초록 ▼

연구의 목적 및 내용
최근 나노기술(nanotechnology)은 급속도로 발전하고 있으며 나노기술이 적용된 나노제품(nanoproducts)의 사용증가는 환경으로 나노물질이 지속적으로 유출되고 있음을 의미한다. 최근 조사에 의하면, 나노물질은 하수처리 과정중에서 대부분 슬러지에 농축되는 것으로 알려져 있다. 나노물질이 농축된 하수슬러지는 토양개량제, 퇴비, 복토재 등으로 재활용되는 사례가 빈번하므로, 결국 나노물질은 최종적으로 토양으로 유입되게 된다. 따라서 본 연구에서는 나노물질의 최종종착지가 되는 토양매체를 대상으로 나노

연구의 목적 및 내용
최근 나노기술(nanotechnology)은 급속도로 발전하고 있으며 나노기술이 적용된 나노제품(nanoproducts)의 사용증가는 환경으로 나노물질이 지속적으로 유출되고 있음을 의미한다. 최근 조사에 의하면, 나노물질은 하수처리 과정중에서 대부분 슬러지에 농축되는 것으로 알려져 있다. 나노물질이 농축된 하수슬러지는 토양개량제, 퇴비, 복토재 등으로 재활용되는 사례가 빈번하므로, 결국 나노물질은 최종적으로 토양으로 유입되게 된다. 따라서 본 연구에서는 나노물질의 최종종착지가 되는 토양매체를 대상으로 나노물질의 먹이망 전이 및 토양생물군집에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였다. 본 연구결과는 궁극적으로 나노물질 안전성 평가에 기여할 것이다.

연구결과
본 연구내용 및 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 미생물군집 수준을 뛰어넘어 다양한 토양생물을 이용한 battery test를 수행하고, 토양생태계에서 나노물질의 먹이망 전이 및 축적 현상을 규명하였다. 본 연구에서는 토양에 풍부하게 존재하고 먹이망에서 중요한 위치를 차지하는 토양무척추동물인 토양선충류(soil nematodes), 톡토기류 (springtails), 지렁이류(earthworms)를 활용하여, 지금까지 시도된 바가 없는 토양생태계 3 trophic transfer를 규명해보았다. 더 나아가 4 trophic transfer까지 계획하였으나, 연구디자인 및 bioimaging 기법의 한계로 인해 정량적 증거확보가 불충분하여, 부득이하게 추가연구로 남겨두었다. 둘째, 토양생태계 key species를 포함한 soil microcosm에서 개체~생태계영향을 예측하는 다양한 반응변수(response variables)를 측정하여 군집수준의 영향을 예측하였다. 나노물질 유입으로 인한 작물재배능 변화를 함께 평가하기 위하여 농작물로 사용되는 식물(crop plants)를 추가하여 실제 토양환경과 유사한 토양 마이크로코즘을 구성하였다. 셋째, 본 연구는 하수슬러지가 토양표면에 적용되는 실제상황을 모사하기 위하여, 나노물질을 실험토양매체에 인위적으로 골고루 분포시키지 않고, 토양표면에 집중적으로 적용되도록 나노물질을 노출시켜보았다. 이러한 시도는 본 연구에서 최초로 시도하는 것으로서, 나노물질이 토양생태계에 노출되는 실제상황을 가장 유사하게 시뮬레이션하였다.

연구결과의 활용계획
본 연구에서 추구하는 토양생태계내 나노물질의 먹이망 전이 및 군집수준 연구는 제2의 산업혁명의 핵심기술로 인정되는 나노기술의 지속가능한 발전으로 연결되리라 기대된다. 국가경제 기여효과로는 △ 나노기술의 지속가능한 발전도모로 국가 경제력 강화, △나노 생태독성평가 국가원천기술 확보, △친환경 나노제품 생산 유도, 학문발전 기여효과로는 △나노물질 생태독성평가방법 정립, △나노물질 생태독성자료 생산으로 위해평가 기반 구축, 그리고 인력양성 기여효과로는 △Nanoecotoxicologist양성, △생태독성시험 및 전문 인력 양성, △환경독성 및 위해성분야 전문인력 양성 등이다.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose& contents
This research aimed to study the ecological effect of nanoparticles as related with trophic transfer of nanoparticles. In this study, the uptake, accumulation and depuration of nanoparticles to a range of soil biota were studied, and the trophic transfer of nanoparticles was qua

Purpose& contents
This research aimed to study the ecological effect of nanoparticles as related with trophic transfer of nanoparticles. In this study, the uptake, accumulation and depuration of nanoparticles to a range of soil biota were studied, and the trophic transfer of nanoparticles was quantified using 2, 3, and 4 trophic levels in soil ecosystems. In addition, the effect of biotic community by nanomaterial exposure was investigated in soil microcosms.

Result
This research confirms the nanoparticle trophic transfer through experimental approaches. The exposure condition of nanoparticles was established, and the individual test was conducted to verify the uptake, accumulation, and depuration of nanoparticles. Test organisms were soil bacteria (E. coli), nematode(C. elegans), and springtail (Lobella sokemensis), plants, which are the representative components in soil food chain. The trophic transfer of nanoparticles were assessed from microorganism to invertebrates, invertebrates to springtails, and soil microcosms TEM, SEM, Bio-TEM, and CLSM were applied to understand the cell membrane penetration, bioaccumulation and transport of nanoparticles into the cell. We also employed the fluorescent approach for visually observing nanoparticles uptake in living organisms.

Expected Contribution
The food chain transfer of gold nanopaticles in soil ecosystems from this study have various application areas and effectives as follows; △Induction of sustainable development of nanotechnology and the production of environmentally-friendly nanoproducts, △better understanding of toxicity and risk of nanoparticles in sol ecosystem, and the trophic transfer of nanoparticles in soil ecosystem △presentation and publication of leading research results internationally, △production of ecotoxicity data for nanoparticles, △production of ecotoxicity data in food chain and △provision of fundamental data for ecological risk assessment for nanoparticles.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 19 5. 연구결과의 활용계획 ... 20 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 20 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 20 8. 참고문헌 ... 21 9. 연구성과 ... 26 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 33 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 34 12. 기타사항 ... 34별첨1 ... 35별첨2 ... 50끝페이지 ... 52