[논문]Toxkits에 의한 물벼룩 급성독성시험방법의 제도적용 적합성 평가

김종민; 신기식; 이정서; 이택준

doi:10.15681/kswe.2017.33.2.181

Toxkits에 의한 물벼룩 급성독성시험방법의 제도적용 적합성 평가
Evaluation of Alternative Acute Toxicity Test Method with Daphnia magna 원문보기

한국물환경학회지 = Journal of Korean Society on Water Environment, v.33 no.2, 2017년, pp.181 - 186

김종민 (국립환경과학원 물환경공학연구과) , 신기식 (국립환경과학원 물환경공학연구과) , 이정서 (국립환경과학원 물환경공학연구과) , 이택준 (국립환경과학원 물환경공학연구과)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper aimed to evaluate the results of alternative acute toxicity test on 83 wastewater samples. Each sample was tested by traditional method (using laboratory cultured D. magna as a test organism) and alternative method (using Toxikit which can be purchased from a specialized company). The relationship between Lab. culture toxicity and Toxkits toxicity indicated good relation ($r^2=0.84$, p<0.01, n = 83). Number of samples which showed a small difference of lower than 0.5 between two test methods were 52 and they account for 63 percent of collected samples. In addition, these 52 samples had a lower average toxicity of TU 0.5 (Lab. culture method) and TU 0.45 (Toxkits method). Whereas samples which indicated big difference of test results between two methods, had a tendency to show higher toxicity. From these results, alternative toxicity test method could be applied to the official test method, if samples would have a lower toxicity less than TU 2. Also, Toxikit standard toxicant test results indicated $EC_{50}$ values between 0.93 and 1.68 mg/L and these results were considered as valid for quality control standard.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 Toxkits 라는 이름으로 알려져 있는 상용화된 시험방법을 국내 폐수 배출수 시료에 대한 급성독성 시험방법으로 적용이 적절한지에 대한 타당성을 검토하기 위해 수행되었다. 이를 위해 기존 계대 배양된 물벼룩을 이용하여 시험하는 방법과 상용화된 방법을 동일 시료에 대하여 적용하고 비교, 분석하여 기존 생태독성시험을 대체할 수 있는지 여부 등을 검토하였다.

제안 방법

본 논문에서는 Toxkits 라는 이름으로 알려져 있는 상용화된 시험방법을 국내 폐수 배출수 시료에 대한 급성독성 시험방법으로 적용이 적절한지에 대한 타당성을 검토하기 위해 수행되었다. 이를 위해 기존 계대 배양된 물벼룩을 이용하여 시험하는 방법과 상용화된 방법을 동일 시료에 대하여 적용하고 비교, 분석하여 기존 생태독성시험을 대체할 수 있는지 여부 등을 검토하였다.

대상 데이터

시료채취는 업종별 특성 또는 폐수처리수가 방류되는 수역 등을 감안하여 개별 폐수배출시설 21개 업종과 공공폐수처리장 및 공공하수처리시설 등 총 23개 업종의 사업장에서 배출되는 유입수 및 방류수 83건을 대상으로 수행되었다.

이론/모형

magna)을 이용한 급성독성시험 (NIER, 2014)과 상용화된 제품(Toxkits : Daphtokit F magna, Belgium)을 이용한 급성독성시험을 수행하고 도출된 각 시험방법별 독성값을 비교, 분석하였다. Toxkit를 이용한 독성시험은 ISO 시험방법(KATS, 2014) 및 해당 제조사 매뉴얼에 따라 수행하였고(Table 1), EC₅₀값을 산출하여 TU값으로 평가하였다. 또한 정도관리를 위해 다이크롬산포타슘 (potassium dicromate, K₂Cr₂O₇을 이용하여 배양 물벼룩과 Toxkits 물벼룩의 표준독성시험을 수행하고 비교하였다.
시료에 대한 생태독성수준 평가를 위해 수질오염공정시험기준에 따라 물벼룩(D. magna)을 이용한 급성독성시험 (NIER, 2014)과 상용화된 제품(Toxkits : Daphtokit F magna, Belgium)을 이용한 급성독성시험을 수행하고 도출된 각 시험방법별 독성값을 비교, 분석하였다. Toxkit를 이용한 독성시험은 ISO 시험방법(KATS, 2014) 및 해당 제조사 매뉴얼에 따라 수행하였고(Table 1), EC₅₀값을 산출하여 TU값으로 평가하였다.

성능/효과

45 정도로 낮은 수준을 보였고 시료들의 평균 독성값이 높은 경우 두 시험법에 의한 측정값 차이가 큰 것으로 나타났다. 따라서 시료의 생태독성값이 낮은 수준에서는 두 방법간 시험결과값의 차이가 크지 않은 것으로 나타나 현 생태독성 배출허용기준인 TU 2를 기준으로 지도단속시료 등의 배출허용기준 초과여부를 확인하는 경우에 한정한다면 Toxkits를 이용한 방법은 전통적인 물벼룩 시험방법(실험실 배양)을 대체할 수 있을 것으로 판단되었다.
5 이하인 건수는 52건으로 전체(83건)의 약 63 %를 차지하였다. 또한 이 구간에 포함된 시료의 독성값 평균은 배양물벼룩 TU 0.5 및 Toxkits TU 0.45 정도로 낮은 수준을 보였고 시료들의 평균 독성값이 높은 경우 두 시험법에 의한 측정값 차이가 큰 것으로 나타났다. 따라서 시료의 생태독성값이 낮은 수준에서는 두 방법간 시험결과값의 차이가 크지 않은 것으로 나타나 현 생태독성 배출허용기준인 TU 2를 기준으로 지도단속시료 등의 배출허용기준 초과여부를 확인하는 경우에 한정한다면 Toxkits를 이용한 방법은 전통적인 물벼룩 시험방법(실험실 배양)을 대체할 수 있을 것으로 판단되었다.
01, n = 83). 이들 시료에서 배양 물벼룩 독성값과 Toxikit 물벼룩 독성 값 측정결과의 차이가 TU 0.5 이하인 건수는 52건으로 전체(83건)의 약 63 %를 차지하였다. 또한 이 구간에 포함된 시료의 독성값 평균은 배양물벼룩 TU 0.

후속연구

위 결과로 판단할 때, 시료의 생태독성값이 낮은 수준에서는 두 방법간 시험결과값의 차이가 크지 않은 것으로 나타나 현 생태독성 배출허용기준인 TU 2를 기준으로 지도 단속시료 등의 배출허용기준 초과여부를 확인하는 경우에 한정한다면 Toxkits 를 이용한 방법은 전통적인 물벼룩 시험방법(실험실 배양)을 대체할 수 있을 것으로 판단되었다. 그러나 독성값이 높은 시료의 경우 각 시헙법에 의한 결과값은 큰 차이를 보이므로 시험 목적에 따라 별도의 검토가 필요할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	ISO시험법의 장점은 무엇인가?	유럽 등 생태독성분석에 ISO시험법을 적용하고 있는 나라에서는 물벼룩의 알을 이용하여 급성독성시험이 가능하도록 상용화된 제품을 사용할 수 있는데(ISO, 2012), 이 방법은 높은 균일성, 재현성 및 민감성이 높고 환경시료 적용에 적합하며 계속적인 유지보수가 필요 없는 등 장점이 있어 독성실험의 건수가 많지 않고, 시료가 비정기적으로 들어올 경우 또는 설비 신설 및 배양의 유지관리가 어려울 때 기존 배양에 의한 방법보다 유리한 것으로 알려져 있다 (MicroBioTests Inc., 2016).
	국내 폐·하수 처리수에 대한 생태독성시험에서 시험종으로 사용하는 것은?	국내 폐·하수 처리수에 대한 생태독성시험방법은 물벼룩을 시험종으로 급성독성을 측정토록 되어있다(NIER, 2014). 2011년 생태독성제도가 도입되어 시행된 지 5년이 지난 현재 생태독성 배출허용기준 초과율은 당초 약 30 % 정도에서 10% 내외로 감소하였고(NIER, 2014), 생태독성측정기관의 표준독성시험에 의한 정도관리 결과도 대부분 기준(0.
	물벼룩을 시험종으로 급성독성을 측정하는 방안의 문제점은 무엇인가?	1 mg/L)을 충족시키고 있어(NIER, 2015a) 물벼룩에 의한 생태독성시험은 어느 정도 안정적인 단계에 도달된 것으로 판단된다. 그러나 다른 수질오염물질에 비해 완화된 기준을 적용하고 있어 배출허용기준을 초과한 경우에도 일부 개선이 부진한 경우도 있고, 살아있는 생물체를 이용하여 시험하는데 동반되는 배양의 어려움, 그리고 시료 1건에 약 120마리의 물벼룩 어린개체가 필요함에 따라 시험 수요에 바로 대응하기 어려운 점 등 여러 문제점들이 지적되고 있다. 게다가 지도단속 등으로 시료가 많아지면 이를 소화할 수 있는 물벼룩 어린개체를 바로 공급하기 어려운 점 때문에 하루에 생태독성시험을 할 수 있는 건수가 최대 4건을 넘기기 어려운 것으로 알려져 있다.

참고문헌 (10)

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MicroBioTests Inc. (2016). DAPHTOXKIT F magna, http://www.microbiotests.be/ information/toxkit-advantagesassets (accessed Mar. 2016)
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The International Organization for Standardization (ISO). (2012). Water Quality - Determination of the Inhibition of the Mobility of Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea)- Acute Toxicity Test, ISO 6341 : 2012(E)
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. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Water, Washington, D.C. EPA 821-R-02-012.

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