배출수 상시 생태독성 감시 장치 기초 설계
저자
이경진(Kyungjin Lee) ; 천세억(Seuk Cheon) ; 조현정(Hyunjung Jo) ; 이문진(Moonjin Lee) ; 서동민(Dongmin Seo)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
112-113(2쪽)
제공처
국내 해상유통 위험·유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substances)은 약 6천여 종으로 최근 국내 해상에서 HNS 유출사고가 빈번히 발생하고 있다. HNS 유출사고는 생태적, 경제적 및 인체건강상의 문제를 유발하는 하는 것으로 알려져 있다. 해역에서 HNS 사고와 관련한 현재 대응 시스템은 이화학적 모니터링, 사후영향평가 수준 정도로 행하여져 왔다.
본 연구의 목적은 “해양산업시설 HNS 배출 실시간 모니터링 기술개발” 연구 중 해양산업 시설로부터 배출되는 HNS를 직접적으로 모니터링 하기 위한 생물독성 감시 장치의 설계 및 개발에 있다. 생태독성 영향평가를 위하여 사용되는 생물 종은 물벼룩, 발광박테리아, 반달말, 황산화 박테리아 등이 있다. 이러한 종들 중 물벼룩(Daphnia magna)은 육상에서 배출시설에 대한 독성 평가방법으로 사용되고 있으나, 그 이외의 방법들은 독성물질의 영향 평가를 위하여 간헐적으로 사용되고 있는 실정이다. 각각의 생물 종은 독성 평가 시 한계점이 존재하는데, 물벼룩의 경우는 염 존재 하에서는 독성 평가에 적용하기가 어려운 단점이 있다. 그리고 다른 생물 종들의 경우 독성 평가 시 적용시간과 유지관리에 용이하지 않은 점이 있다.
발광 박테리아(Vibrio fischeri)의 경우 해양 동물의 공생세균으로 1980년대부터 유럽에서 생태독성평가에 적용되어왔고, ISO 11348, 환경부 수질오염공정시험법(2017, ES 04706.1) 및 해양수산부 해양환경공정시험기준(별표4, 제21항)에 적용되어져 있다. 발광박테리아는 지표수, 지하수, 폐수, 토양 및 침전물 등 다양한 환경의 독성 평가에 적용되고 있으며, 시험 시간이 빠르고, 감도가 높고, 비용 효율적인 시험법으로 알려져 있어 해양배출시설로부터 배출되는 HNS 감시를 위한 실시간 연속자동측정기에 적용하기에 적절한 것으로 판단된다.
V. fischeri에 대한 독성평가를 위해 바나듐 등 중금속 11종, 부탄 등 유기화합물 12종, 기타 1종의 총 24종을 선정하여 MicroTox<SUP>®</SUP> LX(MODERWATER, UK)로 독성시험을 진행하였다. 그 결과 BaO, CuSO₄·5H₂O, Sn, KMnO₄, ZnSO₄, NiO, Xylene, Benzene 및 Toluene의 물질에 대한 독성 값 EC50은 15.58, 0.35, 15.58, 210.54, 4.60, 3.58, 55.54, 180.00 및 45.00 mg/L으로 나타났다. V. fischeri는 해수온도, 염도, pH 등에 민감성을 보이는 것으로 알려져 있어 이를 적용하기위한 장치의 개발에 우리나라 연안 혹은 해양의 염도 변화와 계절에 따른 해수의 수온 변화 등이 고려 사항으로 나타났다. V. fischeri를 대상으로 하여 HNS물질 중 선정된 24종에 대한 독성 평가를 수행하고, V. fischeri의 생리적 특성과 24종의 HNS의 독성 결과를 바탕으로 하여 해양배출 시설로부터 배출되는 HNS에 대한 실시간 모니터링 장치를 개발하고자 한다.
There are about 6,000 kinds of HNS(Hazardous and Noxious Substances) in Korea, and HNS spill incidents have frequently occurred in Korea recently. HNS spill incidents are known to cause ecological, economic and human health problems. Current response systems related to HNS spill incidents on the sea have been conducted at the level of chemical monitoring and post-effect assessment.
The purpose of this study is to design and develop a biotoxicity monitoring device to directly monitor HNS during the "development of HNS drainage real-time monitoring technology for marine industrial facilities". The species used to evaluate the effects of ecotoxicity include water fleas, bioluminescent marine bacteria, Closterium sp. and sulfur-oxidizing bacteria. Among these species, water fleas are used as toxicity assessment methods for discharge facilities on land, but other methods, except for using species, intermittently have been used to assess the effect of toxic substances. Biological species have limitations in toxicity evaluation, and in the case of water flea, it is difficult to apply to toxicity evaluation in the presence of salts. In addition, in the case of other species, it is not easy to apply time and maintain when toxicity assessment.
Vibrio fischeri is a symbiotic bacterium of marine animals and has been applied to ecotoxicity evaluation in Europe since the 1980s, and is applied to ISO 11348 and the Official testing method with respect to the Water pollution standard method(2017, ES 04706.1) and the Processes of the Korean Standard Methods for Marine Environment(Attached Table 4, Paragraph 21). V. fischeri are applied to ecotoxicity evaluation in various environments such as surface water, groundwater, wastewater, soil, and sediment, and are known as fast, sensitive, and cost-effective testing methods, making them suitable for real-time continuous automatic measuring devices for HNS monitoring discharged from marine discharge facilities.
To evaluate the ecotoxicity of V. fischeri, 11 heavy metals such as vanadium, 12 organic compounds such as butane, and a total of 24 other types were selected, and toxicity tests were conducted with MicroTox® LX(MODERWATER, UK). As a result, the toxicity values EC50 for materials of BaO, CuSO₄·5H₂O, Sn, KMnO₄, ZnSO₄, NiO, Xylene, Benzene and toluene were 15.58, 0.35, 15.58, 210.54, 4.60, 3.58, 55.54, 180.00 and 45.00 mg/L. V. fischeri is known to be sensitive to temperature, salinity, pH, etc. So, it have been considered changes of salinity in the coast or the sea and changes in water temperature according to the seasons of Korea in the development of instruments for application. We intend to conduct ecotoxicity evaluation for 24 selected HNS substances for V. fischeri and develop a real-time monitoring device for HNS discharged from marine emission facilities based on the physiological characteristics of V. fischeri and the toxicity results of 24 HNSs.
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