유류 유출에 의한 잔류 석유계 오염물질들은 높은 소수성으로 인하여 해양 저서 생태계에 축적될 수 있다. 오염 피해를 입은 지역의 생태위해성평가를 위해서는 통상적으로 많은 모니터링 자료가 필요하다. 간단한 먹이연쇄 생물축적 모형을 이용하여 생태계의 잔류 유류오염물질에 대한 노출수준의 평가를 통해서 모니터링에 소요되는 시간과 비용을 크게 절약할 수 있다. 본 연구에서는 네 종류의 다환방향족탄화수소(페난트린, 안트라센, 피렌, 벤조[a]피렌)에 대하여 가상의 저서생태계를 대상으로 두 개의 노출 시나리오에 대하여 이들 오염물질의 잔류농도를 산정하였다. 해수중 농도를 수용해도의 1/10에 이르는 것으로 가정한 극단적인 시나리오에서 체내 잔류농도는 영양단계에 따라 차이가 있으나, 5~250 mg/kg으로 예측되었다. 또한 대상 생물종들에 대하여 주어진 조건에서 생물농축계수(BCF)와 생물축적계수(BAF)를 평가하였다. 대사과정을 무시할 경우 로그 생물농축계수(log BCF)는 로그 옥탄올-물 분배계수(log$K_{OW}$)가 7.0에 이를 때까지 log $K_{OW}$의 증가에 따라 선형적으로 증가하였고 7.0 이상의 값에서는 점차 감소하였다. 대상생태계에서의 생물증폭 현상은 log $K_{OW}$값이 5.0 이상인 물질에서 두드러졌으며, 이는 많은 석유계 오염물질들의 log $K_{OW}$값이 5.0 이상이므로 오염피해를 입은 생태계내의 생물증폭현상을 예측하기 위해서는 먹이연쇄망의 구조가 매우 중요함을 나타낸다. 지역특이적 노출평가를 위해서는 추가적 연구가 필요하나, 현 상태의 모형은 스크리닝 수준에서의 저서 생태계의 잔류 유류오염물 질에 대한 노출을 평가할 수 있을 것으로 사료된다.
유류 유출에 의한 잔류 석유계 오염물질들은 높은 소수성으로 인하여 해양 저서 생태계에 축적될 수 있다. 오염 피해를 입은 지역의 생태위해성평가를 위해서는 통상적으로 많은 모니터링 자료가 필요하다. 간단한 먹이연쇄 생물축적 모형을 이용하여 생태계의 잔류 유류오염물질에 대한 노출수준의 평가를 통해서 모니터링에 소요되는 시간과 비용을 크게 절약할 수 있다. 본 연구에서는 네 종류의 다환방향족탄화수소(페난트린, 안트라센, 피렌, 벤조[a]피렌)에 대하여 가상의 저서생태계를 대상으로 두 개의 노출 시나리오에 대하여 이들 오염물질의 잔류농도를 산정하였다. 해수중 농도를 수용해도의 1/10에 이르는 것으로 가정한 극단적인 시나리오에서 체내 잔류농도는 영양단계에 따라 차이가 있으나, 5~250 mg/kg으로 예측되었다. 또한 대상 생물종들에 대하여 주어진 조건에서 생물농축계수(BCF)와 생물축적계수(BAF)를 평가하였다. 대사과정을 무시할 경우 로그 생물농축계수(log BCF)는 로그 옥탄올-물 분배계수(log $K_{OW}$)가 7.0에 이를 때까지 log $K_{OW}$의 증가에 따라 선형적으로 증가하였고 7.0 이상의 값에서는 점차 감소하였다. 대상생태계에서의 생물증폭 현상은 log $K_{OW}$값이 5.0 이상인 물질에서 두드러졌으며, 이는 많은 석유계 오염물질들의 log $K_{OW}$값이 5.0 이상이므로 오염피해를 입은 생태계내의 생물증폭현상을 예측하기 위해서는 먹이연쇄망의 구조가 매우 중요함을 나타낸다. 지역특이적 노출평가를 위해서는 추가적 연구가 필요하나, 현 상태의 모형은 스크리닝 수준에서의 저서 생태계의 잔류 유류오염물 질에 대한 노출을 평가할 수 있을 것으로 사료된다.
Residual petroleum hydrocarbons after an oil spill may accumulate in the marine benthic ecosystem due to their high hydrophobicity. A lot of monitoring data are required for the estimation of ecosystem exposure to residual petrochemicals in an ecological risk assessment in the affected region. To sa...
Residual petroleum hydrocarbons after an oil spill may accumulate in the marine benthic ecosystem due to their high hydrophobicity. A lot of monitoring data are required for the estimation of ecosystem exposure to residual petrochemicals in an ecological risk assessment in the affected region. To save time and cost, the environmental exposure to them in the affected ecosystem can also be assessed using a simple food-web bioaccumulation model. In this study, we evaluated residual concentrations of four selected polycyclic aromatic hydrocarbons (phenanthrene, anthracene, pyrene, and benzo[a]pyrene) in a hypothetic benthic ecosystem composed of six species under two exposure scenarios. Body-residue concentration ranged 5~250 mg/kg body depending on trophic positions in an extreme scenario in which the aqueous concentrations of PAHs were assumed to be one-tenth of their aqueous solubility. In addition, bioconcentration factors (BCFs) and bioaccumulation factors (BAFs) were evaluated for model species. The logarithm of bioconcentration factor (log BCF) linearly increased with increasing the logarithm of 1-octanol-water partition coefficient (log $K_{OW}$) until log $K_{OW}$ of 7.0, followed by a gradual decrease with further increase in log $K_{OW}$ without metabolic degradation. Biomagnification became significant when log $K_{OW}$ of a pollutant exceeded 5.0 in the model ecosystem, indicating that investigation of food-web structure should be critical to predict biomagnifications in the affected ecosystem because log $K_{OW}$ values of many petrochemicals are higher than 5.0. Although further research is required for better site-specific evaluation of exposure, the model simulation can be used to estimate the level of the ecosystem exposure to residual oil contaminants at the screening level.
Residual petroleum hydrocarbons after an oil spill may accumulate in the marine benthic ecosystem due to their high hydrophobicity. A lot of monitoring data are required for the estimation of ecosystem exposure to residual petrochemicals in an ecological risk assessment in the affected region. To save time and cost, the environmental exposure to them in the affected ecosystem can also be assessed using a simple food-web bioaccumulation model. In this study, we evaluated residual concentrations of four selected polycyclic aromatic hydrocarbons (phenanthrene, anthracene, pyrene, and benzo[a]pyrene) in a hypothetic benthic ecosystem composed of six species under two exposure scenarios. Body-residue concentration ranged 5~250 mg/kg body depending on trophic positions in an extreme scenario in which the aqueous concentrations of PAHs were assumed to be one-tenth of their aqueous solubility. In addition, bioconcentration factors (BCFs) and bioaccumulation factors (BAFs) were evaluated for model species. The logarithm of bioconcentration factor (log BCF) linearly increased with increasing the logarithm of 1-octanol-water partition coefficient (log $K_{OW}$) until log $K_{OW}$ of 7.0, followed by a gradual decrease with further increase in log $K_{OW}$ without metabolic degradation. Biomagnification became significant when log $K_{OW}$ of a pollutant exceeded 5.0 in the model ecosystem, indicating that investigation of food-web structure should be critical to predict biomagnifications in the affected ecosystem because log $K_{OW}$ values of many petrochemicals are higher than 5.0. Although further research is required for better site-specific evaluation of exposure, the model simulation can be used to estimate the level of the ecosystem exposure to residual oil contaminants at the screening level.
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문제 정의
6,7) 본 연구에서는 Gobas 등에 의해 고안되어 캐나다와 북미의 생태위해성평가에 활용되고 있는 가장 단순한 상자모형 형태의 먹이연쇄 생물축적모형8)을 이용하여 사고지역의 장기적 생태위해성평가에 적용할 수 있는 체계를 제시하고자 하였다. 대표적 유류잔류물인 페난트린, 안트라센, 피렌, 그리고 벤조[a]피렌의 4종의 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons; PAHs)를 대상으로 모형생태계 내에서의 먹이연쇄에 따른 생물축적을 두 가지 오염시나리오를 바탕으로 평가하였다.
먹이연쇄 생물축적모형은 많은 제약이 있음에도 불구하고 시간과 비용이 많이 소요되는 현장조사를 하지 않고도 각 생물종들이 위해인자에 어느 수준으로 노출될 수 있는지를 평가할 수 있다는 데에 그 효용이 있다. 본 모형은 몇 가지 기초 자료 만을 가지고도 생태계 전체에의 영향을 평가해 볼 수 있으며 이를 이용하여 log KOW와 선택적 먹이선호도와 같이 노출평가에 큰 영향을 주는 인자에 대한 민감도를 따로 파악해 볼 수 있었다. 본 연구에서 예시한 바와 같이 모형의 활용을 통해서 현장조사를 최소화 할 수 있고, 또한 반대로 현장조사를 통해서 모형의 단점을 보완하고 개선할 수 있으므로, 본 연구에서 적용한 먹이연쇄 생물축적모형을 적용한다면 많은 비용과 노력을 절감하고 과학적 관점에서도 보다 타당한 생태위해성평가를 수행할 수 있을 것으로 기대된다.
가설 설정
Case I은 극단적인 고농도 오염을 가정한 것으로, 서해와 같이 조수 간만의 차가 크고 해수의 혼합이 빨리 일어나는 연안인 경우, 오염경과 수 주 후부터는 적용하기 곤란한 조건이다. Case II에서는 수용해도의 1/1,000 수준의 오염이 일어났을 경우를 가정하여 모사하였다(Table 4).
보다 정교한 위해성 평가를 위해서는 해수와 저니토에서의 모니터링 자료를 사용할 필요가 있다. Case I은 극단적인 고농도 오염을 가정한 것으로, 서해와 같이 조수 간만의 차가 크고 해수의 혼합이 빨리 일어나는 연안인 경우, 오염경과 수 주 후부터는 적용하기 곤란한 조건이다. Case II에서는 수용해도의 1/1,000 수준의 오염이 일어났을 경우를 가정하여 모사하였다(Table 4).
5%를 사용하였다. 동물성플랑크톤도 이와 비슷하게 2.0%의 지방성분을 가지는 것으로 가정하였으며, 식물∙동물성 플랑크톤과 작은 유기분자를 먹이로 사용하는 저서무척추동물로는 갯지렁이(Capitella capitata)를 설정하였고, 비저서 무척추동물로는 새우의 일종인 보리새우(Marsupenaeus japonicus)를 설정하였다. 최상위 포식자로는 저서무척추동물과 새우 등을 먹이로 하는 저서어류로 광어(Paralichthys olivaceus)와 도다리(Pleuronichthys cornutus)를 선정하였다(Fig.
또한 어류와 같은 상위 포식자에서의 생물축적은 매우 빠른 시간 내에 일어나는 과정이 아니므로 생물체가 수용해도에 이르는 높은 수준의 농도에 장기간 노출되는 것은 불가능하다. 따라서 가장 보수적인 경우로 개별 PAHs의 농도가 수용해도의 1/10에 이를 수 있는 것으로 가정하였다. 저니토에서의 농도는 오염물질의 log KOW 값이 유기탄소-물 분배계수(Koc)와 같다고 가정하고, Arnot-Gobas 모형에서 가정한 것처럼 저니토의 유기탄소 함량이 7.
먹이사슬을 통한 유류오염물질의 생물축적 현상을 모사하기 위하여 연안생태계를 Fig. 2와 같이 단순화하여 가정하였다. 여기서는 다양한 영양단계의 생물종들을 가급적 모두 고려하였고, 유류오염의 영향을 크게 받을 것으로 예상되는 저서생물종들을 주 대상으로 선정하였다.
하지만, 이것은 종의 먹이선호도에 따라 오염물질의 축적양상이 충분히 크게 달라질 수 있다는 것을 잘 보여주는 사례이다. 본 모형에서는 살아있는 생물의 경우 성장에 의한 희석효과로 인해서 오염물질의 환경과 생체 내의 분배현상이 열역학적인 평형상태에 도달하지 못하지만 생물의 사체에 해당하는 저서 유기물은 성장하지 않으므로 열역학적 평형에 이르기까지 오염물질을 농축할 수 있게 된다고 가정하였다. 이런 가정 하에서는 갯지렁이와 같이 저서에 서식하며 살아있는 생물과 유기물을 동시에 섭취하는 생물에 있어서 먹이선호도의 영향은 특히 중요해 진다.
3). 본 연구에서는 생체와 물 사이의 열역학적인 분배계수는 log Kow에 선형적으로 비례한다고 가정하였고 체내 효소에 의한 분해가 일어나지 않는다고 가정(kM = 0)하였기 때문에, 이런 현상은 생물의 성장(kG)에 의한 희석효과에 기인한 것으로 보인다. 유류에 포함된 많은 탄화수소들의 log Kow 값이 7.
이런 결과를 얻을 수 있는 것이 본 연구에서 이용한 모형의 가장 큰 장점으로, 먹이연쇄를 고려하지 않는 간단한 구조-활성관계식을 이용한 생물농축 예측모형에서는 얻어질 수 없는 것이다. 본 연구에서는 체내 분해속도를 0으로 가정하였는데, 일반적으로 PAHs는 체내의 CYP1A효소 등에 의해서 분해가 잘 일어나는 것으로 알려져 있으므로,14~16) 본 연구에서 얻어진 생물확대 현상은 실제 환경 조건에서 관측될 수 있는 수준에 비하여 과장된 것으로 볼 수 있다. 먹이선호도 등 이 모형에서 사용된 모든 가정들을 받아들인다면, 본 모형의 결과는 실제로 관측할 수 있는 생물확대계수의 최대값이라고 볼 수 있다.
즉 식물성플랑크톤의 생체-해수 분배계수는 KOW와 식물성플랑크톤의 지질함량으로 결정되고, 생물축적계수는 확산에 의한 흡수∙배출 상수 그리고 성장에 의한 희석상수의 영향을 받는다. 상위 먹이사슬에 있는 종들은 먹이섭취에 따른 흡수상수(kD)와 다른 상수에 따라 달라지나, 열역학적 평형상태에 지질과 물 사이의 농도비는 KOW에 의해 결정되는 것으로 가정하였다. 생물체의 지질함량은 종에 따라 큰 차이를 보인다.
여기서는 다양한 영양단계의 생물종들을 가급적 모두 고려하였고, 유류오염의 영향을 크게 받을 것으로 예상되는 저서생물종들을 주 대상으로 선정하였다. 연안생태계의 생산자에 해당하는 식물성플랑크톤은 그 종류가 매우 많지만, 생체의 크기가 작아서 비표면적이 크므로 외부환경과 생체 사이의 물질교환이 매우 빠르게 일어난다고 가정할 수 있다. 즉, 식물성플랑크톤의 체내에서 분해는 유의미한 수준으로 일어나기 힘들며, 개별 플랑크톤의 생리학적 인자는 그리 중요하지 않다고 볼 수 있다.
따라서 가장 보수적인 경우로 개별 PAHs의 농도가 수용해도의 1/10에 이를 수 있는 것으로 가정하였다. 저니토에서의 농도는 오염물질의 log KOW 값이 유기탄소-물 분배계수(Koc)와 같다고 가정하고, Arnot-Gobas 모형에서 가정한 것처럼 저니토의 유기탄소 함량이 7.1%에 이를 경우의 분배평형에 따른 값으로 하였다(Table 4). 물론 저니토에 가라앉은 PAHs는 국소적으로 매우 높은 농도를 보일 수 있지만, 여기서는 가상조건의 적용을 위하여 분배계수에 의해서 얻어진 값을 그대로 사용하였다.
일반적으로 소수성화학물질은 membrane lipids보다는 non-membrane lipids에 다소 높은 친화도를 가지는 것으로 보고되고 있지만,9,10) 여기에서는 이들을 모두 하나의 성분으로 취급하였다. 지질의 수착능은 옥탄올-물 분배계수(KOW)에 비례하는 것으로 가정하였다. 즉 식물성플랑크톤의 생체-해수 분배계수는 KOW와 식물성플랑크톤의 지질함량으로 결정되고, 생물축적계수는 확산에 의한 흡수∙배출 상수 그리고 성장에 의한 희석상수의 영향을 받는다.
제안 방법
2. A hypothesized food-web structure used in this study.
6,7) 본 연구에서는 Gobas 등에 의해 고안되어 캐나다와 북미의 생태위해성평가에 활용되고 있는 가장 단순한 상자모형 형태의 먹이연쇄 생물축적모형8)을 이용하여 사고지역의 장기적 생태위해성평가에 적용할 수 있는 체계를 제시하고자 하였다. 대표적 유류잔류물인 페난트린, 안트라센, 피렌, 그리고 벤조[a]피렌의 4종의 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons; PAHs)를 대상으로 모형생태계 내에서의 먹이연쇄에 따른 생물축적을 두 가지 오염시나리오를 바탕으로 평가하였다. 또한 유출유류의 물리∙화학적 특성 가운데 가장 큰 영향을 미치는 인자인 log KOW값과 먹이 선호도가 생물축적모형에 미치는 영향을 평가하였다.
대표적 유류잔류물인 페난트린, 안트라센, 피렌, 그리고 벤조[a]피렌의 4종의 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons; PAHs)를 대상으로 모형생태계 내에서의 먹이연쇄에 따른 생물축적을 두 가지 오염시나리오를 바탕으로 평가하였다. 또한 유출유류의 물리∙화학적 특성 가운데 가장 큰 영향을 미치는 인자인 log KOW값과 먹이 선호도가 생물축적모형에 미치는 영향을 평가하였다.
본 연구에서는 4종의 PAHs의 수용해도 및 KOW를 이용하여 해수층 및 저니토에서의 농도를 두 가지 시나리오로 구분하여 설정하였다(Table 4). 초기오염단계에서는 액체 혹은 고체상의 오염물질이 그대로 남아있으므로 충분한 시간이 주어진다면 해수에서의 농도는 개별 물질의 수용해도(aqueous solubility)에 수렴하게 된다.
임의의 log KOW 값을 가지는 오염물질에 대해 Table 4에서의 가정들을 이용하여 해수에서의 농도와 저니토에서의 농도를 산정하였고 선정된 종들에 대한 log KOW의 변화에 따른 생물농축 및 생물축적의 민감도를 평가하였다.
대상 데이터
대상오염물질로는 유류성분에 많이 포함되어 있고 발암성이 있으며 먹이사슬을 따라 생물축적의 가능성이 있는 유기오염물질로써, 기존에 연구가 많이 수행된 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons; PAHs) 중 페난트린(phenanthrene), 안트라센(anthracene), 피렌(pyrene), 그리고 벤조[a]피렌(benzo[a]pyrene)의 4종을 선정하였다. 이들 물질의 물리∙화학적 특성은 Table 3에 정리하였다.
2와 같이 단순화하여 가정하였다. 여기서는 다양한 영양단계의 생물종들을 가급적 모두 고려하였고, 유류오염의 영향을 크게 받을 것으로 예상되는 저서생물종들을 주 대상으로 선정하였다. 연안생태계의 생산자에 해당하는 식물성플랑크톤은 그 종류가 매우 많지만, 생체의 크기가 작아서 비표면적이 크므로 외부환경과 생체 사이의 물질교환이 매우 빠르게 일어난다고 가정할 수 있다.
0%의 지방성분을 가지는 것으로 가정하였으며, 식물∙동물성 플랑크톤과 작은 유기분자를 먹이로 사용하는 저서무척추동물로는 갯지렁이(Capitella capitata)를 설정하였고, 비저서 무척추동물로는 새우의 일종인 보리새우(Marsupenaeus japonicus)를 설정하였다. 최상위 포식자로는 저서무척추동물과 새우 등을 먹이로 하는 저서어류로 광어(Paralichthys olivaceus)와 도다리(Pleuronichthys cornutus)를 선정하였다(Fig. 2). 이들은 서해안 연안에 많이 서식하는 종들로 큰 상업적 가치를 가지며 양식을 통해서도 얻어지는 주요한 수산자원들이다.
성능/효과
3) 유류유출사고 이후 해수에 용해되어 있는 잔류 유류성분의 농도는 비교적 빠르게 감소하는 반면 조간대 및 조하대에 가라앉은 비중이 큰 유류성분은 오래 잔류하여 지속적으로 연안생태계에 영향을 줄 수 있다.4) 그러므로 사고지역 가운데에서 특히 저서생태계가 오염사고에 가장 취약할 것으로 추정할 수 있으며, 저서에 서식하는 작은 무척추동물을 먹이로 하는 대형어류에도 그 영향이 전이될 수 있다.
0 사이에 있을 것으로 추정된다.4,17) log Kow가 6.0 이상일 경우, 체내의 지방물 분배계수가 log Kow의 증가에 따라 선형적으로 증가할 것인지 아니면 분자크기 등에 따른 제약으로 인해서 더 이상 증가하지 않을 것인지에 대해서는 아직 의견이 일치하지 않고 있다.18) 본 연구에서는 지방-물 분배계수가 Kow에 비례한다고 보았으나, 유류의 다른 주성분인 탄소가 10개 이상으로 이루어진 포화∙불포화 탄화수소에 대해서는 아직 많이 알려진 것이 없다.
즉, 동일한 지역에서 양식업에 의해 생산된 광어(Paralichthys olivaceus)의 경우, 먹이가 PAHs에 의해 거의 오염되지 않았다면, 자연 상태의 광어에 비하여 매우 낮은 잔류농도를 보일 수 있음을 시사한다. 대상 PAHs 가운데 log KOW 값이 4~5 사이인 페난트린과 안트라센에서는 BCF와 BAF는 큰 차이가 없으며, 이런 차이는 log KOW값이 5.0 이상이고 체내의 효소작용에 의해서 분해가 일어나지 않는 물질에 대해서 두드러질 것으로 예측된다.
지질을 많이 함유한 장어와 같은 어종은 약 20%정도(w/w)까지 지질성분을 함유하고 있으며11) 이 경우는 대부분 non-membrane lipids의 형태이다. 따라서 여기에서는 식물성플랑크톤의 경우 0.5%, 동물성플랑크톤의 경우 1.2%, 저서무척추동물과 새우의 경우 2.0%, 최상위포식자인 두 종의 어류에 대해서는 5.0%로 지질함량을 정하였다(Table 1).
민감도분석 결과, 체내 분해반응이 일어나지 않는다면 log Kow 값이 7.0 정도가 되는 오염물질이 생태계에 높은 수준으로 축적되어 위해성을 야기할 가능성이 높아지고, 이보다 소수성이 높은 물질들(log Kow ＞ 7.0)에 대해서는 그 노출 정도가 낮아질 것으로 생각할 수 있다. 본 연구에서 log Kow 값이 지질-물 분배계수 대신 사용될 수 있다고 가정하였으나 이 가정에 무리가 있을 수 있고,23,24) 생태계 내 물질 및 에너지 흐름과 관련된 상수들도 더욱 정교화하여야 할 필요가 있다.
대상어류에 대해서 페난트린과 안트라센에 있어 BCF와 BAF의 차이는 30%이내 이지만, 피렌의 경우 BAF는 BCF의 약 두 배 정도이고, 벤조[a]피렌의 경우에는 약 30배 정도였다. 이런 결과를 얻을 수 있는 것이 본 연구에서 이용한 모형의 가장 큰 장점으로, 먹이연쇄를 고려하지 않는 간단한 구조-활성관계식을 이용한 생물농축 예측모형에서는 얻어질 수 없는 것이다. 본 연구에서는 체내 분해속도를 0으로 가정하였는데, 일반적으로 PAHs는 체내의 CYP1A효소 등에 의해서 분해가 잘 일어나는 것으로 알려져 있으므로,14~16) 본 연구에서 얻어진 생물확대 현상은 실제 환경 조건에서 관측될 수 있는 수준에 비하여 과장된 것으로 볼 수 있다.
따라서 단순하게 해수와 저니토(sediment) 및 공극수(pore water)에서의 잔류농도를 이용하여 위해도지수(risk quotient)를 구하는 방식의 위해성평가는 한계가 있다. 이상적으로는 오염지역의 생태계를 구성하는 대표적인 종들의 체내잔류농도(body residue)를 측정하여 유류오염사고가 생태계에 미치는 영향을 정량적으로 평가할 수 있으나, 대상지역에 서식하는 수많은 종들을 대상으로 잔류 유류오염물질의 농도를 측정∙비교하는 것은 매우 많은 비용과 노력을 요구하는 일이므로, 생태계에서 일어나는 생물농축(bioconcentration) 및 생물확대(biomagnification) 현상을 전산모형(in silico model)을 통해 예측하는 것이 좋은 대안일 수 있다.
이는 수용액에서의 PAHs 농도와 저니토에서의 PAHs 농도의 비율이 변하지 않았기 때문이며(Table 4), 그에 따라 BCF와 BAF의 값은 두 시나리오에서 동일하다. 체내잔류농도는 대체로 먹이사슬을 따라 증가하는 양상을 보였고, 페난트린의 경우에는 상위포식자에서 대략 2~3배 정도의 농도증가를 보였고, 소수성이 가장 큰 벤조[a]피렌의 경우에는 10배 이상의 농도증가를 보였다. 동물성플랑크톤의 경우 먹이인 식물성플랑크톤보다 낮은 농도를 보이기도 하는데, 식물성플랑크톤이 해수와 분배평형을 이루고 있음을 가정한 것과 달리, 동물성플랑크톤의 경우 빠른 세포분열로 인해서 일정 정도의 희석효과가 나타난 것으로 보인다.
후속연구
본 연구에서 log Kow 값이 지질-물 분배계수 대신 사용될 수 있다고 가정하였으나 이 가정에 무리가 있을 수 있고,23,24) 생태계 내 물질 및 에너지 흐름과 관련된 상수들도 더욱 정교화하여야 할 필요가 있다. 그럼에도 불구하고 본 연구에서 제시한 소수성에 따른 생물축적 민감도 분석은 유출 유류오염물질 가운데 위해성 우려가 가장 높은 물질의 탐색과 이 물질의 생태계 내 거동에 관한 중요한 관점을 제공할 수 있다.
0)에 대해서는 그 노출 정도가 낮아질 것으로 생각할 수 있다. 본 연구에서 log Kow 값이 지질-물 분배계수 대신 사용될 수 있다고 가정하였으나 이 가정에 무리가 있을 수 있고,23,24) 생태계 내 물질 및 에너지 흐름과 관련된 상수들도 더욱 정교화하여야 할 필요가 있다. 그럼에도 불구하고 본 연구에서 제시한 소수성에 따른 생물축적 민감도 분석은 유출 유류오염물질 가운데 위해성 우려가 가장 높은 물질의 탐색과 이 물질의 생태계 내 거동에 관한 중요한 관점을 제공할 수 있다.
본 모형은 몇 가지 기초 자료 만을 가지고도 생태계 전체에의 영향을 평가해 볼 수 있으며 이를 이용하여 log KOW와 선택적 먹이선호도와 같이 노출평가에 큰 영향을 주는 인자에 대한 민감도를 따로 파악해 볼 수 있었다. 본 연구에서 예시한 바와 같이 모형의 활용을 통해서 현장조사를 최소화 할 수 있고, 또한 반대로 현장조사를 통해서 모형의 단점을 보완하고 개선할 수 있으므로, 본 연구에서 적용한 먹이연쇄 생물축적모형을 적용한다면 많은 비용과 노력을 절감하고 과학적 관점에서도 보다 타당한 생태위해성평가를 수행할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
생태위해성평가는 무엇으로 구분되어 이루어지는가?
생태위해성평가는 크게 노출평가(exposure assessment)와 영향평가(effect assessment)로 구분하여 이루어질 수 있다.3) 유류유출사고 이후 해수에 용해되어 있는 잔류 유류성분의 농도는 비교적 빠르게 감소하는 반면 조간대 및 조하대에 가라앉은 비중이 큰 유류성분은 오래 잔류하여 지속적으로 연안생태계에 영향을 줄 수 있다.
유류잔류오염물질의 축적 정도는 무엇에 따라 달라질 수 있는가?
4) 그러므로 사고지역 가운데에서 특히 저서생태계가 오염사고에 가장 취약할 것으로 추정할 수 있으며, 저서에 서식하는 작은 무척추동물을 먹이로 하는 대형어류에도 그 영향이 전이될 수 있다. 저서생태계를 구성하는 생물종들은 매우 다양하고 이들은 복잡한 피식자-포식자 관계로 얽혀 있으므로, 영양단계에 따라 유류잔류오염물질의 축적 정도가 달라질 수 있다. 따라서 단순하게 해수와 저니토(sediment) 및 공극수(pore water)에서의 잔류농도를 이용하여 위해도지수(risk quotient)를 구하는 방식의 위해성평가는 한계가 있다.
사고지역 가운데에서 특히 저서생태계가 오염사고에 가장 취약할 것으로 추정할 수 있는 이유는?
생태위해성평가는 크게 노출평가(exposure assessment)와 영향평가(effect assessment)로 구분하여 이루어질 수 있다.3) 유류유출사고 이후 해수에 용해되어 있는 잔류 유류성분의 농도는 비교적 빠르게 감소하는 반면 조간대 및 조하대에 가라앉은 비중이 큰 유류성분은 오래 잔류하여 지속적으로 연안생태계에 영향을 줄 수 있다.4) 그러므로 사고지역 가운데에서 특히 저서생태계가 오염사고에 가장 취약할 것으로 추정할 수 있으며, 저서에 서식하는 작은 무척추동물을 먹이로 하는 대형어류에도 그 영향이 전이될 수 있다.
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