강원도 철원지역과 전라남도 동부지역에 서식하는 한국고라니(Hydropotes inermis argyropus)의 중금속 축적 분석 Heavy Metal Accumulation Analyses of the Korean Water Deer (Hydropotes inermis argyropus) in Cheorwon, Gangwon Province and the Eastern Part of Jeonnam Province원문보기
한국고라니(Hydropotes inermis argyropus)는 우리나라의 고유종으로 가장 흔한 종의 하나이다. 이 종은 한반도 전역에 널리 분포하며 자연생태계에서 초식자로서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 고라니는 서식지의 질을 모니터링하는데 하나의 좋은 생물지표종으로 이용될 수 있을 것이다. 이 연구에서는 강원도 철원지역과 전라남도 동부지역에서 수집된 한국고라니의 서로 다른 3가지 조직(신장, 간, 지라)에서 5가지 중금속(Fe, Cu, Zn, Cd, Pb)의 농도를 측정하였다. 중금속 농도의 분석에 따르면, 철의 농도는 구리, 아연, 카드뮴, 납에 비해 모든 조직에서 높게 나타났다. 이중, 지라(286.50)가 신장(39.40)과 간($23.21\;{\mu}g\;g^{-1}$)에 비해 높은 중금속 축적을 보였다. 일반적으로, 중금속의 농도는 전남 동부지역에 비해 강원도 철원지역에서 조금 높게 나타났다. 특히, 카드뮴과 납의 경우 매우 유의한 차이를 보였다(P<0.05). 이러한 중금속의 농도는 지라의 철을 제외하고는 모두 백그라운드 수준(background level) 내로 낮게 나타났다.
한국고라니(Hydropotes inermis argyropus)는 우리나라의 고유종으로 가장 흔한 종의 하나이다. 이 종은 한반도 전역에 널리 분포하며 자연생태계에서 초식자로서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 고라니는 서식지의 질을 모니터링하는데 하나의 좋은 생물지표종으로 이용될 수 있을 것이다. 이 연구에서는 강원도 철원지역과 전라남도 동부지역에서 수집된 한국고라니의 서로 다른 3가지 조직(신장, 간, 지라)에서 5가지 중금속(Fe, Cu, Zn, Cd, Pb)의 농도를 측정하였다. 중금속 농도의 분석에 따르면, 철의 농도는 구리, 아연, 카드뮴, 납에 비해 모든 조직에서 높게 나타났다. 이중, 지라(286.50)가 신장(39.40)과 간($23.21\;{\mu}g\;g^{-1}$)에 비해 높은 중금속 축적을 보였다. 일반적으로, 중금속의 농도는 전남 동부지역에 비해 강원도 철원지역에서 조금 높게 나타났다. 특히, 카드뮴과 납의 경우 매우 유의한 차이를 보였다(P<0.05). 이러한 중금속의 농도는 지라의 철을 제외하고는 모두 백그라운드 수준(background level) 내로 낮게 나타났다.
The Korean water deer (Hydropotes inermis argyropus) is an endemic species and one of the common species in Korea. The species ranges throughout the Korean peninsula and plays an important role as herbivores in natural ecosystem. Therefore, the species could be used as a good bio-indicator to monito...
The Korean water deer (Hydropotes inermis argyropus) is an endemic species and one of the common species in Korea. The species ranges throughout the Korean peninsula and plays an important role as herbivores in natural ecosystem. Therefore, the species could be used as a good bio-indicator to monitor the quality of habitats. This study was to estimate the concentrations of five heavy metals (Fe, Cu, Zn, Cd and Pb) from three different organs (kidney, liver and spleen) in the Korean water deer. According to the analyses of heavy metal accumulations, the concentration of Fe is higher than Cu, Zn, Cd and Pb from all the organs. Among the organs, spleen (286.50) showed higher heavy metal concentrations than kidney (39.40) and liver ($23.21\;{\mu}g\;g^{-1}$). In general, the concentrations of the heavy metals were about two times higher in Cheorwon, Gangwon province than in the Eastern part of Jeonnam province. In particular, Cd and Pb showed a significant difference (P<0.05). Except for Fe in spleen, all of the heavy metal concentrations were below background levels.
The Korean water deer (Hydropotes inermis argyropus) is an endemic species and one of the common species in Korea. The species ranges throughout the Korean peninsula and plays an important role as herbivores in natural ecosystem. Therefore, the species could be used as a good bio-indicator to monitor the quality of habitats. This study was to estimate the concentrations of five heavy metals (Fe, Cu, Zn, Cd and Pb) from three different organs (kidney, liver and spleen) in the Korean water deer. According to the analyses of heavy metal accumulations, the concentration of Fe is higher than Cu, Zn, Cd and Pb from all the organs. Among the organs, spleen (286.50) showed higher heavy metal concentrations than kidney (39.40) and liver ($23.21\;{\mu}g\;g^{-1}$). In general, the concentrations of the heavy metals were about two times higher in Cheorwon, Gangwon province than in the Eastern part of Jeonnam province. In particular, Cd and Pb showed a significant difference (P<0.05). Except for Fe in spleen, all of the heavy metal concentrations were below background levels.
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문제 정의
한편, 고라니는 행동 권과 영역의 측면에서 유럽노루와 매우 유사한 특성을 가지고 있어 중금속 축적에 관한 연구를 위한 적합한 대상종이 될 것으로 생각된다. 이 연구의 목적은 한국고라니의 장기 조직에서 중금속(Fe, Cu, Zn, Cd, Pb)의 축적 정도를 파악하기 위함이다.
가설 설정
이 현무암은 철과 마그네슘(Mg) 등의 광물이 풍부한 것으로 알려져 있다(민과 진 1999). 둘째, 철원지역에 위치한 군사시설에서의 오염에 그 원인이 있을 수 있을 것이다. DMZ와 밀접한 철원지역은 군사학적으로 매우 중요한 지형학적 위치에 있어, 이곳에서 사격과 같은 군사 활동이 빈번히 이루어지고 있다(권과 구 1996).
이러한 결과는 다음과 같은 원인들에 기인할 것으로 추측된다. 첫째, 철원지역의 지질학적 특성에 그 원인이 있을 수 있을 것이다. 철원지역은 신생대 제4기에 활발한 화산활동에 의하여 분출된 암석인 현무암으로 이루어진 용암대지에 위치한다.
제안 방법
이 연구는 이전의 최 등(1994)의 연구(n=3 또는 5)보다 상대적으로 많은 개체의 고라니(n=11 또는 10)를 대상으로 서로 멀리 떨어진 강원도 철원지역과 전라남도 동부지역을 대상으로 보다 확장된 중금속 분석을 수행하였다. 그러나 다음과 같은 문제점들을 피하기는 어려울 것으로 생각된다.
이 연구에서는 21개체의 한국고라니의 3가지 장기 조직(신장, 간, 지라)에서 5가지 중금속(Fe, Cu, Zn, Cd, Pb)의 농도를 분석하였다(Fig. 1). 각 장기 조직의 전체 중금속 농도의 평균값은 다음과 같다: 신장의 경우, 철, 구리, 아연, 카드뮴, 납의 농도는 각각 31.
따라서 고라니는 서식지의 질을 모니터링하는데 하나의 좋은 생물지표종으로 이용될 수 있을 것이다. 이 연구에서는 강원도 철원지역과 전라남도 동부지역에서 수집된 한국고라니의 서로 다른 3가지 조직(신장, 간, 지라)에서 5가지 중금속(Fe, Cu, Zn, Cd, Pb)의 농도를 측정하였다. 중금속 농도의 분석에 따르면, 철의 농도는 구리, 아연, 카드뮴, 납에 비해 모든 조직에서 높게 나타났다.
44)를 사용하였다(이 2003). 전처리 과정을 거친 후 샘플은 ICP-OES (Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy; 유도결합플라즈마-광발광 분광기)에 의해 분석되었는데, 모두 5가지의 중금속 항목(Fe, Cu, Zn, Cd, Pb)이 조사되었다. 두 지역 간 중금속 농도의 비교는 SPSS version 13.
중금속 축적 정도를 측정하기 위해 냉동 보존된 각각의 조직을 해동시켜 균질화한 다음, 추출된 신장과 간 그리고 비장을 질산염으로 소독한 스테인레스 도구를 이용하여 탈이온화수로 세척한 후 사용하였다. 각 장기는 바이엘(brocilicate glass vials)에 분석될 때까지 보관하였다.
대상 데이터
이때 분해액이 담긴 플라스크에 시계접시(증발접시)를 덮고, 실험용 후드 안에서 백연이 나올 때까지 가열하였다. 부유물질 제거를 위해 유리섬유 여과지(Whatman filter paper No. 44)를 사용하였다(이 2003). 전처리 과정을 거친 후 샘플은 ICP-OES (Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy; 유도결합플라즈마-광발광 분광기)에 의해 분석되었는데, 모두 5가지의 중금속 항목(Fe, Cu, Zn, Cd, Pb)이 조사되었다.
이 연구에서는 지리적으로 멀리 떨어진 곳에 위치한 2개 지역, 한반도 중부에 위치하고 있는 강원도 철원지역과 한반도 남부에 위치하고 있는 전라남도 동부지역을 대상으로 하였다. 철원지역은 한탄강을 중심으로 북서부 평야지역과 남동부 산지지역으로 크게 양분되며, 지질학적으로 현무암으로 이루어진 용암대지로 알려져 있다(철원군청 2008).
중금속 분석을 위해 강원도 철원지역과 전라남도 동부지역에서 2007년 1월부터 2008년 9월까지 로드킬이나 자연사에 의해 폐사된 고라니 21개체(암컷: 6; 수컷: 7; 미분류: 8개체)를 야생동물유전자원은행(CGRB)을 통하여 제공받았다(Table 1). 전라남도 동부지역의 경우, 모든 샘플이 순천시 부근의 시와 군에서 채집되었지만 곡성군의 한 샘플을 제외한 나머지에 대해서는 정확한 채집지에 대한 정보를 얻을 수 없었다.
데이터처리
전처리 과정을 거친 후 샘플은 ICP-OES (Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy; 유도결합플라즈마-광발광 분광기)에 의해 분석되었는데, 모두 5가지의 중금속 항목(Fe, Cu, Zn, Cd, Pb)이 조사되었다. 두 지역 간 중금속 농도의 비교는 SPSS version 13.0을 이용하여 One-way ANOVA로 유의성을 검정하였다.
이론/모형
대부분의 고라니 사체는 폐사 후 비닐로 밀봉되어 -20oC 냉동고에 보관되어 있었다. 냉동된 고라니 사체는 해동시킨 후, Hegstrom and West (1989)의 방법을 따라 중금속 오염분석을 위해 간(liver), 신장(kidney), 비장(spleen)을 추출하였다.
성능/효과
그중에서 비교가 가능한 간과 신장의 중금속 수치는 이번 연구에서 측정된 동일 중금속의 농도보다 대체로 높은 값을 보여주는 것으로써, 이용된 21개체의 고라니의 중금속 축적 정도가 백그라운드 수준 이하로 검출됨을 보여주었다 (철원지역: 철 62.54, 구리 18.76, 아연 24.02, 카드뮴 0.08, 납 0.09 μg g-1; 전라남도 동부지역: 43.31, 구리 11.84, 아연 12.19, 카드뮴 0.03, 납 0.10 μg g-1; Table 2, Fig. 1).
1). 또한, 신장과 간에서 모든 중금속의 농도는 철원지역이 전라남도 동부 지역에 비해 약 두 배 정도 높은 양상을 보여주었다(Table 2, Fig. 1). 특히, 카드뮴과 납의 경우에 그 농도는 미미하지만 철원지역이 전라남도 동부지역에 비해 유의하게 높은 수치를 보였다(P⁄0.
이 연구에서 21개체 고라니의 장기조직을 분석한 결과, 분석된 중금속 중에서 철의 농도가 가장 높게 나타났다(Fig. 1). 지라를 제외하고 신장과 간에서 모든 중금속의 농도는 백그라운드 수준을 넘지 않는 양상을 보였다.
1). 지라를 제외하고 신장과 간에서 모든 중금속의 농도는 백그라운드 수준을 넘지 않는 양상을 보였다. 이전 최 등(1994)의 한국고라니 중금속 분석 연구에 따르면, 간(n=5)의 경우에 철이 130.
후속연구
따라서 이곳에서 파괴된 적혈구 내의 철이 신장 및 간과 조직보다 더 높은 농도로 축적되어 있는 것으로 생각된다. 그러나 나머지 4가지 중금속 농도의 경우에 대체적으로 유사한 양상을 보이고, 철을 제외한 구리, 아연, 카드뮴 그리고 납의 농도는 과대평가(overestimation) 양상을 보이지 않아 중금속 분석에 이용될 수 있으리라 생각한다. 한편 많은 척추동물의 중금속에 관한 연구의 경우, 비장을 제외한 간, 신장, 뼈, 근육을 중심으로 연구하기 때문에 중금속의 농도에 대한 백그라운드 수준을 비교할 수는 없었다.
이 종은 한반도 전역에 널리 분포하며 자연생태계에서 초식자로서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 고라니는 서식지의 질을 모니터링하는데 하나의 좋은 생물지표종으로 이용될 수 있을 것이다. 이 연구에서는 강원도 철원지역과 전라남도 동부지역에서 수집된 한국고라니의 서로 다른 3가지 조직(신장, 간, 지라)에서 5가지 중금속(Fe, Cu, Zn, Cd, Pb)의 농도를 측정하였다.
특히, 고라니는 물을 좋아하는 행동습성으로 인해 하천을 포함한 습지 주위에 주로 분포하는 것으로 알려져 있다(Cooke and Farrell 1983). 따라서 고라니의 중금속 분석은 물과 토양 및 식생의 오염에 따른 서식지의 질을 평가하는데 이용될 수 있을 것으로 생각된다. 이러한 연구는 고라니 개체군과 서식지의 보전과 관리에 매우 중요할 것으로 생각된다.
그러나 대부분의 샘플은 순천시 부근의 전라남도 동부지역에 위치한 군 또는 시에서 수집된 것으로 확인되었다. 차후 보다 확장된 샘플링과 더불어 대조군이 되는 토양샘플에 대한 중금속 분석도 함께 병행될 필요가 있을 것으로 생각된다. 특히, 고라니는 물을 좋아하는 행동습성으로 인해 하천을 포함한 습지 주위에 주로 분포하는 것으로 알려져 있다(Cooke and Farrell 1983).
argyropus)는 한반도 일대에 두루 서식하고 있는 것으로 알려져 있다(Won and Smith 1999). 한편, 고라니는 행동 권과 영역의 측면에서 유럽노루와 매우 유사한 특성을 가지고 있어 중금속 축적에 관한 연구를 위한 적합한 대상종이 될 것으로 생각된다. 이 연구의 목적은 한국고라니의 장기 조직에서 중금속(Fe, Cu, Zn, Cd, Pb)의 축적 정도를 파악하기 위함이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
과거 생물지표의 대상으로 무엇을 이용했는가?
과거에는 생물지표의 대상으로 식물종을 이용하였지만 최근에는 동물종을 많이 이용해 오고 있다(Wittig 1993). 국외에서 중금속 축적에 관한 연구는 분포범위가 넓고, 행동권이 좁으면서 고유의 영역을 가지는 유럽노루(Capreolus capreolus)를 대상으로 활발히 진행되어왔다(Grodzinska et al.
고라니는 어디에 속하는 종인가?
우리나라에서 가장 대표적인 초식동물의 하나로 고라니(Hydropotes inermis)를 꼽을 수 있을 것이다. 고라니는 소목, 사슴과, 고라니속에 속하는 종으로 전 세계적으로 두 아종만이 분포한다. 중국고라니(H.
한국고라니는 생태계에서 어떤 위치에 있는가?
한국고라니(Hydropotes inermis argyropus)는 우리나라의 고유종으로 가장 흔한 종의 하나이다. 이 종은 한반도 전역에 널리 분포하며 자연생태계에서 초식자로서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 고라니는 서식지의 질을 모니터링하는데 하나의 좋은 생물지표종으로 이용될 수 있을 것이다.
참고문헌 (28)
권기현, 구자건. 1996. 강원도 폐광지역 개발계획과 환경보전 대책. 환경영향평가. 5:59-70
Arndt U, W Nobel and B Schweizer. 1987. Bioindicatoren: M $\ddot{o}$ glichkeiten, Grenzen und neue Erkenntnisse. Ulmer, Stuttgart
Cooke A and L Farrell. 1983. Chinese water deer. The British Deer Society
Dauwe T, E Janssens, B Kempenaers and M Eens. 2004. The effect of heavy metal exposure on egg size, eggshell thickness and the number of spermatozoa in blue tit Parus caerulens eggs. Environ. Pollut. 129:125-129
Findo S, P Hell, J Farkas, B Mankovska, M Zilinec and M Stanovsky. 1993. Akkumulation von ausgew $\ddot{a}$ hlten Schwermetallen beim Rot-und Rehwild im zentralen Teil der Westkarpaten (Mittelslowakei). Z. Jagdwiss. 39:181-189
Grodzinska K, W Grodzinski and SI Zeveloff. 1983. Contamination of roe deer forage in a polluted forest of southern Poland. Environ. Pollut. 30:257-274
Hilton-Taylor C. 2000. 2000 IUCN Red List of Threatened Species. IUCN, World Conservation Union, Gland, Switzerland
Honda K, BY Min and R Tatsukawa. 1986. Organ and tissue distribution of Heavy metals and age-related changes in the eastern great white egret, Egretta alba modesta, in Korea. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 15:185-197
Janssen DL, T Dauwe, R Pinxten, L Bervoets, R Blust and M Eens. 2003. Effects of heavy metal exposure on the condition and health of nestling of the great tit (Parus major), a small songbirds species. Environ. Pollut. 126:267-274
Wittig R. 1993. General aspects of biomonitoring heavy metals by plants. pp.3-27. In Plants as biomonitors: indicators for heavy metals in the terrestrial environment. Markert B (ed.). VCH, Weinheim
Won CM and KG Smith. 1999. History and current status of mammals of the Korean peninsula. Mamm. Rev. 29:3-36
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