Fundamentals of Ecotoxicity Evaluation Methods using Domestic Aquatic Organisms in Korea : (I) Fish

국내 생물종을 이용한 생태독성평가 기반연구 : (I) 어류

  • Nam, Sun-Hwa (Department of Environmental Science, Konkuk University) ;
  • Yang, Chang-Yong (Department of Environmental Science, Konkuk University) ;
  • An, Youn-Joo (Department of Environmental Science, Konkuk University) ;
  • Lee, Jae-Kwan (Water Quality Division, National Institute of Environmental Research)
  • Published : 2007.06.30

Abstract

The Ministry of Environment plans to introduce the Whole Effluent Toxicity (WET) system in Korea. The WET test is well established in developed countries with recognizing of the limitations of physicochemical analysis method and potential risk of chemicals in water medium. Therefore, it is essential to build the ecotoxicity infrastructure for the induction of WET test. In this study, we extensively collected the domestic and foreign toxicity test methods which employ native test species to Korea. And we suggested that the domestic ecotoxicity test methods with domestic test species in Korea through extracting the range of test conditions. Five domestic fish species selected were Carassiu auratus (Crucian carp), Cyprinus carpio(Common carp), Gasterosteus aculeatus (Three spine stickleback), Misgurnus anguillicaudatus (Oriental weather fish) and Oryzias latipes (Japanese medaka), The toxicity test methods with native test species to Korea were collected from the standard methods (OECD, U.S. EPA, ASTM), government reports, SCI papers and domestic papers. We collected the 32 test methods, and suggested the suitable aquatic toxicity test methods for fish. It is expected that this study could prove a useful information to establish the ecotoxicity test methods with domestic aquatic organisms in Korea henceforth.

본 연구에서는 국내외 독성시험법 중에서 시험종이 국내에 서식하는 경우를 대상으로 사용된 노출 기간, 종말점 등 시험 세부 조건을 집약하여, 향후 생태독성 시험법개발 연구를 위한 각각의 생물종별 생태독성 시험법의 적용 가능한 시험 세부 조건별 범위와 생태독성평가기법 구축을 위한 방향을 제시하였다. 기존에 국내 생물종을 대상으로 국내외에서 수행된 바 있는 독성 시험법에 대한 연구 사례를 검토한 결과, OECD등의 표준시험법에서 추천한 시험종을 대상으로 한 독성자료가 상당 부분을 차지하였다. 또한 표준시험법의 공시어종 이외에도 국내 생물종에 대한 소량의 연구 자료가 있었으나, 대체로 표준시험법을 개별 상황에 맞게 수정하여 적용한 것으로 나타났다. 특히 온도는 Carassius auratus < Gasterosteus aculeatus < Oryzias latipes < Misgurnus anguillicaudatus 순으로 낮아지는 것으로 보아, 어류독성시험에 있어서 가장 유의해야 할 조건인 것으로 나타났다. 이와 같이 국내 생물종을 이용한 생태독성평가 기반이 미약한 현시점에서 보다 체계적인 독성시험법을 개발하기 위해서는 향후 실험 조건과 동일한 시스템 하에서의 생활사 측정 및 그에 따른 노출기간 설정, 본 연구에서 선정한 어류 5종을 대상으로 도출한 생태독성시험기법에 대한 실험 연구를 통한 검증 그리고 기존 연구에서 다루지 않았던 많은 국내 시험종 개발 및 그에 따른 실험 조건 규명이 선행되어야 할 것이다. 따라서 본 연구는 국내 생물종을 대상으로 한 독성시험기법 및 방향을 제시함으로써 국내 수계의 실정, 먹이 연쇄를 통한 생물종간의 상호 관련성 등을 고려할 수 있는 국내 시험종 및 그에 따른 시험법 개발을 위한 중요한 토대가 될 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. 국립환경연구원. 2000. 환경독성시험용 송사리의 사육관리
  2. 김길수, 염동혁, 김영길. 1993. 송사리에 있어서 사염화탄소의 독성에 관한 연구: LC50값 및 조직병리학적 변화, 한국생물학회지 9: 31-37
  3. 김익수, 김소영. 1993. 한국산 송사리 두 종의 교잡실험, 한국어류학회지 5: 113-121
  4. 김익수, 박종영. 2002. 원색도감 한국의 민물고기. 교학사, 서울
  5. 김은경, 류지성, 박수영, 김현미, 최광수, 나진균, 이철우. 2005. 송사리 초기 생장단계에서의 비스페놀 A에 의한 내분비계 장애 영향, 한국환경독성학회지 20: 13-21
  6. 류지성, 이철우, 최필선, 최성수, 류홍일, 이길철, 정규혁, 박광식. 1999. 자동영상추적장치를 이용한 카드뮴 처리 Oryzias latipes의 행위독성연구, 한국환경독성학회지 14: 217-222
  7. 류지성, 정규혁, 최필선, 이길철, 최덕일, 최성수, 류홍일, 박광식. 1998. Humic acid가 카드뮴 어독성에 미치는 영향, 한국환경독성학회지 13: 11-17
  8. 박광식, 최필선, 이상협,이철우, 류지성, 최성수, 류흥일, 최덕일. 1988. 송사리수정란을 이용한 납의 내분비계장애에 관한 연구, 한국환경독성학회지 14: 379-384
  9. 박두신, 최신석. 1998. 송사리와 대륙송사리의 산란, 난발생 및 자어의 성장, 육수지 31: 109-118
  10. 박용석, 이상구, 이승진, 문성경, 최은주, 이기태. 2003. Glucose-6-phosphate dehydrogenase를 이용한 Moina macrocopa의 중금속 독성 검정, 한국환경독성학회지 18: 305-310
  11. 박민경, 김익수, 박종영. 2006a 한국산 송사리 속 어류와 일본 선 송사리의 형태 비교와 한국산 송사리의 분포, 수산관련학회 공동학술대회 발표 요지집 G-15
  12. 박민경, 김익수, 박종영.2006b. 한국산 송사리속 어류의 형태적 특정 및 지리적 분포, 한국어류학회지 18: 163-169
  13. 안윤주, 남선화, 이재관. 2007. 수생태계 독성평가에 적용 가능한 국내 시험종 선정, 육수지 40: 1-13
  14. 우화광, 전상린. 1987. 한국산 송사리의 동서양한집단의 핵형, 육수지 20: 139-147
  15. 염동혁, 이성규. 2006. 미꾸리 (Misgurnus anguillicaudatus)의 치어 및 자어에 대한 4가지 농약의 급성독성, 한국환경독성학회지 21: 311-316
  16. 이성규, 심점순, 김용화, 노정구. 1991. 어류. Daphnia 및 조류와 Ames' Test를 이용한 산업폐수의 환경독성 빛 유전독성 평가, 한국물환경학회 7: 100-109
  17. 이재형. 1989. Mercuric Chloride가 붕어 (Carassius auratus)에 미치는 급성독성 및 축척에 관한 연구, 한국환경보건학회지 15: 97-106
  18. 이철우, 최성수, 최필선, 이상협, 이길철, 박광식. 1997. Furfural 어류급독성 및 조직병리에 관한 연구, 한국환경독성학회지 12: 55-59
  19. Ministry of the Environment of government of Japan and Chemicals Evaluation and Research Institute, Japan. 2003. Medaka Oryzias latipes Development of Test Methods and Suitability of Medaka as Test Organism for Detection of Endocrine Disrupting Chemicals
  20. 한국표준협회. 2003. KS M ISO 7346 수질-민물고기에 미치는 물질의 급성 치사독성 측정 방법
  21. 환경부. 2002. 환경위해성 평가 및 관리기술-환경오염물질 독성형가의 신기술 개발
  22. 환경부. 2006a. 물환경관리 기본계획-4대강 대권역 수질보전 기본계획 ('06-'15)
  23. 환경부. 2006b. 수질유해물질 통합독성 관리제도 도입을 위한 시범사업 '05
  24. 환경부, 국립환경과학원. 2006. 물환경종합평가방법 개발 조사 연구(III)-인체 및 수생태계 위해성 평가체계 구축
  25. 환경부, 국립환경과학원. 2007. 환경독성평가를 위한 국내 고유생물종개발
  26. Aydin, R., K. Koprucu, M. Dorucu, S.S. Loprucu and M. Pala. 2005. Acute toxicity of synthetic pyrethroid cypermetrin on the common carp (Cyprinus carpio L.) embryos and larvae. Aquaculture International 13: 451-458 https://doi.org/10.1007/s10499-005-0615-5
  27. Chen, Y.-R., H. Uwa and X.-L. Chu. 1989. Taxonomy and distribution of the genus *Oryzias* in Yunnan, China (Cyprinodontiformes: Oryziidae), Acta Zootaxonomica Sinica. 14: 239-246
  28. EC. 1992. C.1 Acute toxicity for fish
  29. EC. 2001a. C.14 Fish juvenile growth test
  30. EC. 2001b. C.15 Short-term toxicity test on embryo and sac-fry stages
  31. FishBase (http://www.fishbase.org). 2007
  32. Gray, M.A. and C.D. Metcalfe. 1999. Toxicity of 4-tertoctylophenol to early life stages of Japanese medaka (Oryzias latipes). Aquatic Toxicology 46: 149-154 https://doi.org/10.1016/S0166-445X(98)00126-X
  33. Ishibashi, H., N. Watanabe, N. Matsumura, M. Hirano, T. Nagao, H. Shiratsuchi, S. Kohra, S. Yoshihara and K. Arizono. 2005. Toxicity to early life stages and an estrogenic of a bisphenol A metabolite. 4-methly-2,4-bis(4hydroxyphenyl)pent-1-ene on the medaka (Oryzias latipes). Life Sciences 77: 2643-2655 https://doi.org/10.1016/j.lfs.2005.03.025
  34. Ishibashi, H., N. Matsumura, M. Hirano, M. Matsuoka, H. Shiratsuchi, Y. Ishibashi, Y. Takao and K. Arizono. 2004. Effects of triclosan on the early life stages and reproduction of medaka Oryzias latipes and induction of hepatic vitellogenin. Aquatic Toxicology 67: 167-179 https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2003.12.005
  35. Koprucu, K. and R. Aydin. 2004. The toxic effects of pyrethroid deltametrin on the common carp (Cyprinus carpio L.) embryos and larvae. Pesticide Biochemistry and Physiology 80: 47-53 https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2004.05.004
  36. Kurita, J., T. Oshiro, F. Takashima and M. Sakaizumi, 1993. Production of amphidiploid medaka Oryzias 2 latipes sinensis-2 curviontus by gynogenesis with retention of the second polar body. Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries 59: 373
  37. OECD. 1984. Test Guideline 204 Fish, Prolonged toxicity test: 14-day study
  38. OECD. 1992a. Test Guideline 203 Fish, acute toxicity test
  39. OECD. 1992b. Test Guideline 210 Fish, Early-Life stage toxicity test
  40. OECD. 1998. Test Guideline 212 Fish, short-term toxicity test on embryo and sac-fry stages
  41. OECD. 2000. Test Guideline 215 Fish, juvenile growth test
  42. Sakaizumi, M. and S.R. Jeon. 1987. Two divergent groups in the wild populations of medaka Oryzias latipes (Pisces: Oryziatidae) in Korea. Korean J. Limnol. 20: 13-20
  43. Shioda, T. and M. Wakabayashi. 2000. Effects of certain chemicals on the reproduction of medaka (Oryzias latipes). Chemosphere 40: 239-243 https://doi.org/10.1016/S0045-6535(99)00235-0
  44. Takehana, Y., S.R. Jeon and M. Sakaizumi. 2004. Geographic variation and diversity of the cytochrome b gene in wild populations of medaka (Oryzias latipes) from Korea and China. Zoological Science 21: 483-491 https://doi.org/10.2108/zsj.21.483
  45. Tilton, S.C., C.M. Foran and W.H. Benson. 2003. Effects of cadmium on the reproductive axis of Japanese medaka (Oryzias latipes). Comparative Biochemistry and Physiology Part C 136: 265-276 https://doi.org/10.1016/j.cca.2003.09.009
  46. U.S. EPA. 1985. Guideline for deriving numerical national water quality criteria for the protection of aquatic organisms and their uses
  47. U.S. EPA. 1996a. Ecological effects test guidelines OPPTS 850.1075 fish acute toxicity test, freshwater and marine
  48. U.S. EPA. 1996b. Ecological effects test guidelines OPPTS 850.1400 fish early-life stage toxicity test
  49. U.S. EPA. 1996c. Ecological effects test guidelines OPPTS 850.1500 fish life cycle toxicity test
  50. U.S. EPA. 2002a. Methods for measuring the acute toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms
  51. U.S. EPA. 2002b. Short-term Methods for estimating the chronic toxicity of effluents and receiving waters to freshwater organisms
  52. Yin W.D., A. Zhang and L. Wang. 2002. Toxicity of Chloroanilines and effects on superoxide dismutase activities in serum of crucian carp (Carassius auratue). Environmental comtamination and toxicology 68: 630-636 https://doi.org/10.1007/s001280301