UV and O3 are materials used in the water treatment process, and many studies have been reported to remove organic matters, contaminants, and microorganisms. In this study, we were investigated effects of Chirnomidae (Chironomus flaviplumus, Chironomus riparius), which are contamination indicator species to exposure UV and O3 for the survival rate, body color change and gene expression response. The survival rate of C. flaviplumus exposed to UV decreased to about 70% after 24 hours, and C. riparius about 50%. There was no change in the survival rate of C. flaviplumus exposed to O3, and C. riparius decreased to 95% after 10 minutes of exposure, but there was no change during the subsequent exposure time. In addition, UV and O3 exposure to the two species in body color faded in a time-dependent. In the HSP70 gene expression, C. riparius showed an increase in expression after UV exposure compared to the control group, and a significant difference was shown 12 hours after exposure (P<0.05). C. flaviplumus exposed to O3 showed a relatively low expression compared to the control group, and showed a significant difference at 10 minutes and 1 hour after exposure (P<0.05). These results reported the ecotoxicological effects on Chironomidae according to UV and O3 exposure. Therefore, the results of this study can be used as basic data to understand the effects of UV and O3, which are disinfectants used in water treatment plants, on Chirnomidae entering plants. Key words: Chironomus flaviplumus, Chironomus riparius, UV, O3, acute toxicity, survival

The Hangang River* is necessary to manage the water environment of severe pollution due to the high density of residential areas, parks, and agriculture and the large population concentrated there. Benthic macroinvertebrates, such as chironomids larvae, are bioindicator species that reflect environmental changes and are crucial for water quality monitoring. In this study, we investigated morphological characteristics and molecular analysis of the chironomids larvae inhabiting the Hangang River area for water environment surveys. For this research, 20 rivers, lakes, and urban area in the Hangang River basin were selected. Chironomids larvae were collected from July to September 2022, and their appearance and characteristics were identified through morphological identification. In addition, phylogenetic analysis was performed based on the mtCOI gene sequences of the collected chironomids larvae, and identification at the genus level was confirmed. As a result, 32 species and 18 genera of 3 subfamilies of Chironomidae larvae were identified, and Stictochironomus sp. dominated most sites (6 sites). The morphological characteristics of the identified chironomids larvae, such as the mentum, ventromental plate, and antenna, were organized into table and pictorial keys, and a Bayesian inference molecular phylogeny was presented. These results provide basic morphological information for genus-level identification and can be used as fundamental information for water quality management. *The public nomenclature following by NGII 2015

깔따구 (Diptera: Chironomidae)는 저서성 대형무척추동 물로 환경 및 수질 변화에 민감한 영향을 받는 중요한 환경 지표생물이다. 이러한 깔따구 유충이 정수장에서 본 연구에서는 제주 정수처리장에서 발견된 깔따구 유충의 종을 분류하기 위해 형태 사진 및 COI (cytochrome c oxidase subunit I) Primer로 증폭시킨 DNA의 염기서열을 계통수 분석을 통해 분석을 실시하였다. 정수장 내 수도꼭지와 소화관 등에서 채집된 17개체는 둥근깃깔따구 (O. tamarutilus) 14개체, 타마긴털깔따구 (P. tammaater) 3개체 총 2종으로 확인되었다. 각 깔따구 종의 형태적 특징은 두부, 하순기절, 대악, 안테나, 발톱의 형태적 특징의 분류기로 종 동정하였다. NCBI Genbank에 등록된 깔따구 19종 COI 염기서열을 기반으로 본 연구에서 조사된 17개체의 계통진화적 분석 결과 채집된 깔따구 COI 염기서열이 둥근깃깔따구 (O. tamarutilus)와 타 마긴털깔따구 (P. tammaater) 2종으로 각각 계통군 (clade)를 이루는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 정수장 환경별 발견 되는 깔따구 유충의 다양성의 확인과 형태적-유전적 종 동정 분류정보를 바탕으로 수환경 관리 및 평가를 위한 기반 정보로 활용될 것이다.

오존은 수돗물 정수장에서 이용되는 소독 물질로 미세오염 물질들을 비롯해서 박테리아나 병원성 미생물체를 효과적으로 제거하는 것으로 많은 연구가 보고되어 있다. 본 연 구에서는 실내 사육 중인 붉은 체색을 지닌 Glyptotendipes tokunagai를 대상으로 서로 다른 농도의 오존 노출에 따른 영향을 파악하기 위해 치사율, 체색 변화와 heat shock protein 70 (HSP70) 유전자 발현을 측정하였다. 오존에 노출 된 G. tokunagai에서 농도-시간 의존적으로 치사율 증가가 관찰되었다. 또한 체색 변화는 오존 농도에 따라 붉은색의 체색이 체절마다 엷어지며 탈색되고 경직되는 현상이 보였다. HSP70 유전자 발현은 저농도인 0.2~0.5 ppm에서 노출 10분과 20분에 유의한 수준으로 높게 나타났으나 (P<0.05), 30 분 노출 후에는 발현량이 감소하는 경향을 보였다. 생리적으로 저산소층에 대해 적응능력이 뛰어난 깔따구 경우에도 오존은 매우 강력한 치사 효과를 유발하여 30분 노출 후 경직과 헤모글로빈 파괴로 인한 탈색이 유발되는 것을 보여주었다. 따라서 본 결과는 수돗물 정수장에서 병원성 미생물을 제거하는 데 사용되는 오존이 수생물에 주는 영향성을 파악하는 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

깔따구 (Diptera: Chironomidae)는 저서성 대형무척추동 물로 환경오염 및 수질 모니터링에 이용되는 중요한 지표생물이다. 본 연구에서는 인천 수돗물 정수장에서 발견된 깔따구류의 정밀한 종 동정을 위해 형태적 분류와 미토콘드리아 DNA에서 cytochrome c oxidase subunit I (COI) 유전자의 염기서열을 이용하여 분석하였다. 정수장 6곳의 20 개체는 안개무늬날개깔따구 (Chironomus kiiensis) 12개체, 노랑털깔따구 (Chironomus flaviplumus) 6개체, 등깔따구 (Chironomus dorsalis) 1개체, 용산무늬깔따구 (Polypedilum yongsanensis) 1개체 등 4종으로 확인되었다. 각 깔따구 종의 형태적 특징은 두부, 하순기절, 대악, 안테나, 발톱의 형 태적 특징을 살펴보았다. NCBI Genbank에 등록된 깔따구 17종 21개체의 COI 염기서열을 바탕으로 본 연구에서 조사된 20개체의 계통진화적 분석한 결과 각 4종의 깔따구 COI 염기서열은 등록된 동인 종과 높은 상동성을 보이며 (99~100%) 같은 계통군 (clade)으로 나타났다. 이러한 결과는 국내 깔따구의 종 동정을 위한 형태적 - 유전적 정보를 통합적으로 제공함으로 담수생태계의 모니터링을 위한 주요한 정보로 활용될 것이다.

오염지표생물로서 널리 활용되고 있는 깔따구는 잡식, 초식, 육식성 등 종에 따라 다양한 섭식형태를 보이는 것으로 알려져 있다. 그중 잡식성으로 알려져 있는 삼지창무늬깔따구 (P. scalaenum)는 국내의 다양한 하천 생태계에서 우점하기 때문에 하천 생태계 내 먹이 사슬에 있어 중요한 역할을 담당하고 있다. 그럼에도 불구하고 먹이원에 대한 자세한 정보가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내 4대강의 대표적인 보 (이포보, 세종보, 죽산보, 강정고령보, 달성보) 구간에 서식하는 삼지창무늬깔따구를 대상으로 소화관 내용물을 분석하여 먹이원을 파악하고자 하였다. 이포보에서 채집된 깔따구 소화관에서 동물플랑크톤의 사체 (부속지, 강모 등)가 다수 포함된 반면, 다른 4개보의 깔따구 소화관에서는 식물플랑크톤이 주를 이루고 있었다. 깔따구의 소화관 내용물과 환경에 식물플랑크톤 종 조성은 매우 유사하였으며, 정점 간 종 조성의 차이가 뚜렷하게 나타났다. 본 연구에서 수행된 삼지창무늬깔따구의 소화관 분석은 잡식성 깔따구의 섭식 특성을 파악할 수 있었으며, 특히 깔따구의 소화관 내용물 분석을 통한 주변 수환경 내 기초생산자의 종 조성 파악 연구의 가능성을 보였다.

국내 하천에서 발생하는 준설 및 보 건설은 하천 연속성 차단과 교란을 유도하여 수서 생물서식환경에 변화를 가져 온다. 본 연구에서는 4대강 보 (이포보, IP; 세종보, SJ; 죽산보, JS; 강정고령보, GG; 달성보, DS)에 서식하는 깔따구 군집 분포를 조사하고 서식환경에 영향을 주는 여러 환경인자를 측정하였다. 조사 지역 중 IP, SJ은 다른 조사 지역에 비해 WT, pH, TOC, Chl-a가 낮은 수준을 보였으며, 깔따구 개체수 결과에서는 Chironominae, Orthocladinae, Tanypodinae 가 비교적 균등한 수준으로 관찰되었다. 반면, JS, GG, DS는 Chironominae가 높은 비율로 우점하며, TOC와 Chl-a의 농도가 높게 나타났다. 각 조사 정점에 대한 깔따구 군집 조성의 특징과 환경요인을 반영한 집괴분석 결과 4대강 보는 3개의 그룹으로 구분되었으며, 이는 정점별 환경 차이와 깔따구의 대악 및 하순기절의 구조에 따른 먹이원 선호도 차이와 일치하였다. 따라서 본 연구에서는 연구 정점 간 먹이원의 차이에 의해 깔따구의 군집 구조의 차이가 나타나는 것을 확인 하였으며, 향후 각 깔따구 과 별 주 먹이원에 대한 연구에 대한 필요성을 제시한다.

인간의 인위적 활동으로 인해 발생하는 중금속 중 카드 뮴 (Cd)과 아연 (Zn)은 다양한 경로를 통해 하천으로 유입 되어 서식생물에게 유해 영향을 준다. 본 연구에서는 도심 하천에서 우점하는 장수깔따구 (Chironomus plumosus)를 이용하여 Cd와 Zn 노출에 따른 생태독성학적 반응을 연구 하였다. 생활사를 고려하여, 생존율, 성장율, 우화율, 성비와 하순기절 기형을 관찰하였다. 장수깔따구 생존율은 Cd 와 Zn 노출에 따라 시간, 농도의존적인 경향을 나타냈다. 성장율은 Cd 노출 후 Day 4와 Day 7, 농도의존적인 감소를 보였으며, 고농도인 50 mg L-1에서 대조군에 비해 급격한 감소를 나타냈다. 또한, 우화율은 10, 50 mg L-1 Cd에서 대조군에 비해 감소함을 관찰하였다. 성비 변화는 100 mg L-1 Zn에서 암컷의 비율이 증가였으나 농도가 높아짐에 따라 수컷의 비율이 높아짐을 보이며 성비불균형이 관찰되었다. 게다가, 장수깔따구의 하순기절에서는 대조군에 비해 Cd와 Zn 노출된 장수깔따구에서 기형이 관찰되었다. 이와 같은 결과는 수생태계로 유입되는 중금속이 하천의 하상저층에 서식하는 저서무척추동물에게 유해한 영향을 주며, 중금속 노출에 따른 생물학적 분석을 위한 현장 지표 종으로서의 가능성을 보여주었다.

Members of the non-biting midge family Chironomidae are the most widespread and abundant group of aquatic insects in fresh waters. Although the composition of chironomid communities is considered to be a potential biotic index for water quality assessment, it has not been used easily because of the difficulties with species level identification for larvae. This study was to analyse the molecular operational taxonomic units (MOTU) in chironomid communities to appropriately apply a species level identification. A total of 41 chironomid larvae collected from 7 sampling sites in the Han river system according to water quality were used for analyses. Partial mitochondrial DNA cytochrome c oxidase I (COI) genes were sequenced and analyzed. As a result, 35 different haplotypes (MOTU01-13) were obtained from the 673bp COI sequences. Average genetic distance was 0.0041 (range 0.000 to 0.013) within the MOTU and was 0.1703 (range 0.1181 to 0.2456) between the MOTUs. Nine MOTUs were found at the stream sites represented water quality A, 2 MOTUs at water quality C, and 1 MOTU at water quality D.

농업생태계의 환경별로 깔따구류의 분포를 밝히고 우점종을 이용한 유기물 분해능을 평가하고자 대단위경작지, 친환경농업지, 생활하수 유입지, 축산폐수 유입지 및 주변수로 등의 5개 서식처별로 나누어 '04~'06년까지 각 구획을 대표하는 총 78개 지점에서 깔따구과 및 공서 무척추동물을 정량 채집하였다. 그 결과, 농업지대의 깔따구류는 총 16종으로 동정되었다. 서식지 유형별로 출현한 종수를 보면, 축산폐수 유입지에서 11종, 대단위 농경지는 8종,

우리나라의 도시하천에 흔히 서식하는 조각깔따구(Glyptotendipes tokunagai Sasa)를 수서생태계의 새로운 수질지표종 또는 독성실험종으로 개발하기 위해 실온에서 계대사육하였다. 사육을 위해 우화한 성충을 교미･산란실(￠120×H210 mm)로 옮겨주어 교미와 산란을 유도하였으며, 산란된 알집은 항온기(온도 25±0.5℃; 광주기 16L:8D)로 옮겨 유충기간 동안 사육하였다. 우화할 시기가 되면 항온기에서 우화실(W550×L420×H415 mm)에 있는 수조(W300×L220×H220 mm)로 옮겨주어 우화할 수 있는 공간을 넓혀 주었다. 유충의 먹이는 Tetramin® (TetraWerke, Melle, Germany)을 0.2 mm이하로 갈아서 제공하였고, 배양액으로는 하루이상 폭기시킨 1차 증류수를 사용하였다. 배양용기의 바닥에는 멸균된 가는 모래(<0.5 ㎜)를 넣어주었다. 우화한 성충과 알집의 수는 24시간마다 기록하였다. 또한 각 세대별 알집의 수, 알집당 알의 수 및 부화율을 측정하였으며, 우화된 성충은 두폭, 가슴폭, 날개폭, 날개길이 및 체장을 측정하였다. 조각깔따구의 사육결과 2007년 4월부터 2008년 9월까지 11세대 이상의 계대사육이 진행되고 있으며, 이번 발표에서는 2008년 7월까지 진행된 6세대까지의 사육결과를 수집･측정하여 제시하였다. 우화한 성충의 수는 제 3세대에서 성충이 1,634개체로 가장 많이 우화하였고, 이 세대의 성충이 산란한 제 4세대의 알집이 486개로 가장 많았지만, 다음 세대부터 우화한 성충의 개체수와 알집 수는 점점 감소하였다. 우화한 성충의 성비(암컷 개체수/전체 개체수)가 0.24~0.46 범위를 나타냄으로써 암컷보다 수컷의 우화한 개체수가 모든 세대에서 더 많았다. 각 세대에 따른 알은 제 1세대에서 제 6세대로 진행될수록 첫 번째의 알집과 두 번째의 알집 모두 알집당 알의 수가 점점 감소하는 경향을 보였다. 알의 부화율은 세대에 따른 특성과 연관성을 보이지 않았으며, 첫 번째의 알집은 전 세대에서 80% 이상의 높은 부화율을 보였다. 성충의 크기 측정값은 세대가 진행됨에 따라 전반적으로 감소되는 경향을 보였다. 전체적으로 보아 조각깔따구의 사육 조건은 공간의 크기에 민감하며, 11세대가 지나는 시점에서도 비교적 번식력이 양호한 개체군이 유지되고 있다. 본 연구의 결과는 우리나라에서 깔따구류의 야생종을 순화하여 실내 계대사육을 시도한 최장기간(11세대)의 기록이며, 지금까지의 연구결과로 보아 조각깔따구는 수질평가를 위한 독성실험 등 다양한 환경생물학적 연구에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

한국산 요시마쯔깔따구(Chironomus yoshimatsui)의 세 가지 중금속(납, 카드뮴, 수은)에 대한 급성독성 및 행동 독성을 외국 표준 실험 종인 리파리깔따구(C. riparius)와 비교하였다 48시간 및 96시간 동안 수중 노출(water-only exposure)을 시킨 후 두 가지 실험종의 반수치사농도(LC50)및 깔따구의 유영 능력 감소에 영향을 주는 농도(EC50)를 바탕으로 두 실험 종간의 차이를 살펴보았다. 카드뮴

1992년 3월부터 1994년 10월에 걸쳐 수영강의 지류이며 대표적인 도시오염하천인 석대천의 깔따 구류 군집의 시,공간적 변화를 월별로 조사하였다. 조사 기간동안 총 44종의 깔따구류 유충이 채집 되었으며 비교적 수질이 깨끗한 지점의 우점종은 깃깔따구아과의 그네깃깔따구와 늪깔따구아과의 Conchapelopia melanops였으며 오염이 심한 지점에서의 우점종은 깔따구아과의 노랑털깔따구로 나타났다. 오염의 정도는 깔따구류 군집 변화에 영향을 주는 것으로 나타났는데 오염이 증가할수록 종 풍부도와 종 다양도가 감소하였으며 우점도는 증가하였다. 특히 깔따구류의 밀도는 강우의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 깔따구류의 아과구성, 종 풍부도 및 노랑털깔따구의 상대밀도는 수질을 평가할 수 있는 척도가 될 수 있으며 특히 노랑털깔따구의 출현은 오염도와 높은 상관 관계를 나타내고 있어서 오염에 대한 지표종으로 사용될 수 있는 가능성을 시사하였다.