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문제 정의
- 국내외에서 수행된 수생 지렁이를 이용한 생태 독성 연구 문헌을 검색하고 정리하였다. 자료의 신뢰성 확보를 위해 구글 학술검색(http://scholar.
- , 1993; Chapman, 2001) 더욱 생태와 독성에 대한 연구가 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 국내외에서 수생 지렁이를 이용한 생태 독성 연구 문헌을 검색하고 정리하여 앞으로의 연구에 활용될 수 있도록 하고자 하였다.
제안 방법
- 이후, 검색된 결과 중 수생 지렁이를 이용한 독성 연구와 관련된 문헌만을 선택하였다. 그리고 해당 문헌은 출판연도(Publication year), 노출환경(Exposure media), 노출에 따른 효과(Effect), 실험물질(Treatment materials) 등의 항목으로 요약 및 정리하였다(Table 1). 생물종(Species)별로 연구 빈도에 차이가 있는지 확인하기 위해 연구가 많이 수행된 주요 3종(Tubifextubifex, Lumnbriculus variegatus, Limnodrilus hoffmeisteri)에 대해 출판된 연구의 수를 따로 기록하였다(Table 2).
- 수체 내에 교란 물질을 직접 주입하는 경우와 이 하상에 주입한 것 모두 포함하였다. 노출에 따른 효과는 치사(Lethal), 생장과 생식(Growth, reproduction), 운동성(Motility), 효소활성(Enzymic activity), 생물 농축 (Bioconcentration)을 따로 기재하고, 그 외의 비치사효과(Other nonlethal effects)는 하나로 구분하였다. 치사는 치사농도(Lethal concentration)를 기록한 경우만을 포함하였다.
- 생물종(Species)별로 연구 빈도에 차이가 있는지 확인하기 위해 연구가 많이 수행된 주요 3종(Tubifextubifex, Lumnbriculus variegatus, Limnodrilus hoffmeisteri)에 대해 출판된 연구의 수를 따로 기록하였다(Table 2). 노출환경은 문헌에서 진행한 실험의 방법 상에 하상(Sediment)이 있는 경우와 하상 없이 담수로만 진행되는 경우(Water)로 구분하였다. 수체 내에 교란 물질을 직접 주입하는 경우와 이 하상에 주입한 것 모두 포함하였다.
- 그리고 해당 문헌은 출판연도(Publication year), 노출환경(Exposure media), 노출에 따른 효과(Effect), 실험물질(Treatment materials) 등의 항목으로 요약 및 정리하였다(Table 1). 생물종(Species)별로 연구 빈도에 차이가 있는지 확인하기 위해 연구가 많이 수행된 주요 3종(Tubifextubifex, Lumnbriculus variegatus, Limnodrilus hoffmeisteri)에 대해 출판된 연구의 수를 따로 기록하였다(Table 2). 노출환경은 문헌에서 진행한 실험의 방법 상에 하상(Sediment)이 있는 경우와 하상 없이 담수로만 진행되는 경우(Water)로 구분하였다.
- 그 외 슬러지분해(Sludge index), 섭식(Feeding rate), 배설(Emission rate) 등에 대한 것은 연구논문 수가 적어 기타 비치사효과로 포함시켰다. 실험물질은 상업적으로 이용되는 목재방부제, 선박페인트-유기인산-를포함하는 농약(Pesticides), 중금속(Heavy metals), 기타 물질(Other substances)로 나누었다(Table 1). 농약은 화학물질의 계통에 따라 세분화하고 중금속은 금속 원소별로, 기타 물질 중에서도 사용 빈도가 높은 물질은 따로 기록하였다.
- 생장, 생식과 효소활성은 효과 농도(Effect concentration)와 저해 농도(Inhibition concentration)의 경우를 모두 포함하였다. 운동성의 경우 정량화되지 않은 운동성 변화에 대한 기술을 포함하였고, 생물 농축은 농축인자(Concentration factor) 또는 생물 내 잔류량을 측정하는 경우를 포함하였다. 그 외 슬러지분해(Sludge index), 섭식(Feeding rate), 배설(Emission rate) 등에 대한 것은 연구논문 수가 적어 기타 비치사효과로 포함시켰다.
- 30)에서 “aquatic, oligochaete, toxicity”를 검색어로 검색되는 모든 학술논문을 확인하였다. 이후, 검색된 결과 중 수생 지렁이를 이용한 독성 연구와 관련된 문헌만을 선택하였다. 그리고 해당 문헌은 출판연도(Publication year), 노출환경(Exposure media), 노출에 따른 효과(Effect), 실험물질(Treatment materials) 등의 항목으로 요약 및 정리하였다(Table 1).
대상 데이터
- L. variegates를 이용하여 총 62건의 독성 연구가 수행되었다(Table 2). 실험수조 등 수체 내에 독성 물질을 직접 주입하는 실험(38건)이 하상에 주입한 것(25건)보다 많았다.
- 수생 지렁이를 이용한 독성 실험 연구는 Stammer(1953)가 황화수소와 암모니아를 이용하여 수행한 실험이 시작이었으며, 2015년 자료검색을 수행한 시점까지 실험 종과 물질, 노출경로, 독성 효과를 확인할 수 있는 조건을 충족하는 총 133편의 문헌이 선택되었다(Table 1). 독성 연구에는 총 11종(Tubifex tubifex, Lumnbriculus variegatus, Limnodrilus hoffmeisteri, Branchiura sowerbyi, Quistadrilusmultisetosus, Rhyacodrilus montana, Spirosperma ferox,Spirosperma nikolskyi, Stylodrilus heringianus, Varichaetapacifica, Tubifex sp.
- 자료의 신뢰성 확보를 위해 구글 학술검색(http://scholar.google.co.kr, 접근일: 2015. 03.30)에서 “aquatic, oligochaete, toxicity”를 검색어로 검색되는 모든 학술논문을 확인하였다.
- 중금속과 농약 이외에 17종류의 기타 물질도 독성 실험에 사용되었다. 그중 PAHs가 14건으로 가장 많았고, 암모니아 6건, PCBs 5건의 순으로 나타났다(Fig.
데이터처리
- 11 mg L-1) 순서로 나타났다. 또한 여러 유기주석에 대한 96h 독성 실험을 진행하여 유기주석 물질 간에 상대적인 독성의 세기를 비교 평가되었다(Fargasova, 1997; Fargasova, 1998a, b).
성능/효과
- 또한 Rathore and Khangarot(2003)는 물의 경도에 따라 중금속의 독성이 달라짐을 보였다. 경도를 4단계로 구분해서 실험한 결과, 카드뮴(96h 0.13 mg L-1~8.50 mg L-1), 수은(96h 0.013mg L-1~0.066 mg L-1), 구리(96h 0.097 mg L-1~0.615 mgL-1) 모두 물의 경도 증가에 따라 독성이 감소하였다.
- (1993)은 암모니아, 구리, 카드뮴, 니켈, 납, 아연에 대한 치사농도(96h LC50)를 여러 pH조건 하에서 조사하였다. 그 결과 구리는 낮은 pH에서 독성이 강하며, 니켈은 높은 pH에서 독성이 강하다는 것을 보였다. 즉, 구리는 0.
- 담수 지렁이 종을 이용한 독성 연구들을 확인한 결과, 실험종에 따라 여러 물질에 대한 치사농도와 효과 농도를 비롯한 다양한 비치사농도를 확인할 수 있었다. 독성 물질에 대한 생물의 반응은 노출 시간, 노출 농도, 실험종의 생물학적 조건, 그 외 환경조건(예, pH, 온도, 경도, 하상 구성 등)에 따라 달랐다.
- 5 mg L-1)에서 LC50 값을 얻지 못하였다. 또한 피페로닐 부톡사이드(3.54 mg L-1)와 다이아지논과 디클로르보스을 동시에 투여하여 유기인산 살충제의 독성을 피페로닐 부톡사이드가 효과적으로 저지하는 것을 제시하였다.
- 효소활성의 경우는 2000년 이후부터 연구가 수행되었다. 실험물질의 종류로는 유기인계, 유기염소계, 카르밤산계 등에 속하는 농약이 66건으로 가장 많았고, 중금속 43건, 기타 (예, 다환방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs), 암모니아(Ammonia), 폴리염화바이페닐(Polychlorinated Biphenyls, PCBs), 선형알킬벤젠술폰산(Linear alkylbenzen sulfonate, LAS) 등)가 39건이었다(Table 1).
- 주요 세 종(L. variegatus, T. tubifex, L. hoffmeisteri)의 독성 물질에 대한 민감도를 조사한 결과 둘 또는 세 종이 같이 실험된 물질들이 있었다. 카드뮴과 펜타클로로페놀(NaPCP)는 세 종 모두에서 96h LC50의 평가가 있었다.
- 그 결과 구리는 낮은 pH에서 독성이 강하며, 니켈은 높은 pH에서 독성이 강하다는 것을 보였다. 즉, 구리는 0.13 mg L-1(pH 6.0~6.5)에서 0.5 mg L-1(pH 8.0~8.5)로 pH가 높아짐에 따라 치사농도가 증가했고, 니켈은 100 mg L-1(pH 6.0~6.5)에서 26 mg L-1(pH 8.0~8.5)로 pH가 높아짐에 따라 더 낮은 농도에서 치사효과를 보였다. Ewell et al.
후속연구
- 생물의 행동반응은 치사에 비해 저농도에서 감지될 수 있으므로 독성 물질 유입 초기에 감지할 수 있다는 장점을 가진다. 따라서 치사, 효과 농도뿐만 아니라 동물 행동반응 또한 자동으로 인식하는 방법(Son et al., 2006; Bae et al., 2015) 등을 활용하여 생태계 조기경보시스템, 환경평가 등에 함께 고려할 필요가 있을 것이다.
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