[보고서]농업환경계에서 동물용 항생제의 순환 및 생태독성 평가

조재영

농업환경계에서 동물용 항생제의 순환 및 생태독성 평가
Ecotoxicity assessment and fate of veterinary antibiotics in the agriculture environment system 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	전북대학교 Chonbuk National University
연구책임자	조재영
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2020-03
과제시작연도	2019
주관부처	과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT
등록번호	TRKO202100000561
과제고유번호	1711083745
사업명	개인기초연구(과기정통부)(R&D)
DB 구축일자	2021-06-05
키워드	동물용 항생제.유기독성물질.토양-수질-식물계.환경독성.광분해.

초록 ▼

연구개요
본 연구의 목적은 Soil-Water-Plant계와 같은 multi-channel system에서 동물용 항생제의 행방과 환경독성학적 영향평가를 수행하여 동물용 항생제의 항생제 내성균 유발과의 역학적 관계의 구명 그리고 동물용 항생제 안전관리의 기초자료 확보하는데 있음

1. 동물용 항생제 환경생태계(토양계-수계-식물계)중 행방 구명
⦁토양계에서 동물용 항생제 흡·탈착, 토양잔류 및 지하이동, 광분해, 환경분해 및 생물학적 변환 평가
⦁토양계에서 동물용 항생제 분해 대사산물의 동정 및 독성 증감도 평가
⦁수계에서 동물용 항생제 분해, 생물학적 변환, 수중잔류 평가
⦁식물계에서 동물용 항생제 식물체로의 흡수 및 이행도 평가
⦁동물용 항생제 식물체내 target site 및 translocation mechanism 구명

2. 동물용 항생제 환경생태계중 생태독성 평가
⦁토양미생물 및 non-target 토양생물에 대한 동물용 항생제의 독성평가
⦁수계에서 동물용 항생제의 조류 및 어류 생물농축도와 어류독성 평가
⦁식물계에서 동물용 항생제의 phytotoxicity 평가
⦁식물계에서 동물용 항생제의 생물농축도 평가
⦁토양계-수계-식물계에서 Ecological Risk Assessment

연구 목표대비 연구결과
1) 동물용 항생제 흡·탈착, 토양잔류 및 지하이동 평가
2) 동물용 항생제 광분해, 환경분해 및 생물학적 변환 평가
3) 동물용 항생제 분해 대사산물의 동정 및 분해대사산물 pathway 구명
4) Soil carbon/nitrogen biomass 평가
5) 토양생물 독성평가
6) 토양계 구성인자에 대한 Ecological Risk Assessment(ERA)
7) 동물용 항생제 식물체로의 흡수 및 이행도 평가
8) Mycorrhizae와 Plant에서 동물용 의약품의 interaction mechanism 구명
9) 식물계에서 동물용 항생제의 phytotoxicity 평가
10) 식물계에서 동물용 항생제의 생물농축도 평가
11) 식물계 구성인자에 대한 Ecological Risk Assessment(ERA)
12) 수중에서 항생제 oxytetracycline, sulfamethazine, florfenicol의 분해대사물 추적
13) 수중에서 항생제 oxytetracycline, sulfamethazine, florfenicol의 zebra-fish 급성독성 및 생물농축
14) 어류 Zebra-fish 체내에서 항생제 oxytetracycline, sulfamethazine, florfenicol의 무독화 메카니즘
15) 항생제 oxytetracycline, sulfamethazine, florfenicol의 수중 환경영향평가

연구개발결과의 중요성
⦁ Soil-Water-Plant계에서 multi-channel형 동물용 항생제의 행방 및 환경독성에 대한 연구는 동물용 항생제의 인허가과정에서 환경에 끼치는 영향을 평가하는데 중요한 자료로 활용할 수 있으며, 동물용 항생제의 오․남용 방지를 통한 토양권과 수권 환경생태계 건전성 유지, 농식품 안전성 확보, 국내 동물질병의 효과적 치료와 동물 보건 및 공중 보건 향상자료로 활용
⦁ 농업생태계중 동물용 항생제의 행방 및 독성평가를 통해 동물용 항생제의 항생제 내성균 유발과의 역학적 관계의 구명 그리고 동물용 항생제 안전관리의 기초자료 확보와 축산물 생산 단계 위해요소의 경감을 통한 식품/농·축산물 안전성 확보에 활용

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

표지 ... 1
연구결과 요약문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
1) 연구의 개요 ... 4
2) 연구의 필요성 및 중요성 ... 5
2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
1) 동물용 항생제 흡·탈착, 토양잔류 및 지하이동 평가 ... 6
2) 동물용 항생제 광분해, 환경분해 및 생물학적 변환 평가 ... 7
3) 동물용 항생제 분해 대사산물의 동정 및 분해대사산물 pathway 구명 ... 7
4) Soil carbon/nitrogen biomass 평가 ... 8
5) 토양생물 독성평가 ... 8
6) 토양계 구성인자에 대한 Ecological Risk Assessment(ERA) ... 9
7) 동물용 항생제 식물체로의 흡수 및 이행도 평가 ... 9
8) Mycorrhizae와 Plant에서 동물용 의약품의 interaction mechanism 구명 ... 10
9) 식물계에서 동물용 항생제의 phytotoxicity 평가 ... 10
10) 식물계에서 동물용 항생제의 생물농축도 평가 ... 11
11) 식물계 구성인자에 대한 Ecological Risk Assessment(ERA) ... 11
12) 수중에서 항생제 oxytetracycline, sulfamethazine, florfenicol의 분해대사물 추적 ... 12
13) 수중에서 항생제 oxytetracycline, sulfamethazine, florfenicol의 zebra-fish 급성독성 및 생물농축 ... 13
14) 어류 Zebra-fish 체내에서 항생제 oxytetracycline, sulfamethazine, florfenicol의 무독화 메카니즘 ... 14
15) 항생제 oxytetracycline, sulfamethazine, florfenicol의 수중 환경영향평가 ... 14
3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
4. 참고문헌 ... 15
5. 연구성과 ... 16
대표적 연구실적 ... 21
끝페이지 ... 26

표/그림 (23)

표 Freundlich and Langmuir isotherms for florfenicol (FL), amoxicillin (AMX), and oxytetracycline (OTC) at various soil organic matter concentrations in three different soils (SCL: sandy clay loam; SL: sandy loam: L: loam). Error bars represents ±SE of means
표 Kd values for the sorption of three VA’s in each of the three soil tested
표 Leaching curve of florfenicol in sandy clay loam (SCL), sandy loam (SL) and loam (L) soils. The amount (μg) of FL leached is shown as a function of the elution (ml)
표 Dissipation curves of florfenicol (FL), oxytetracycline (OTC), and amoxicillin (AMX) in sterile sandy clay loam (SCL), sandy loam (SL) and loam (L) soil at 2.5 and 5 % organic matter (OM) content maintained at 22˚C in dark and 16:8 hours (light : dark) for 90 days
표 LC-MS chromatogram of metabolites
표 Predicted pathways of oxytetracycline, amoxicillin, and florfenicol dissipation/degradation in soil
표 Microbial biomass in three different soils with varying % OM, treated with 100 mg kg-1 for 28 days
표 Toxicity data from the earthworm bio toxicity filter paper test
표 Estimated risk quotients and corresponding levels of potential acute ecological risks
표 EC50 values for lettuce, carrot and pepper plants grown in VAs
표 Root length (cm) of lettuce, carrot and pepper grown in soil treated with VAs. Error bars represent standard error. Concentration values followed by different letters are significantly different (p<0.05) according to Duncan's multiple range test. SDZ = Sulfadimethoxine; OTC =Oxytetracycline; STR = Streptomycin
표 Mycorrhizal hyphae observed in the roots of lettuce plant. SDZ= Sulfadimethoxine; OTC=Oxytetracycline; STR=Streptomycin
표 NADPH-P450 reductase activity of lettuce, carrot and pepper grown in soil treated with VAs
표 GST activity of lettuce, carrot and pepper grown in soil treated with VAs
표 BCF values of lettuce, carrot and pepper plants grown in soil treated with VAs
표 Estimated risk quotients and corresponding levels of potential acute ecological risks
표 LC-MS chromatogram of sulfamethazine, florfenicol, oxytetracycline and their metabolites in pond water(100mg/L)
표 Predicted pathways of oxytetracycline (OTC), sulfamethazine (SA), and florfenicol (FL) dissipation/degradation in water
표 Toxicity data from the zebra-fish acute toxicity test
표 Toxicity data from the 48h acute immobilization test for Daphnia magna
표 Bio-concentration of the three veterinary antibiotics in Danio rerio
$Phase II: Glutathione-S-transferase (GST) activity in the cytosolic liver fractions of Danio rerio after 28 days of exposure to varying concentrations of antibiotics. Error bars represent standard error. Concentration values followe by different letters are significantly different (p<0.05) according to Duncan’s multiple range test. FL = florfenicol, SA = sulfamethazine, OTC = oxytetracycline$ 표 Phase II: Glutathione-S-transferase (GST) activity in the cytosolic liver fractions of Danio rerio after 28 days of exposure to varying concentrations of antibiotics. Error bars represent standard error. Concentration values followe by different letters are significantly different (p<0.05) according to Duncan’s multiple range test. FL = florfenicol, SA = sulfamethazine, OTC = oxytetracycline
표 Estimated hazard quotients (HQ) of the tested veterinary antibiotics

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연구책임자(Manager) :	-
과제기간(DetailSeriesProject) :	-
총연구비 (DetailSeriesProject) :	-
키워드(keyword) :	-
과제수행기간(LeadAgency) :	-
연구목표(Goal) :	-
연구내용(Abstract) :	-
기대효과(Effect) :	-

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