한국산 물벼룩 Moina macrocopa와 Daphnia sp.에 대한 수종 농약의 번식독성 비교 Comparative toxicity of some pesticides on reproduction of Korean native freshwater Cladocerans, Moina macrocopa and Daphnia sp.원문보기
국내서식 물벼룩종을 이용한 표준생태독성시험법 개발을 위한 기초연구로서 실내사육이 용이하며 번식력도 우수한 국내산 물벼룩 M. macrocopa와 Daphnia sp.를 대상으로 카바메이트계인 carbofuran, 유기인계인 diazinon, 피레스로이드계인 fenpropathrin과 트리아졸계인 myclobutanil 등 4종의 농약이 이들 물벼룩의 번식에 미치는 영향을 조사하였다. 시험기간은 M. macrocopa는 짧은 번식주기와 수명을 고려하여 10일간 노출시켰으며 Daphnia sp.는 Daphnia magna와 동일한 21일간 농약을 노출시켰다. 가장 독성이 강하게 나타난 것은 피레스로이드계 살충제인 fenpropathrin으로 번식독성의 무영향농도(NOEC)는 Moina macrocopa 가 $0.17\;{\mu}g\;L^{-1}$이었고 Daphnia sp.는 $0.06\;{\mu}g\;L^{-1}$로 조사되었다. 다음으로는 diazinon, carbofuran, myclobutanil의 순으로 독성이 강하게 나타났다. 또한 myclobutanil을 제외하면 3종 농약에서 Daphnia sp.가 M. macrocopa보다 더 민감한 것으로 조사되었고 따라서 국내환경에서 농약이 수서무척추동물에 미치는 번식영향을 평가할 때는 농약에 민감하게 반응하는 Daphnia sp.가 더 적합할 것으로 생각된다. 하지만 M. macrocopa는 우리나라 농업환경 특히 논에서의 우점도, 광범위한 국내서식 분포 등의 생태학적 중요도가 매우 큰 종이며, 10일간 시험으로도 번식에 미치는 영향을 평가하기에 적합하므로 시험기간 단축으로 인한 경제적 효과를 고려할 때 우리나라에서 사용할 표준생태독성시험의 후보종으로서 매우 의미있는 종이라 판단된다.
국내서식 물벼룩종을 이용한 표준생태독성시험법 개발을 위한 기초연구로서 실내사육이 용이하며 번식력도 우수한 국내산 물벼룩 M. macrocopa와 Daphnia sp.를 대상으로 카바메이트계인 carbofuran, 유기인계인 diazinon, 피레스로이드계인 fenpropathrin과 트리아졸계인 myclobutanil 등 4종의 농약이 이들 물벼룩의 번식에 미치는 영향을 조사하였다. 시험기간은 M. macrocopa는 짧은 번식주기와 수명을 고려하여 10일간 노출시켰으며 Daphnia sp.는 Daphnia magna와 동일한 21일간 농약을 노출시켰다. 가장 독성이 강하게 나타난 것은 피레스로이드계 살충제인 fenpropathrin으로 번식독성의 무영향농도(NOEC)는 Moina macrocopa 가 $0.17\;{\mu}g\;L^{-1}$이었고 Daphnia sp.는 $0.06\;{\mu}g\;L^{-1}$로 조사되었다. 다음으로는 diazinon, carbofuran, myclobutanil의 순으로 독성이 강하게 나타났다. 또한 myclobutanil을 제외하면 3종 농약에서 Daphnia sp.가 M. macrocopa보다 더 민감한 것으로 조사되었고 따라서 국내환경에서 농약이 수서무척추동물에 미치는 번식영향을 평가할 때는 농약에 민감하게 반응하는 Daphnia sp.가 더 적합할 것으로 생각된다. 하지만 M. macrocopa는 우리나라 농업환경 특히 논에서의 우점도, 광범위한 국내서식 분포 등의 생태학적 중요도가 매우 큰 종이며, 10일간 시험으로도 번식에 미치는 영향을 평가하기에 적합하므로 시험기간 단축으로 인한 경제적 효과를 고려할 때 우리나라에서 사용할 표준생태독성시험의 후보종으로서 매우 의미있는 종이라 판단된다.
The reproduction toxicity of several pesticides on two Korean water flea was investigated to develop a new standard species used for ecological risk assessment of pesticide. Moina macrocopa and Daphnia sp. were exposed to 4 different types of pesticides over 10 and 21 days, respectively. No-ohserved...
The reproduction toxicity of several pesticides on two Korean water flea was investigated to develop a new standard species used for ecological risk assessment of pesticide. Moina macrocopa and Daphnia sp. were exposed to 4 different types of pesticides over 10 and 21 days, respectively. No-ohserved effect concentration (NOEC) for synthetic pyrethroid, fenpropathrin on Moina macrocopa and Daphnia sp. were 0.17 and $0.06\;{\mu}g\;L^{-1}$, respectively. Diazinon, carbofuran and myclobutanil were in the order of their reproduction toxicity to cladocerans tested. There were large differences between Moina macrocopa and Daphnia sp. in their susceptibility to fenpropathrin, diazinon and carbofuran except myclobutanil. Daphnia sp. is more sensitive than M. macrocopa to pesticides tested. Therefore Daphnia sp. may be a good surrogate species to assess the reproduction effect of pesticides on aquatic invertebrates. M. macrocopa also be a good surrogate species because it is one of the most abundant cladocera in agricultural environment, especially rice paddy in Korea. In addition to it's ecological importance of wide spread distribution, it has also economical importance to make possible to shorten period for reproduction test using M. macrocopa due to it's short life cycle.
The reproduction toxicity of several pesticides on two Korean water flea was investigated to develop a new standard species used for ecological risk assessment of pesticide. Moina macrocopa and Daphnia sp. were exposed to 4 different types of pesticides over 10 and 21 days, respectively. No-ohserved effect concentration (NOEC) for synthetic pyrethroid, fenpropathrin on Moina macrocopa and Daphnia sp. were 0.17 and $0.06\;{\mu}g\;L^{-1}$, respectively. Diazinon, carbofuran and myclobutanil were in the order of their reproduction toxicity to cladocerans tested. There were large differences between Moina macrocopa and Daphnia sp. in their susceptibility to fenpropathrin, diazinon and carbofuran except myclobutanil. Daphnia sp. is more sensitive than M. macrocopa to pesticides tested. Therefore Daphnia sp. may be a good surrogate species to assess the reproduction effect of pesticides on aquatic invertebrates. M. macrocopa also be a good surrogate species because it is one of the most abundant cladocera in agricultural environment, especially rice paddy in Korea. In addition to it's ecological importance of wide spread distribution, it has also economical importance to make possible to shorten period for reproduction test using M. macrocopa due to it's short life cycle.
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제안 방법
vidgaris를 2.5 x 10? cells 의 농도가 되게 투여하였다 시험농도는 각 농약별 급성독성시험의 EG50의 농도로부터 공비를 3으로 하여 등비급수적으로 농도를 낮추어서 5농도를 설정하였는데 이때 농약처리군과 함께 배양액만을 담은 무처리대조군도 동시에 시험을 수행하였다.
본 연구는 앞서 보고된 최적 사육법 확립시험을 통해 얻어진 시험생물종의 사육특성과 급성 독성 시험의 결과에서 나타난 종간의 감수성 정도를 비교 . 검토하여 사육이 용이하며 감수성도 높은 시험생물로 국내 종인 Daphnia sp.
는 21일로 하였다. 시험농도를 일정 수준으로 유지시키기 위해 3일에 한번씩 농약을 처리한 새로운 사육수로 교체하였다. 시험조건은 김 등(2006b) 이 보고한 실내사육조건에서 한국산 물벼룩 종간 Ufe cycle 비교시험의 조건과 같게 하고 시험물벼룩의 수는 각 처리 당 10마리를 독립적으로 100 mL의 배양액에 투입하였고, 먹이는 C.
검토하여 사육이 용이하며 감수성도 높은 시험생물로 국내 종인 Daphnia sp. 와 Af macrocopa를 선정하여 국내에 사용되는 4종의 농약을 장기노출 시킨 후 두 종 물벼룩의 성장, 번식 등에 미치는 영향을 조사하였다
사용하여 국내산 물벼룩 Daphnia sp. 와 Moina macrocopa의 농약에 대한 번식독성을 조사하였다.
대상 데이터
시험에 사용한 물벼룩 2종은 모두 24시간 이전에 출산한 건강한 어린개체를 사용하였고 배양액은 moderately hard water를 사용하였다. 시험기간은 물벼룩의 평균수명을 고려하여 M.
데이터처리
제외시켰다. 시험최종일에는 어미 물벼룩의 체장을 해부현미경으로 측정하고 시험기간 동안 조사한 물벼룩의 성장, 번식 등의 성적은 t-test를 통해 대조군과 비교하여 만성무 영향농도(chronic-NOEQ를 산출하였다.
성능/효과
M. macrocopa% diazinon에 10일간 노출시켰을 때 5, 1.7, 0.55 ppb 처리군에서의 생존율은 40, 50, 40% 로 낮았으나 생존개체의 첫 출산까지 걸리는 시간, 총출산 물벼룩수, 한번 출산시의 새끼수, 출산횟수 및 체장 탈피횟수등에서는 대조군과 큰 차이를 보이지 않았다. 0.
보다 덜 민감한 것으로 나타났으며 독성 값의 차이가 carbofuran은 21배, diazinon은 63배, fenpropathrin은 47배로 현격한 차이가 있었으나 myclobutanil의 경우에는 큰 차이를 보여주지 않았다. 두 종 모두 가장 민감한 patameter로는 총 출산 물벼룩 수로 나타났다. 따라서 OECD의 ring test(1997) 의 결과에서 어미가 출산한 새끼물벼룩의 수가 가장 변이가 적고 안정된 parameter라고 보고한 사실에서 볼 때 이들 농약이 생태계내의 물벼룩에 대한 만성영향을 평가할 때는 end-point로 번식과 관련된 요인 즉 출산한 새끼 물벼룩의 수, 한배의 크기 등을 조사하는 것이 적합할 것으로 판단된다.
두 종 모두 가장 민감한 patameter로는 총 출산 물벼룩 수로 나타났다. 따라서 OECD의 ring test(1997) 의 결과에서 어미가 출산한 새끼물벼룩의 수가 가장 변이가 적고 안정된 parameter라고 보고한 사실에서 볼 때 이들 농약이 생태계내의 물벼룩에 대한 만성영향을 평가할 때는 end-point로 번식과 관련된 요인 즉 출산한 새끼 물벼룩의 수, 한배의 크기 등을 조사하는 것이 적합할 것으로 판단된다.
Daphnia sp.를 diazinon에 21일간 노출시켰을 때 2.15, 0.72 ppb를 처리한 군에서는 21일까지 생존한 개체가 없었으며 0.24 ppb에서는 생존율이 80% 였고 21일간 총 출산 새끼물벼룩의 수는 125마리로 대조군에서의 159.5마리에 비해 유의하게 차이가 있었다. 그리고 한번 출산에서 생산되는 새끼의 수는 20마리 정도로 대조군의 24.
macrocopa 가 Daphnia sp.보다 덜 민감한 것으로 나타났으며 독성 값의 차이가 carbofuran은 21배, diazinon은 63배, fenpropathrin은 47배로 현격한 차이가 있었으나 myclobutanil의 경우에는 큰 차이를 보여주지 않았다. 두 종 모두 가장 민감한 patameter로는 총 출산 물벼룩 수로 나타났다.
3 ppb에서는 70%, 나머지 더 낮은 농도에서는 90~100%의 생존율을 보였다. 생존한 어미 개체가 첫 출산까지 걸리는 시간과 출산횟수는 대조군과 비교하여 큰 차이를 보이지 않았으나, 10일간 출산한 새끼물벼룩의 수는 대조군이 50.7마리였으나 70.3 ppb 처리군에서는 19.4마리로 유의한 차이를 보였다. 한번 출산시의 새끼수에서는 23.
3 ppb 처리군에서는 70%, 나머지는 90~100%의 생존율을 보였다. 생존한 어미개체가 첫 출산까지 걸리는 시간은 가장 높은 농도인 1.6 ppb에서 8.0일로 대조군의 4.4일과 유의한 차이를 보였으나 출산횟수는 대조군과 비교하여 큰 차이를 보이지 않았다. 10일간 출산한 새끼물벼룩의 수는 대조군이 444마리였으나 1.
83 ppm 처리군에서는 생존개체가 없었으며 나머지는 90~100%의 생존율을 보였다. 생존한 어미개체가 첫 출산까지 걸리는 시간은 평균 4.4 일에서 5.4일 사이로 대조군과 큰 차이가 없는 것으로 조사되었고 출산회수도 대조군과 비교하여 큰 차이를 보이지 않았다. 10일간 출산한 새끼물벼룩의 수는 대조군이 44.
0마리에 비해 유의하게 낮았다. 체장 및 탈피횟수 등은 대조군과 처리군 사이에 유의한 차이를 발견할 수 없었으나 약간 낮은 것으로 조사되었다(Table 8).
표 1에서와 같이 M. macrocopa를 carbofuran에 10일간 노출시켰을 때 211.0 ppb 처리군에서 생존율은 0% 이었고 70.3 ppb에서는 70%, 나머지 더 낮은 농도에서는 90~100%의 생존율을 보였다. 생존한 어미 개체가 첫 출산까지 걸리는 시간과 출산횟수는 대조군과 비교하여 큰 차이를 보이지 않았으나, 10일간 출산한 새끼물벼룩의 수는 대조군이 50.
표 9에서 보는 바와 같이 계통별 농약의 물벼룩 독성을 평가하면 피레스로이드계 살충제인 fenpro- pathrin 이 가장 독성이 강하게 나타났으며 그 다음은 유기인계인 diazinon과 카바메이트계인 carbofuran으로 조사되었으며 트리아졸계 살균제인 n^clobytanil 이 가장 독성이 낮았다.
후속연구
를 사용한 독성시험 결과만으로는 모든 물벼룩의 안전성을 온전히 확보하기는 어려울 것으로 판단된다. 따라서 우리나라 농업환경 특히 논에서의 우점도가 높고 국내서식 분포가 광범위하며 번식주기 또한 짧아 10일간의 시험으로 번식영향 평가가 가능하기 때문에 시험기간 단축으로 인한 경제적 이익과 특정농약에 대한 높은 감수성을 고려할 때 우리나라에서 사용할 표준생태 독성 시험의 후보 종으로서 매우 의미있는 종으로 생각되며 앞으로도 더 많은 기초연구가 필요하리라 본다.
이러한 종간 독성반응 차이로 인해 발생하는 생태 위해성 평가의 불확실성을 감소시키기 위해 위해우려가 큰 화학물질에 대해서는 다른 생물종에 대한 독성자료를 추가로 요구할 필요가 있다. 더욱이 수서 무척추동물을 대표하는 독성시험종으로 사용되는 D.
참고문헌 (16)
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Goulden, C. E., R. M. Comotto, J. A. Jr. Hendrickson, L. L. Horing, and K. L. Johnson. (1982) Procedures and recommendations for the culture and use of Daphnia in bioassay studies. Aquatic Toxicology and Hazard Assessment, fifth Conference, pp.139-160. ASTM. Philadelphia
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Hanazato, T. (1991) Effects of long-and short-term exposure to carbaryl on survival, growth and reproduction of Daphnia ambigua. Environ. Pollut. 74:139-148
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