산업과 기술의 발전으로 인해 수계로의 화학물질 배출이 증가하고, 이로 인해 환경오염과 인체 건강에 부정적인 영향을 미치 는 위험이 더욱 증가하였다. 따라서, 수질을 종합적으로 평가할 수 있는 생태독성평가의 중요성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 렌즈프 리 그림자 이미징 기술을 활용한 Cellytics 플랫폼을 소개하며, 화학물질에 의한 로티퍼(Brachionus plicatilis)와 미세조류(Dunaliella tertiolecta) 의 생물학적 변화를 신속하게 측정하고 독성을 분석하는 기법을 제안한다. 이를 위해 로티퍼와 미세조류를 톨루엔에 각각 1분과 5분 동 안 노출한 뒤, Cellytics를 이용하여 로티퍼의 이동성과 미세조류의 형태 변화를 측정하여 독성을 평가하였다. 로티퍼의 이동성과 미세조류 의 형태변화는 모두 110.4 mg/L의 농도에서 대조군과 유의미한 차이를 나타내며(p<0.05), 이는 로티퍼의 생존율로 분석한 톨루엔의 LC50(552 mg/L)보다 낮은 농도였다. 본 연구에 따르면, 로티퍼와 미세조류를 전통적인 방식으로 최소 수 일 간 배양하여 얻을 수 있는 생 태독성평가 결과를 매우 짧은 시간(5분 이내)에 분석하고, 두 생물의 독성평가 결과를 신속하게 제공하여 현장에서 활용 가능한 신뢰성 높은 정보를 제공할 수 있음을 보여준다. 이는 독성평가를 이용하는 다양한 연구의 활용에 기여할 수 있으며, 환경보호 및 인체 건강 관 련 정책 수립에 도움이 될 것으로 기대된다.

어류 치어기의 주요 먹이로 생물로 사용되는 해산 로티퍼 (Brachionus plicatilis)의 생존율 및 개체군 성장률을 이용하여, 국내 연안에 잔류하고 있는 것으로 알려진 신방 오물질인 chlorothalonil의 독성을 평가하고자 하였다. B. plicatilis의 생존율은 0.039 mg L-1에서 유의하게 감소하기 시작하여, chlorothalonil의 농도가 증가할수록 감소하는 농도의존성을 나타냈다. 생존율의 무영향농도는 0.020 mg L-1, 최소영향농도는 0.039 mg L-1, 반수영향농도는 0.057 mg L-1로 나타났다. 개체군 성장률 또한 생존율과 마찬가지로 0.313 mg L-1에서부터 농도의존적으로 감소하는 경향을 나타냈다. 개체군 성장률의 무영향농도는 0.156 mg L-1, 최소영향농도는 0.313 mg L-1, 반수영향농도는 0.506 mg L-1 로 나타났다. 본 연구 결과, 해양 생태계 내에서 신방오물질인 chlorothalonil의 잔류 농도가 0.039 mg L-1 이상일 경우 B. plicatilis에게 독성영향을 줄 것으로 예상되며, 본 연구의 생태독성 시험결과를 바탕으로 해양환경 내 chlorothalonil 의 독성을 평가하기 위한 기초연구자료 및 다른 방오물질과의 독성영향을 비교평가할 수 있는 자료로 활용될 수 있을 것이다.

해산로티퍼 (Brachionus plicatilis)의 생존 및 개체군 성장률 (r)을 사용하여 Zinc undecylenate (ZU)에 대한 독성평가를 실시하였다. 24 h 동안 ZU에 노출된 B. plicatilis의 생존율은 실험 최고농도 100 mg L-1에서도 영향이 나타나지 않았으나, ZU에 72 h 노출된 개체군 성장률 (r)은 농도 의존적으로 감소하는 경향을 나타내, 12.5 mg L-1 에서 유의적인 감소를 나타냈고 최고농도 50.0 mg L-1에서 개체군 성장률이 90% 이상 감소되었다. ZU에 노출된 B. plicatilis의 개체군 성장률의 반수영향농도 (EC50)값은 26.4 mg L-1, 무영향농도 (NOEC)는 6.3 mg L-1, 최소영향농도 (LOEC)는 12.5 mg L-1로 나타났다. 자연생태계 내에서 ZU 물질이 해수 중에서 12.5 mg L-1 이상을 초과하여 나타낼 때 B. plicatilis와 같은 동물성플랑크톤의 개체군 성장률이 영향을 받을 것으로 판단되며, 이러한 연구결과는 신방오도료물질의 생태안정성 평가를 위한 기준치 설정 및 다른 방오도료물질과의 독성치를 비교할 수 있는 유용한 자료로 활용될 것으로 판단된다.

해산로티퍼, B. plicatilis의 생존율과 개체군 성장률을 이용하여 PBDEs (BDE-47, BDE-209)의 생태독성평가를 수행하였다. 생존율의 경우 BDE-47은 3.9 mg L-1 이상의 농도에서 유의하게 감소하여 농도의존성을 나타냈으나, BDE-209의 경우는 큰 변화를 나타내지 않았다. 개체군 성장률의 경우는 BDE-47과 BDE-209에서 각각 농도의존적으로 감소하였다. 본 시험결과 EC50값은 생존율의 경우 각각 13 mg L-1과 1,000 mg L-1이었고 개체군 성장률은 각각 3.67 mg L-1과 862.75 mg L-1로 나타나 BDE-47이 BDE-209에 비해 76~235배 더 독성이 강한 것으로 나타났다. 또한 BDE-47과 BDE-209에 대한 생존율의 LOEC값은 각각 3.90 mg L-1, >1,000 mg L-1으로 나타났으며, 개체군 성장률의 LOEC값은 각각 1.95 mg L-1, 125 mg L-1로 나타났다. 본 연구를 통하여 도출된 LOEC값은 연안환경에서의 BDE-47과 BDE-209농도가 이를 초과하는 경우 B. plicatilis와 같은 동물성 플랑크톤에 악영향을 미칠 것으로 판단된다. 또한 NOEC와 EC50값은 BDE-47 및 BDE-209와 같은 독성 물질의 환경 기준을 수립하기 위한 귀중한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

The oxicity assesment of Phenanthrene (PHE) has been investigated by using the rate (r) of survival and population growth in rotifer Brachionus plicatilis. The survival rate was determined after 24 h of exposure to PHE. The survival rate of PHE had no effect at a maximum of 300 mg L-1. The r was determined after 72 h of exposure to PHE. It was observed that r in the controls (absence PHE) was greater than 0.5, but that it suddenly decreased with an increased concentration of PHE. PHE reduced r in a dose-dependent manner and a significant reduction occurred at a concentration of greater than 37.5 mg L-1. The EC50 value of r in PHE exposure was 63.7 mg L-1. The no-observed-effect-concentration (NOEC) of r in PHE exposure was 18.8 mg L-1. The lowest-observed-effect-concentration (LOEC) of r in the PHE exposure was 37.5 mg L-1. From the results, the concentration of PHE (greater than 37.5 mg L-1) has a toxic effect on the r of B. plicatilis in natural ecosystems. These results (including NOEC, LOEC and EC50) might be useful for the Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) toxicity assessment in marine ecosystems.

Toxicity assessment of heavy metals (As, Cr and Pb) has been investigated by using the rate of survival and population growth(r) of marine rotifer, Brachionus plicatilis. The survival rate was determined after 24 hours of exposure to As, Cr and Pb. As and Cr reduced survival rate in dose-dependent manner and a significant reduction were occurred at concentration of greater than 30 and 150 mg L-1, but Pb had no effect on survival rate. The r was determined after 72 hours of exposure to As, Cr and Pb. As, Cr and Pb reduced r in dose-dependent manner and a significant reduction were occurred at concentration of greater than 5, 25 and 50 mg L-1. The toxicity of heavy metals were ranked As>Cr>Pb, with EC50 values of 12.98, 82.34 and 110.14 mg L-1, respectively. The no-observed-effect-concentration (NOEC) of r in As, Cr and Pb exposure were 1, 12.5 and 50 mg L-1, respectively. The lowest-observed-effect-concentration (LOEC) of r in As, Cr and Pb exposure were 5, 25, and 50 mg L-1, respectively. From the results, the concentration of As, Cr and Pb (greater than 5, 25 and 50 mg L-1, respectively) have toxic effect on the r of B. plicatilis in natural ecosystems. These results (including NOEC and EC50) might be useful for the mixing toxicity assessment and toxic guide line of heavy metals in marine ecosystems.

본 연구는 유용 냉수성 어류 등의 종묘생산 시 초기의 성장과 생존률을 향상시키기 위하여, 저온에서 증식할 수 있는 저온내성을 가진 로티퍼(Brachionus plicatilis)를 배양하여, 수온 및 시간에 따른 영양강화 실험을 실시하였다. 로티퍼의 저온 배양은 20℃에서 배양하던 로티퍼의 수온을 점차적으로 낮추면서 활력이 있는 개체의 선별 배양을 반복하여 최종적으로 10℃에서 사육하였다. 영양강화는 상업적으로 이용되는 영양강화제인 A, S, SCV 및 SCP의 4종류를 사용하여 10, 15 및 20℃의 수온에서 6, 12 및 24시간 실시하였다. 수온 10℃에서 50일간 로티퍼의 증식률 실험을 한 결과 접종 밀도 350±7.9개체/ml에서 최종 배양 밀도는 1,064±5.7개체/ml로 약 3배 개체수가 증가하였다. 영양강화제에 포함된 지방산을 분석한 결과, n3계 고도불포화 지방산인 eicosapentaenoic acid (EPA, C20:5n-3) 및 docosahexaenoic acid(DHA, C22:6n-3)는 SCP에서 각각 15.49%, 35.03 %로 높게 나타났다. 영양강화한 로티퍼의 지방산 조성은 영양강화제에 따라 영향을 받았다. EPA는 SCP가 영양강화 수온 및 시간에 관계없이 2 % 이상을 차지하여 다른 영양강화제보다 높은 비율을 나타냈다. DHA는 S가 15℃, 24시간 실험구에서 12.40 %로 높게 나타났다. 영양강화 로티퍼의 EPA와 DHA의 비율을 고려하면 S를 20℃에서 12시간 영양강화한 실험구가 각각 3.09, 11.65 %로 높게 나타났다.