을 형성하는 수심은 평균 $5{\pm}2$ m로 나타나 DCG 가동을 위한 토출구의 위치는 표층으로 부터 약 5 m 아래로 결정하였다. 물순환시 저서생물의 악영향을 최소화하고, 물 혼합의 효과를 얻기 위해 생태독성평가와 DCG 운전특성 유동해석에 의하여 표층수와 심층수 혼합비를 3:1로 설계하였다. DCG의 적합한 가동시간 선정하기 위해 DCG 가동시간을 각각 12 hr, 24 hr, 36 hr, 48 hr별로 가동하였으며, 36 hr 가동시 수온약층이 형성되지 않았다. 또한, 전력소모량을 산정하였을 때, 36 hr 가동후 2일간 정지하여 3일째 재가동하는 것이 효과적이라고 판단되었다. 위의 조건에서 DCG 가동시 DO, 수온의 분석결과, 기존에 뚜렷하게 나타난 성층현상이 약하게 나타났으며, COD, chlorophyll-a의 수질분석 결과, 가동 전보다 비교적 낮은 수치를 나타내어, DCG 가동으로 인한 밀도류 발생에 의한 물의 순환으로 수체가 안정적인 조건으로 유지되고 있다고 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제13권2호
• /
• pp.121-128
• /
• 2008

해조류를 이용한 수생태독성시험법으로 대형 녹조 구멍갈파래(Ulva pertusa)의 포자형성률을 endpoint로 사용하는 독성시험법이 개발되었다. 생태독성시험을 위한 최적 조건은 광조사량 $100\;{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 수소이온농도(pH) $7{\sim}9$, 염분 $25{\sim}35\;psu$ 그리고 수온 $15{\sim}20^{\circ}C$이다. 본 시험법의 민감도는 표준중금속(Cd, Cu, Pb, Zn)을 가지고 확인하였고, 오염 시료에 적용 가능성은 9 지역의 산업폐수 또는 생활하수 오니 용출액(elutriate)을 이용하여 이루어졌다. 네 종의 중금속에 대한 포자형성률 억제 반응의 $EC_{50}$ 값을 산출한 결과, 구리($0.062\;{mg}{\cdot}L^{-1}$) > 카드뮴($0.208\;mg{\cdot}L^{-1}$) >납($0.718\;mg{\cdot}L^{-1}$) > 아연($0.776\;mg{\cdot}L^{-1}$) 순으로 민감하게 나타났는데, 이러한 결과는 US EPA에서 제공하는 ECOTOX DB에 탑재되어 있는 국제적으로 공인된 수생태 독성시험법 결과와 비교해 볼 때, 더 높은 중금속 민감성을 보였다. 현장시료에 대한 포자형성률 억제 반응의 $EC_{50}$ 값을 살펴보면 산업폐수오니($EC_{50}=6.78%$)에서 가장 높고 정수장오니($EC_{50}=15.00%$)에서 가장 낮은 독성 반응을 보이는 것으로 나타났다. 산업폐수 또는 생활하수오니 용출액내에 함유된 독성원 농도와 산출된 $EC_{50}$ 값 사이에 상관성을 밝히기 위해 Spearman rank correlation test를 실시한 결과, 구리, 카드뮴, 납 그리고 아연이 구멍갈파래의 포자형성 저해 반응과 밀접한 상관관계가 있는 것으로 확인되었다. 본 시험법은 독성 민감성이 높고, 사용이 간편하고, 경제적이고, 해석이 용이하며, 대량의 시험재료 확보가 상시 가능하고, 배양이 어렵지 않아 매우 편리한 시스템이라고 할 수 있다. 특히, 파래의 포자형성 과정이 파래 집단의 성쇠와 밀접한 관련이 있으므로 생태적인 의미까지 포함하기에 보다 다양한 독성물질을 대상으로 독성민감성이 확인될 경우, 수서 생태독성을 진단하는데 유용한 프로토콜로 사용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 파래류는 넓은 지리적 분포와 속 수준에서 포자형성 과정의 유사성 때문에 전 세계적으로 광역적 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• 생태와환경
• /
• 제56권4호
• /
• pp.320-329
• /
• 2023

환경에 존재하는 중금속인 Cd은 생물에게 유입되며 먹이사슬을 통해 생물에게 축적된다. 본 연구에서는 카드뮴 노출에 따른 오염지표생물인 실지렁이(Tubifex tubifex)의 체내 농축 반응 및 스트레스 유전자 발현 패턴을 분석하기 위해, 퇴적물 내 카드뮴 노출 후 생존율 변화, 체내 농축 농도 측정, 그리고 스트레스 반응 유전자인 열 충격 단백질(HSP60 and HSP70)과 항산화효소인 GST의 발현 패턴을 관찰하였다, Cd 노출 퇴적물에 노출된 T. tubifex의 생존율은 노출 10일에 0.4 mg kg^-1 Cd에서 93%, 1.87 mg kg^-1 Cd에서 96%, 6.09 mg kg^-1 Cd에서 93%로 관찰되었다. T. tubifex의 체내 Cd 농도는 퇴적물 내 Cd 농도에 비해 높게 나타났으며, 0.4 mg kg^-1 Cd에서는 실험 10일에 18.4 mg kg^-1 Cd, 1.87 mg kg^-1 Cd에서 실험 1일에 13.06 mg kg^-1 Cd, 6.09 mg kg^-1 Cd에서 실험 10일에 79.11 mg kg^-1 Cd로 가장 높게 나타났다. HSP60 유전자 발현은 6.09 mg kg^-1 Cd 노출 퇴적물에서 시간 의존적으로 발현이 대조군에 비해 증가였으며, HSP70은 모든 농도에서 대조군에 비해 시간 의존적인 발현의 증가를 보였다. 또한, GST는 모든 농도에서 실험 1일에 대조군에 비해 발현이 증가한 후, 실험 10일까지 발현이 감소하였다. 이러한 연구결과는 퇴적물 내에 존재하는 Cd에 대한 실지렁이의 생태독성학적 및 분자유전학적 독성영향을 확인한 결과로, 환경 내 오염지표종으로 실지렁이를 이용한 환경독성평가의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.