초록 ▼

본 연구는 폐수처리공정의 방류수생태독성 저감능력을 평가하고 방류수 특성별 생태독성을 저감할 수 있는 기술의 개발을 위한 기초자료를 제공함은 물론 방류수 생태독성기준의 초과시 이를 저감하기위한 관리절차를 수립하기 위한 자료를 제공하는데 목적이 있다. 또한 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률에 명시되어있는 생태독성 통합관리의 조기정착 및 활성화를 위한 기초 자료를 확보하고자 하였으며 연차별 연구내용은 다음과 같다.
1. 폐수발생업종별 방류수에 포함될 수 있는 유해화학물질의 종류를 조사하고 대표적으로 독성의 영향이 클것으로 사료되는

본 연구는 폐수처리공정의 방류수생태독성 저감능력을 평가하고 방류수 특성별 생태독성을 저감할 수 있는 기술의 개발을 위한 기초자료를 제공함은 물론 방류수 생태독성기준의 초과시 이를 저감하기위한 관리절차를 수립하기 위한 자료를 제공하는데 목적이 있다. 또한 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률에 명시되어있는 생태독성 통합관리의 조기정착 및 활성화를 위한 기초 자료를 확보하고자 하였으며 연차별 연구내용은 다음과 같다.
1. 폐수발생업종별 방류수에 포함될 수 있는 유해화학물질의 종류를 조사하고 대표적으로 독성의 영향이 클것으로 사료되는 우선평가대상 업종을 선정하여 폐수처리공정에 따른 생태독성의 저감을 평가하였고,
2. 하폐수 방류수중 내분비계영향을 일으킬 수 있는 emerging pollutant에 대한 독성영향을 생식영향에 대하여 초점을 맞춰 내분비계영향물질에 의한 분자적 수준의 생태영향을 평가하였으며,
3. 급성독성영향에 근거한 생태독성평가 외에 수생태계를 보다 발전적으로 보전하기위한 만성적 독성영향이나 내분비계교란영향의 저감영향을 빠르고 간편하게 예측할 수 있는 분자생물학적 지표를 개발하고 이에의한 하수 또는 폐수방류수의 독성평가를 실시하였다.연구수행을 위하여 급성생태독성평가는 표준시험생물종인 Daphnia magna를 이용한 48시간 노출시험을 수행하였고 내분비계교란영향을 평가하기 위하여 Realtime PCR을 이용한 분자적 수준의 indicator 발현수준을 평가하였으며 만성적인 독성영향을 평가하기 위하여 21일 노출시험을 실시하여 사망수 및 번식률등을 관찰하였다.
세부적인 연구결과는
o 잠재적 독성평가지수를 근거로 하여 우선관리대상업종을 선정한 결과 폐수종말처리장이 가장 독성잠재성이 높은 것으로 나타났다. 폐수종말처리장의 경우는 평균 독성값은 1.14TU로 상대적으로 낮은 반면 폐수배출량이 매우 많아 수계에 대한 영향도가 클 것으로 예상된다. 2번째도 독성잠재성이 큰 업종으로는 섬유염색 및 가동시설로서 독성값도 6.1 TU로 상대적으로 높기 때문인 것으로 사료된다. 그외에도 광물제품 제조시설이나 철강산업 및 무기화합물 제조업 등이 우선관리대상순위의 상위에 링크되었다.
o 하수처리시설의 유입수, 1차 처리수 및 2차 처리수를 대상으로 실시한 48시간 급성독성영향에서는 유입수에 비하여 방류수의 경우 급성독성영향이 매우 급격하게 경감되었다. 물리적인 침전을 거친 1차처리수의 경우는 유입수(EC50, 반수영향농도 18.8~20.6%)에 비하여 독성의 저감정도가 상대적으로 작아 반수영향농도가 37%로 나타났지만 2차 생물학적 처리를 거친 후에는 대부분의 독성물질이 급성독성영향수준이하로 제거된 것으로 보인다.
o 만성독성평가에서는 급성독성영향에 비하여 치사율이 증가하는 것이 관찰되었고 처리공법에 따라 다른 경향을보여 처리후에도 독성저감이 크지 않은 하수처리장이 있는 반면 하수처리후에는 치사영향이 나타나지 않는 정도로 독성저감이 있었다. 그러나 독성저감이 현저하게 관찰된 경우에도 번식에 미치는 영향에서는 평균 산자수가 대조군에 비하여 약 20%이상 증가하여 종간 개체수 불균형이 발생할 가능성을 보여주기도 하였다.
o 내분비계 교란을 평가하기 위한 분자생물학적 지표를 개발하기 위한 시험을 진행한 결과 평가대상gene중 난황단백질의 전구물질인 vitellogenin은 노출농도에 따라 유의하게 발현율이 감소하여fenoxycarb에 의한 번식 및 생식 억제가능성을 나타냈으며 성을 결정하는 DMRT93B는 2일간의 노출후에 1ng/L 이상의 농도에서 대조군에 비하여 발현율이 2배이상 증가하여 male생성을 뚜렷하게 지시하였다. 또한 탈피에 관여하는 cuticle 12는 노출농도와 정관계적으로 발현이 증가하여 탈피가 지연될가능성을 보였다.
o 물벼룩을 이용한 9일 노출실험에서는 수컷의 경우 대조군에 비하여 DMRT의 발현이 뚜렷하게 증가하였지만 vitellogenin의 발현은 fenoxycarb, EE2 와 하수방류수에서 대조군과 차이를 보이지 않았다. 다만 2일 노출시험에서는 사용항생제중의 하나인 enrofloxacin에 노출된 물벼룩에서 cuticle, DMRT,vitellogenin 이 모두 대조군에 비하여 높게 나타나 분자적 수준의 영향이 발생함을 보여주었다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7