초록 ▼

3. 주요 연구결과
가. 주요하천에서 과불화합물의 환경잔류 특성
○ 하천수와 퇴적물에서 총 과불화합물 농도를 분석한 결과, 하천수는 영산강에서 3.26 ~ 14.50 ng/L의 농도범위를 보였으며, 과불화합물 성분 중 PFOS가 7.41 ng/L로 평균농도 값이 가장 높았다. 퇴적물에서는 낙동강(0.83 ng/g-dry wt.)이 다른 수계보다 상대적으로 높게 검출되었으며, PFCAs 계열이 PFSAs 계열보다 높은 비율로 검출되었다.
○ 붕어 혈액 내 총 과불화합물의 농도범위는 10.35 ~ 925.52 ng/mL

3. 주요 연구결과
가. 주요하천에서 과불화합물의 환경잔류 특성
○ 하천수와 퇴적물에서 총 과불화합물 농도를 분석한 결과, 하천수는 영산강에서 3.26 ~ 14.50 ng/L의 농도범위를 보였으며, 과불화합물 성분 중 PFOS가 7.41 ng/L로 평균농도 값이 가장 높았다. 퇴적물에서는 낙동강(0.83 ng/g-dry wt.)이 다른 수계보다 상대적으로 높게 검출되었으며, PFCAs 계열이 PFSAs 계열보다 높은 비율로 검출되었다.
○ 붕어 혈액 내 총 과불화합물의 농도범위는 10.35 ~ 925.52 ng/mL이었으며, 간에서는 ND ~ 190.42 ng/g-wet wt.의 농도범위를 보였다. 낙동강 수계가 혈액과 간 모두 가장 높은 평균농도 값을 보였으며, 과불화합물 성분 중 PFOS가 가장 높았다. 그리고 혈액과 간 모두 PFCAs 계열이 주요하천에서 주로 검출되었다.
○ 붕어 근육과 알에서 총 과불화합물의 평균농도 값은 낙동강 > 남한강 > 영산강 순서로 나타났다. 남한강과 낙동강에서는 PFSAs 계열이 PFCAs 계열보다 70 % 이상 높게 분포하였지만, 영산강에서는 PFCAs 계열이 70 %로 더 높게 분포하여, 수계별 상이한 경향이 관찰되었다.
○ 총 과불화합물 농도와 어류 체중과의 상관관계(spearman r = + 0.782)는 영산강 붕어시료에서 강하게 나타났으며, 체중이 증가할수록 총 과불화합물의 축적도도 커짐을 확인하였다(P < 0.01). 그러나 낙동강과 남한강 붕어시료에서는 유의하지 않았다.
○ 총 과불화합물 농도의 붕어 체내 상관관계는 근육에 대해 간, 혈액, 알에서 서로 통계적으로 유의미하였다(P < 0.01). 또한 붕어와 우점종 등 어류 근육시료와 퇴적물 시료에서의 총 과불화합물 농도는 높은 양의 상관관계(spearman r = + 0.709)가 나타났다(P < 0.01).
○ 총 과불화합물이 붕어 근육에서 알로 전이되는 비율(MTR)은 평균 16.8 ± 14 %였으며, MTR 값이 12 ~ 30 %인 다이옥신, DDTs 등 기존 POPs 물질과 과불화합물의 전이율이 서로 비슷하였다.
나. 낙동강 정밀조사에서 과불화합물 잔류특성
○ 풍수기인 8월의 총 과불화합물 농도는 0.86 ~ 43.84 ng/L 범위였으며, 갈수기인 1월에는 0.37 ~ 51.72 ng/L 농도범위로 검출되었다. 지점별 농도차이가 발생하지만, 갈수기가 상대적으로 높은 경향으로 나타났다.
○ 지점별 비교에서는 금호강 합류지점을 기점으로 왜관교부터 고령교까지 상대적으로 높은 평균농도 값을 보였다. 특히 금호강은 풍수기와 갈수기 모두 검출 농도 값이 낙동강 본류보다 높았다. 하지만 낙동강 본류와 합류한 후 검출 농도가 낮아졌으며, 낙동강 하구에서는 다시 높아지는 경향을 보였다.
○ PFOS는 풍수기보다 갈수기에 2배 높은 평균농도(2.58 ng/L)를 보였으며, PFCAs 계열은 풍수기와 갈수기 모두 PFSAs 계열보다 높은 비율을 차지하였다.
다. 송사리 서식지에서 과불화합물 환경잔류 특성
○ 서식지 하천수에서 총 과불화합물 농도는 1.72 ~ 14.07 ng/L 범위로 조사되었다. 퇴적물에서는 ND ~ 2.35 ng/g-dry wt. 농도 범위를 보였다. 그리고 PFCAs 계열의 비율이 PFSAs 계열보다 높았으며, 탄소수가 6 ~ 10개인 물질이 주로 검출되었다.
○ 송사리 체내 총 과불화합물 농도는 9.40 ~ 70.67 ng/g-wet wt. 범위를 보였다. 서식지의 총 과불화합물 평균농도 값은 여수가 61.70 ± 2.39 ng/g-wet wt.로 전체 9개 조사지점 중 가장 높았다.
○ 송사리 체내에서 검출된 성분은 하천수와 퇴적물에서 주로 검출되는 물질과 다르게 PFUnDA(12.26 ng/g-wet wt.), PFHxA(5.75 ng/g-wet wt.), PFOS(5.65 ng/g-wet wt.), PFTrDA(4.32 ng/g-wet wt.), PFDoDA(3.32 ng/g-wet wt.) 순서로 체내에 높은 축적성을 나타냈으며, 주로 PFCAs의 비율이 70 % 이상이었다.
○ 송사리의 생물농축계수는 7,489 ~ 72,356 범위 값을 보여, 성분별 또는 지역별로 많은 차이를 보였다. 그리고 가장 높은 값을 보인 PFHxA 성분은 총 9개 지점 중 8개 지점에서 검출되었으며, 평균 42,504의 값을 보였다.
라. 과불화합물의 환경잔류 특성 연도별 평가
○ 주요 하천에서 하천수, 퇴적물, 붕어 생체시료(혈액, 간, 근육, 알), 송사리 등 각 시료에서 총 과불화합물 농도의 연도별(2012 ~ 2014년) 경향성을 비교하였다.
○ 하천수에서 총 과불화합물 농도는 낮아지는 경향을 보였으며, 주요 성분은 PFOS, PFHxA, PFNA, PFDA로 분석되었다.
○ 퇴적물에서 총 과불화합물 농도는 연도별로 경향성이 나타나지 않았다. 그러나 검출 빈도가 높은 PFOA는 연도별로 증가하는 경향이 나타났으나(ANOVA, P < 0.01), PFOS는 반대로 감소하는 경향성이 나타났다(ANOVA, P < 0.05).
○ 붕어 혈액과 간에서 총 과불화합물 농도는 모두 증가하는 경향을 보였으나, 하천수 농도의 증감여부에 따른 체내 축적 경향성을 정확하게 판단하기 어려워, 이에 대한 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.
○ 붕어 근육에서 총 과불화합물 농도는 PFOS와 PFOA 모두 연도별로 뚜렷한 경향성이 나타나지 않았다. 붕어 알에서는 PFOA가 연도별로 감소하는 경향성이 관찰되었다(ANOVA, P < 0.01).
○ 송사리 서식지의 하천수 및 체내 총 과불화합물 농도는 대체로 증가하는 경향이 나타났다. 하천수에서는 C6 ~ C9의 PFCAs 계열이 검출되었지만, 체내에서는 C9 ~ C13 성분이 검출되어, 상대적으로 고분자 과불화합물이 생물체내로 농축되는 경향이 컸다.

Abstract ▼

3. Main research results
A. Residual characteristics of PFASs in the environmental media of main rivers
○ Regarding concentrations of ΣPFASs in main rivers, the highest ΣPFASs concentration was found in Yeongsan River and ranged from 3.26 ~ 14.50 ng/L.
In addition, in Yeongsan River, PFOS c

3. Main research results
A. Residual characteristics of PFASs in the environmental media of main rivers
○ Regarding concentrations of ΣPFASs in main rivers, the highest ΣPFASs concentration was found in Yeongsan River and ranged from 3.26 ~ 14.50 ng/L.
In addition, in Yeongsan River, PFOS concentration which ranged from ND ~ 7.41 ng/L was found as highest detected PFASs and PFCAs concentrations accounted for high percentage in ΣPFASs concentrations.
○ In sediment samples, the ΣPFASs concentration in Nakdong river (0.83 ng/g-dry wt.) was found as highest detected levels and PFCAs have predominantly been detected.
○ The ΣPFASs concentrations in crucian carp blood ranged from 10.35 ~ 925.52 ng/mL and high values of those concentrations were found in Nakdong River. The ΣPFASs concentrations in crucian carp liver ranged from ND ~ 190.42 ng/g-wet wt. and high values of those concentrations were also found in Nakdong River. PFOS was found as the highest concentration in both blood and liver tissues and PFCAs with carbon chains ranging from C9(PFNA) ~ C13(PFTrDA) have predominantly been detected.
○ The ΣPFASs concentrations in fish muscle and eggs were ranged in the order of Nakdong River > Namhan River > Yeongsan River. In Nakdong and Namhan Rivers, the percentage of PFASs were > 70 % and in Yeongsan River, the percentage was less than 30 %.
○ The significant correlation (Spearman r = + 0.782; P < 0.01) was found between ΣPFASs concentrations and crucian carp total weight in Yeongsan River but not in Namhan and Nakdong Rivers.
○ Significant correlations (P < 0.01) were found between ΣPFASs concentrations in fish muscle, liver, egg and blood with each other. Additionally, significant correlation (Spearman r = + 0.709; P < 0.01) was found between PFASs concentrations in fish muscle and sediment.
○ Maternal transfer ratio (MTR) from muscle to egg in crucian carp was found as 16.8 ± 14 %. Dioxin, DDTs and some other POPs show MTR values of 12 ~ 30 % which similar with PFASs.
B. Residual characteristic of PFASs in surface water from Nakdong River
○ ΣPFASs concentrations in surface water collected from Nakdong River ranged from 0.86 ~ 43.84 ng/L in wet season and from 0.37 ~ 51.72 ng/L in dry season and showed low concentration compared to previous studies.
○ ΣPFASs concentrations were highly detected in before and after joining point of Nakdong River and its main tributary of Keumho River as Waegwankyo and Gyoryongkyo, respectively.
○ PFOS concentrations detected in dry season were 2 times higher than those in wet season (mean = 2.58 ng/L) and relatively high concentrations of PFASs were found in sampling sites located in Keumho River.
○ Highest concentration of PFASs in Nakdong River in both dry and wet season were found in its main tributary of Geumho River and lower levels of PFASs were found in sites located in downstream the joining point between Nakdong River and Geumho River.
C. Residual characteristics of PFASs in medaka fish habitat
○ PFASs concentrations from medaka fish habitat ranged from 1.72 ~ 14.07 ng/L in water and from ND ~ 2.35 ng/g-dry wt. in sediment. PFCAs were the predominant detected compounds in medaka habitat, especially for carbon chain of C6(PFHxA) ~ C10(PFDA).
○ ΣPFASs concentrations in medaka fish whole body ranged from 9.40 ~ 70.67 (mean = 34.91) ng/g-wet wt. Out of 9 sampling sites, the highest ΣPFASs concentration was found in Yeosu, which found as 61.70 ± 2.39 ng/g-wet wt.
○ The high detected concentration of PFASs in water and sediment in medaka fish habitat was found in the decreasing order of PFUnDA (mean = 12.26 ng/g-wet wt.) PFHxA (mean = 5.75 ng/g-wet wt.), PFOS (mean = 5.65 ng/g-wet wt.), PFTrDA (mean = 4.32 ng/g-wet wt.), PFDoDA (mean = 3.32 ng/g-wet wt.) and PFCAs was accounted for more than 70 % of PFASs concentration in water and sediment sample.
○ The bioconcentration factor (BCF) of medaka fish ranged from 7,489 ~ 72,356 and varied in 9 sampling sites. PFHxA has highest BCF in 8 per 9 sampling sites and showed mean BCF value of 42,504.
D. Evaluation of residual characteristics of PFASs according to sampling years ○ The ΣPFASs concentrations in surface water in rivers showed a gradually reducing trend and PFOS, PFHxA, PFNA and PFDA were found as main detected compounds.
○ In sediment samples, although the specific trend of the ΣPFASs concentrations in each year was not found, the significant increasing trend from 2012 to 2014 (ANOVA, P < 0.01) was found for high detected compounds of PFOA and the significant decreasing trend from 2012 to 2014 (ANOVA, P < 0.05) was found for PFOS.
○ There were increasing trends for ΣPFASs concentrations in both crucian carp blood and liver tissues. Although it’s difficult to consider the trend of ΣPFASs in surface water samples, there was surely a increasing trend of ΣPFASs concentrations in both crucian carp blood and liver tissues. Therefore, there is a need to employ more studies on monitoring the contaminations of PFASs in fish tissues.
○ There was no particular increasing or decreasing trends for concentration of ΣPFASs, PFOS and PFOA concentrations in crucian carp muscle from 2012 to 2014. There was no particular increasing or decreasing trends for concentration of ΣPFASs and PFOS concentrations in crucian carp muscle from 2012 to 2014 but a decreasing trend for PFOA (ANOVA, P < 0.01).
○ There were increasing trend for ΣPFASs in both medaka fish water and whole body. The predominant compounds detected in medaka fish water were PFCAs with carbon chains from C6 ~ C9 and in medaka fish whole body were PFCAs with carbon chains from C9 ~ C13.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 5
• Abstract ... 7
• 요 약 문 ... 12
• 목차 ... 16
• List of Figures ... 18
• List of Tables ... 22
• I. 서론 ... 24
• 1. 연구 배경 및 필요성 ... 24
• 2. 과불화합물 축적성 및 유해성관련 국내외 연구동향 ... 27
• 3. 국내ㆍ외 연구동향 및 관리동향 ... 29
• 4. 연구 목적 ... 35
• 5. 연구 수행 방법 ... 36
• II. 연구내용 및 방법 ... 37
• 1. 과업의 범위 ... 37
• 2. 연구 내용 ... 39
• 3. 시료채취 지점 ... 40
• 4. 분석절차 및 사용기기 ... 51
• 5. 정성 및 정량분석 ... 57
• III. 연구결과 및 고찰 ... 69
• 1. 주요하천에서 과불화합물의 환경잔류 특성 ... 69
• 가. 주요하천의 하천수 중 과불화합물 잔류농도 ... 69
• 나. 주요하천의 하천 퇴적물 중 과불화합물 잔류농도 ... 73
• 다. 주요하천의 붕어 체내 과불화합물 잔류농도 ... 77
• 라. 주요하천의 우점종 체내 과불화합물 잔류농도 ... 91
• 마. 과불화합물의 환경 중 생물 농축특성 및 근육에서 알로의 전이 특성 ... 98
• 2. 낙동강 수계에서 과불화합물의 환경잔류 특성 ... 121
• 가. 낙동강 수계 하천수에서 과불화합물 잔류농도 ... 121
• 3. 송사리 서식지에서 과불화합물의 환경잔류특성 ... 127
• 가. 송사리 서식지 하천수 및 퇴적물 중 과불화합물 잔류특성 ... 127
• 나. 송사리 체내 과불화합물 잔류농도 분포 및 패턴 ... 132
• 4. 과불화합물의 환경잔류 특성 평가(3년간 결과비교) ... 139
• 가. 주요하천 하천수 중 과불화합물 잔류특성 비교평가 ... 139
• 나. 주요하천 퇴적물 중 과불화합물 잔류특성 비교평가 ... 141
• 다. 주요하천 붕어 체내 과불화합물 잔류특성 비교평가 ... 145
• 라. 주요하천 수계에서 과불화합물 잔류특성 종합평가 ... 150
• 마. 송사리 서식지 환경 중 과불화합물 잔류특성 비교평가 ... 152
• Ⅳ. 결론 ... 158
• 참고문헌 ... 161
• 끝페이지 ... 173