earticle

영어

In order to perform an acute toxicity assessment of a new algicide, thiazolidinedione derivative (TD53) with enhanced solubility and lower toxicity to marine ecosystem, representative 3 organisms: plant plankton (Skeletonema costatum), animal plankton (Daphnia magna), fish (Paralichthys olivaceus) related in the food chain of marine ecosystem according to OECD standard methods were employed in the exposure experiment. The exposure assessment showed that EC50 of S. costatum in 96-hour, EC50 of D. magna in 48-hour and LC50 of P. olivaceus in 72-hour for TD53 were 1.53 μM, 0.61 μM and 2.14 μM respectively. NOEC (No Observed Effect Concentration) and PNEC (Predicted No Effect Concentration) were calculated to be 0.25 μM and 6.10 nM, respectively from EC50 of most sensitive strain, D. magna. Comparing with the results of toxicity assessment previously performed by using Ulva pertusa Kjellman accepted as an ISO standard method, the values of PNEC showed 3.7 times lower toxicity in case of this study employing 3 organisms, indicating that if the organisms which are more representative and sensitive in marine ecosystem are further investigated, more accurately and validly predicted toxicity of TD53 could be applied in field.

한국어

유해조류는 해마다 수생태계와 수산업에 심각한 문제를 초래 하며 인간건강에 있어서도 피해를 주고 있다 [1]. 이러한 유해 조류를 조절하기 위한 방법으로 황산구리 [2], 과산화수소 [3], 황토 [4,5]나 점토 [6], 바이러스 생물학 제제 [7]와 박테리 아 [8]를 이용하는 방법에 관한 많은 연구가 수행되었다. 그러 나 이러한 방법들은 잠재적으로 심각한 환경적인 문제를 초래 할 수 있다. 당 연구팀은 해양 생태계에 미치는 독성 영향을 최소화하고 2차 오염이 없는 자연생태 조화형, 환경 친화적 적조 방제기술 개발을 위한 연구를 수행하고 있다. 살조제 개발 팀은 해양생태계에 독성이 약하고 유해조류에 살조 특이성이 높은 살조제개발에 초점을 맞추었다. 신규 살조제 TD53은 선 행 연구된 TD49 [9]와 마찬가지로 thiazolidinedione (TD) 를 기본 골격으로 하고 있다. 본 연구팀에 의해 신규 개발된 살조물질 TD49의 경우 용해도가 매우 낮으며 독성이 강하게 작용하였기에 보다 용해도를 개선시키고 독성이 낮은 TD53 이 조훈교수 연구팀에 의해 개발되었다 [10]. 이전 연구에서는 신규 살조제 TD53의 수생태계에 미치 는 독성영향을 평가하고자 ISO 표준방법으로 신규로 채택된 구멍갈파래를 이용한 독성평가를 실시하였다 [11]. 그러나 단일 종만을 평가하는 것으로 해양 생태계에 끼치는 독성 영향을 평가하는 것은 한계가 있다고 판단되어 다양한 해양 생물종에 대한 급성독성 연구를 수행하여 보다 현실적인 독성영향을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 신규 개발된 TD53에 대해서 해양먹이사슬의 주요 3가지 생물종을 대상 으로 급성노출 평가를 실시하고자 한다. 노출실험에는 해양 생태계의 먹이사슬을 대표하고 독성에 민감한 종으로 알려진, 미세조류 (Skeletonema costatum), 갑각류 (Daphnia magna), 어류 (Paralichthys olivaceus)의 3종을 이용하였다. 조류에 대한 급성독성평가 방법은 국제적 표준기구인 ISO, OECD, USEPA, ASTM [12-15]등에 제시된 방법이 있는데, 본 연구에서는 대표조류로서 Skeletonema costatum을 이용 하고 ISO [12]에서 지정한 96시간 성장저해시험 (growth inhibition test) 독성 평가 방법에 따라 수행하였다. Daphnia magna는 OECD, US EPA, ASTM 등 표준 시험법 [16-18]이 있으며 본 연구는 OECD [16]시험 방법에 따라 24~48시 간 동안 치사, 유영장애 독성시험 (mortality, immobilization toxicity test)평가를 수행하였다. 어류에 대한 시험방법은 국제 적으로 잘 확립되어있으며 대표적으로 OECD시험방법 [19], US EPA시험방법 [17] 등을 들 수 있고 시험종으로 오랜 기간 동안 연구가 이루어진 ASTM [20]에서 지정한 파랑볼우럭 (bluegill sunfish), 무지개송어 (rainbow trout) 등이 있다. 그러 나 본 연구에서는 우리나라 대표적인 양식어종으로 저서성이며 다른 어종에 비하여 이동범위가 좁기 때문에 적조 발생지역에 해당하는 연안 또는 내만 지역에서 서식하는 것을 고려하여 국 내 연안에 서식하는 넙치 치어 (Paralichthys olivaceus)를 이용 하여 72시간 치사독성시험 (mortality toxicity test)을 실시하였다. 그리고 급성독성평가 중 가장 예민한 종에 대한 관찰무 영향농도 NOEC (No Observed Effect Concentration)를 도 출하고 급성 독성값에 일정평가인자 (constant assessment factor)를 적용하여 예측무영향농도 PNEC (Predicted No Effect Concentration)를 도출 [21]하고 해양생태계의 다른 생물종에 대한 안정한 농도를 제시하고자 한다. 또한 선행 연구의 구멍갈파래의 독성평가 결과 [11]와의 비교 평가를 통해 본 연구의 3종 대표생물체를 이용한 급성독성평가의 타당성을 검토하고자 한다. 그리고 TD53이 해양 생태계에 끼치는 독성도에 대해 종합적으로 고찰하고자 한다.