미세플라스틱은 생물체에 대한 악영향을 미쳐 토양생태계에 위협이 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 확률론적 생태위해성평가 기법을 기반으로 미세플라스틱이 토양생태계에 미치는 생태학적 위해를 정량화하는 것을 목표로 하였다. 이에 미세플라스틱의 식물독성평가를 수행하여 토양생태위해성평가의 기반자료를 추가적으로 생산하였으며, 이를 포함한 독성값을 활용하여 토양생태위해성평가를 수행하였다. 식물독성평가의 경우 60일간 수행되었으며, 미세플라스틱과 중금속이 식물에 미치는 복합영향을 관찰하고자 중금속 모델 물질인 구리를 선정하여 복합독성평가를 추가적으로 수행하였다. 그 결과, 미세플라스틱으로 인한 성장 저해는 확인되지 않았다. 모든 노출군에 대해 생산성이 저해되었고 복합 노출군의 생산성이 가장 낮은 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 미세플라스틱이 노출된 개체뿐 아니라 후세대에도 영향을 미칠 수 있으며, 사람이 섭취하는 식품 양의 감소로도 연결될 수 있으므로 식량문제에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 미세플라스틱의 생태위해성평가를 수행하기 위하여 기존 문헌을 수집하여 이에 기반한 예측환경농도와 예측무영향농도를 산정하였다. 예측환경농도의 경우 환경농도분포를 이용하여 산출되었으며, 예측무영향농도는 만성 독성값에 대한 종민감분포를 기반으로 도출되었다. 토양생태계 보호를 위한 예측환경농도 및 예측무영향농도는 토지 용도에 따라 다르게 채택되었으며, 이에 따라 위해지수 또한 다르게 산정되었다. 농경지에 대한 예측환경농도 및 예측무영향농도는 각각 667.752 및 88.181 mg/kg soil로 산정되었으며, 산업 지역의 경우 102.797 및 2656.527 mg/kg soil로 확인되었다. 한편, 미세플라스틱의 종민감분포에서 가장 민감한 ...
미세플라스틱은 생물체에 대한 악영향을 미쳐 토양생태계에 위협이 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 확률론적 생태위해성평가 기법을 기반으로 미세플라스틱이 토양생태계에 미치는 생태학적 위해를 정량화하는 것을 목표로 하였다. 이에 미세플라스틱의 식물독성평가를 수행하여 토양생태위해성평가의 기반자료를 추가적으로 생산하였으며, 이를 포함한 독성값을 활용하여 토양생태위해성평가를 수행하였다. 식물독성평가의 경우 60일간 수행되었으며, 미세플라스틱과 중금속이 식물에 미치는 복합영향을 관찰하고자 중금속 모델 물질인 구리를 선정하여 복합독성평가를 추가적으로 수행하였다. 그 결과, 미세플라스틱으로 인한 성장 저해는 확인되지 않았다. 모든 노출군에 대해 생산성이 저해되었고 복합 노출군의 생산성이 가장 낮은 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 미세플라스틱이 노출된 개체뿐 아니라 후세대에도 영향을 미칠 수 있으며, 사람이 섭취하는 식품 양의 감소로도 연결될 수 있으므로 식량문제에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 미세플라스틱의 생태위해성평가를 수행하기 위하여 기존 문헌을 수집하여 이에 기반한 예측환경농도와 예측무영향농도를 산정하였다. 예측환경농도의 경우 환경농도분포를 이용하여 산출되었으며, 예측무영향농도는 만성 독성값에 대한 종민감분포를 기반으로 도출되었다. 토양생태계 보호를 위한 예측환경농도 및 예측무영향농도는 토지 용도에 따라 다르게 채택되었으며, 이에 따라 위해지수 또한 다르게 산정되었다. 농경지에 대한 예측환경농도 및 예측무영향농도는 각각 667.752 및 88.181 mg/kg soil로 산정되었으며, 산업 지역의 경우 102.797 및 2656.527 mg/kg soil로 확인되었다. 한편, 미세플라스틱의 종민감분포에서 가장 민감한 생물종은 P. sativum으로, 본 연구에서 산출된 독성값임이 확인되었다. 이에 따라 본 연구에서 수행된 식물독성평가의 경우 신뢰성 있는 토양생태위해성평가 수행에 기여하였다고 판단된다. 예측환경농도 및 예측무영향농도를 기반으로 한 농업 지역에 대한 미세플라스틱의 위해지수는 7.573로, 산업 지역에 대한 위해지수는 0.039로 확인되었다. 그러나 두 토지 용도 모두 환경농도분포와 종민감분포 간의 중첩 구간이 존재하였으므로, 미세플라스틱이 토양생태계에 위해가 있음이 확인되었다. 미세플라스틱 특성에 따라 생태독성 영향을 비교하기 위하여 크기, 형태, 폴리머 유형에 따른 종민감분포를 산출한 결과, 작은 크기의 미세플라스틱일수록 위험농도 분포가 낮게 확인되었으며 구형과 폴리스티렌이 각 특성별 가장 낮은 위험농도 분포를 가지는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 미세플라스틱이 토양생태계에 있어 충분한 위협이 될 수 있음이 확인되었으며 특성에 따라 생태계에 미치는 영향이 달라질 수 있음을 보여준다. 이에 따라 미세플라스틱 오염으로부터 토양생태계를 보호하기 위한 대책 수립이 필요하다고 사료된다. 또한 미세플라스틱의 생태독성 영향은 생태계뿐 아니라 사람에게 간접적인 영향을 미칠 수 있는 가능성을 시사할 수 있다. 본 연구 결과는 토양생태계 보호를 위한 토양관리 정책 수립에 기반이 되는 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
미세플라스틱은 생물체에 대한 악영향을 미쳐 토양생태계에 위협이 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 확률론적 생태위해성평가 기법을 기반으로 미세플라스틱이 토양생태계에 미치는 생태학적 위해를 정량화하는 것을 목표로 하였다. 이에 미세플라스틱의 식물독성평가를 수행하여 토양생태위해성평가의 기반자료를 추가적으로 생산하였으며, 이를 포함한 독성값을 활용하여 토양생태위해성평가를 수행하였다. 식물독성평가의 경우 60일간 수행되었으며, 미세플라스틱과 중금속이 식물에 미치는 복합영향을 관찰하고자 중금속 모델 물질인 구리를 선정하여 복합독성평가를 추가적으로 수행하였다. 그 결과, 미세플라스틱으로 인한 성장 저해는 확인되지 않았다. 모든 노출군에 대해 생산성이 저해되었고 복합 노출군의 생산성이 가장 낮은 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 미세플라스틱이 노출된 개체뿐 아니라 후세대에도 영향을 미칠 수 있으며, 사람이 섭취하는 식품 양의 감소로도 연결될 수 있으므로 식량문제에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 미세플라스틱의 생태위해성평가를 수행하기 위하여 기존 문헌을 수집하여 이에 기반한 예측환경농도와 예측무영향농도를 산정하였다. 예측환경농도의 경우 환경농도분포를 이용하여 산출되었으며, 예측무영향농도는 만성 독성값에 대한 종민감분포를 기반으로 도출되었다. 토양생태계 보호를 위한 예측환경농도 및 예측무영향농도는 토지 용도에 따라 다르게 채택되었으며, 이에 따라 위해지수 또한 다르게 산정되었다. 농경지에 대한 예측환경농도 및 예측무영향농도는 각각 667.752 및 88.181 mg/kg soil로 산정되었으며, 산업 지역의 경우 102.797 및 2656.527 mg/kg soil로 확인되었다. 한편, 미세플라스틱의 종민감분포에서 가장 민감한 생물종은 P. sativum으로, 본 연구에서 산출된 독성값임이 확인되었다. 이에 따라 본 연구에서 수행된 식물독성평가의 경우 신뢰성 있는 토양생태위해성평가 수행에 기여하였다고 판단된다. 예측환경농도 및 예측무영향농도를 기반으로 한 농업 지역에 대한 미세플라스틱의 위해지수는 7.573로, 산업 지역에 대한 위해지수는 0.039로 확인되었다. 그러나 두 토지 용도 모두 환경농도분포와 종민감분포 간의 중첩 구간이 존재하였으므로, 미세플라스틱이 토양생태계에 위해가 있음이 확인되었다. 미세플라스틱 특성에 따라 생태독성 영향을 비교하기 위하여 크기, 형태, 폴리머 유형에 따른 종민감분포를 산출한 결과, 작은 크기의 미세플라스틱일수록 위험농도 분포가 낮게 확인되었으며 구형과 폴리스티렌이 각 특성별 가장 낮은 위험농도 분포를 가지는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 미세플라스틱이 토양생태계에 있어 충분한 위협이 될 수 있음이 확인되었으며 특성에 따라 생태계에 미치는 영향이 달라질 수 있음을 보여준다. 이에 따라 미세플라스틱 오염으로부터 토양생태계를 보호하기 위한 대책 수립이 필요하다고 사료된다. 또한 미세플라스틱의 생태독성 영향은 생태계뿐 아니라 사람에게 간접적인 영향을 미칠 수 있는 가능성을 시사할 수 있다. 본 연구 결과는 토양생태계 보호를 위한 토양관리 정책 수립에 기반이 되는 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
Microplastics threaten the soil ecosystem causing adverse effects on organisms such as mortality, growth inhibition, and physiological factors, etc. Herein, this study aimed to perform the soil ecological risk assessment (SERA) for microplastics based on the probabilistic approach. Especially, for r...
Microplastics threaten the soil ecosystem causing adverse effects on organisms such as mortality, growth inhibition, and physiological factors, etc. Herein, this study aimed to perform the soil ecological risk assessment (SERA) for microplastics based on the probabilistic approach. Especially, for reliable SERA, the environmental relevant data for plants is critical. Accordingly, we tried to produce the chronic toxicity value of microplastics on the crop plant Pisum sativum. To investigate the chronic effects of microplastics, P. sativum was exposed to microplastics with copper in soil for 60 days. In all exposure groups including microplastics-, copper-, and the combined-exposure group, the productivity was inhibited, and the inhibition level was more extreme in combined exposure group. These results suggest that microplastics would have effects on the subsequent generations and may in turn affect human health via the food chain. To assess the ecological risk of microplastics, predicted no-effect concentration (PNEC) and predicted environmental concentration (PEC) was calculated. The PEC was derived through environmental exposure distribution (EED) based on concentrations of microplastics in soil that were suggested in previous studies. The PEC for agricultural area and industrial area was estimated as 667.752 and 102.797 mg/kg soil, respectively. To derive the PNEC value, the species sensitivity distribution (SSD) was estimated based on chronic toxicity data for previous studies. Hazardous concentration for 5th percentile of species (HC5) and HC50 in soil ecosystem was derived as 88.181 and 2656.527 mg/kg soil, respectively, and each figure was adopted as PNEC for agricultural and industrial sites. Meanwhile, the toxicity value for P. sativum calculated in this study was confirmed as the most sensitive value, contributing to the derivation of PNEC. As a result for the derivation of hazardous Quotient (HQ), the HQ for agricultural sites was estimated as 7.573, suggesting that ecological risk of microplastics is very high. On the other hand, the HQ for industrial sites was derived as 0.039, which means ecological risk in industrial site was low. However, in both land uses, the overlap of EED and SSD has been identified, indicating that measures are needed to reduce the ecological risk of microplastics to the soil ecosystem. To compare the effects of microplastics on soil biota, the SSDs depending on microplastics properties including size, shape, and polymer type were also calculated. As a result, the smaller, sphere, and polystyrene had the lowest HC values among each property. These results suggest that microplastics threaten the soil ecosystem, accordingly, the establishment of a countermeasure for protecting the soil ecosystem from microplastic pollution is needed. This study can provide the basic information for the establishment of a soil management strategy for microplastic pollution.
Microplastics threaten the soil ecosystem causing adverse effects on organisms such as mortality, growth inhibition, and physiological factors, etc. Herein, this study aimed to perform the soil ecological risk assessment (SERA) for microplastics based on the probabilistic approach. Especially, for reliable SERA, the environmental relevant data for plants is critical. Accordingly, we tried to produce the chronic toxicity value of microplastics on the crop plant Pisum sativum. To investigate the chronic effects of microplastics, P. sativum was exposed to microplastics with copper in soil for 60 days. In all exposure groups including microplastics-, copper-, and the combined-exposure group, the productivity was inhibited, and the inhibition level was more extreme in combined exposure group. These results suggest that microplastics would have effects on the subsequent generations and may in turn affect human health via the food chain. To assess the ecological risk of microplastics, predicted no-effect concentration (PNEC) and predicted environmental concentration (PEC) was calculated. The PEC was derived through environmental exposure distribution (EED) based on concentrations of microplastics in soil that were suggested in previous studies. The PEC for agricultural area and industrial area was estimated as 667.752 and 102.797 mg/kg soil, respectively. To derive the PNEC value, the species sensitivity distribution (SSD) was estimated based on chronic toxicity data for previous studies. Hazardous concentration for 5th percentile of species (HC5) and HC50 in soil ecosystem was derived as 88.181 and 2656.527 mg/kg soil, respectively, and each figure was adopted as PNEC for agricultural and industrial sites. Meanwhile, the toxicity value for P. sativum calculated in this study was confirmed as the most sensitive value, contributing to the derivation of PNEC. As a result for the derivation of hazardous Quotient (HQ), the HQ for agricultural sites was estimated as 7.573, suggesting that ecological risk of microplastics is very high. On the other hand, the HQ for industrial sites was derived as 0.039, which means ecological risk in industrial site was low. However, in both land uses, the overlap of EED and SSD has been identified, indicating that measures are needed to reduce the ecological risk of microplastics to the soil ecosystem. To compare the effects of microplastics on soil biota, the SSDs depending on microplastics properties including size, shape, and polymer type were also calculated. As a result, the smaller, sphere, and polystyrene had the lowest HC values among each property. These results suggest that microplastics threaten the soil ecosystem, accordingly, the establishment of a countermeasure for protecting the soil ecosystem from microplastic pollution is needed. This study can provide the basic information for the establishment of a soil management strategy for microplastic pollution.
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