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문제 정의
- 이것을 만족하지 않을 경우에는 insert를 교환하고, 컬럼의 앞쪽 끝을 절단하거나 컬럼을 교환한다. 검량선의 최하한 농도를 측정하여 필요한 감도가 얻어지는지를 확인한다.
- 7-11 야생 생물에 대한 PCBs의 노출은 주로 먹이 사슬을 따라 위로 이동되며, 물고기와 같이 지질 함량이 높은 조직에 농축된다. 본 연구에서는 낙동강 및 그 유역에 서식하는 붕어(Carassius auratus)와 황소개구리 (Rana pipiens)를 채집하여 체내에 잔류하는 PCBs의 함량을 정량분석하고 그 분포특성을 조사하였다. 붕어는 국내 하천에서 가장 널리 서식하고 있으므로 민물고기를 대표하는 어종으로 선정되었고, 황소개구리 또한 우리나라에서 가장 광범위하게 서식하는 양서류의 대표종으로 선정되었다.
제안 방법
- 실험을 시작하기 전에 분석장비인 HP 6890GC 및 Agilent 5973N MSD의 성능을 평가하여, 기준을 만족하는지의 여부를 확인 한 후 측정하였으며 그 과정은 다음과 같다. PFTBA (perfluorotributylamine)를 사용하여 MS parameter를 조절하는 autotune을 실시하고 피이크 모양과 m/z 69, 219, 512에 대한 mass assignment가 ± 0.2 amu 내에 있는지, 피이크 너비가 0.5±0.05 amu 범위에 있는지 확인한다. p,p'-DDT, benzidine 및 pentachlorophenol의 1 mg/L 혼합표준액 1 μL를 GC-MSD에 주입하여 scan mode에서 측정하여 p,p'-DDT의 p,p'-DDD 및 p,p'-DDE로의 분해정도가 20%를 넘지 않는가를 확인하고 benzidine과 pentachlorophenol이 현저한 테일링이 없는 것을 확인한다.
- RF의 상대표준편차가 15% 이하의 경우에는 평균 RF를 이용하여 시료를 정량하였으며, 매 시료 분석전에 검량선 작성용 표준용액의 중간농도에 해당하는 표준액을 측정하여 얻어진 정량값이 농도의 ±15% 이내에 있는 경우 평균 RF를 그대로 시료정량에 적용하였고, ±15%를 넘는 경우에는 모든 표준액을 측정하여 새로운 평균 RF를 구하여 시료정량에 사용하였다.
- 검출한계를 구하기 위하여 검량선 최하한 농도의 2～ 5배 (또는 목표검출한계의 2 ～ 5배)가 되도록 헥산세정수에 분석대상물질을 넣고 첨가회수시험을 7회 수행하였다. 검출값의 표준편차(s)를 구하고 다음 식에서 검출한계 (DL)를 구하였으며, PCBs의 각 homolog별 검출한계를 Table 4에 정리하였다.
- 다섯 단계 (1, 10, 25, 50, 100 ng/mL)의 검량선 작성용 표준용액 2 μL를 GC-MSD에 주입하고 얻은 크로마토그램의 표준물질과 내부표준물질과의 피이크 세기(면적 또는 높이)의 비로부터 검량선을 작성하였다.
- 다섯 단계 (1, 10, 25, 50, 100 ng/mL)의 표준용액 2 μL를 GC-MSD에 주입하여 아래 식과 같이 감도계수(RF)를 구하였다.
- 실험을 시작하기 전에 분석장비인 HP 6890GC 및 Agilent 5973N MSD의 성능을 평가하여, 기준을 만족하는지의 여부를 확인 한 후 측정하였으며 그 과정은 다음과 같다. PFTBA (perfluorotributylamine)를 사용하여 MS parameter를 조절하는 autotune을 실시하고 피이크 모양과 m/z 69, 219, 512에 대한 mass assignment가 ± 0.
- 증류수는 3차증류수를 n-헥산으로 세정한 후 24시간 동안 방치한 것을 사용하였고, 모든 유기용매는 잔류농약 분석용, 무수 황산나트륨은 잔류농약 분석용 또는 특급시약, 그리고 기타 시약들은 특급 혹은 그 이상의 것을 사용하였다.
- 시료주입 전후로 n-헥산으로 10회, 메탄올로 5회 이상 세척한다. 질량검출기에서 각 동족체의 2 ～ 3개 이온을 선택이온검출법 (SIM)으로 검출하고, 그 선택 이온의 머무름 시간과 면적비를 검사하여 PCBs인 것을 확인한 다음 가스크로마토그램의 피이크 면적에 대해 동위원소와 표준물질로부터 구한 RF를 이용하여 감도계수법으로 정량한다.
- 회수율은 정확한 조성이 알려진 CRM (CARP-2, Wellington Lab., Canada)을 이용하여 동일한 분석방법으로 분석하여 측정하였고, 60 ～ 130% 범위를 벗어나면 정제과정을 다시 수행하였다. 회수율을 3회 측정하여 평균한 결과는 Table 5에 나타내었다.
대상 데이터
- 10. Congener specific total PCB levels in crucian from the 5 sites along the Nakdong River.
- 11. Homolog specific total PCB levels in crucian from the 5 sites along the Nakdong River.
- PCBs는 축전기와 변압기 내에 절연제로 사용되는 등 다양한 용도에 상업적으로 생산된 혼합물이다. 가장 큰 PCBs 제조회사는 미국의 Monsanto사였으며 AroclorⓇ란 상품명으로 1930년부터 1977년까지 판매되었다. Aroclor는 변압기, 축전기, 인쇄용 잉크, 페인트, 살충제 등 많은 분야에 이용되었다.
- 황소개구리: 낙동강하구언 1개 지점에서 단지 2개의 congener가 검출되었다. 검출된 congener는 PCB 153과 180이며 각각 0.13 및 0.11 ng/g (습중량)이었다.
- 기체크로마토그래피-질량선택검출기 (GC-MSD)는 Hewlett Packard사의 HP6890 GC-Agilent 5973N MSD를 사용하였다. 기체크로마토그래피 분석의 시료주입은 Agilent사의 10 μL 실린지를 사용하였다.
- 생물시료는 낙동강을 따라 구미, 고령, 남강, 남지, 낙동강하구언 등 5개 지점에서 2002년 4월부터 6월까지 채집하였으며, 시료 채취 지점은 Fig. 1에 나타내었다. 분석용 시료는 근육부분을 분리하여 균질화한 후 사용하였고 -4 ℃ 이하에서 냉동보관하였다.
- 시료의 추출에 사용된 속실렛 추출장치는 지름 50 mm, 용량 200 mL의 몸통과 500 mL의 플라스크, 지름 43 mm, 길이 125 mm의 유리 섬유제 팀블 (thimble), 그리고 냉각장치 및 수조로 구성된 것이다. 시료의 농축에 사용되는 진공회전증발기는 Büchi사의 Rotavapor R-114를 사용하였고, 건조에 사용된 기구는 일신사의 TDF5505 동결건조기이다.
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2. 실험 기구 및 시약
시료의 추출에 사용된 속실렛 추출장치는 지름 50 mm, 용량 200 mL의 몸통과 500 mL의 플라스크, 지름 43 mm, 길이 125 mm의 유리 섬유제 팀블 (thimble), 그리고 냉각장치 및 수조로 구성된 것이다
. 시료의 농축에 사용되는 진공회전증발기는 Büchi사의 Rotavapor R-114를 사용하였고, 건조에 사용된 기구는 일신사의 TDF5505 동결건조기이다. - 의 MBP-CG를 사용하였다 (Table 2 참조). 실린지 첨가용 내부표준물질은 페리렌-d12 (264.2)를 사용하였다.
- 의 BP-MS를 (Table 1 참조), 정제용 내부표준물질은 Wellington Lab.의 MBP-CG를 사용하였다 (Table 2 참조). 실린지 첨가용 내부표준물질은 페리렌-d12 (264.
성능/효과
- 이들 6개의 congener들이 붕어로부터 검출된 총 농도의 55% 정도를 차지하고 있다.12 Manirakiza등이 아프리카 Burundi의 Tanganyika호에서 채집한 Capitaine (Nile perch와 비슷한 농어류의 물고기, 학명: Lates angustifrons) 등 7종의 물고기 체내에 축적된 PCBs의 분석에서도 PCB 153, 138, 149 등이 가장 농도가 높은 congener로 관찰되었다. 한편, 아르헨티나의 호수 물고기의 난소 (ovary), 간 (liver), 근육 등을 분리하여 PCB의 농도를 측정한 결과에서도 조직의 종류에 상관없이 같은 경향을 나타내고 있다.
- 이렇게 흡착된 PCBs가 음식 사슬을 통하여 생물체에 이르는 오염원으로 거동하게 된다. PCBs 중 TEF 값이 0.1로서 가장 높은 독성을 나타내는 것으로 알려진 PCB 126은 남강 지점에서만 0.37 ng/g (습중량)으로 낮은 농도로 검출되었다. 따라서 이번 조사에서 붕어에서의 PCBs에 기인된 총 TEQ 값은 매우 낮은 수준을 나타낸다.
- 05 amu 범위에 있는지 확인한다. p,p'-DDT, benzidine 및 pentachlorophenol의 1 mg/L 혼합표준액 1 μL를 GC-MSD에 주입하여 scan mode에서 측정하여 p,p'-DDT의 p,p'-DDD 및 p,p'-DDE로의 분해정도가 20%를 넘지 않는가를 확인하고 benzidine과 pentachlorophenol이 현저한 테일링이 없는 것을 확인한다. 이것을 만족하지 않을 경우에는 insert를 교환하고, 컬럼의 앞쪽 끝을 절단하거나 컬럼을 교환한다.
- 낙동강을 따라 5개 시료채취 지점에서 채집한 붕어와 황소개구리에 대하여 총 62개 PCB congener의 측정을 수행하였으며 전체적으로 붕어에서 검출빈도와 농도가 황소개구리보다 훨씬 높게 나타났다. 붕어에서는 24개의 congener가 검출되었지만 황소개구리에서는 2개의 congener만 검출한계 이상으로 나타났다.
- 본 조사의 결과에 의하면 붕어 체내에 축적된 총 PCBs 농도는 비슷한 지점에서 채집한 황소개구리 체내에 축적된 총 PCBs 농도보다 훨씬 높다. 이러한 PCBs 체내 축적도의 차이는 서식 환경과 먹이 사슬의 차이에 기인되는 것으로 보인다.
- 본 연구에서는 낙동강 및 그 유역에 서식하는 붕어(Carassius auratus)와 황소개구리 (Rana pipiens)를 채집하여 체내에 잔류하는 PCBs의 함량을 정량분석하고 그 분포특성을 조사하였다. 붕어는 국내 하천에서 가장 널리 서식하고 있으므로 민물고기를 대표하는 어종으로 선정되었고, 황소개구리 또한 우리나라에서 가장 광범위하게 서식하는 양서류의 대표종으로 선정되었다. 본 연구결과는 수서 생물체에 대한 PCBs 잔류실태를 파악하고 생물 축적도 및 인체건강 위해성 평가를 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.
- 이러한 PCBs 체내 축적도의 차이는 서식 환경과 먹이 사슬의 차이에 기인되는 것으로 보인다. 한편, 고령 지점과 남강 지점에서 상대적으로 높게 나타난 총 PCBs 농도가 바로 하류 지점인 남지 지점에서의 농도에 영향을 미치지 않는 것으로 나타남으로써 상류 오염원이 하류에 영향을 주지 않는 것으로 보인다. 이것은 PCBs가 물에 잘 녹지 않기 때문에 대부분의 PCBs는 수중의 부유물질에 쉽게 흡착되고 결과적으로 침적하여 퇴적물로 가라앉기 때문일 것이다.
후속연구
- 붕어는 국내 하천에서 가장 널리 서식하고 있으므로 민물고기를 대표하는 어종으로 선정되었고, 황소개구리 또한 우리나라에서 가장 광범위하게 서식하는 양서류의 대표종으로 선정되었다. 본 연구결과는 수서 생물체에 대한 PCBs 잔류실태를 파악하고 생물 축적도 및 인체건강 위해성 평가를 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.
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