[논문]연안환경 수은 모니터링용 괭이갈매기 알의 산란순서별 농도 차이

이장호; 이종천; 장희연; 박종혁; 최정희; 이수용; 심규영

doi:10.14249/eia.2017.26.6.538

연안환경 수은 모니터링용 괭이갈매기 알의 산란순서별 농도 차이
Mercury Concentrations of Black-tailed Gull Eggs Depending on the Egg-Laying Order for Marine Environmental Monitoring 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.26 no.6, 2017년, pp.538 - 552

이장호 (국립환경과학원 자연환경연구과) , 이종천 (국립환경과학원 자연환경연구과) , 장희연 (국립환경과학원 자연환경연구과) , 박종혁 (새만금유역환경청) , 최정희 (국립환경과학원 자연환경연구과) , 이수용 (국립환경과학원 자연환경연구과) , 심규영 (국립환경과학원 자연환경연구과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 연안환경 오염물질 중 수은의 생물축적 모니터링 지표종인 괭이갈매기(Larus crassirostris) 알의 산란순서 간 수은 농도차이를 서해 백령도 번식지를 대상으로 분석하였다. 첫 번째(평균${\pm}$표준오차, $234.4{\pm}11.2ng/g\;wet$) 산란한 알의 총수은 농도는 두 번째($182.8{\pm}9.1ng/g\;wet$) 산란한 알에 비해 통계적으로 유의하게 높게 나타났다(각 n=18, t=8.4, p<0.01). 또한 생체특성치에서도 장경, 단경, 중량 모두 첫 번째 알(길이: $63.10{\pm}0.49mm$, 단경: $44.51{\pm}0.19mm$, 중량 $65.53{\pm}0.87g$) 이 두 번째 알(장경: $62.37{\pm}0.40mm$, 단경: $43.55{\pm}0.17mm$, $62.48{\pm}0.72g$)보다 통계적으로 유의하게 높게 나타났다(각 n=18, 장경 t=2.4, p<0.05; 단경 t=4.3, p<0.01; 중량 t=4.2, p<0.01). 이러한 차이는 알 생성기에 암컷이 섭취하는 먹이량과 관련이 있으며, 이는 수컷이 암컷에게 먹이를 공급하다가 첫 번째 알을 낳으면 급이 빈도와 양을 줄이는 구애급이 행동패턴 변화와 관련이 있는 것으로 추측된다. 특히, 암컷의 섭취량 감소는 메틸수은이 주로 존재하는 알 속 흰자(albumen)의 감소에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 따라서 수은의 경우, 산란순서에 따라 축적농도가 감소하는 경향이 뚜렷하기 때문에 지역 간 그리고 시기별 비교 모니터링을 수행할 때는 목적과 조사여건(번식경과를 고려한 채취 시기, 입도(入島) 체류가능기간 등) 등을 고려하여 둥지 내 알 선택방법(첫 번째 알만 선택 또는 두 번째 알만 선택 또는 랜덤선택 등)을 일관되게 적용하는 것이 중요하다고 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, total mercury (THg) of Black-tailed Gull (Larus crassirostris) eggs laid on Baengnyeongdo, West Sea of Korea was analyzed in order to compare the THg concentrations of eggs depending on egg-laying order. The first-laid eggs ($mean{\pm}standard$ error, $234.4{\pm}11.2ng/g\;wet$, n=18, t=8.4, p<0.01) significantly had higher THg concentrations than the second-laid eggs ($182.8{\pm}9.1ng/g\;wet$, n=18). Also, the first-laid eggs had higher values in biometrics (length $63.10{\pm}0.49mm$, t=2.4, p<0.05; width $44.51{\pm}0.19mm$, t=4.3, p<0.01; weight $65.53{\pm}0.87g$, t=4.2, p<0.01) than the second-laid eggs (length $62.37{\pm}0.40mm$, width $43.55{\pm}0.17mm$, and weight $62.48{\pm}0.72g$). These differences might be attributed to the amount of food eaten by females relating to males' courtship feeding pattern (males increase courtship feeding rate before the first eggs are laid, and decrease the rate following the laying of the first eggs). Moreover, the lower food intake of females could diminish the quantities of egg albumen that contains a protein binds to most of methylmercury during the period of egg production. Therefore, it is necessary to consistently apply one of egg selection methods (targeted selection (the first-laid egg or the second-laid egg), random selection, and etc.) in one nest for ensuring comparability of mercury concentrations among monitoring sites and monitoring years.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구에서는 연안환경 오염물질 생물축적 모니터링을 위해 채취한 괭이갈매기 알의 산란순서 간 수은 농도 차이를 분석하고 그 이유를 고찰하였다. 산란순서 간 첫 번째 알은 수은 농도와 생체특성치(장 경, 단경, 중량) 모두에서 두 번째 알에 비해 통계적으로 유의하게 높게 나타났다.
따라서 한국 서해에서 고차소비자인 갈매기의 오염물질 생물축적 모니터링을 위해서는 산란순서 간 오염물질 농도 수준을 비교, 검토하는 기초 연구가 선행될 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 서해 백령도의 번식기 괭이갈매기 알을 채취하여 산란순서 간 수은 농도 차이를 분석한 후 그 이유를 고찰하고 모니터링용 알 채취 시 고려해야 할 점들을 제안하였다.

제안 방법

약 50 × 100 m의 조사 plot을 정하고, plot 내의 둥지 335개를 표시하였다. 그리고 알 산란 순서를 구별하기 위하여 알마다 색연필로 산란순서를 표시하였다. 조사 4일 동안 2개 알을 낳은 둥지 총 18 개를 확인하였고, 이들 둥지의 첫 번째, 두 번째 산란알 각각 18개씩을 대상으로 분석하였다(Figure 2).
산란순서별 알의 생체특성치 차이를 비교하기 위해 백령도 괭이갈매기의 첫 번째 알(1st eggs)과 두 번째 알(2nd eggs)을 비교하였다(Figure 3). 장경 (length)은 첫 번째 알이 평균 63.
산란순서별 알의 오염물질 농도를 비교하기 위해 백령도 괭이갈매기의 첫 번째 알(1st eggs)과 두 번째 알(2nd eggs)을 비교하였다(Figure 4). 총수은은 산란순서 간 차이에서 첫 번째 알이 두 번째 알보다 상대적으로 높은 농도를 보였는데, 첫 번째 알이 평균 234.
조사 4일 동안 2개 알을 낳은 둥지 총 18 개를 확인하였고, 이들 둥지의 첫 번째, 두 번째 산란알 각각 18개씩을 대상으로 분석하였다(Figure 2). 채취된 알은 버어니어 캘리퍼스(Mitutoyo, Absolute Digimatic Caliper, minimum indication 0.01 mm)를 이용하여 소숫점 둘째자리까지 장경(mm) 및 단경 (mm)을 측정하였고, 저울(AND kc-2000, minimum indication 0.01 g)로 생중량(g)을 소숫점 둘째자리까지 측정하였다. 이후 에탄올로 세척한 메스로 알을 갈라 내용물을 용기에 담은 후 기화된 액체질소(기화점:-196℃)를 이용하여 초저온 저장하였다.
홍합의 수은분석을 위한 정도관리는 SRM (SRM 2976, Trace elements and methylmercury in mussel tissues, NIST, 보증농도 : 61.0 ± 3.6ng/g)을 이용하였다.
6ng/g)을 이용하였다. 회수율 실험은 표준물질첨가법으로 실시하였는데, 일정량의 SRM에 수은 10 ng과 20 ng이 되도록 표준용액을 첨가하였고, 각각 3반복 실험하였다. 본 시험법의 직선성(r²)은 0.

대상 데이터

번식기 때는 섬 등에서 번식하고, 이후 내륙으로 분산하여 서식한 후 이듬해 다시 번식지를 찾는다. 대상 연구지인 백령도는 중국, 북한, 한국의 3국이 인접한 곳에 위치하고 있는 서해의 대표적인 괭이갈매기 번식지이다(Figure 1).
약 50 × 100 m의 조사 plot을 정하고, plot 내의 둥지 335개를 표시하였다.
연구의 대상인 괭이갈매기는 한국에서 텃새이며, 개체수가 풍부한 대표적인 갈매기이다(Won 1981). 한배 산란수는 평균 2∼3개로 알려져 있으며, 알은 첫 번째 알이 산란된 후, 하루 걸러 산란되는 것으로 알려져 있다(Yoo & Kwon 1997; Yu et al.
그리고 알 산란 순서를 구별하기 위하여 알마다 색연필로 산란순서를 표시하였다. 조사 4일 동안 2개 알을 낳은 둥지 총 18 개를 확인하였고, 이들 둥지의 첫 번째, 두 번째 산란알 각각 18개씩을 대상으로 분석하였다(Figure 2). 채취된 알은 버어니어 캘리퍼스(Mitutoyo, Absolute Digimatic Caliper, minimum indication 0.
조사는 2016년 4월 25일 ~ 28일까지 4일 동안 이루어졌다. 약 50 × 100 m의 조사 plot을 정하고, plot 내의 둥지 335개를 표시하였다.

데이터처리

그리고 산란순서 간 평균값 비교는 t-test 쌍체비교 방법으로 실시하였다.

이론/모형

2013; 2016). 총수은 분석은 골드아말감법을 이용하여 약 0.05 g의 시료를 수은분석기 (SP-3D, Nippon Instruments Corporation)에 직 접 주 입 하 여 350 ℃(4min), 700 ℃(6 min) 조건에서 농도를 분석 하였다. 총수은 분석용 첨가제는 Sodium carbonate anhydrous와 Calcium hydroxide를 1:1(w/w)로 혼 합 한 HG-MHT와 HG-BHT (Aluminium oxide anhydrous)로 750 ℃에서 4시간 가열처리 후 사용하였다.

성능/효과

회수율 실험은 표준물질첨가법으로 실시하였는데, 일정량의 SRM에 수은 10 ng과 20 ng이 되도록 표준용액을 첨가하였고, 각각 3반복 실험하였다. 본 시험법의 직선성(r²)은 0.9977로써 매우 우수하였고, 검출한계(LOD)와 정량한계(LOQ)는 각각 10 ng/g과 30 ng/g이었다(Table 1). 정확도 (accuracy)와 정밀도(precision)는 각각 101.
본 연구에서는 연안환경 오염물질 생물축적 모니터링을 위해 채취한 괭이갈매기 알의 산란순서 간 수은 농도 차이를 분석하고 그 이유를 고찰하였다. 산란순서 간 첫 번째 알은 수은 농도와 생체특성치(장 경, 단경, 중량) 모두에서 두 번째 알에 비해 통계적으로 유의하게 높게 나타났다. 산란순서 간 알의 생체특성치 차이는 알 생성기에 암컷이 섭취하는 먹이 량과 관련이 있으며, 이는 수컷의 구애급이 행동패턴 변화(암컷에게 먹이를 공급하다가 첫 번째 알을 낳으면 급이 빈도와 양 감소)에 영향을 받는 것으로 추측 된다.
정확도 (accuracy)와 정밀도(precision)는 각각 101.6 %와 13.8 %였으며, SRM을 5회 분석한 결과 60.8 ± 1.0ng/g으로서 보증농도와 매우 유사하였다.
총수은은 산란순서 간 차이에서 첫 번째 알이 두 번째 알보다 상대적으로 높은 농도를 보였는데, 첫 번째 알이 평균 234.4 ± 11.2 ng/g wet, 두 번째 알이 182.8 ± 9.1 ng/g wet으로 나타났으며, 통계적으로 유의한 차이가 있었다(각 n=18, t=8.4, p<0.01).

후속연구

따라서 한국 서해에서 고차소비자인 갈매기의 오염물질 생물축적 모니터링을 위해서는 산란순서 간 오염물질 농도 수준을 비교, 검토하는 기초 연구가 선행될 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 서해 백령도의 번식기 괭이갈매기 알을 채취하여 산란순서 간 수은 농도 차이를 분석한 후 그 이유를 고찰하고 모니터링용 알 채취 시 고려해야 할 점들을 제안하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	알 산란순서 간 부화한 새끼의 번식성공율이 일찍 낳은 알이 높은 이유는 무엇인가?	(2006) 도 남해 홍도에서 괭이갈매기 알 산란순서 간 부화한 새끼의 번식성공율을 비교한 결과, 평균 크기가 가장 큰 첫 번째 알이 이후에 낳은 알들에 비해 번식성공 율이 상대적으로 높게 나타났다고 보고한 바 있다. 또한 일찍 낳은 알의 경우, 알품기(incubation)가 먼저 들어가기 때문에 두 번째나 세 번째 낳은 알보다 먼저 부화(hatching)가 이루어지며, 이로 인해 어미의 보살핌을 상대적으로 더 많이 받을 수 있어 새끼의 생존율이 늦게 낳은 알들에 비해 클 수도 있다 (Parsons 1970). 괭이갈매기도 첫 번째 알을 낳은 직후 알품기를 시작하는 것으로 알려져 있으며, 한 둥지 내 알들 간의 부화 불일치 시간은 1997년 남해 통영 홍도의 괭이갈매기의 경우, 0.
	납이나 카드뮴 같은 특정 중금속이 알에 미치는 영향은 무엇인가?	납이나 카드뮴 같은 특정 중금속은 알의 난소(ovary)에 형성된 방해기작으로 인해 저농도로 알에 축적되는 특성이 있다고 알려져 있다(Dauwe et al. 1999; Nisianakis et al.
	오염물질에 대한 모니터링 연구를 수행할 때 알을 활용하는 이유는 무엇인가?	이 같은 특성으로 인해 알 내용물(egg content)을 유해 중금속 모니터링 시료로 활용하는 데는 한계가 있다고 볼 수 있다. 하지만 알은 노른자의 지질(lipid) 성분과 관련한 친유성(親油性, lipophilic property) 을 띠는 유기오염물질(DDTs 등)에 대한 축적과 흰자의 단백질 성분과 관련해 메틸기(CH3Hg + )를 지닌 수은에 대한 축적이 잘 이루어지기 때문에 알을 활용한 이들 오염물질에 대한 모니터링 연구는 세계적으로 활발히 진행되어 왔다(Ackerman et al. 2013; 2016; Klein et al.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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