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문제 정의
- 따라서 본 연구는 molinate가 수서생태계에 서식하는 비표적 생물에 대한 영향을 규명하고자 대표적인 담수 무척추동물인 물벼룩에 대한 급성, 번식독성, 다세대노출 독성시험을 수행하고 그 독성을 평가하였다.
가설 설정
- b No observed effect concentration: the highest concentration of test chemical that did not cause adverse effects.
제안 방법
- Molinate의 급성독성시험을 통해 얻어진 D. magwa와 M. macrocopa의 감수성 정도에 따라 농약을 장기노줄 시켰을 때두 종 물벼룩의 성장, 번식 등에 미치는 영향을 평가하였다.
- Molinate의 물벼룩에 대한 급성독성을 평가하기 위해 국제표준시험 종인 D. magw와 국내종인 M. macrocopa를 사용하여 48시간 급성유영저해시험을 수행하였다. 시험에 사용한 물벼룩은 모두 출생한지 24시간이 되지 않은 건강한 어린 개체를 사용하였다.
- 또한 3세대에 걸쳐 molinate에 노출된 어미로부터 출산한 새끼의 molinate 감수성을 비교하고자 각 처리농도군의 F2세대가 출산한 3번째 새끼에 대한 급성독성시험을 실시하였다.
- 시험 시작 후 24시간과 48시간에서의 시험물벼룩의 유영 저해(遊泳沮害) 개체 수를 조사하고 반수유영저해농도(ECm) 를 probit 분석(Finney, 1971)으로 산출하였다. 유영 저해의 판정은 유리막대로 저어주고 15초간 관찰하여 바닥에 가라앉아 정상적인 유영을 하지 못하거나 물의 흐름에 묶여 정싱적인 움직임 없이 떠다니는 것을 영향 받은 개체로 판정하였다.
- 시험기간은 시험 물벼룩의 평균수명을 고려하여 M macrocopa 는 10일간, D. rnagnae: 21 일간 조사하였다. 시험농도를 일정 수준으로 유지시키기 위해 2일에 한번씩 molinate를 처리한 새로운 사육수로 교체하였다.
- 6 mg/L의 3 농도로 하였다. 시험기간은 최초 노출시킨 모수(F。)로부터 생성된 &세대가 3번째 새끼를 출산할 때까지로 하였으며 시험농도를 일정 수준으로 유지시키기 위해 노출기간중 2일에 한번씩 molinate 를 처리한 새로운 사육수로 교체하였다. 온도와 광조건은 급성독성 시험과 동일하게 하였고 시험물벼룩의 수는 각 처리당 15마리를 개별적으로 50 mL의 배양액에 투입하였고, 먹이는 C.
- 시험농도는 예비시험을 통해 등비급수적으로 50, 25, 12.5, 6.3, 3.1 mg/L 5농도로 선정하였다. 시험방법은 125 mL의 원통형 유리수조에 사육수 100 mL을 채운 후 시험농도가 되도록 농약을 처리하고 어린 물벼룩을 5마리씩 투입한 후 시험용액의 교환 없이 48시간동안 관찰하였다.
- rnagnae: 21 일간 조사하였다. 시험농도를 일정 수준으로 유지시키기 위해 2일에 한번씩 molinate를 처리한 새로운 사육수로 교체하였다. 시험조건은 급성독성시험시와 동일하였고 시험물벼룩의 수는 각 처리 당 10마리를 개별적으로 50 mL의 배양액에 투입하였고, 먹이는 C.
- 1 mg/L 5농도로 선정하였다. 시험방법은 125 mL의 원통형 유리수조에 사육수 100 mL을 채운 후 시험농도가 되도록 농약을 처리하고 어린 물벼룩을 5마리씩 투입한 후 시험용액의 교환 없이 48시간동안 관찰하였다. 시험농도당 4 반복으로 하여 시험농도 당 총 20마리의 물벼룩을 사용하였다.
- 시험농도를 일정 수준으로 유지시키기 위해 2일에 한번씩 molinate를 처리한 새로운 사육수로 교체하였다. 시험조건은 급성독성시험시와 동일하였고 시험물벼룩의 수는 각 처리 당 10마리를 개별적으로 50 mL의 배양액에 투입하였고, 먹이는 C. vulgaris 를 2.5~5xl05 cells/mL의 농도가 되게 급이하였다.
- 여러 세대에 걸쳐 장기간 molinate에 노출될 때 물벼룩에 미치는 영향을 평가하기 위해서 노출 어미로부터 3세대에 걸쳐 노출시킨 물벼룩의 성장, 번식, 출산새끼의 성비 등에 미치는 영향을 조사하였다(Fig. 1).
- 시험기간은 최초 노출시킨 모수(F。)로부터 생성된 &세대가 3번째 새끼를 출산할 때까지로 하였으며 시험농도를 일정 수준으로 유지시키기 위해 노출기간중 2일에 한번씩 molinate 를 처리한 새로운 사육수로 교체하였다. 온도와 광조건은 급성독성 시험과 동일하게 하였고 시험물벼룩의 수는 각 처리당 15마리를 개별적으로 50 mL의 배양액에 투입하였고, 먹이는 C. vulgaris를 2.5~5><105 cells/mL의 농도가 되게 급이하였다.
- 유영 저해의 판정은 유리막대로 저어주고 15초간 관찰하여 바닥에 가라앉아 정상적인 유영을 하지 못하거나 물의 흐름에 묶여 정싱적인 움직임 없이 떠다니는 것을 영향 받은 개체로 판정하였다.
- 。의 농도 부근부터 공비를 2로 하여 등비급수적으로 농도를 낮추어서 D. , magna의 경우 10, 5, 2.5, 1.25, 0.63, 0.31 mg/L, M. macrocopa의 경우 8, 4, 2, 1, 0.5, 0.25 mg/L으로 6 농도를 선정하였다. 이때 농약처리군과 함께 배양액만을 담은 무 처리대조군도 동시에 시험을 수행하였다.
- magna는 미국 EPA 에서 제시한 경수(hard water)를, 국내종은 우리나라의 일반적인 담수의 경도와 비슷한 중경수(moderately hard water) 를 사용하였다. 이 사육수는 만든 후 24시간동안 강하게 폭기 시킨 뒤에 사용하였으며, 사용전에는 항상 경도와 알카리도및 용존산소량을 측정하였다.
- 25 mg/L으로 6 농도를 선정하였다. 이때 농약처리군과 함께 배양액만을 담은 무 처리대조군도 동시에 시험을 수행하였다.
대상 데이터
- Daphnia magna는 한국화학연구원 안전성연구센터에서, 모이나 물벼룩은 조선대학교에서 분양받아 농업과학기술원 생태독성 연구실에서 계대사육하여 사용하였다.
- Molinate(S-ethy1 perhydroazepine-1 -carbothioate) 원제는 Zeneca Agrochemicals사로부터 분양 받았으며 화학적 순도는 95.5%이었다.
- 본 시험의 시험생물인 물벼룩은 OECD 표준시험법에서 추천하는 종인 Daphnia magwa와 우리나라에 널리 분포하는 모이나 물벼룩(Mina tnacrocopa)을 사용하였다. Daphnia magna는 한국화학연구원 안전성연구센터에서, 모이나 물벼룩은 조선대학교에서 분양받아 농업과학기술원 생태독성 연구실에서 계대사육하여 사용하였다.
- 시험 물벼룩의 순화와 번식을 위해 D. magna는 미국 EPA 에서 제시한 경수(hard water)를, 국내종은 우리나라의 일반적인 담수의 경도와 비슷한 중경수(moderately hard water) 를 사용하였다. 이 사육수는 만든 후 24시간동안 강하게 폭기 시킨 뒤에 사용하였으며, 사용전에는 항상 경도와 알카리도및 용존산소량을 측정하였다.
- 시험방법은 125 mL의 원통형 유리수조에 사육수 100 mL을 채운 후 시험농도가 되도록 농약을 처리하고 어린 물벼룩을 5마리씩 투입한 후 시험용액의 교환 없이 48시간동안 관찰하였다. 시험농도당 4 반복으로 하여 시험농도 당 총 20마리의 물벼룩을 사용하였다. 이때 수온은 20±l℃, 광조건 16시간(500~800 Lux), 암조건 8시간으로 조절하였다.
- 시험에 사용한 M. macrocopa는 3일된 건강한 성체를 사용하였고 시험용수로 중경수를 사용하였다. 시험농도는 급성독성시험을 통해 얻어진」/2'NOEC농도, 1/2NOEC의 1/10 와 1/100농도인 0.
- 시험에 사용한 물벼룩은 모두 24시간 이전에 출산한 건강한 어린개체를 사용하였고 시험에 사용한 시험용수는 급성독성 시험과 같다.
- macrocopa를 사용하여 48시간 급성유영저해시험을 수행하였다. 시험에 사용한 물벼룩은 모두 출생한지 24시간이 되지 않은 건강한 어린 개체를 사용하였다. 시험용수로는 사육에 사용한 것과 동일하게 D.
- 시험에 사용한 물벼룩은 모두 출생한지 24시간이 되지 않은 건강한 어린 개체를 사용하였다. 시험용수로는 사육에 사용한 것과 동일하게 D. magna는 경수(hard water) 를 M. macrocopa는 중경수(moderately hard water)를 사용하였다.
- 5><106 cells/L의 농도로 공급하였으며 어린 개체사육에는 먹이의 농도를 낮게 하고 자랄수록 그 양을 증가하여 최대성장을 유지하도록 하였다. 조류(藻類) 배양용 배지는 Bold's basal medium 을 사용하였다.
데이터처리
- 시험 최종일에는 어미 물벼룩의 체장을 해부현미경으로 측정하고 시험기간 동안 조사한 물벼룩의 성장, 번식 등의 성적을 t-test를 통해 대조군과 비교하여 무영향농도(NOEC)를 산출하였다.
- 시험 최종일에는 어미 물벼룩의 체장을 해부현미경으로 측정하고 시험기간 동안 조사한 물벼룩의 성장, 번식 등의 성적을 t-test를 통해 대조군과 비교하여 무영향농도(No Observed Effect Concentration; NOEC)를 산출하였다.
성능/효과
- 3회로 유사하었다. 10일간 출산한 새끼물벼룩의 수는 대조군이 57.0마리 였으나 최고농도인 8 mg/L 수준에서는 44.5마리로 유의한 차이를 보였다. 그러나 탈피횟수에에 대해서는 농도에 따른 영향을 관찰할 수 없었다.
- 6 mg/L 처리 군에서는 생존율이 각각 80%와 70%로 낮게 나타났다. 3번째까지 출산한 새끼수에서도 2세대까지 노출시에는 대조군과 0.016 mg/L 처리군에서는 각각 44.7와 43.3마리인데 반해,0.16 mg/L과 1.6 mg/L 처리군에서는 각각 35.1과 33.1 마리로 대조군과 유의한 차이를 보였다. 그러나 암수비율에 있어서는 모든 처리군에서 유의한 차이는 없었다(Table 6).
- M. macmcopa를 3세대에 걸쳐 0.016, 0.16, 1.6 mg/L 농도의 molinate에 노출시킨 후 미-지막 세대(F»가 생산한 새끼에 대한 molinate의 급성유영저해시험을 수행한 결과, 48시간의 ECS0 값이 대조군은 6.7 mg/L, 0.016 mg/L과 0.16 mg/L 처리군은 6.0 mg/L이었고, 1.6 mg/L 처리군은 7.8 mg/L이었다. 48시간의 무영향농도는 모든 처리군에서 3.
- M. macrocopa를 3세대에 걸쳐 0.016, 0.16, 1.6 mg/J 농도로 molinate에 노출시킨 후 마지막 3세대가 생산한 새끼에 대한 molinate의 급성독성을 평가한 결과, 대조군과 독성 값에 차이가 없어 여러 세대에 걸쳐 환경 검출농도수준 이상으로 molinate에 노출되더라도 다음 세대 새끼물벼룩의 감수성에는 변화를 주지 않은 것으로 판단되었다.
- macrocopa 차세대 독성시험결과는 Table 4, 5, 6에 나타내었다. M. macrocopa를 3세대에 걸쳐 0.016, 0.16, 1.6 mg/L 농도수준의 molinate에 노출시켰을 때 어미 세대와 1세대의 생존율과 번식률에서 대조군과 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 4와 5).
- M. macrocopa를 3세대에 걸쳐 molinate에 노출시켰을때 어미세대와 1세대에서는 대조군과 처리군의 생존율과 번식률에서 유의한 차이가 없었으나, 2세대에서는 0.16 mg/L 과 1.6 mg/L 처리군에서는 생존율이 각각 80%와 70%로 낮게 나타났으며 출산 새끼수에서도 각각 35.1과 33.1 마리로 대조군과 유의한 차이를 보였다. 그러나 molinate에 노출된 어미와 1세대, 2세대에서 생산된 새끼의 성비에서는 농도별 모든 처리군에서 농도 의존적인 유의한 차이를 발견할 수는 없었다.
- 번식독성시험의 결과에서는 D. magw를 molinate에 21 일간 노출시켰을 때 총 출산 새끼수, 체장 등의 생장 및 번식과 관련된 NOEC는 2.5 mg/L이었고 LOEC는 5 mg/L이었다. M.
- 6일로 유의한 감소를 보여주었다. 생존한 어미개체의 첫 출산까지 걸리는 시간은 5 mg/L에서 10.2일로 대조군의 7.8일과 유의한 차이를 보였고 출산횟수도 각각 5.2회와 2.5회로 유의한 차이를 보였다. 21일간 출산한 새끼물벼룩의 수는 대조군이 88.
- 이상의 molinate의 물벼룩에 대한 독성시험에서 얻은 가장 낮은 NOECe 0.16 mg&L로서, 이는 하천에서 molinate 의 평균검출농도인 0.0057 mg/L보다 28배 정도로 높아 하천에 서식하는 물벼룩은 molinate로 인한 위해가능성이 낮은 것으로 판단된다.
- 5배 높게 나타났다. 한편 노출기간에 따른 FC50을 볼 때 D mangna이gw의 경우 24시간 EC50이 33.0 mg/L, 48시간 EGe 11.4 mg/L로 나타나, 48시간에서의 독-성이 2.9배 정도 높았으며, M. macrocopa 의 경우에도 24시간 EG50이 14.1 mg/L, 48시간 E* C 값은 8.3 mg/L로 나타나 24시간에 비해 48시간 노출시에 독성이 1.7배 높게 나타나 molinate는 24시간 노출보다 48시간 노출에서 독성이 현저히 높아짐을 알 수 있었다. 이는 우리나라에서 사용되는 molinate성분 함유 농약 중 molinate 투하량이 가장 많은 모리네이트.
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