본 논문은 저서 단각류를 이용한 해양생태독성시험법 개발을 위하여 국내에 분포하는 후보종을 이용하여 수행된 일련의 생태독성시험결과를 제시하고, 이에 근거하여 퇴적물 독성시험을 위한 표준 시험종과 방법을 제시하였다. 퇴적물 독성평가를 위한 시험종으로는 저서단각류인 Mandibulophoxus mai, Monocorophium acherusicum 그리고 여러 국내산 단각류를 이용하였다. 시험법 개발 및 표준화를 위한 시험항목으로는 퇴적물 입도, 수온, 염분 및 암모니아에 대한 내성범위를 파악하기 위한 실험과 카드뮴과 같은 중금속이나 PAHs와 같은 유기오염물질에 대한 민감도를 파악하기 위한 실험이 포함되었다. 시험 결과 두 종 모두 여러 환경요인에 대한 적합한 내성과 민감도를 갖고 있어 퇴적물 시험종으로서 활용이 가능한 것으로 나타났다. 최종적으로 이들 저서 단각류의 현장 적용성 평가를 위해서 다양한 오염도를 갖는 현장 퇴적물에서 10일간 노출한 이후 사망독성을 평가하고, 오염정도와 생물반응의 관계성 등을 분석하였다. 두 종을 비교한 결과, 민감도의 측면에서는 M. mai가, 시험생물 공급, 배양, 유지 및 실험수행의 편의성에서는 M. acherusicum이 상대적으로 뛰어난 것으로 나타났다. 하지만, 두 종 모두 10일간의 퇴적물 사망 독성시험의 시험종으로서 충분한 적합성을 갖고 있는 것으로 판단할 수 있다. 본 연구결과는 향후 단각류를 이용한 퇴적물 공정시험법의 작성에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 논문은 저서 단각류를 이용한 해양생태독성시험법 개발을 위하여 국내에 분포하는 후보종을 이용하여 수행된 일련의 생태독성시험결과를 제시하고, 이에 근거하여 퇴적물 독성시험을 위한 표준 시험종과 방법을 제시하였다. 퇴적물 독성평가를 위한 시험종으로는 저서단각류인 Mandibulophoxus mai, Monocorophium acherusicum 그리고 여러 국내산 단각류를 이용하였다. 시험법 개발 및 표준화를 위한 시험항목으로는 퇴적물 입도, 수온, 염분 및 암모니아에 대한 내성범위를 파악하기 위한 실험과 카드뮴과 같은 중금속이나 PAHs와 같은 유기오염물질에 대한 민감도를 파악하기 위한 실험이 포함되었다. 시험 결과 두 종 모두 여러 환경요인에 대한 적합한 내성과 민감도를 갖고 있어 퇴적물 시험종으로서 활용이 가능한 것으로 나타났다. 최종적으로 이들 저서 단각류의 현장 적용성 평가를 위해서 다양한 오염도를 갖는 현장 퇴적물에서 10일간 노출한 이후 사망독성을 평가하고, 오염정도와 생물반응의 관계성 등을 분석하였다. 두 종을 비교한 결과, 민감도의 측면에서는 M. mai가, 시험생물 공급, 배양, 유지 및 실험수행의 편의성에서는 M. acherusicum이 상대적으로 뛰어난 것으로 나타났다. 하지만, 두 종 모두 10일간의 퇴적물 사망 독성시험의 시험종으로서 충분한 적합성을 갖고 있는 것으로 판단할 수 있다. 본 연구결과는 향후 단각류를 이용한 퇴적물 공정시험법의 작성에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
A series of experiments were conducted to find standard test organisms and to develop test protocols for sediment toxicity tests using indigenous amphipods inhabited in Korean coastal environments. The indigenous amphipods Mandibulophoxus mai and Monocorophium acherusicum were well associated with v...
A series of experiments were conducted to find standard test organisms and to develop test protocols for sediment toxicity tests using indigenous amphipods inhabited in Korean coastal environments. The indigenous amphipods Mandibulophoxus mai and Monocorophium acherusicum were well associated with various sediment substrates from sand to mud. The tolerance limits to various physico-chemical factors affecting bioassay results such as temperature, salinity and total ammonium as well as the sensitivities to contaminants in water and sediments were investigated using M. mai and M. acherusicum in the present study. These amphipods were tolerable to the adequate ranges of salinity ($10{\sim}30\;psu$), temperature ($10{\sim}25^{\circ}C$) and ammonia (<50 ppm). They have relevant sensitivities to the reference toxicants, dissolved cadmium as well as other metals and organic pollutants, when compared to the standard test species used in other countries. Field-sediment toxicity tests revealed that M. mai would be more sensitive to sediment-associated pollutants than M. acherusicum, while the sensitivity of M. acherusicum was comparable to those of other sediment test species in other countries. Overall results of this first attempt to develop an amphipod sediment toxicity test protocol in Korea indicated that M. mai and M. acherusicum should be applicable in the toxicity assessment of contaminated sediments, following the further evaluation encompassing various ecological and toxicological evaluation and the standardization of test method.
A series of experiments were conducted to find standard test organisms and to develop test protocols for sediment toxicity tests using indigenous amphipods inhabited in Korean coastal environments. The indigenous amphipods Mandibulophoxus mai and Monocorophium acherusicum were well associated with various sediment substrates from sand to mud. The tolerance limits to various physico-chemical factors affecting bioassay results such as temperature, salinity and total ammonium as well as the sensitivities to contaminants in water and sediments were investigated using M. mai and M. acherusicum in the present study. These amphipods were tolerable to the adequate ranges of salinity ($10{\sim}30\;psu$), temperature ($10{\sim}25^{\circ}C$) and ammonia (<50 ppm). They have relevant sensitivities to the reference toxicants, dissolved cadmium as well as other metals and organic pollutants, when compared to the standard test species used in other countries. Field-sediment toxicity tests revealed that M. mai would be more sensitive to sediment-associated pollutants than M. acherusicum, while the sensitivity of M. acherusicum was comparable to those of other sediment test species in other countries. Overall results of this first attempt to develop an amphipod sediment toxicity test protocol in Korea indicated that M. mai and M. acherusicum should be applicable in the toxicity assessment of contaminated sediments, following the further evaluation encompassing various ecological and toxicological evaluation and the standardization of test method.
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문제 정의
조사 및 연구를 수행하였다. 그 과정에서 먼저 외국의 표준시험 종의 국내 서식여부를 파악하고자 하였다. 그러나 외국에서 이미 표준 시험종으로 이용되고 있는 Leptocheirus plumulosus, Ampelisca abdita, Rhepoxynius abronius, Eohaustorius estuarius, Corophium volutator 등의 저서단각류는 국내에 서식한다는 기록을 찾을 수 없었다(USEPA, 1994; Jo, 1989; Kator et al.
실정이다. 따라서 본 연구팀은 세계적으로도 가장 널리 이용되는 퇴적물 시험생물인 저서 단각류(benthic amphipods)의 국내산시험 종에 대해서 시험종으로서의 적합성을 평가하였고, 국내산 시험 종에 맞는 표준화된 시험조건을 파악하여 이에 근거한 시험법을 제시하기 위해 일련의 실험들을 수행하였다. 본 논문에서는 이러한 목적으로 수행되었던 여러 연구의 결과들을 요약하였고, 이에 근거하여 작성된 시험법의 특징과 내용에 대하여 간단하게 정리하여 제시하였다.
이들 채집된 생물들은 실험실로 옮겨져 퇴적물 시험생물로서의 적합성을 평가하기 위한 실험에 이용되었다(국립수산과학원, 2006). 따라서 이들 채집된 종을 이용하여 일련의 시험법 개발을 위한 실험을 실시하였다.
acherusicume 시화호, 온산만, 태안 등의 현장 퇴적물과 준설물, 해양배출물, 방오도료, 발라스트수, 슬래그 등의 다양한 시료에 대한 독성평가에 활용된 바 있다. 본 논문에서는 (주)네오엔비즈 연구팀과 서해수산연구소에서 M. acherusicum을 이용하여 각각 수행한 온산만 퇴적물 독성시험 결과를 제시하였다. 온산만 대정천 하류에서 채취한 5개 정점중에서 #1가 육지쪽, #5는 해양 쪽에 가장 가까운 정점으로 오염원에 가까울수록 단각류의 생존율이 낮아지는 것을 관찰할 수 있었다(Fig.
본 논문에서는 국제 표준 시험법을 기반으로 국내산 단각류 시험 종을 이용하여 실시할 수 있도록 개량된 퇴적물 독성 공정시험 방법과 절차를 요약하여 아래에 제시하였다(Table 2~4).
따라서 본 연구팀은 세계적으로도 가장 널리 이용되는 퇴적물 시험생물인 저서 단각류(benthic amphipods)의 국내산시험 종에 대해서 시험종으로서의 적합성을 평가하였고, 국내산 시험 종에 맞는 표준화된 시험조건을 파악하여 이에 근거한 시험법을 제시하기 위해 일련의 실험들을 수행하였다. 본 논문에서는 이러한 목적으로 수행되었던 여러 연구의 결과들을 요약하였고, 이에 근거하여 작성된 시험법의 특징과 내용에 대하여 간단하게 정리하여 제시하였다.
특히 유해물질에 대한 민감도가 시기별로 일정하게 유지되어야만 충분한 재현성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 M. acherusicum과 M. mai 두 종 의용 존 Cd에 대한 민감도의 시기별 변이를 다년간 조사하여 왔다 (Fig. 3). M.
본 연구에서는 단각류 퇴적물 독성시험에 적합한 시험종을 선정하기 위해서 여러 국내산 단각류에 대해 시험 적합도를 평가하는 일련의 조사 및 연구를 수행하였다. 그 과정에서 먼저 외국의 표준시험 종의 국내 서식여부를 파악하고자 하였다.
본 연구에서는 문헌조사와는 별도로 국내산 저서 단각류 시험종개발을 위해서 충남의 8개 지점, 영종도 2개 지점, 대부도, 새만금, 강화도 각 1개 지점 등에서 단각류의 분포를 조사하고 채집을 실시하였다. 그 결과 충남에서는 M.
mai의 경우 1-mm 망은 통과하되 500-µm 망은 통과하지 못하는 개체들을 선별하여 시험에 이용하도록 한다. 이처럼 종에 따라 다른 크기 그룹을 선별하는 것은 이와 같은 절차가 크기 자체가 아닌 각 종의 미성숙 단계(immature stage)의 개체를 선별하는 것을 목적으로 하기 때문이다. 성숙 단계의 개체들은 민감도의 변이가 크고, 자연 사망률이 높으며, 시험기간 중 산란의 가능성이 있기 때문에 원칙적으로 시험생물로서 배재하도록 하고 있다.
제안 방법
기본 수질항목으로는 수온, 염분, pH, 용존산소 및 암모니아를 측정하였다. 온도, 염분 내성실험을 제외하면 종에 관계없이 모든 배양과 실험과정에서 수온은 20±1 oC, 염분은 30±1 psu, pH는 8.
많이 이용하는 유해물질은 카드뮴(Cd)이다. 본 연구에서도 국내산 단각류 M. mai, M. acherusicum, G. japonica, H. indivisus, H. koreanus 등 5종에 대해서 용존 Cd에 대한 4일간의 급성독성 시험을 퇴적물 없이 실시하였고, 그 결과를 다른 해외 표준 시험종결과와 비교하였다(Fig. 2). 시험결과 각 시험종의 Cd 농도별 생존율은 Fig.
본 연구진은 퇴적물 시험생물로서의 적합성 평가는 일차적으로 퇴적물의 입도변화에 따른 선호도(퇴적물 내부로 파고 들어가는 특성)에 대한 평가로서, 10일간 니질, 사질 등 여러 입도 특성을 갖는 퇴적물에서 배양하면서 생존율과 함께 선호도를 조사하는 실험을 수행하였다(Lee et al., 2005a). 입도별 선호도 파악을 위하여 매일 1회 퇴적물을 벗어나 있는 개체의 비율을 조사하여 10일간의 평균값(이하 평균 회피율)을 산출하였다.
시험개체수는 각 반복구 별로 20개체를 투입하도록 한다. 시험 시작 직전과 중간, 그리고 종료 직후에 일반 수질 항목을 측정하여 기준 범위 만족 여부를 확인한다(Table 2). 시험 기간 동안에는 매일 1회이상 시험 비이커를 관찰하여 이상 유무를 확인하고 퇴적물을 회피하는 개체가 있는 경우 회피개체수를 기록한다.
5, 용존산소는 >80%, 암모니아는 <1 mg·l-1를 유지하도록 하였다. 실험해수는 해수독성시험(water-only test)의 경우 폭기 하지 않는 대신 매일 교환하였고, 퇴적물 독성시험의 경우 배양해수 (overlying water)를 폭기하면서 5일에 한번 교환해 주었다.
여러 암모니아 농도로 준비된 해수에서 M. mai, M. acherusicum, 그리고 G. japonica를 4일간 퇴적물 없이 배양한 이후 각 농도별 생존율을 비교하여 농도-영향 관계를 규명하였다(Fig. 1). 시험 결과 총 암모니아농도(total ammonium)가 50 mg·l-1 이하인 경우에는 세종 모두 유의미한 사망이 관찰되지 않았지만 그 이상의 농도에서는 사망률이 농도와 비례하여 증가하는 특징을 보였다.
5% 등)로 희석하여 원래의 퇴적물(100%)과 함께 시험에 이용할 수 있다. 유해물질을 인위적으로 첨가한 퇴적물(spiked sediment)의 경우 첨가된 유해물질의 농도별로 실험구를 정하여 시험을 실시한다.
음성대조구, 참조퇴적물 및 양성대조구: 모든 시험에는 음성대조 구와 양성대조구를 포함하도록 한다. 음성대조구로는 시험생물이 살기가 가장 적합한 특성을 가진 퇴적물(예를 들면, 시험생물채집지역의 퇴적물)을 이용한다.
acherusicum 등으로 나타났다(Table 5). 이들 시험생물 후보종에 대해서는 온도, 염분, 암모니아 등 시험 결과에 영향을 미칠 수 있는 환경 요인에 대한 평가를 실시하였다.
자료분석: 현장퇴적물의 경우 참조퇴적물의 생존율과 각 실험 구의 생존율 간에 t 검정(Student’s t-test)를 실시하여 유의성 검정을 실시한다. 인위적 오염퇴적물의 경우 참조퇴적물과 유해물질농도별 실험구의 생존율 간에 Dunnett’s test를 실시하여 최대무영향농도(No Observed Effect Concentration; NOEC) 및 최저영향농도(Lowest Observed Effect Concentration; LOEC)을 산출한다. 양성대조구 및 인위적 오염퇴적물의 농도별 반수치사농도(LC50)는 자료의 특성을 고려하여 Graphic method, Probit method, Spearman- Karber method 또는 Trimmed spearman-Karber method를 이용한다(USEPA, 1994).
, 2005a). 입도별 선호도 파악을 위하여 매일 1회 퇴적물을 벗어나 있는 개체의 비율을 조사하여 10일간의 평균값(이하 평균 회피율)을 산출하였다. 시험결과 모든 입도에서 90% 이상의 생존율과 5% 이하의 평균 회피율을 보여 시험생물 후보 종으로 파악된 종은 M.
회수되지 못한 개체의 확인을 위해서 가급적 체를 통과한 퇴적물과 해수는 시험이 완전히 종료하기 전까지는 별도로 보관한다. 회수된 생존 개체수와 투입 개체수의 비율을 이용하여 생존율을 산출한다. 회수되지 못하였거나 죽은 상태로 회수된 개체는 모두 사망한 개체로 간주하여 사망률을 산출한다(Table 3).
대상 데이터
국내산 단각류에 대한 문헌중에서 비교적 광역적인 분포에 대해 기재하고 있어 본 연구에서 조사한 문헌은 Jo(1989), 김(1991) 그리고 정(2000) 등이었다. 김(1991)은 78개 해안에서 채집된 단각류 약 80여 종을 기재하였다.
본 연구의 시험종인 저서 단각류 Mandibulophoxus mai는 시험 전에 충청남도 태안군 만리포와 천리포 모래사장에서 채집하였고, Monocorophium acherusicume (주)네오엔비즈 연구실에서 상시배양 중인 시험개체를 이용하였다. 실험실에서 상시배양중인 M.
독성실험: 각 실험구별 반복수는 최소 4 반복 이상으로 하되, 5 반복을 권고한다. 시험개체수는 각 반복구 별로 20개체를 투입하도록 한다. 시험 시작 직전과 중간, 그리고 종료 직후에 일반 수질 항목을 측정하여 기준 범위 만족 여부를 확인한다(Table 2).
시험개체를 이용하였다. 실험실에서 상시배양중인 M. acherusicume 2003년 대부도 갯벌에서 채집한 이후 현재까지 계대배양을 실시하고 있다. 각 시험종의 분포, 생태 등 기존 문헌에서 파악된 정보에 대한 보다 자세한 설명은 Table 1에 제시하였고, 채집지역에 대한 정보는 Lee et al.
실험에 이용한 해수는 인천 영흥도에 위치한 인천수산연구소에서 여과해수를 공급받아 이용하였다. 실험해수의 수질은 배양 기간과 실험기간 전과정 동안에 항상 점검하였다.
acherusicum이 각각 채집되었다. 이들 채집된 생물들은 실험실로 옮겨져 퇴적물 시험생물로서의 적합성을 평가하기 위한 실험에 이용되었다(국립수산과학원, 2006). 따라서 이들 채집된 종을 이용하여 일련의 시험법 개발을 위한 실험을 실시하였다.
데이터처리
자료분석: 현장퇴적물의 경우 참조퇴적물의 생존율과 각 실험 구의 생존율 간에 t 검정(Student’s t-test)를 실시하여 유의성 검정을 실시한다. 인위적 오염퇴적물의 경우 참조퇴적물과 유해물질농도별 실험구의 생존율 간에 Dunnett’s test를 실시하여 최대무영향농도(No Observed Effect Concentration; NOEC) 및 최저영향농도(Lowest Observed Effect Concentration; LOEC)을 산출한다.
이론/모형
본 논문에서 결과를 제시한 환경요인 내성 및 유해물질 민감도 파악 시험 및 현장 퇴적물 독성시험 방법에 대한 자세한 설명은 기존 문헌을 참조한다(Lee et al., 2005a; 2005b; Lee and Lee, 2005b; 이 등, 2005; 국립환경과학원, 2006).
인위적 오염퇴적물의 경우 참조퇴적물과 유해물질농도별 실험구의 생존율 간에 Dunnett’s test를 실시하여 최대무영향농도(No Observed Effect Concentration; NOEC) 및 최저영향농도(Lowest Observed Effect Concentration; LOEC)을 산출한다. 양성대조구 및 인위적 오염퇴적물의 농도별 반수치사농도(LC50)는 자료의 특성을 고려하여 Graphic method, Probit method, Spearman- Karber method 또는 Trimmed spearman-Karber method를 이용한다(USEPA, 1994).
저서 단각류를 이용한 공정시험방법은 USEPA(1994), ASTM (1999) 그리고 ISO (2005)에서 채택하고 있는 “저서단각류 10일 퇴적물 독성시험방법(benthic amphipod 10-d sediment toxicity test)” 을 기반으로 작성되었다. 상기의 표준 시험방법은 모두 현장 또는 실험실에서 준비된 퇴적물을 1리터 비이커에 넣고 그 위에 약 1:4 의 비율로 배양수(overlying water)를 부은 후 안정화시키고, 여기에 시험생물을 첨가한 다음 10일간 배양·노출시킨 이후에 생존·사망한 개체의 비율을 측정항목(end point)로 하는 기본적인 시험절차를 공유하고 있다.
퇴적물의 인위적인 유해물질 첨가(sediment spiking) 는모두 기존의 연구 문헌과 프로토콜에 따라서 실시하였다(Lee et al., 2000a, 2000b, 2001, 2004, 2005a; Lee and Lee 2005a; ASTM, 1994, 1999; USEPA, 1994).
성능/효과
Table 5. Avoidance and survival rates of four benthic amphipod species, Haustorioides koreanus (Hk), Mandibulophoxus mai (Mm), Haustorioides indivisus (Hi) and Monocorophium acherusicum (Ma) exposed to various sediment types for 10 days.
japonica>M. acherusicum 의 순으로 증가하여 M. acherusicum이 암모니아 내성이 가장 큰 것으로 나타났다.
하지만 5 oC의 저온에서는 생존율이 20%대로 감소하였다. 개체별 무게는 온도가 증가함에 따라 증가하여 25 oC에서 가장 크게 나타났지만 30 oC에서는 감소하여 고온에 의한 스트레스가 이 온도에서는 성장에 대한 영향으로 나타날 수 있음을 알 수 있었다.
acherusicume 2003년 이후 퇴적물 시험종으로 선정되어 환경요인 내성범위 파악 및 유해물질 민감도 시험 등 적합성 평가를 실시하여 왔고, 이후 현장 퇴적물 및 고형시료 오염에 대한 반응성을 평가할 수 있는 여러 실험에 이용되어 왔다. 그 결과 두 종은 염분, 온도, 입도, 암모니아 등 환경요인에 대한 적절한 내성 범위를 갖고 있을 뿐만 아니라, 다른 해외 표준 시험종과 유사한 유해화학물질들에 대한 민감도를 갖고 있고, 민감도의 시기별 변이도 크지 않아 시험생물로서 기본적인 적합성을 보이는 것으로 평가할 수 있다.
mai는 13~20 oC에서 생존율 100%, 22 oC에서 90%로 유의한 영향이 없었으나 25 oC에서는 80% 이하로 사망률이 다소 증가하였다(이 등, 2005). 단각류 M. acherusicume 15~22 oC에서 유의한 생존율에 대한 영향이 없었고, 22~30 oC에서는 다소 생존율이 낮았으나 최고온에서도 80% 이상의 생존율을 보여 고온에 대한 내성은 강한 것으로 나타났다. 하지만 5 oC의 저온에서는 생존율이 20%대로 감소하였다.
단각류를 이용한 퇴적물 표준 시험방법의 특징으로는 첫째, 퇴적물 내 유해물질과 시험생물간의 접촉을 극대화하기 위해 퇴적물과 배양수의 비율을 약 1:4 내외로 유지하고, 배양수를 정수식(static system)으로, 즉 원칙적으로 노출기간동안 배양수의 교환없이 시험을 수행하며, 노출기간 중 시험생물의 퇴적물 회피여부를 관찰하여 결과에 반영하도록 한다는 점, 둘째, 노출기간 중에는 용존 산소를 충분한 수준으로 유지하기 위해 연속적으로 폭기(aeration)를 실시한다는 점, 셋째, 퇴적물에 내재하는 암모니아 영향을 줄이기 위해 노출 시작 전에 배양수를 넣고 폭기를 실시한 다음 배양수 교환을 1회 이상 실시하도록 한다는 점, 넷째, 시험에 일정 크기의 표준체로 걸러진 퇴적물을 이용하여 시험 종료후 시험생물의 회수를 용이하게 할 수 있도록 한다는 점, 다섯째, 노출 기간동안 생물에 영향을 미칠 수 있는 수질항목인 수온, 염분, pH, 용존산소농도 및 암모니아 농도를 모니터링한다는 점, 마지막으로 매 시험마다 음성대조구(negative control)와 양성대조구(positive control)를 두어 시험생물의 건강성과 민감도를 점검하여 시험결과의 신뢰도를 높이고자 한다는 점 등을 들 수 있다.
estuarius가 9 mg·l-1으로 가장 둔감한 종으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 이용한 국내산 단각류 종들의 민감도는 해외 표준 시험종의 민감도 범위내에 포함되는 것으로 국내산 종간의 민감도 변이는 상대적으로 적은 것으로 나타났다.
또한 두 실험실에서 각기 독립적으로 수행한 독성시험의결 과가 전체적으로 매우 유사한 경향성을 보여, 잠재적으로 시험법의 활용성이 큰 것으로 판단할 수 있었다.
왔다. 물론 본 논문에서 제시한 단각류의 퇴적물 독성시험법은 10일간의 단기 노출 영향을 반영하므로 다른 만성 시험법에 비해 다소 민감도가 낮을 수 있지만, 본 시험법은 전 세계적으로 퇴적물의 독성 시험평가에서 가장 널리 이용될 뿐만 아니라, 가장 기본적인 시험법으로 인식되고 있다. 따라서 국내에서도 본 시험법의 퇴적물 유해물질 오염에 의한 생물영향 신속 스크리닝이라는 목적에 따라 보다 널리 활용될 필요가 있다.
1). 시험 결과 총 암모니아농도(total ammonium)가 50 mg·l-1 이하인 경우에는 세종 모두 유의미한 사망이 관찰되지 않았지만 그 이상의 농도에서는 사망률이 농도와 비례하여 증가하는 특징을 보였다. 반수가 영향을 받을 수 있는 농도는 M.
mai는 울산만, 온산만, 마산만, 영일만, 시화호, 광양만 등 여러 지역에서 현장 퇴적물 급성 독성 시험에 활용된 바 있다(송, 2001; 과학기술부, 2001). 시험 결과 퇴적물의 중금속 농도 등 오염도와 육상 오염원과의 근접성이 단각류의 사망률과 매우 밀접한 관계가 있는 것으로 파악되었다.
2). 시험결과 각 시험종의 Cd 농도별 생존율은 Fig. 2의 (a)에서 볼 수 있는 바와 같이 일정 농도까지는 생존율의 영향이 나타나지 않다가, 1~3 mg·l-1에서 생존율이 크게 감소하기 시작하여 10 mg·l-1 이상에서는 대부분의 개체가 사망하는 농도-영향 관계를 보였다. 이러한 관계를 통해 각 종별로 용존 Cd에 대한 96시간 반수사망농도(96h-LC50)는 본 연구에서는 M.
입도별 선호도 파악을 위하여 매일 1회 퇴적물을 벗어나 있는 개체의 비율을 조사하여 10일간의 평균값(이하 평균 회피율)을 산출하였다. 시험결과 모든 입도에서 90% 이상의 생존율과 5% 이하의 평균 회피율을 보여 시험생물 후보 종으로 파악된 종은 M. mai, M. acherusicum 등으로 나타났다(Table 5). 이들 시험생물 후보종에 대해서는 온도, 염분, 암모니아 등 시험 결과에 영향을 미칠 수 있는 환경 요인에 대한 평가를 실시하였다.
마. 실험의 종료: 10일간의 시험기간이 종료하면 비이커의 배양 수와 퇴적물을 잘 혼합하여 300-µm 표준체에 천천히 부으면서 생존 개체를 회수한다. 회수되지 못한 개체의 확인을 위해서 가급적 체를 통과한 퇴적물과 해수는 시험이 완전히 종료하기 전까지는 별도로 보관한다.
이는 오염되지 않은 퇴적물로 희석됨에 따라 퇴적물의 오염농도는 비례하여 감소하고 이에따라 단각류의 사망률도 감소하는 농도 -영향 관계가 현장 오염퇴적물에 대해서도 잘 나타남을 보여주는 결과이다. 또한 두 실험실에서 각기 독립적으로 수행한 독성시험의결 과가 전체적으로 매우 유사한 경향성을 보여, 잠재적으로 시험법의 활용성이 큰 것으로 판단할 수 있었다.
2의 (a)에서 볼 수 있는 바와 같이 일정 농도까지는 생존율의 영향이 나타나지 않다가, 1~3 mg·l-1에서 생존율이 크게 감소하기 시작하여 10 mg·l-1 이상에서는 대부분의 개체가 사망하는 농도-영향 관계를 보였다. 이러한 관계를 통해 각 종별로 용존 Cd에 대한 96시간 반수사망농도(96h-LC50)는 본 연구에서는 M. mai가 1.0 mg·l-1로 가장 낮았고, H. koreanus가 약 3 mg·l-1으로 가장 높았다. 해외 표준 시험종의 경우 A.
그리고 각 종의 분포 특징과 생태에 대한 개략적인 표를 제공하고 있다. 저자가 기재한 종(species)중에서 외국에서 표준화된 종과 유사종으로는 Ampelisca brevicornis, A. misakensis, Corophium japonica, Grandidierella japonica, Eohaustorius longidactylus, E. setulosus 등이 있었다. Ampelisca 종류는 대부도를 포함한 경기도와 다른 서해안에서 채집되었다.
koreanus가 약 3 mg·l-1으로 가장 높았다. 해외 표준 시험종의 경우 A. abdita가 0.3 mg·l-1로 가장 민감한 종으로 나타났고, E. estuarius가 9 mg·l-1으로 가장 둔감한 종으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 이용한 국내산 단각류 종들의 민감도는 해외 표준 시험종의 민감도 범위내에 포함되는 것으로 국내산 종간의 민감도 변이는 상대적으로 적은 것으로 나타났다.
후속연구
물론 본 논문에서 제시한 단각류의 퇴적물 독성시험법은 10일간의 단기 노출 영향을 반영하므로 다른 만성 시험법에 비해 다소 민감도가 낮을 수 있지만, 본 시험법은 전 세계적으로 퇴적물의 독성 시험평가에서 가장 널리 이용될 뿐만 아니라, 가장 기본적인 시험법으로 인식되고 있다. 따라서 국내에서도 본 시험법의 퇴적물 유해물질 오염에 의한 생물영향 신속 스크리닝이라는 목적에 따라 보다 널리 활용될 필요가 있다.
japonica 를 비롯하여 다른 국내산 종을 이용한 현장 오염퇴적물 평가가 일부 수행되어 왔으나, 이들 종에 대해서는 향후 최적의 시험법 개발 및 현장 적용성 평가를 위한 여러 연구가 수행되어 다양한 시험 종을 확보할 필요가 있다. 또한 단각류를 이용한 만성 시험법이 국내에서도 표준화되어 기준작성, 정밀생태영향 및 위해성평가 등에 활용될 수 있도록 추가적인 연구가 지속적으로 이루어져야할 것이다.
acherusicume 향후 보다 다양한 현장 평가에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 상기의 두 시험종 이외에도 시험생물로서의 적절성이 충분히 평가된 다른 시험종도 보다 활발하게 개발되어 본 시험법의 활용도를 더욱 확대할 필요가 있다. 하지만 아직까지 G.
japonica의 경우 15 oC와 20 oC에서 개체 크기 및 먹이량에 따른 생존율 영향 실험을 실시하였는데, 먹이가 적고 개체크기가 큰 실험구에서 생존율이 70%로 낮아지는 현상이 관찰되었다. 이를 통해 G. japonica는 먹이가 부족할 경우 동종포식 (cannibalism)의 습성이 있는 것으로 추정되었고, 실제 육안관찰을 통해서 배양중인 생물들간의 동종포식이 종종 관찰됨을 알 수 있어, 퇴적물 시험종으로서 이용하기 위해서는 동종포식이 나타나지 않는 시험 조건에 대한 탐색이 필요함을 알 수 있었다.
이와 같은 결과들을 통해 상기 국내산 단각류 M. mai와 M. acherusicume 향후 보다 다양한 현장 평가에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 상기의 두 시험종 이외에도 시험생물로서의 적절성이 충분히 평가된 다른 시험종도 보다 활발하게 개발되어 본 시험법의 활용도를 더욱 확대할 필요가 있다.
상기의 두 시험종 이외에도 시험생물로서의 적절성이 충분히 평가된 다른 시험종도 보다 활발하게 개발되어 본 시험법의 활용도를 더욱 확대할 필요가 있다. 하지만 아직까지 G. japonica 를 비롯하여 다른 국내산 종을 이용한 현장 오염퇴적물 평가가 일부 수행되어 왔으나, 이들 종에 대해서는 향후 최적의 시험법 개발 및 현장 적용성 평가를 위한 여러 연구가 수행되어 다양한 시험 종을 확보할 필요가 있다. 또한 단각류를 이용한 만성 시험법이 국내에서도 표준화되어 기준작성, 정밀생태영향 및 위해성평가 등에 활용될 수 있도록 추가적인 연구가 지속적으로 이루어져야할 것이다.
참고문헌 (29)
과학기술부, 2001. 연안 저서환경 평가기술, 서울대학교
국립수산과학원, 2006. 연안환경 평가관리 연구
김창배, 1986, "한국해산 옆새우류의 분류학적 연구", 서울대학교 석사논문
김창배, 1991, "한국해산 옆새우류의 계통분류학적 연구", 서울대 학교 박사논문
이규태, 이정석, 김동훈, 김찬국, 박건호, 강성길, 박경수, 2005. "국내산 저서 단각류 Mandibulophoxus mai와 Monocorophium acherusicum의 생존", 성장 및 민감도에 대한 온도의 영향, 한국해양환경공학회지, 8: 9？16
정종우, 2000. "A taxonomic study on the subfamily corophiinae (Crustacea: Amphipoda: Corophiidae) of Korea", 서울대학교 석사논문
송경준, 2001. "A study on the sediment bioassay using the Korean Amphipod Mandibulophoxus mai Jo", 서울대학교 석사논문
환경부, 2006, 한국고유생물종도감 (무척추동물 I)
ASTM, 1994. "Collection, storage, characterization and manipulation of sediments for toxicological testing". American Society for Testing and Materials, E1391-94
ASTM, 1999. "Conducting 10-day static sediment toxicity tests with marine and estuarine amphipods". American Society for Testing and Materials, E1367-99
Bousfield, E.L., 1973. Shallow-water gammaridean Amphipoda of New England. Ithaca and London, Cornell University press
Bousefiled, E.L. and P.M. Hoover, 1997. The Amphipod Superfamily Corophioidea on the Pacific Coast of Nort America. Part V. Family Corophiidae: Corophiinae, New Subfamily. Systematics and Distributional Ecology. Amphipacifica, 2(3): 67？140
Burton, G.A. 1992. Sediment toxicity assessment. Lewis Publishers, INC., Chelsea. 457 p
ISO, 2005. Water quality - Determination of acute toxicity of marine or estuarine sediment to amphipods. International Organization for Standardization. ISO 16712:2005
Jo, Y.W., 1989. Shallow-water phoxocephalid Amphipod (Crustacea) of Korea. Bijdragen tot de Dierkunde, 59(2): 97？125
Lee, B.G., S.B. Griscom, J.S. Lee, H.J. Choi, C.H. Koh, S.N. Luoma and N.S. Fisher, 2000a. Influence of dietary uptake and acid-volatile sulfide on the bioavailability of metals to sediment dwelling organisms. Science, 287: 282？284
Lee, J.S., B.G. Lee, H.J. Choi, S.N. Luoma, C.H. Koh and C.L. Brown, 2000b. Influence of acid-volatile sulfide on the metal partitioning and bioavailability in contaminated sediments: metal partitioning. Environ. Sci. Tech., 34: 4511？4516
Lee, J.S., B.G. Lee, H. Yoo, S.N. Luoma and C.H. Koh, 2001. Influence of reactive sulfide (AVS) and supplementary food on Ag, Cd and Zn bioaccumulation in the marine polychaete, Neanthes arenaceodentata. Mar. Ecol. Prog. Ser., 216: 129？140
Lee, J.S., B.G. Lee, S.N. Luoma and H. Yoo, 2004. Importance of equilibration time in the partitioning and toxicity of zinc in spiked sediment bioassays. Environ. Toxicol. Chem., 23: 65？71
Lee, J.S., K.T. Lee, D.H. Kim, C.K. Kim, J.H. Lee, K.H. Park and G.S. Park, 2005a. Application of indigenous benthic amphipods as sediment toxicity testing organisms. Ocean Science Journal, 40: 17？24
Lee, J.S., K.T. Lee and G.S. Park, 2005b. Acute toxicity of heavy metals, tributyltin, ammonia and polycyclic aromatic hydrocarbons to benthic amphipod Grandidierella japonica. Ocean Science Journal, 40: 61？66
Lee, J.S. and J.H. Lee, 2005a. Influence of acid volatile sulfides and simultaneously extracted metals on the bioavailability and toxicity of a mixture of sediment-associated Cd, Ni, and Zn to polychaetes Neanthes arenaceodentata. Sci. Tot. Environ., 338: 229？241
Lee, J.S. and K.T. Lee, 2005b, Delayed Mortality of Benthic Amphipods Monocorophium acherusicum Exposed to Various Pollutants in Seawater (Cd, Cu, Hg, TBT, Ammonia and Phenanthrene). J. Environ. Toxicol., 20: 133？141
NIMPIS 2002. Monocorophium acherusicum species summary. National Introduced Marine Pest Information System (Eds: Hewitt C.L., Martin R.B., Sliwa C., McEnnulty F.R., Murphy N.E., Jones T. & Cooper S.)
USEPA, 1992. "Evaluating Environmental Effects of Dredged Material Management Alternatives", Office of Water, EPA-842-92-008
USEPA, 1994. "Methods for assessing the toxicity of sediment-associated contaminants with estuarine and marine amphipods", Office of Research and Development, EPA 600/R-94/025
USEPA, 2000. "Methods for measuring the toxicity and bioaccumulation of sediment-associated contaminants with freshwater invertebrates (2nd ed.)", Office of Research and Development, EPA 600/R-99/064
USEPA, 2001, "Method for assessing the chronic toxicity of marine and estuarine sediment-associated contaminants with the amphipod Leptocheirus plumulosus", Office of Research and Development, EPA 600/R-01/020
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