초록 ▼

3. 주요 연구결과

가. 주요하천에서 과불화합물의 환경잔류 특성
○ 국내 주요 하천수 중의 총 과불화합물의 농도는 영산강 수계에서 3.26~14.50 ng/L의 범위를 보여 가장 높았으며, 성분별로는 PFOS가 ND~7.14 ng/L의 범위로 가장 높은 농도로 검출되었으나, PFCAs 비율이 상대적으로 높은 비율을 보였음.
○ 퇴적물 시료에서 총 과불화합물 농도는 낙동강(0.84 ng/g dry wt.)에서 다른 주요 수계에서 보다 상대적으로 가장 높은 수준으로 검출되었으며, PFCAs 계열이 우세하게 검출되

3. 주요 연구결과

가. 주요하천에서 과불화합물의 환경잔류 특성
○ 국내 주요 하천수 중의 총 과불화합물의 농도는 영산강 수계에서 3.26~14.50 ng/L의 범위를 보여 가장 높았으며, 성분별로는 PFOS가 ND~7.14 ng/L의 범위로 가장 높은 농도로 검출되었으나, PFCAs 비율이 상대적으로 높은 비율을 보였음.
○ 퇴적물 시료에서 총 과불화합물 농도는 낙동강(0.84 ng/g dry wt.)에서 다른 주요 수계에서 보다 상대적으로 가장 높은 수준으로 검출되었으며, PFCAs 계열이 우세하게 검출되었음.
○ 붕어혈액 중 총 과불화합물의 농도는 전 지점에서 17.71~1,744.20 ng/mL의 범위를 보였으며, 낙동강 수계에서 가장 높은 값을 보였으며, 붕어간에서는 ND~190.40 ng/g wet wt.의 값을 보였으며, 낙동강 수계에서 가장 높은 값을 보였음. PFOS가 가장 높은 비율로 혈액과 간에서 검출되었으며, 카르복시계열에서는 C9~C13개의 물질이 주로 검출되었음.
○ 어류 근육과 알시료에서 총 과불화합물의 평균 농도는 낙동강 > 남한강 > 영산강 순으로 검출되었으며, 남한강 및 낙동강에서 PFSAs가 70%이상 우세하게 분포, 영산강의 경우 PFSAs가 30%로 PFCAs가 더 우세하게 분포하여 수계별 상이한 패턴에 관찰되었음.
○ 영산강 붕어시료에서 총 과불화합물 농도와 어류 체중과의 강한 상관관계(spearmanr: +0.782)를 보여 어류체중이 증가할수록 총 과불화합물의 축적도가 커짐을 확인하였으나(P<0.01), 낙동강 및 금강 붕어시료에서는 유의한 상관관계를 확인할 수 없었음.
○ 어류 근육의 농도와 알, 간, 혈액에서의 총 과불화합물 농도는 서로 통계적으로 유의미한 상관관계를 보였다(P<0.01). 또한 어류 근육시료와 퇴적물 시료에서의 총 과불화합물 농도는 높은 양의 상관관계(spearman r; +0.709)가 있는 것으로 조사됨(P<0.01).
○ 과불화합물이 근육로부터 알로 전이되는 비율(MTR)은 평균 16.8±14%로 다이옥신, DDTs 등 기존 POPs 물질의 MTR 값이 12~30% 로 과불화합물의 전이율과 비슷한 값을 나타냄.

나. 낙동강 수계에서 과불화화합물 잔류특성
○ 낙동강 수계의 하천수에서 총 과불화합물의 농도는 풍수기 시즌에 0.86 ~ 43.84 ng/L의 분포를 보였으며, 갈수기에는 0.37 ~ 51.72 ng/L의 분포를 보여 이전의 연구자료와 비교하여 상당히 낮아진 결과를 보임. 지점별로 차이는 있지만, 대체로 갈수기에 상대적으로 총 과불화합물의 농도가 높은 경향을 보였으며, 카르복시계열의 성분이 65% 이상을 차지함.
○ 수계에서 총 과불화합물 농도는 금호강이 합류하는 지점의 전․후에 위치한 고령교와 왜관교에서 상대적으로 높은 농도를 보임.
○ 검출된 성분의 특성을 보면 갈수기에는 풍수기와는 다르게 금호강 수계와 그 인접한 지점을 제외하고는 카르복시계열의 성분이 낮은 농도를 보였으며, 갈수기에 PFOS의 농도가 풍수기에 비해 2배 높은 농도(평균 2.58 ng/L)를 보였으며, 금호강이 상대적으로 높은 농도수준을 보임.
○ 낙동강 수계의 총 과불화합물의 농도는 풍수기와 갈수기에 공통적으로 금호강에서 가장 높은 농도를 보였으며, 낙동강 본류와 합류 후 농도가 낮아지는 현상이 나타남. 하지만, 낙동강 하구로 진행 할수록 다시 높아지는 경향을 보이고 있었음.

다. 송사리 서식지에서 과불화합물 환경잔류 특성
○ 송사리 서식지 하천수에서 총 과불화합물은 1.72 ~ 14.07 ng/L의 농도로 조사됨. 퇴적물 중 총 과불화합물은 ND ~ 2.35 ng/g wet wt.의 농도 범위를 보임. 무기환경 중에서 과불화합물은 주로 카르복실계열의 물질이 검출되었으며, 탄소수가 6~10개인 물질이 주로 검출되었음.
○ 송사리 체내 총 과불화합물은 9.40~70.67(평균 34.91) ng/g-wet wt. 값을 보임. 송사리 서식처별 총 과불화합물의 농도 범위를 보면 여수에서 평균 61.70±2.39 ng/g-wet wt.로 전체 9개 조사지점 중 가장 높은 값을 보였음.
○ 송사리 체내에서 검출되는 성분은 하천수와 하천퇴적물에서 주로 검출되는 물질과는 다르게 생체에서 가장 높은 축적성을 보이는 PFUnDA(평균 12.26 ng/g-wet wt.), PFHxA(평균 5.75 ng/g-wet wt.), PFOS(평균 5.56 ng/g-wet wt.), PFTrDA(평균 4.32 ng/g-wet wt.), PFDoDA(평균 3.32 ng/g-wet wt.) 순으로 나타나 PFCAs의 비율이 모두 70% 이상으로 나타남.
○ 송사리의 생물농축계수는 7,489~64,648의 값을 보여 성분별, 지역별로 많은 차이를 보임. 가장 높은 값을 보인 성분인 PFHxA의 경우 평균 총 9개의 정점 중 8개 정점에서 검출되었으며, 42,500의 값을 보임.

라. 과불화합물의 환경잔류 특성 연도별 평가
○ 하천수에서 총 과불화합물의 농도는 점차 낮아지는 경향을 보이며, 주로 PFOS와 PFHxA, PFNA, PFDA가 주요 성분으로 작용한 것으로 나타남.
○ 퇴적물 시료의 경우 총 과불화합물의 농도는 연도별 경향성이 관찰되지 않았으나, 검출빈도가 높은 PFOA의 농도의 경우 2012~2014년 연도별 증가하는 경향성이 관찰되었으며(ANOVA, P<0.01), PFOS의 경우 오히려 연도별로 감소하는 경향성이 관찰되었음(ANOVA, P<0.05).
○ 붕어의 혈액과 간에서 총 과불화화합물 농도는 모두 증가하는 경향을 보임. 하천수에서 농도의 증감여부를 정확하게 판단하기 어려운 반면 붕어의 혈액과 간중에서는 증가하는 것으로 나타나, 이에 대한 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단됨.
○ 붕어의 어류 근육 시료의 경우 총 과불화합물 농도, PFOS 및 PFOA 농도 모두 연도별 특별한 증감 경향성이 관찰되지 않았음. 어류 알 시료의 경우 총 과불화합물 농도, PFOS 농도 모두 연도별 증감 경향성이 관찰되지 않았으나(ANOVA, P>0.05), PFOA 농도의 경우 연도별로 감소하는 경향성이 관찰됨(ANOVA, P<0.01).
○ 송사리 서식처의 하천수 및 생체에서 총 과불화합물의 농도는 대체로 증가하는 경향을 보이며, 하천수에서 C6~C9의 카르복시계열의 성분이 주로 검출되고 송사리 체내에서는 C9~C13의 성분이 주로 검출되는 것으로 나타나 상대적으로 고분자의 과불화합물이 생물체내 농축경향이 높은 것으로 나타남.

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 co

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~7.14 ng/L was found as highest detected PFASs and PFCAs concentrations acounted for high percentage in ΣPFASs concentrations.
○ In sediment samples, the ΣPFASs concentration in Nakdong river (0.84 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 17.71~1,744.20 ng/mL and high values of those concentrations were found in Nakdong River. The ΣPFASs concentrations in crucian carp liver ranged from ND~190.40 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~C13 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 correaltion (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 PFOPs show MRT 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. Although, there were differences in ΣPFASs concentrations in sampling sites, the ΣPFASs concentrations were relatively higher than those in wet season and PFCAs concentration were accounted for more than 65% of ΣPFASs concentrations.
○ 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 Keumho River and lower levels of PFASs were found in sites located in downstream the joining point between Nakdong River and Keumho 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~C10.
○ 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 = 5.56 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 7,489~64,648 and varied in 9 sampling sites. PFHxA has highest BCF in 8 per 9 sampling sites and showed mean BCF value of 42,500.

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
• 제출문 ... 5
• 참여연구진 ... 7
• Abstract ... 8
• 요약문 ... 13
• 목차 ... 17
• 그림목차 ... 19
• 표목차 ... 22
• I. 서론 ... 24
• 1. 연구배경 및 필요성 ... 24
• 2. 과불화합물 축적성 및 유해성 ... 27
• 3. 국내외 연구 동향 및 관리동향 ... 29
• 4. 연구 목적 ... 35
• 5. 연구 수행 방법 ... 36
• II. 연구내용 및 방법 ... 38
• 1. 과업의 범위 ... 38
• 2. 연구내용 ... 40
• 3. 시료채취 지점 ... 41
• 4. 분석절차 및 사용기기 ... 52
• 5. 정성 및 정량분석 ... 58
• III. 연구결과 및 고찰 ... 70
• 1. 주요하천에서 과불화합물의 환경잔류 특성 ... 70
• 가. 주요하천의 하천수 중 과불화합물 잔류농도 ... 70
• 나. 주요하천 하천 퇴적물 중 과불화합물 잔류 농도 ... 74
• 다. 주요하천 붕어 체내 과불화합물 잔류 농도 ... 78
• 라. 주요하천 우점종 체내 과불화합물 잔류농도 ... 94
• 마. 과불화합물의 환경 중 생물 농축특성 및 생물전이 특성 ... 99
• 2. 낙동강 수계에서 과불화합물의 환경잔류 특성 ... 122
• 가. 낙동강 수계 하천수에서 과불화합물 잔류농도 ... 122
• 3. 송사리 서식지에서 과불화합물 환경잔류특성 ... 128
• 가. 송사리 서식지 하천수 및 퇴적물 중 과불화합물 잔류특성 ... 128
• 나. 송사리 체내 과불화합물 잔류농도 분포 및 패턴 ... 133
• 4. 과불화합물의 환경잔류 특성 평가(3년간 결과비교) ... 138
• 가. 주요하천 하천수 중 과불화합물 잔류특성 비교평가 ... 138
• 나. 주요하천 하천 퇴적물 중 과불화합물 잔류특성 비교평가 ... 140
• 다. 주요하천 붕어 체내 과불화합물 잔류특성 비교평가 ... 144
• 라. 주요하천 수계에서 과불화합물 잔류특성 종합평가 ... 149
• 마. 송사리 서식지 환경 중 과불화합물 잔류특성 비교평가 ... 151
• IV. 결론 ... 155
• 참고문헌 ... 158
• 끝페이지 ... 169