넙치(Paralichthys olivaceus) 치어조직의 나프탈렌(Naphthalene) 생물농축 The Bioconcentration of Naphthalene in Tissues of Juvenile Olive flounder, Paralichthys olivaceus원문보기
나프탈렌(Naphthalene)과 같은 다환방향족탄화수소류(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)는 수계에 유입되어 해양생물들에게 영향을 미치게 된다. 나프탈렌은 유류속의 PAHs 내에서 함량이 가장 높으며, 독성이 강하다. 본 연구에서는 대조구(0 ${\mu}g/L$), 1000, 1800, 3200, 5600, 10000 ${\mu}g/L$의 6개 나프탈렌 농도구를 설정하고 넙치 치어에 대한 나프탈렌의 24시간 반수치사농도(24h-$LC_{50}$)을 구했으며, 아가미, 간, 신장, 근육내의 나프탈렌 농도를 분석하였다. 넙치 치어의 24h-$LC_{50}$은 Large 그룹에서 2410.76 ${\mu}g/L$, Small 그룹에서 2230.67 ${\mu}g/L$을 나타내었다. 각 조직에서의 나프탈렌 농도는 간 및 신장에서 아가미 및 근육보다 높았다.
나프탈렌(Naphthalene)과 같은 다환방향족탄화수소류(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)는 수계에 유입되어 해양생물들에게 영향을 미치게 된다. 나프탈렌은 유류속의 PAHs 내에서 함량이 가장 높으며, 독성이 강하다. 본 연구에서는 대조구(0 ${\mu}g/L$), 1000, 1800, 3200, 5600, 10000 ${\mu}g/L$의 6개 나프탈렌 농도구를 설정하고 넙치 치어에 대한 나프탈렌의 24시간 반수치사농도(24h-$LC_{50}$)을 구했으며, 아가미, 간, 신장, 근육내의 나프탈렌 농도를 분석하였다. 넙치 치어의 24h-$LC_{50}$은 Large 그룹에서 2410.76 ${\mu}g/L$, Small 그룹에서 2230.67 ${\mu}g/L$을 나타내었다. 각 조직에서의 나프탈렌 농도는 간 및 신장에서 아가미 및 근육보다 높았다.
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) such as naphthalene, are released into the aquatic environment and have been identified as endocrine effects on marine organisms. Naphthalene makes up the highest fraction of PAHs in oil and shows the strong toxicity to aquatic organisms. I analyzed 24h-median...
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) such as naphthalene, are released into the aquatic environment and have been identified as endocrine effects on marine organisms. Naphthalene makes up the highest fraction of PAHs in oil and shows the strong toxicity to aquatic organisms. I analyzed 24h-median lethal concentration (24h-$LC_{50}$) for juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus to study the acute toxicity of naphthalene. Bioconcentrations in the gill, liver, kidney and muscle of olive flounder were analyzed after to 6 naphthalene concentrations of 0, 1000, 1800, 3200, 5600 and 10000 ${\mu}g/L$. Olive flounder has 24h-$LC_{50}$ value of 2410.76 ${\mu}g/L$ in Large group, and 2230.67 ${\mu}g/L$ in Samll group. Naphthalene concentration was varied with tissues. The concentrations of naphthalene were much higher in liver and kidney than in gill and muscle.
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) such as naphthalene, are released into the aquatic environment and have been identified as endocrine effects on marine organisms. Naphthalene makes up the highest fraction of PAHs in oil and shows the strong toxicity to aquatic organisms. I analyzed 24h-median lethal concentration (24h-$LC_{50}$) for juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus to study the acute toxicity of naphthalene. Bioconcentrations in the gill, liver, kidney and muscle of olive flounder were analyzed after to 6 naphthalene concentrations of 0, 1000, 1800, 3200, 5600 and 10000 ${\mu}g/L$. Olive flounder has 24h-$LC_{50}$ value of 2410.76 ${\mu}g/L$ in Large group, and 2230.67 ${\mu}g/L$ in Samll group. Naphthalene concentration was varied with tissues. The concentrations of naphthalene were much higher in liver and kidney than in gill and muscle.
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문제 정의
본 연구는 넙치 치어를 대상으로 생물검정시험을 실시하여 나프탈렌의 24h-LC50을 구하고, 체내에 흡수된 나프탈렌의 생물농축특성을 알아보기 위하여 아가미, 간, 신장, 근육 조직에서의 나프탈렌의 농도를 분석하였다.
제안 방법
각 농도구별 농도를 일정하게 유지하기 위하여 1000, 1800, 3200, 5600, 10000 μg/L의 실험구는 2시간 마다 메탄올 10 mL에 나프탈렌 80 %를 녹여 보충하였으며, 대조구는 2시간 간격으로 메탄올 10 mL씩 주입하였다.
각 조직에 농축된 나프탈렌의 농도는 GC-MSD (Shimazu, GC 17A)를 이용하여 분석하였다. 각 조직으로부터 속실렛 추출(Sohxlet extraction)과 액액 추출(Liquid-liquid extraction) 방법에 의하여 나프탈렌을 추출하였고(Husain et al.
각 조직에 농축된 나프탈렌의 농도는 GC-MSD (Shimazu, GC 17A)를 이용하여 분석하였다. 각 조직으로부터 속실렛 추출(Sohxlet extraction)과 액액 추출(Liquid-liquid extraction) 방법에 의하여 나프탈렌을 추출하였고(Husain et al., 1997; Takatsuki et al., 1985), 농축시킨 시료는 dichloromethanerhk n-hexane(1:2)로 활성화시킨 Sep-pak florisil cartridge(Waters, USA)를 이용하여 정제한 후 GC-MSD를 사용하여 각 조직의 나프탈렌을 정량 하였다. 사용한 column은 30 m × 0.
넙치 치어는 Large 그룹(BW; 9.26 ± 2.23 g, BL; 81.53 ± 6.38 mm)과 Small 그룹(BW; 4.88 ± 1.52 g, BL; 69.79 ± 7.63 mm)으로 나누어 10 L 해수를 채운 수조에 넙치 10마리씩 넣고 대조구(메탄올 10 mL주입), 1000, 1800, 3200, 5600, 10000 μg/L의 6개의 농도구를 설정하여 실험하였다.
넙치 치어의 생존, 사망개체수를 분석하여 24시간 반수치사농도(24h-LC50)를 계산하였다. 반수치사농도는 SPSS의 통계 패키지(Ver.
본 연구에서는 넙치 치어를 이용하여 나프탈렌에 대한 생물검정을 실시하고 각 조직의 농축 경향을 파악한 결과는 다음과 같이 요약 할 수 있다.
수질을 유지하기 위하여 GF/F로 여과한 해수를 2일 주기로 교환하였으며, 벽면의 이물을 제거하고 수조저면의 배설물을 제거하였다. 사육기간 동안 넙치 치어용 배합사료(우성사료)를 하루 2회 매일 9시와 5시에 전체 치어체중의 3 %를 급이하였다. 실험에는 건강한 개체를 선별하여 실험에 사용하였다.
수온은 1 ℃/day로 온도 상승시켜 20 ℃로 순치시켰으며, 광주기는 14:10(L:D)으로 유지하였다. 수질을 유지하기 위하여 GF/F로 여과한 해수를 2일 주기로 교환하였으며, 벽면의 이물을 제거하고 수조저면의 배설물을 제거하였다. 사육기간 동안 넙치 치어용 배합사료(우성사료)를 하루 2회 매일 9시와 5시에 전체 치어체중의 3 %를 급이하였다.
실험 중 해수의 수온은 20 ± 0.6 ℃, 염분은 31 ± 0 psu, pH는 7.8 이상으로 유지시켰고, 용존산소량(DO)은 6.5 mg/L 이상이 되도록 하였다.
대상 데이터
2.1 실험어 및 실험조건
실험생물로 사용한 넙치는 전남 무안군에 위치한 넙치 종묘생산장에서 생산된 치어를 분양 받아 실험실로 운반한 후 실험조건으로 순치시키면서 폐사율이 안정될 때까지 2～3주 사육하였다. 수온은 1 ℃/day로 온도 상승시켜 20 ℃로 순치시켰으며, 광주기는 14:10(L:D)으로 유지하였다.
사육기간 동안 넙치 치어용 배합사료(우성사료)를 하루 2회 매일 9시와 5시에 전체 치어체중의 3 %를 급이하였다. 실험에는 건강한 개체를 선별하여 실험에 사용하였다.
데이터처리
)를 계산하였다. 반수치사농도는 SPSS의 통계 패키지(Ver. 10)를 사용하여 Probit 방법으로 분석하였다.
이론/모형
25 μm의 J&W사의 DB-5 column을 이용하였고, 시료 주입 방법은 Splitless mode로 하였다. 검출 방법은 특정 질량의 이온만을 선택하여 검출하는 방법인 SIM mode를 이용하였으며, GC-MSD 분석 조건은 Table 1에 나타내었다.
넙치 치어에 대한 나프탈렌 생물검정시험은 Hall and Golding(1998)의 생물검정시험 방법에 준하여 실시하였다. 넙치 치어는 Large 그룹(BW; 9.
성능/효과
1) 넙치 치어에 대한 나프탈렌의 24h-LC50은 Large 그룹(BW; 9.26±2.23 g, BL;81.53±6.38 mm)에서 2410.76 μg/L, Small 그룹(BW; 4.88±1.52 g, BL; 69.79±7.63 mm)에서 2230.67 μg/L로 분석되었다.
2) Large 그룹에서 보다 Small그룹에서 각 조직의 나프탈렌 농축이 높게 나타났다.
3) 나프탈렌은 간과 신장에서 농축 정도가 높았다.
나프탈렌에 대한 넙치 치어의 생물검정시험 결과 Large 그룹에서는 대조구와 1000, 1800 μg/L 농도구에서 폐사한 개체가 없었으며, 3200 μg/L 에서는 24시간 이내에, 5600 μg/L 에서는 12시간 이내에 모든 개체가 폐사하였고 10000 μg/L 농도구에서 5시간 이내에 폐사하였다.
2에 나타내었다. 나프탈렌의 상대적 조직 농축량은 Large 그룹보다 Small 그룹에서 높아 개체 크기에 따라 농축률의 차이를 보였다. Small 그룹이 Large 그룹보다 24h-LC50이 낮아 나프탈렌에 대한 독성이 더 강하게 작용한 것으로 보아 체내의 높은 농축에 의하여 독성을 발현시키는데 영향을 미친 것으로 판단된다.
넙치 치어의 폐사시간과 나프탈렌 농축 정도를 비교해보면 10000 μg/L 농도구에서는 6시간 이내, 5600 μg/L 농도구에서는 12시간 이내, 3200 μg/L 농도구에서는 24시간 이내에 모두 폐사하였고 그 이하의 농도구에서는 24시간 생존하였으므로 나프탈렌 농도구에 따라 넙치치어가 나프탈렌에 노출된 시간이 차이가 난다. 따라서 본 연구에서 나프탈렌 농도에 따른 조직의 나프탈렌 농축 정도에 차이가 나지 않는 것은 나프탈렌에 노출된 시간의 차이에 의하여 체내 흡수되는 양에서 차이를 보이지 않는 것으로 판단된다. 또한 본 연구의 결과는 나프탈렌과 같은 PAHs의 오염에 상시 노출되어 있는 연안의 서식 종들에서 나타난 PAHs의 조직분포 특성과 다르다고 할 수 있는데 이는 급성독성의 경우 체내로 들어오는 독성물질을 해독, 배출하기 위해 생분해 과정이 일어나는 간 및 신장에서의 농도가 높아지고 만성적으로 노출되는 경우에는 지방함량이 높은 조직에 축적이 일어나기 때문에 뇌나 생식소와 같은 조직에서 농도가 높은 것으로 사료되며, 노출시간에 따른 생물농축 및 생분해 속도를 함께 고려해야 할 것이다.
24시간 실험 종료 후 살아있는 개체는 5 % 2-phenoxyethanol로 마취시킨 후 각 조직을 채취하여 동결 보관하였다. 또한 폐사율 분석을 위해 실험 시작 후 나프탈렌 노출 환경에 따른 넙치의 행동을 관찰하였으며, 아가미 활동이 완전히 정지된 상태를 폐사한 것으로 판단하였다.
본 연구에서는 넙치 치어가 최대 24시간 나프탈렌에 노출되어 상대적으로 나프탈렌에 노출된 시간이 짧으며 M.curema의 결과와 비교하면 넙치 치어에 있어 생분해 속도보다 생물농축 속도가 빠른 시기에 해당되는 것으로 보인다. 넙치 치어의 폐사시간과 나프탈렌 농축 정도를 비교해보면 10000 μg/L 농도구에서는 6시간 이내, 5600 μg/L 농도구에서는 12시간 이내, 3200 μg/L 농도구에서는 24시간 이내에 모두 폐사하였고 그 이하의 농도구에서는 24시간 생존하였으므로 나프탈렌 농도구에 따라 넙치치어가 나프탈렌에 노출된 시간이 차이가 난다.
후속연구
따라서 본 연구에서 나프탈렌 농도에 따른 조직의 나프탈렌 농축 정도에 차이가 나지 않는 것은 나프탈렌에 노출된 시간의 차이에 의하여 체내 흡수되는 양에서 차이를 보이지 않는 것으로 판단된다. 또한 본 연구의 결과는 나프탈렌과 같은 PAHs의 오염에 상시 노출되어 있는 연안의 서식 종들에서 나타난 PAHs의 조직분포 특성과 다르다고 할 수 있는데 이는 급성독성의 경우 체내로 들어오는 독성물질을 해독, 배출하기 위해 생분해 과정이 일어나는 간 및 신장에서의 농도가 높아지고 만성적으로 노출되는 경우에는 지방함량이 높은 조직에 축적이 일어나기 때문에 뇌나 생식소와 같은 조직에서 농도가 높은 것으로 사료되며, 노출시간에 따른 생물농축 및 생분해 속도를 함께 고려해야 할 것이다.
어류 조직에서의 유해물질 농축은 온도, 성장주기, 연령, 다른 물질과의 관계 또는 수중의 화학성분과 대사 활성 및 유해물질에 노출된 양과 시간에 의존성이 높으므로(Pagenkopf, 1983: Heath, 1987), 나프탈렌과 같은 PAHs류의 생물농축특성을 파악하기 위해서는 노출시간 및 체내 농축과 함께 생분해 속도를 함께 측정해야 할 것이며, 환경 인자와의 상호작용을 함께 고려해야 할 것이다. 또한 약물 대사효소(drug-metabolizing enzyme)를 발생하여 PAHs에 분해하는 시스템을 가지고 있는 어류는 주로 산화, 환원, 가수분해 효소에 의해 PAHs를 생물대사 시킬 수 있으므로(Tuvikene, 1995), 나프탈렌과 같은 PAHs에 대한 효소작용에 대해서 함께 고려하면 나프탈렌의 조직에 농축 및 생분해되는 메카니즘을 규명할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
나프탈렌은 수계에 유입되어, 어떤 영향을 주는가?
나프탈렌(Naphthalene)과 같은 다환방향족탄화수소류(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)는 수계에 유입되어 해양생물들에게 영향을 미치게 된다. 나프탈렌은 유류속의 PAHs 내에서 함량이 가장 높으며, 독성이 강하다.
해양의 유류오염이 사회적으로 큰 문제가 된 배경은?
산업 발달과 더불어 국가 간 교역이 증가함에 따라 해상에서의 교통량이 증가하고 있고, 이와 더불어 선박사고에 의한 유류의 해양 유입량이 증가함에 따라 해양의 유류오염이 사회적으로 큰 문제가 되고 있다(Seo, 2005). 우리나라는 1980년대부터 산업화에 따른 유류 사용 증가로 인해 우리나라에서의 원유 수입량은 폭발적으로 증가하였고, 수출입 물동량이 증가하여 선박사고에 의한 해양 유류 오염 발생율이 높아지고 있으며, 해난사고 방지 시스템이 취약하여 해양 유출사고가 매년 300건 이상 발생되고 있는 실정이다(Kim, 2008).
다환방향족탄화수소류는 무엇인가?
(2001)은 씨프린스호의 해상 유류 유출 사고 지역에 오염되지 않은 조피볼락(Sebastes schlegelii)과 담치류(홍합과, Mytilidae), 전복류(전복과, Haliotidae) 및 굴(Crassostrea gigas)을 사육시킨 결과, 이들 생물에서 다환방향족탄화수소류(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)가 검출되었음을 보고하였다. PAHs는 두개 이상의 방향족 고리를 포함하고 있는 탄화수소류로, 물에 대한 용해도가 낮은 소수성 물질이다. 나프탈렌은 다양한 원유 속에 포함된 PAHs 중 72.
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