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III. 연구의 내용 및 범위
본 연구는 시화호 및 시화호 유입수내 중금속의 오염정도를 이화학적으로 분석하여 파악하고 유해 오염물질에 대한 통합독성을 관찰하여 중금속에 대한 독성을 확인하는데 목적이 있다. 실험을 수행하기 위해서 단세포 담수조류 Pseudokirchneriella subcapitata와 해수조류 Isochrysis galbana를 사용하였다.
(1) 시화호 및 시화호 유입수 시료채수 지점 선정
시화호 및 시화호 유입수내의 중금속 물질 농도 분석과 담수조류의 성장에 대한 독성을 평가하기 위해 시화호 내

III. 연구의 내용 및 범위
본 연구는 시화호 및 시화호 유입수내 중금속의 오염정도를 이화학적으로 분석하여 파악하고 유해 오염물질에 대한 통합독성을 관찰하여 중금속에 대한 독성을 확인하는데 목적이 있다. 실험을 수행하기 위해서 단세포 담수조류 Pseudokirchneriella subcapitata와 해수조류 Isochrysis galbana를 사용하였다.
(1) 시화호 및 시화호 유입수 시료채수 지점 선정
시화호 및 시화호 유입수내의 중금속 물질 농도 분석과 담수조류의 성장에 대한 독성을 평가하기 위해 시화호 내 6개 지점(3개 지점에 대해서 수심에 따라 2개 지점 (표층, 저층) 채수실시), 시화호 유입수 6개 지점(옥구천, 군자천, 정왕천, 신길천, 신길천-간선수로, 안산천)에 대해 시료채수 지점으로 선정하였다(2차 샘플링시 시화호 유입지천 중 갈대습지공원 내의 반월천 최종하류지점을 추가하여 시화호 내 6개 지점과 시화호 유입수 7개 지점에 대해 시료 채수를 진행하였다.).
(2) 샘플링 준비 및 시료채수
선정된 중금속(Cd, Pb, Cu, Zn, Mn, Cr, Hg, Ni, As)의 농도 분석을 위해 1L PE병(Nalgene)과 독성평가를 위해 20L PE용기를 준비하여 1+1 HNO₃와 증류수에 하루씩 담가 놓았다. 마지막으로 3차 증류수를 이용하여 시료채수를 위한 병을 세척하여 샘플링 준비를 하였다.
1, 2차 샘플링을 하기 위해 2010년 6월 24일과 10월 22-23일에 시화호 및 시화호 유입수 현장을 방문하였다. 시화호 내에서는 선박을 렌트하여 채수를 실시하였으며, 시화호 유입수는 가슴장화를 입고 샘플링을 실시하였다.
(3) 중금속 농도 파악
중금속 농도 파악 실험을 하기 위해 시료채수시 1.5mL HNO₃(유해중금속분석용)을 1L 시료에 첨가하여 4℃에서 보관하였다.
metal 분석을 위해 pore size 0.45㎛ membrane을 사용하여 시료를 여과하였으며, 이 때 사용하게 되는 모든 초자 기구는 산 용출 시켰다.
Anodic Stripping Voltammetry법을 이용하여 중금속 농도를 파악하였으며 동시에 한국기초과학지원연구센터에 의뢰하여 유도결합플라즈마(ICP-Mass)를 이용한 중금속 농도를 측정하였다.
(4) 담수조류(Pseudokirchneriella subcapitata) 및 해수조류(Isochrysis galbana) 를 이용한 시화호 및 시화호 유입수 생태독성 실험
담수조류는 (주)네오엔비즈에서 6-10 X 107 cells/mL의 stock solution을 분양받아 배양 후 사용하였으며 해수조류는 한국해양미세조류은행에서 계대배양한 조류를 이용하여 실험을 진행하였다.
지수성장기에 있는 조류를 여러 농도의 시화호 및 시화호 유입수에 노출시킨 후 일정조건하에서 배양을 하면서 조류의 성장 또는 성장률에 미치는 시료의 영향을 보는 것으로 노출시간은 72시간이며 성장률에 대한 저해율을 나타내었다. 시험용액을 제조 시에는 아무런 전처리를 하지 않았으며 모든 초자 기구는 Auto clave를 이용하여 고압 멸균 하였다.
(5) 중금속 물질에 대한 독성영향정도 파악
본 연구에서는 급성 및 만성 독성에 유의한 중금속 물질의 독성영향정도를 파악하기 위해 중금속 테스트(EDTA procedure)를 진행하였다. 중금속 테스트는 시료에 중금속과 착화합물을 형성하는 EDTA를 주입하여 중금속 독성을 제거하는 과정이다. 생태독성 실험 결과 독성이 높게 측정된 시료에 한하여 중금속에 대한 독성을 살펴보았으며, EDTA의 농도가 30ppm이 되도록 하여 24시간 시료와 반응 후 중금속에 대한 독성여부를 확인하였다. 그 이후 유의기준농도를 초과한 중금속류에 대해 조류의 성장저해가 어느정도인지 파악하였다.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 결 과 활 용 방 안 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 본 문 목 차 ... 10
• 표 목 차 ... 13
• 그 림 목 차 ... 15
• Contents ... 16
• 제 1 장 서 론 ... 19
• 1. 연구배경 및 필요성 ... 20
• 1.1 시화호 ... 20
• 1.2 중금속이 수 생태계 내에 미치는 영향 ... 20
• 1.3 생태독성 관리제도 ... 21
• 1.3.1 추진배경 ... 21
• 1.3.2 생태독성 관리제도 ... 21
• 1.3.3 생태독성 관리제도 관련법령 ... 22
• 2. 국내외 연구현황 ... 24
• 2.1 시화호 연구현황 ... 24
• 2.2 국내 생태독성평가 연구현황 ... 25
• 2.3 국외 생태독성평가 연구현황 ... 26
• 3. 연구의 목표 및 기대효과 ... 27
• 3.1 연구의 목표 및 추진전략 ... 27
• 3.2 기대성과 및 활용방안 ... 28
• 제 2 장 연구내용 및 범위 ... 29
• 1. 시화호 및 시화호 유입수 환경시료 채수 ... 30
• 1.1 환경시료 채수지점 선정 ... 30
• 1.2 Sampling 사전준비 ... 31
• 1.3 Sampling 세부사항 ... 31
• 1.4 Sample 보관 및 전처리방법 ... 36
• 1.4.1 Sample 보관 ... 36
• 1.4.2 Sample 전처리방법 ... 36
• 2. 중금속 농도 파악 ... 37
• 2.1 중금속 ... 37
• 2.2 중금속 분석 ... 37
• 2.2.1 ASV원리를 이용한 중금속 분석 ... 38
• 2.2.2 ICP-Mass를 이용한 중금속 분석 ... 39
• 3. 조류를 이용한 생태독성평가 ... 40
• 3.1 시험조류 ... 40
• 3.1.1 담수용 조류 ... 40
• 3.1.2 해수용 조류 ... 41
• 3.2 조류배양 ... 41
• 3.3 조류성장저해시험 ... 42
• 3.3.1 시험용액 준비 ... 43
• 3.3.2 Cell counting ... 44
• 4. TIE (Toxicity Identification Evaluation) ... 45
• 4.1 중금속류에 대한 독성 여부 파악 ... 45
• 4.2 주요관찰대상 중금속별 독성 여부 파악 ... 46
• 제 3 장 연구결과 ... 47
• 1. 중금속 농도 파악 ... 48
• 2. 조류를 이용한 생태독성 평가 ... 51
• 3. 물벼룩을 이용한 생태독성 평가 ... 62
• 4. 중금속류에 대한 독성 여부 파악 ... 63
• 제 4 장 결 론 ... 64
• 참 고 문 헌 ... 66