[논문]유기성 슬러지 급이에 따른 크롬과 망간의 줄지렁이 (Eisenia andrei (Annelida; Oligochaeta)) 체내 생물축적

배윤환; 최석순

doi:10.17137/korrae.2016.24.3.101

[국내논문] 유기성 슬러지 급이에 따른 크롬과 망간의 줄지렁이 (Eisenia andrei (Annelida; Oligochaeta)) 체내 생물축적
Bioaccumulation of Chromium and Manganese in the Earthworm Eisenia andrei (Annelida; Oligochaeta) in Relation to the Supply of Organic Sludges 원문보기

유기물자원화 = Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association, v.24 no.3, 2016년, pp.101 - 108

배윤환 (대진대학교 생명과학과) , 최석순 (세명대학교 바이오환경공학과)

초록
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경기도 포천시 하수처리장에서 수처리후 탈수된 몇 가지 유기성 슬러지내 크롬과 망간 농도에 대하여 조사하였다. 또한, 슬러지 급이량 변화에 따른 줄지렁이(Eisenia fetida) 체내 크롬과 망간의 생물축적에 대하여 고찰하였다. 유기성 슬러지내의 크롬과 망간 농도는 각각 0.0~0.3 mg/kg, 3.6~17.6 mg/kg를 나타내었기에, 이러한 중금속 농도들은 지렁이 개체군에 대하여 급성독성을 유발시키지 않는 것으로 판단되었다. 그리고, 슬러지 급이량 증가에 의하여 지렁이 체내에 크롬의 생물축적이 이루어졌으나 슬러지 공급량에 비례해서 크롬 농도가 증가하지 않았으며, 일정한 농도로 유지되다가 감소하는 경향을 나타내었다. 한편, 망간에 대해서는 생물축적이 거의 일어나지 않았다. 본 실험으로부터 60 g의 슬러지를 공급하였을 때, BAF 값은 망간의 경우 0.00~0.12이었으며, 인분슬러지를 주입하였을 때 BAF 값은 크롬의 롬 경우 19.33를 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Concentrations of Chromium(Cr) and Manganese(Mn) in several kinds of dewatered organic sewage sludges generated from wastewater treatment plants of Pocheon City, Gyeongii Province were examined. In addition, bioaccumulations of Cr and Mn in the body of earthworm Eisenia fetida were also investigated by changing of feed sludge amounts. Cr and Mn concentrations in sludges were in the range of 0.0~0.3 mg/kg and 3.6~17.6 mg/kg, respectively, which would not cause acute toxicities to earthworm population. Cr was bioaccumulated in the earthworm body but bioaccumulation was not proportional to the amount of sludges supplied. The degree of bioaccumulation of Cr decreased in later phase as the supplied amounts of sludges increased. Meanwhile, there were rare bioaccumulation with regard to Mn. In this study, the value ranges of bioaccumulation factor (BAF) for Mn were 0.00~0.12 when 60g of sludges was supplied. In the case of Cr, the value of BAF was 19.33 when 60g of human manure sludge was provided.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 크롬과 망간이 줄지렁이에 미치는 생태독성학적 영향을 고찰하기 위해서 포천시 관내에 설비되어 있는 하수처리장과 인분처리장에서 발생하는 유기성 슬러지내의 크롬, 망간 농도를 조사하고, 슬러지를 지렁이(Eisenia fetida)개체군에게 지속적으로 공급하였을 때, 유기성 슬러지 공급량에 따른 크롬과 망간의 지렁이 체내 생물축적 정도를 고찰하였다.

제안 방법

공급된 하수슬러지를 지렁이가 모두 섭식하면 15 g의 하수슬러지를 반복하여 공급하였다. 15 g의 하수슬러지를 추가로 공급할 때마다 사육상내 생존 줄지렁이를 채취하여 생체내 금속 농도를 측정하였다. 채취된 지렁이는 증류수로 세척하고 12시간 동안 지렁이에 수분만 공급하여 장내의 슬러지 및 분변토를 모두 배설하도록 하였다.

대상 데이터

경기도 포천시 관내의 P., Y., 하수처리장 및 Y. 인분처리장에서 배출되는 탈수 슬러지를 사용하였으며. 각 처리장에서 적용하는 수처리 공법, 응집제및 슬러지 탈수방법은 [Table 1]과 같다.

데이터처리

각 분석항목의 조사수는 3반복이었으며, 하수슬러지 종류에 따른 금속 농도차이, 하수슬러지 급이량에 따른 지렁이 체내 금속 농도의 차이에 대한 ANOVA 및 평균간 통계적 유의성 분석을 수행하였다 (P<0.05, Duncan의 다중검정법, SPSS[ver. 12.0]).

성능/효과

6 mg/kg를 나타내었기에, 이러한 중금속 농도들은 줄지렁이에게 급성독성을 유발시키지 않는 것으로 판단되었다. 또한, 크롬의 경우 일정 정도는 생물축적현상이 일어났으나 먹이 공급량에 따라 누적적으로 지렁이 체내에 축적되지는 않는 것으로 판단된다. 망간의 경우는 슬러지내 농도가 크롬보다 상대적으로 높았음에도 불구하고 생물축적이 거의 이루어지지 않았다.
또한, 크롬의 경우 일정 정도는 생물축적현상이 일어났으나 먹이 공급량에 따라 누적적으로 지렁이 체내에 축적되지는 않는 것으로 판단된다. 망간의 경우는 슬러지내 농도가 크롬보다 상대적으로 높았음에도 불구하고 생물축적이 거의 이루어지지 않았다. 그러나 지렁이가 이들 금속이 아독성 농도 수준에서 장기적으로 노출되었을 때, 지렁이 개체군에 대하여 생태독성을 유발할 것인지에 대한 조사가 향후 이루어져야 할 것이다.

후속연구

망간의 경우는 슬러지내 농도가 크롬보다 상대적으로 높았음에도 불구하고 생물축적이 거의 이루어지지 않았다. 그러나 지렁이가 이들 금속이 아독성 농도 수준에서 장기적으로 노출되었을 때, 지렁이 개체군에 대하여 생태독성을 유발할 것인지에 대한 조사가 향후 이루어져야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	하수슬러지를 지렁이 퇴비화하는데 있어 한계점은 무엇인가?	유기성 폐기물을 지렁이 먹이로 공급하여 환경적으로 안정화시키는 소위 ‘지렁이 퇴비화 (Vermicomposting 또는 Vermistabilization)’의 환경친화적, 경제적 기술성이 인정되어 지렁이 처리법을 하수슬러지 처리에 적용하기 위한 시도가 꾸준히 시도되어 왔다1∼6). 그러나 하수슬러지를 장기간 지렁이 먹이로 공급하였을 경우 지렁이 사육상에 서식하는 지렁이 개체군 밀도가 감소하기 시작하여 최종적으로 개체 군이 소멸되는 현상이 일어나서 더 이상 하수슬러지를 처리할 수 없는 상황이 벌어지게 되었다6∼8).
	크롬의 특징은 무엇인가?	또한, 크롬(Cr)은 염색, 피혁, 도료 공장에서 배출되는데 특히 Cr6+이 환경문제를 야기시켜 토양환경보존법(1995) 토양오염물질로 지정되어 있으며17,18) 아치사 농도에서 지렁이에 대하여 유전독성이 있음이 알려져다19,20). 망간(Mn)은 모든 생물에게미량으로 필요한 필수원소인 반면, 생물체가 과량의 망간에 노출될 경우 신경독성을 유발하는 독성 금속이기도 하다21,22).
	망간은 어떤 금속인가?	또한, 크롬(Cr)은 염색, 피혁, 도료 공장에서 배출되는데 특히 Cr6+이 환경문제를 야기시켜 토양환경보존법(1995) 토양오염물질로 지정되어 있으며17,18) 아치사 농도에서 지렁이에 대하여 유전독성이 있음이 알려져다19,20). 망간(Mn)은 모든 생물에게미량으로 필요한 필수원소인 반면, 생물체가 과량의 망간에 노출될 경우 신경독성을 유발하는 독성 금속이기도 하다21,22).

참고문헌 (33)

Choi, H. G., "A study on sludge feed and breeding condition in vermicomposting of organic sludge", Ph. D. thesis, Dept. of Environmental Engineering, Univ. of Seoul City. p. 114. (1992).
Edwards C. A., and Bohlen, P. J., "Biology and Ecology of earthworm", Chapman and Hall, p. 426. (1996).
Garg, P., Gupta, A., Satya, S., "Vermicomposting of different types of waste using Eisenia foetida: A comparative study", Bior. Technol., 97, pp. 391-395. (2006).

상세보기
Suthar, S., "Vermicomposting potential of perionyx sansibaricus(Perrier) in different waste materials", Biores. Technol., 98. pp. 1231-1237. (2007).

상세보기
Khwairakpam, M., Bhargava, R., "Vermitechnology for sewage sludge recycling", J. of Hazardous Materials, 161, pp. 948-954. (2009).

상세보기
Park, K. I., Bae, Y. H., "Feeding efficiency and growth rates of tiger worms (Eisenia fetida Savigny) when they were fed with differently pretreated sewage sludge", J. of the Korea organic waste recycling council, 11(4), pp. 66-78. (2003).
Kaushik, P., Garg, V. K., "Vermicomposting of mixed solid textil mill sludge and cow dung with the epigeic earthworm Eisenia foetida.", Biores. Technol., 90, pp. 311-316. (2003).

상세보기
Gupta, R. Garg, V. K., "Stabilization of primary sewage sludge during vermicomposting", J. of Hazardous Materials, 153, pp. 1023-1030. (2008).

상세보기
Park, K. I., Bae, Y. H., "Ecotoxicological effects of synthetic detergents on the population of Eisenia fetida", J. of the Korea organic resources recycling association, 19(1), pp. 115-122. (2011).
Park, K. I., Bae, Y. H., "Ecotoxicological effects of Alum and Ferric chloride on the population of Eisenia fetida (Annelida ; Oligochaeta)", J. of the Korea organic resources recycling association, 20(1), pp. 50-60. (2012).
Park, K. I., Bae, Y. H., "Effect of endocrine disrupter, Nonylphenol and DEHP(Di-(2ethylhexyl)phatalate) on the cocoon production and the hatchability of Eisenia fetida (Ennelida; Oligochaeta)", J. of the Korea organic resources recycling association, 20(2), pp. 89-95. (2012).
Hobbelen, P. H. F., Koolhaas, J. E., van Gastel, C. A. M., "Bioaccumulation of heavy metals in the earthworms Lumbricus rubellus and Aporrectodea caliginosa in relation to total and available metal concentration in field soils", Environmental Pollution, 144, pp. 639-646. (2006).

상세보기
Nahmani, J., Hodson, M. E., Black S., "A review of studies performed to asses metal uptake by earthworms", Environmental Pollution, 145, pp. 402-424. (2007).

상세보기
Andre, J., Sturzenbaum, S. R., Kille, P., Morgan, A. J., Hodson, M. E., "Metal bioaccumulation and cellular fractionation in an epigeic earthworm (Lumbricus rubellus) : the interactive influences of population exposure histories, site specific geometry and mitochondrial genotype", Soil biology and Biochemistry, 42, pp. 1566-573. (2010).

상세보기
Li L., Xu Z., Wu J., Tian G., "Bioaccumulation of heavy metals in the earthworm Eisenia fetida in relation to bioavailable metal concentrations in pig manure", Bior. Technol., 101, pp. 3430-3436. (2010).

상세보기
Park, K. I., Bae, Y. H., "Bioaccumulation of Zn, Cu, Fe and Al in the earthworm Eisenia fetida (Ennelida; Oligochaeta) in relation to the supply of sludge", J. of the Korea organic resources recycling association, 20(3). pp. 60-70. (2012).
Naver(http://terms.naver.com/entry.nhn?docID2700361&cid51610&categoryID51610)
Naver(http://terms.naver.com/entry.nhn?docID481326&cid55558&categoryID55558)
Manerikar, R. S., Apte, A. A., Ghole, V. S., "In vitro and in vivo genotoxicity assesment of Cr(VI) using comet assay in earthworm coelomycetes", Environmental Toxicology and Pharmacology, 25, pp. 63-68. (2008).

상세보기
Bigorgne, E., Cossu-Leguille, C., Nahmani, J., "Genotoxic effects of nickel, trivalent and hexavalent chromium on the Eisenia fetida earthworm", Chemospere, 80, pp. 1109-1112. (2010).

상세보기
Naver(http://terms.naver.com/entry.nhn?docID777432&cid48192&categoryID48288)
Naver(http://terms.naver.com/contents.nhn?rid44&contents_id7501)
Pokarzhevskii, A. D., Van Straalen, N. M., "A multi-element view on heavy metal biomagnification", Applied Soil Ecology, 3, pp.95-98. (1996).

상세보기
Weltje, L., "Mixture toxicity and tissue interactions of Cd, Cu, Pb and Zn in earthworms (Oligochaeta) : A critical evaluation of data", Chemosphere, 36, pp. 2643-2660. (1998).

상세보기
Lock, K., Janssen, C. R., "Ecotoxicity of Chromium(III) to Eisenia fetida, Enchytraeus albidus, and Folsomia candida", Ecotoxicology and Environmental Safety, 51, pp. 203-205. (2002).

상세보기
Sivakumar, S., Subbhuraam, C.V., "Toxicity of Chromium(III) and Chromium(VI) to the earthworm Eisenia fetida", Ecotoxicology and Environmental Safety, 62, pp. 93-98. (2005).

상세보기
Kuperman, R. G., Checkai, R. T., Simini, M., Phillips, C. T., "Manganese toxicity in soil for Eisenia fetida, Enchytraeus crypticus (Oligochaeta), and Folsomia candida (Collembola)", Ecotoxicology and Environmental Safety, 57, pp. 48-53. (2004).

상세보기
Reinecke, S. A., Reinecke, A. J., "The influence of lead and manganese on spermatozoa of Eisenia fetida (Oligochaeta)", Soil Biol. Biochem., 29, pp. 737-742. (1996).
Dai, J., Rouiller, T., Reverset, J. H., Bernhard-Reversat, F., Nahmani, J., Laveele, P., "Heavy metal accumulation by two earthworm species and its relationship to total and DPTA-extractable metals in soils. Soil Biol. Biochem., 36, pp. 91-98. (2004).

상세보기
Thakali, S., Allen, A. E., Di Tiro, D. M., Ponizovsky, A. A., Rooney, C. P., Zhao, F. J., Mcgrath, S. P., Criel, P., van Eechout, H., Jassen, C. R., Oorts, K., Smolders, E., "Terrestrial biotic ligand model. 2. Application to Ni and Cu toxicities to plants, invertebrates and microbes in soil. Environmental Science & Technilogy, 40, pp. 7094-7100. (2006).

상세보기
Suthar, S., Sajwan, P., Kumar, K., "Vermiremidiation of heavy metals in wastewater sludge from paper and pulp industry using earthworm Eisenia fetida", Ecotoxicology and Environmental Safety, 109, pp. 177-184. (2014).

상세보기
Maleri, R. A., Reinecke, A. J., Reinecke, S. A., "Metal uptake of two ecophysiologically different earthworm (Eisenia fetida and Aporrectodea caliginosa) exposed to ultramafic soil", Applied soil Ecology, 38, pp. 42-50. (2008).

상세보기
Azizi, A. B., Lim, M. P. M., Noor, Z. M., Abdullah, N., "Vermiremoval of heavy metal in sewage sludge by utilizing Lumbricus rubellus", Ecotoxicology and Environmental Safety, 90, pp. 13-20. (2013).

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