본 연구의 목적은 질산, 황산, 암모니아수, 과산화수소에 대한 생태독성평가를 통해서 사고대비물질들에 대한 기초 독성 데이터베이스를 구축하여, 향후 화학사고 발생시 환경 피해에 관한 의사결정에 과학적 근거를 제공하는 데 있다. 이를 위해 본 연구에서는 사고대비물질 중 토양의 물리·화학적 성질을 변화시킬 수 있는 질산, 황산, 암모니아수, 과산화수소를 대상으로 국내 토착 절지동물인 김어리 톡토기 (Paronychiurus kimi)를 이용한 생태독성평가를 수행하였다. 7일간의 급성독성평가와 28일간의 만성독성평가를 수행하였으며, 시험물질 농도에 따른 토양의 pH 변화를 관찰하였다. 토양의 pH는 질산, 황산, 과산화수소, 암모니아수의 농도가 10,000 mg kg-1 soil dry wt.일 때, 각각 2.86, 2.72, 7.18, 9.69이었다. 질산, 황산, 과산화수소, 암모니아수에 대한 만성독성평가 결과, LC50 값은 각각 2,703, 5,414, 3,158, 859 mg kg-1 soil dry wt.이었으며, P. kimi의 산란 수에 대한 EC50 값은 각각 587, 2,148, 1,300, 216 mg kg-1 soil dry wt.이었다. 비록 본 연구에서는 사고대비물질들의 유입에 따른 토양 pH의 변화만이 조사되었지만, 본 연구의 결과는 P. kimi가 사고대비물질에 의해 변화된 토양의 pH뿐만 아니라 사고대비물질의 유입에 의해 감소된 유기물 함량과 생성된 반응 산물에 의해서도 사망률과 산란수에 영향을 받을 수 있음을 의미한다. 대부분의 사고대비물질들이 토양의 특성을 변화시킬 수 있다는 점을 감안할 때, 토양의 특성 변화와 이에 따른 생물 영향을 고려한 화학사고 후 평가 및 복원 방법이 필요하다.

The purpose of this study was to investigate the toxic effects of zinc in collembolan Paronychiurus kimi at the individual (survival and juvenile production) and population (population growth and age structure) levels after 28 days of exposure in artificially spiked soil. These toxic effects were interpreted in conjunction with the internal zinc concentrations in P. kimi. The EC50 value for juvenile production based on the total zinc concentration was 457 mg Zn kg-1 dry soil, while the LC50 value for adult survival and ri=0 value for population growth were within the same order of magnitude (2,623 and 1,637 mg Zn kg-1 dry soil, respectively). Significant differences in adult survival, juvenile production, and population growth compared with the control group were found at concentrations of 1,500, 375, and 375 mg Zn kg-1 dry or higher, respectively, whereas significant differences in the age structure, determined by the proportion of each age group in the population, were observed in all treatment groups. It appeared that the internal zinc level in P. kimi was regulated to some extent at soil zinc concentrations of ≤375 mg Zn kg-1 dry soil, but not at high soil zinc concentrations. These results indicate that, despite zinc being regulated by P. kimi, excess zinc exceeding the regulatory capacity of P. kimi can trigger changes in the responses at the individual and population levels. Given that population dynamics are affected not only by individual level but also by population level endpoints, it is concluded that the toxic effects of pollutants should be assessed at various levels.