$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

송사리에서 제초제 Butachlor의 생물농축성
Bioaccumulation of Herbicide Butachlor in Killifish 원문보기

한국농화학회지 = Journal of the Korean society of Agricultural Chemistry and Biotechnology, v.45 no.1, 2002년, pp.30 - 36  

김용화 (한국화학연구소 안전성연구센터 환경독성 연구팀) ,  김균 (한국화학연구소 안전성연구센터 환경독성 연구팀)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

제초제 butachlor의 어류농축 계수를 결정하기 위하여 동위원소 표지화합물과 비표지 화합물을 사용하여 송사리 체내에서의 농축시험을 수행하였다. 비표지 화합물을 사용하였을 때 송사리 체내에서의 butachlor농축은 0.036ppm농도에서 40시간 경과 후 가장 높은 어류생체 중 296의 생체 농도/수중 농도$(C_f/C_w)$ 비율을 보였고, 64시간 이후부터는 평형상태에 이르렀으며, 이 때의 bioconcentration factor(BCF)는 87이었다. 또한, 0.0036 ppm도에서는 18시간 경과 후 가장 높게 축적되어 $C_f/C_w$의 비율이 169였고, 60시간 이후에는 평형상태에 도달하여 BCF 값은 51이었으며, 이 두 농도로부터 결정된 BCF 값은 $69{\pm}28$이었다. $^{14}C-butachlor$의 송사리 체내에서의 농축 및 배설은 총 $^{14}C$를 기준으로 하였을 때 17시간 경과 후 가장 높은 539 $C_f/C_w$의 비율을 나타내었고, 74시간 이후부터는 평형상태에 이르러 BCF는 394로 계산되었다. 그러나 14C-butachlor의 양만을 고려했을 때 $C_f/C_w$의 비율은 총 흡수량의 1/3이었고, 2/3은 $^{14}C-butachlor$의 대사물 이었으며, 평형상태에서의 $^{14}C-butachlor$의 BCF는 334로 계산되었다. 또한, 송사리 체내로부터의 $^{14}C-butachlor$의 배설은 12시간 이내에 50% 이상이, 30시간이 되면서 90% 이상이 배설되었다. 생체 내에서의 대사물은 아주 극성이 강한 대사물들로서 TLC상에서 $R_f$이 0.43인 대사물 M-II와 $R_f$값이 0.7인 대사물 M-III로 확인되었고, 신선한 사육수로 어체내 대사산물을 배설시켰을 때 $R_f$ 값이 0.25인 대사물 M-I을 확인하였다. M-I은 어체내에서 배출되는 과정중의 주요한 중간 대사물 임을 예상할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A bioconcentration experiment was performed for killifish using nonradioactive and radioactive butachlor. At 0.036 ppm concentration, the highest bioconcentration ratio $(C_f/C_w)$ and BCF at steady state recorded as 296 and 87 respectively. And at 0.0036 ppm concentration, the highest

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 그러나 물에서의 농도를 함께 고려한 Cl/Cw 비율은 처음 17시간에서는 539로 가장 높았고, 점차적으로 102시간까지 감소하다가 135시간이 되면서 다시 증가하여 167시간에서는 491까지 증가하였다. 이 때의 Cl/C비율은 송사리 체내에 있는 모든 형태의 "c량을 모두 고려한 것이므로 이 중에는 14C-butachlor 뿐만 아니라 그것의 대사산물들이 함께 포함되어있기 때문에 14C 총량의 비율과 14C-butachlor만의 비율을 따로 계산하였다(Table 3). 사육수에서의 농도를 고려하지 않고 송사리 어체 내에 흡수, 잔존되어 있는 14C의 총량과 대사되지 않은 butachlor의 양을 계산해 보면 송사리 체내에서 대사되지 않고 축적되는 Mc-butachlor는 약 30%이고 나머지 70%는 대사물로서 축적된 것임을 알 수가 있다.
  • Methanol 및 acetone 300µl로 재용해시켜 방사선 양을 측정한 후 chloroform: acetone = 19 :1인 전개용매와 acetonitrile: water =85 :15인 전개용매 하에서 TLC를 수행한 후 0.5 cm 간격으로 silica gel을 긁어 직접 LSC로 측정하였다. 배설기간 동안에 배설된 대사물들을 포함하는 사육수는 동결건조시켜서 얻어진 건고물을 methanol로 추출하여 위와 동일한 방법으로 각 peak의 방사선 양을 측정하였다.
  • 채취한 송사리를 작은 토막으로 자른 후 10ml의 methanol과 함께 균질화시켜 최종적인 부피가 15 ml이 되도록 methanol 균질액을 만들었다. 균질액 3 ml을 취하여 감압 여과한 뒤 여과된 methanol 층은 Insta-Gel cocktail 10ml에 직접 넣어 방사선 양을 LSC로 측정하였고, 여과지에 걸러진 조직은 Sample Oxidizer로 완전히 연소시킨 후에 LSC로 측정하였다. 또한 물에 남아있는 동위원소의 양은 수조의 중앙부분에서 3 ml씩 취하여 Pico-Huor 30을 첨가하고 직접 LSC로 3회 반복 측정하였다.
  • 대사산물 확인을 위하여 methanol 균질액을 15,000Xg에서 고속 원심분리하여 그 상등액을 질소 가스로 완전히 건조시켰다. Methanol 및 acetone 300µl로 재용해시켜 방사선 양을 측정한 후 chloroform: acetone = 19 :1인 전개용매와 acetonitrile: water =85 :15인 전개용매 하에서 TLC를 수행한 후 0.
  • 동위원소가 표지된 14C-butachlor에 대한 생물농축성 시험은 비표지 butachlor와 정제된 14C-butachlor(specific activity = 8.62 µCi/uM = 61,300,000 dpm/mg)의 비율이 6:1이 되도록 사육수로 희석하여 0.036 ppm의 농도를 만들어 5ml/min의 속도로 흘려주었으며, 노출시간은 167시간, 배설기간은 사육수에서 동위원소의 양이 검출되는 시점까지 수행하였다. 송사리 80마리(4 주령, 0.
  • 균질액 3 ml을 취하여 감압 여과한 뒤 여과된 methanol 층은 Insta-Gel cocktail 10ml에 직접 넣어 방사선 양을 LSC로 측정하였고, 여과지에 걸러진 조직은 Sample Oxidizer로 완전히 연소시킨 후에 LSC로 측정하였다. 또한 물에 남아있는 동위원소의 양은 수조의 중앙부분에서 3 ml씩 취하여 Pico-Huor 30을 첨가하고 직접 LSC로 3회 반복 측정하였다.
  • 노출 종료(167시간) 후 butachlor가 없는 신선한 사육수로 옮겨주어 같은 속도로 사육수를 흘려주어 butachlor의 체내 대사물들을 배설시켰다. 또한 수조에 있는 사육수를 3 ml씩 3회 취하여 물에서의 butachlor 농도를 측정하였다. 먹이는 하루에 한번씩 시료를 채취한 직후에 공급하였으며 수온과 용존산소 및 pH는 일정하게 유지되도록 조절하였다.
  • 또한 수조에 있는 사육수를 3 ml씩 3회 취하여 물에서의 butachlor 농도를 측정하였다. 먹이는 하루에 한번씩 시료를 채취한 직후에 공급하였으며 수온과 용존산소 및 pH는 일정하게 유지되도록 조절하였다.
  • 5 cm 간격으로 silica gel을 긁어 직접 LSC로 측정하였다. 배설기간 동안에 배설된 대사물들을 포함하는 사육수는 동결건조시켜서 얻어진 건고물을 methanol로 추출하여 위와 동일한 방법으로 각 peak의 방사선 양을 측정하였다.
  • 시험농도는 신 등15) 의 송사리 생육단계에 따른 96시간 LC50치를 참고하여 결정하였다. 비방사성 butachlor의 경우는 96시간 LC50치(0.36 ppm)의 1/10인 0.036 ppm과 1/100 인 0.0036 ppm을 시험물질의 노출농도로 설정하였고, 방사성 butachlor는 공시동물로 성체가 아닌 post-larva 단계의 것을 사용하였고, 노출농도는 0.036 ppm으로 설정하였다.
  • 또한 이 등14)의 보고에 의하면 이 농약은 토양미생물에 의해서 분해되는 것으로 알려져 있으나 일반환경 중 소하천, 강등 수계에서의 분해양상에 대해서는 더 많은 연구가 필요한 것으로 사료되었다. 생물농축 시험방법은 주로 OECD의 방법 (TG 305 E)에 준하였고, 비방사성 화합물과 방사성 화합물 양자에 대한 실험을 병행하므로써 두 방법상의 장단점을 상호 비교하였다. 공시어류는 본 연구실에서 계대배양되고 있어 년중 이용이 가능한 일본산 송사리를 사용하였다.
  • 0%)을 녹인 뒤 상기의 유속에 맞도록 사육수로 희석하여 사용하였다. 송사리를 각각 80 마리씩 넣고 OECD 지침서에 따라 계산한 시간별로 송사리를 3 마리씩 취하여 회수율 시험 방법과 동일하게 분석을 수행하였으며 , 이때 사육수 중의 농도를 측정하기 위하여 0.036ppm 수조에서는 200 ml씩 3개의 시료를, 0.0036 ppm 수조에서는 200 mZ씩 3개의 시료를 채취하여 물에서의 회수율 시험방법에 준하여 시료를 추출하였다. 용존산소와 pH는 1일 1회씩 측정하였다.
  • 송사리에서의 농축시험. 송사리에서의 butachlor의 농축은 OECD 지침서에 따라서 연속흐름 체계를 이용하였다 송사리는 0.2 g의 성어를 사용하였고, butachlor에 노출시키기 전 1 주일 간 순화시켰다. 송사리의 노출은 한 군은 5 L 수조에 LC50 값의 1/10인 0.
  • 시험농도. 시험농도는 신 등15) 의 송사리 생육단계에 따른 96시간 LC50치를 참고하여 결정하였다. 비방사성 butachlor의 경우는 96시간 LC50치(0.
  • 0036 ppm 수조에서는 200 mZ씩 3개의 시료를 채취하여 물에서의 회수율 시험방법에 준하여 시료를 추출하였다. 용존산소와 pH는 1일 1회씩 측정하였다.
  • 위의 과정을 3회 반복한 후, 추출액을 모아 감압 농축시킨 뒤, Horisil 15 g과 무수황산소다 5 g을 충진한 칼럼에 ethyl acetate/iso-octane(5 : 95, v/v) 30ml로 세척한 후 농축액을 통과시켰다. 용출액은 15%(v/v)의 ethyl acetate가 함유된 isooctane 100 ml을 용출시켰으며 용출액을 모아 감압 농축하여 n-hexane 1 ml로 정용하고 이를 GC 분석시료로 하였다.
  • 채취한 송사리를 작은 토막으로 자른 후 10ml의 methanol과 함께 균질화시켜 최종적인 부피가 15 ml이 되도록 methanol 균질액을 만들었다. 균질액 3 ml을 취하여 감압 여과한 뒤 여과된 methanol 층은 Insta-Gel cocktail 10ml에 직접 넣어 방사선 양을 LSC로 측정하였고, 여과지에 걸러진 조직은 Sample Oxidizer로 완전히 연소시킨 후에 LSC로 측정하였다.
  • 노출기간, 배설기간의 결정 및 BCF의 계산은 OECD guideline10)에 따라 계산하였다. 특히 BCF를 계산할 때는 F test에서 P = 0.05일때의 연속적인 세 점의 시료 채취구간을 먼저 결정하여 이 세 점으로부터 어체 내 및 물의 평균 ± 표준오차 값을 구한 뒤 신뢰구간을 결정하여 물에서의 상한 농도에 대한 어체 내에서의 하한 농도 비율과 물에서의 하한 농도에 대한 어체 내에서의 상한 농도 비율을 계산하여 BCF 값이 그 비율의 사이에 들어가도록 하였다.
  • 표지화합물 14C-butachlor 일정량을 TLC plate(Kieselgel 60, Merck Co.)에 점적한 후 chloroform: acetone = 19 :1인 전개 용매 하에서 TLC를 수행하였다. 전개가 끝난 후 이것을 radio TLC scanner로 동위원소 peak를 확인하여 분해되지 않은 l4C- butachlor의 부분을 10ml의 methanol로 3회 반복하여 추출한 뒤 다시 TLC를 수행하여 정제도가 99% 이상인 것을 확인하고 농축실험에 사용하였다.
  • 이것으로 39시간 이내에 14C-butachlor의 대사가 더 빠르게 진행되고 있음을 예상할 수 있었다. 한편 배설기간 동안에 송사리 체내로부터 배설된 대사물들을 생체 내 대사물들과 비교, 확인하기 위하여 12시간 동안 배설된 사육수를 동결 건조시켜 methanol을 이용하여 배설물들을 주줄하였다. 전개 용매를 acetonitrile : water = 85 : 15로 하여 TLC한 결과(Fig.

대상 데이터

  • 3% OV-17과 10%. OV-101(Chromosorb W/HP, 80/100 mesh, 2m × 1/8")을 사용하였고, 칼럼온도는 각각 200℃, 235℃, 주입구 250, 검출구 250℃ 조건에서 사용하였다. Liquid Scintillation Counter(LSC) 는 Packard 사 (USA) 의 Tri-carb 1500 liquid scintillation analyzer를 사용하였고, Radio TLC Scanner는 Berthold사(Germany) 의 TLC Linear Analyzer LB 284 모델, Sample Oxidizer는 Packard사의 sample oxidizer 306 모델을 사용하였다.
  • 재료. Butachlor(N-(butioxymethyl)-2-chlor-N-(2, 6 -diethylphenyl) acetamide: CA) 분석용 표준품은 U.S. EPA(Research Triangle Park, NC)에서 공급받아 사용하였으며 순도는 99.6%였다. 농축시험에 사용한 butachlor는 88.
  • OV-101(Chromosorb W/HP, 80/100 mesh, 2m × 1/8")을 사용하였고, 칼럼온도는 각각 200℃, 235℃, 주입구 250, 검출구 250℃ 조건에서 사용하였다. Liquid Scintillation Counter(LSC) 는 Packard 사 (USA) 의 Tri-carb 1500 liquid scintillation analyzer를 사용하였고, Radio TLC Scanner는 Berthold사(Germany) 의 TLC Linear Analyzer LB 284 모델, Sample Oxidizer는 Packard사의 sample oxidizer 306 모델을 사용하였다.
  • , Japan)을 사용하였다. Methanol은 Merck제 분석용 시약을 사용하였고, 동위원소 측정 시 사용한 scintillation cocktail은 Insta-Gel과 Pico-Fluor 30을 사용하였다.
  • 기기 및 조건. 개스 크로마토그라프(GC)는 Vhrian사(USA) 모델 3700을 사용하였으며 , 검출기는 TSD와 FID, 칼럼은. 3% OV-17과 10%.
  • 생물농축 시험방법은 주로 OECD의 방법 (TG 305 E)에 준하였고, 비방사성 화합물과 방사성 화합물 양자에 대한 실험을 병행하므로써 두 방법상의 장단점을 상호 비교하였다. 공시어류는 본 연구실에서 계대배양되고 있어 년중 이용이 가능한 일본산 송사리를 사용하였다.
  • 6%였다. 농축시험에 사용한 butachlor는 88.5%의 원제를 정제하여 사용하였고, 14C-butachlor는 specific activity 가 8.621µCi/uM 로서 TLC 방법으로 정제하여 정제도가 99% 이상 되는 것을 냉동고에 보관하면서 시험에 사용하였다.
  • 공시어류. 본 시험에 사용한 어류는 일본산 송사리 (Killifish: Oryzias latipes)를 이용하였으며, 수온은 23℃~24℃이고 광조건 14시간, 암조건 10시간의 사육실에서 계대사육 중인 개체 중에서 선발하였다.
  • 036 ppm의 농도를 만들어 5ml/min의 속도로 흘려주었으며, 노출시간은 167시간, 배설기간은 사육수에서 동위원소의 양이 검출되는 시점까지 수행하였다. 송사리 80마리(4 주령, 0.1g wt./마리)를 2 L 수조에 동시에 넣고 일정 시간별로 2 마리씩 3개의 시료를 취하였다. 노출 종료(167시간) 후 butachlor가 없는 신선한 사육수로 옮겨주어 같은 속도로 사육수를 흘려주어 butachlor의 체내 대사물들을 배설시켰다.
  • )에 점적한 후 chloroform: acetone = 19 :1인 전개 용매 하에서 TLC를 수행하였다. 전개가 끝난 후 이것을 radio TLC scanner로 동위원소 peak를 확인하여 분해되지 않은 l4C- butachlor의 부분을 10ml의 methanol로 3회 반복하여 추출한 뒤 다시 TLC를 수행하여 정제도가 99% 이상인 것을 확인하고 농축실험에 사용하였다.
  • 주출용매로 사용한 isooctane은 Tedia(USA) 제품이었으며 n- hexane과 petroleum ether는 잔류농약 분석용(WWko Pure Chem. Co., Japan)을 사용하였다. Methanol은 Merck제 분석용 시약을 사용하였고, 동위원소 측정 시 사용한 scintillation cocktail은 Insta-Gel과 Pico-Fluor 30을 사용하였다.

데이터처리

  • 이 두 농도의 결과로부터 결정해야 하는 BCF값의 결정은 F- test를 통하여 통계학적으로 유사한 연속적인 세 점의 시료 채취구간을 결정하였다. 이에 의하여 고농도(Q036ppm)의 경우 BCF의 confidence margin은 73.

이론/모형

  • Butachlor 정제. Butachlor 원제의 정제는 이 등14)방법을 이용하여 정제하였으며 , 최종적으로 얻은 황갈색의 butachlor 순도를 GC-FID로 확인하였다.
  • 농축계수의 계산. 노출기간, 배설기간의 결정 및 BCF의 계산은 OECD guideline10)에 따라 계산하였다. 특히 BCF를 계산할 때는 F test에서 P = 0.
  • Butachlor의 정제 및 확인. 원제 Butachlor의 정제는 Tiedje 등의 방법을 변형시켜 사용한 이 등14)의 방법을 이용하였다. 정제시험을 수행하기 전의 butachlor의 순도는 88.
  • 일정한 시간별로 채취한 시료는 Takimoto등의 방법16) 으로 추출하였다. 채취한 송사리를 작은 토막으로 자른 후 10ml의 methanol과 함께 균질화시켜 최종적인 부피가 15 ml이 되도록 methanol 균질액을 만들었다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (17)

  1. Kenaga, E. E, and Goring, C. A. I. (1980) In AquaticToxicotogy: Relatwnship between Water Solubitity, Soil Sorption, Octanol-Water Partitioning, and Concentration of Chemicals in Biota, Eaton, J. G., Parrish, P. R. and Hendncks,H.C. (eds.), Proceedings of the 3rd Ann. Symp. on Aquatic Toxicology, ASTM, Philadelphia p. 78-115 

  2. Macek, K. J. and Petrocelli, S. R. (1979) In Test Pmtocols for Environmental Fate & Movement of Toxicants: Measuring thepotentil for and evaluating the significance of contamination of aquatic organisms by chemicat residues, Proceedings of a Symposium, AOAC 94th Annual Meeting AOAC. pp. 168-176 

  3. Macek, K. J., Petrocelli, S. R. and Sleight, B. H. (1979) In Aquatic Toxicology: Considerations in Assessing the Potentialfor, and Sienificance of, Biomasnification of Chemicat Residues in Aquatic Food Chains, Marking, L. L., and Kimerle, R. A. (eds.), Proceeding of the 2nd Aim. Symp. on Aquadc Toxicology, ASTM, Philadelphia p.251-268 

  4. Hitch, R. K. (1982) Pesticide Assessment Guidelines, Subdivision N Chemistry: Environmental Fate, U.S. EPA Washington D.C. pp. 103-106 

  5. OECD (1981) OECD guidelines for Testing of Chemicals. Section 2: Effects on Biotic Systems, OECD Pans 

  6. European Communities (1979) OfBcial Joumal of the European Communities, 22(L251) p. 9-28 

  7. European Communides (1984) OfBcial Joumal of the European Communities 27(L251) 

  8. 通商産業省 基礎産業局 化學品安全課(1985) 化審法開係 

  9. 農藥工業會(日本)(1982)農藥登錄申誇請の責務書, 農藥エ業倉會, 東京p.99-151 

  10. OECD (1996) OECD guidelines for Testing of Chemica1s.,Section 3: Degradation and Accumulation,Bioconcentration: How-through Fish Test, 305(Adopted: 14.06.96), OECD Paris 

  11. US EPA (1996) Ecological Effects Test Guidelines, OPPTS 850.1730, Fish BCF, EPA 712-C-96-129 

  12. Agncultural Chemicals Industrial Associadon (1998) Agrochemical Year Book Seoul 

  13. Lyman, W. J., Reehl, W. F. and Rosenblatt, D. H. (1982) Handbook of chemical property estimation methods, Environmental Behavior of Organic Compounds, '5. Bioconcentration factor in aquatic organisms' McGraw-Hill, Inc 

  14. Lee, J. (1978) A Study on Degradation of Butachlor by a Soil Fungus, Chaetomium globosum, J. Korean Agric. Chem. 21, 1 

  15. Chun Chul Shin, Sung Kyu Lee, Young Bae Kim, Yong-Hwa Kim and Jung Koo Roh (1987) Changes in susceptibility of killifish (Orys.as latipes) to three pesticides with growth, Korean J. Environ. Asric. 6, 50-60 

  16. Takimoto, Y., Ohshtma, M., Yamada, H. and Miyamoto, J. (1984) Fate of Fenitrothion in Several Developmental Stages of the Killifish (Oryzias latipes), Arch. Erwiron. Contam. Toxicol.13, 579-587 

  17. Freitag, D., Geyer, H., Kraus, A., Viswanathan, R., Kotzias, D., Attar, A., Klein, W. and Korte, F. (1982) Ecotoxicological Profile Analysis: VII. Screening Chemicals for their Environmental Behavior by Comparative Evaluation, Ecotoxicology and Environmental Safety 6, 60-81 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로