[논문]국내 생태독성 분석기관에 대한 숙련도시험 결과 평가

김종민; 신기식; 유순주; 김명옥; 최성헌

doi:10.15681/kswe.2014.30.6.632

국내 생태독성 분석기관에 대한 숙련도시험 결과 평가
Interlaboratory Study for Proficiency Testing on the Water Toxicity Determinations by Acute Toxicity Test with Daphnia magna 원문보기

한국물환경학회지 = Journal of Korean Society on Water Environment, v.30 no.6, 2014년, pp.632 - 637

김종민 (국립환경과학원 물환경공학연구과) , 신기식 (국립환경과학원 물환경공학연구과) , 유순주 (국립환경과학원 물환경공학연구과) , 김명옥 (환경측정분석센터) , 최성헌 (환경측정분석센터)

Abstract ▼ AI-Helper

Proficiency testing by interlaboratory comparisons is used to determine the performance of individual laboratories. In order to verify the quality of acute toxicity testing with Daphnia magna, National Institute of Environmental Research in South Korea is regularly organizing interlaboratory comparisons to estimate the analytical accuracy of different laboratories. Total 58 laboratories located in South Korea took part in interlaboratory proficiency testing scheme with three proficiency testing samples. TU(Toxic Unit) values of each laboratory were determined and robust z-score was calculated in order to evaluate the proficiency levels. Based on the robust z-score classification, 74% of the participant laboratories showed a satisfactory performance (43 laboratories). The main reason of 'unsatisfactory' performance seemed to be considered that the unsuitable management of test organism incubation system and the lack of experience on the identification of the test organism condition by effect of toxicity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이런 이유로 현재 숙련도시험을 주관하는 국립환경과학원에서는 아직까지 예비항목으로 정하여 실험실의 편의에 대한 평가를 수행하고 있으나 수년간의 예비시험 경험을 토대로 빠른 기일 내 본 항목으로 수행할 계획이다. 본 연구는 숙련도 시험에 참여한 실험실간 생태독성 측정결과의 변동성을 검토하고 숙련도 시험 수행결과를 평가하여 부적합 요인을 도출하기 위하여 수행되었다.

제안 방법

본 연구는 숙련도 시험에 참여한 실험실간 생태독성 측정결과의 변동성을 검토하고 숙련도 시험 수행결과를 평가하기 위하여 수행되었다. 숙련도평가용 시료는 국립환경과학원에서 개발한 시험용 표준시료 3종을 사용하였으며 각 물질별 시험농도는 산출된 평균값과 시료제조의 편의성을 고려하여 Sample A는 3 mg/L~5 mg/L, Sample B는 3,000 mg/L~4,000 mg/L, 그리고 Sample C는 12,000 mg/L~15,000 mg/L 정도의 농도값을 갖도록 하였다. 평가는 제공된 표준시료를 100% 농도로 간주하여 EC₅₀ (%)을 구하고 최종 생태 독성 값(TU)을 산출토록 하였다.

대상 데이터

각 실험실간 생태독성 측정은 총 3종의 숙련도 시험용 미지시료에 대하여 58개 실험실이 참여하여 수행되었다. 각 실험실에서 수령한 미지시료(분석항목)는 Table 2와 같이 희석하여 이를 100% 농도로 간주하고, 수질공정시험기준, ES 04704.
숙련도시험용 시료는 국립환경과학원의 숙련도시험용 시료를 이용하였다(Shin et al., 2013). 동 시료는 기존 숙련도 시험에 사용된 Sample A와 함께 캐나다 및 미국에서 운용 중인 표준물질 2종을 추가하여 선정하였다.

이론/모형

각 시험용 시료별로 TU 값에 대한 robust 평균 및 robust 표준편차를 산출하여, ‘환경분야 시험검사 등에 관한 법률’ 시행규칙 별표(11의 2) ‘정도관리판정기준’에 따라 robust z-score를 계산하였다. 숙련도시험 결과를 처리하는데 일반적으로 사용되는 통계적 방법은 ISO 13528:2005에 기술되어 있으며(ISO, 2005), ILAC_G13:07/2007 Appendix A에 보면 ISO 표준(standard) 및 IUPAC 권고사항(recommendations)에 극한치(outlier)들이 포함된 결과의 처리 등을 위한 통계처리방법으로 robust 통계처리(robust 평균 및 robust 표준편차 등)를 허용하고 있다(ILAC, 2007).
각 실험실간 생태독성 측정은 총 3종의 숙련도 시험용 미지시료에 대하여 58개 실험실이 참여하여 수행되었다. 각 실험실에서 수령한 미지시료(분석항목)는 Table 2와 같이 희석하여 이를 100% 농도로 간주하고, 수질공정시험기준, ES 04704.1 ‘물벼룩을 이용한 급성독성시험법’ (NIER, 2011)에 따라 EC50 (%)를 산출토록 하였다. 최종 생태독성값(TU: Toxic Unit) 값은 다음 식에 의하여 구하였다.

성능/효과

숙련도시험 결과는 각 실험실에서 제시한 독성값(TU)의 robust 평균 및 robust 표준편차를 구하여 z-score 를 산출하고 판정기준에 따라 ‘만족’여부를 판단하였다. 3종의 시험용 표준시료에 대한 종합평가결과 총 58개 참여기관의 74%인 43개 실험실이 ‘적합’으로 판정되었다. ‘부적합’ 요인은 시험생물종의 건강성 유지를 위한 관리의 부적정과 시험생물종의 영향여부 판단에 대한 경험 부족 등으로 판단되었다.
3종의 시험용 표준시료에 대한 종합평가결과 총 58개 참여기관의 74%인 43개 실험실이 ‘적합’으로 판정되었다. ‘부적합’ 요인은 시험생물종의 건강성 유지를 위한 관리의 부적정과 시험생물종의 영향여부 판단에 대한 경험 부족 등으로 판단되었다. 균일한 시험생물종의 건강성 확보를 위해 시험용 물벼룩의 ‘dormant eggs’ 상태로 제공되는 상용화된 제품(MicroBioTests Inc.

후속연구

‘부적합’ 요인은 시험생물종의 건강성 유지를 위한 관리의 부적정과 시험생물종의 영향여부 판단에 대한 경험 부족 등으로 판단되었다. 균일한 시험생물종의 건강성 확보를 위해 시험용 물벼룩의 ‘dormant eggs’ 상태로 제공되는 상용화된 제품(MicroBioTests Inc., Belgium)을 이용하는 방법도 고려할 수 있을 것으로 사료되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	생태독성실험에 물벼룩을 이용하는 이유는?	물벼룩(Daphnia magna)을 이용한 생태독성실험은 전 세계적으로 가장 빈번하게 사용되고 있는데 그 이유는 독성물질에 민감하고 먹이연쇄 흐름의 중심 위치를 차지하고 있기 때문이다(Hanazato, 1998). 이러한 이유로 이 D.
	생태독성 평가방법을 하는 이유는?	생태독성 평가방법은 화학적인 오염물질의 역할에 대한 의미 있는 정보를 제공한다. 즉, 오염물질에 노출된 생물체의 반응을 통하여 폐수 내 존재하는 유해물질의 영향을 그들의 측정 가능 여부와 상관없이 통합적으로 판단할 수 있다(Farre et al., 2004).
	생태독성 평가방법이 제공하는 정보는?	생태독성 평가방법은 화학적인 오염물질의 역할에 대한 의미 있는 정보를 제공한다. 즉, 오염물질에 노출된 생물체의 반응을 통하여 폐수 내 존재하는 유해물질의 영향을 그들의 측정 가능 여부와 상관없이 통합적으로 판단할 수 있다(Farre et al., 2004).

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상세보기
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Hernando, M. D., Malato O., Farre M., Fernandez-Alba A. R., and Barcelo D. (2006). Application of ring study: Water toxicity determinations by bioluminescence assay with Vibrio fischeri, Talanta, 69, pp. 370-376.

상세보기
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National Institute of Environmental Research (NIER). (2011). Standard Method for Water Pollutants ES 04704.1, -Acute Toxicity Test with Daphnia magna-, Ministry of Environment. [Korean Literature]
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Shin, K., Lee, Y. J., Huh, I., Kim, J., Jeong, D-H., Park, C., Park, W., Lee, J., and Yu, S., Rhew, D. (2013). A study of QA/QC Method for WET(Whole Effluent Toxicity) - Preparation of QA/QC and Operation Manual for WET -, National Institute of Environmental Research, pp. 11-24. [Korean Literature]
United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA). (2002). Methods for Measuring the Acute Toxicity of Effluents and Receiving Waters to Freshwater and Marine Organisms, Fifth Edition, United States Environmental Protection Agency, pp. 21.

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