Earticle

Scutopus sp.-K가 속하는 미공류 또는 미강류(尾腔類)(Mollusca, Caudofoveata, Limifossoridae) 는 연체동물 중 가장 원시적인 무리로서 전체적인 외형이 마치 벌레처럼(worm-like)보이는 種(류)으로 전 세계의 다양한 해역에서 지금까지 약 130여 種이 보고되어 있다. 그러나, 미공 류에 속하는 다른 種들(대부분 1800년대 초)에 비해 Scutopus 屬에 속하는 種들은 비교적 최 근(1900년대 중반)에 알려진 種으로 다른 대부분의 種들이 수심 1,000m 이상의 심해저에서 발견된 것에 비해 Scutopus 屬의 種들은 수심 10m 전･후의 연안에서부터 수심 1,248m에 이 르는 심해저까지의 다양한 수심의 해저환경에서 발견되는 특징을 보이고 있다. 우리나라 주변 해역에서의 Scutopus 屬의 種들에 대한 연구는 Saito and Salvini-Plawen (2014)가 우리나라 동해 남부 대륙붕 해역(‘동해 정’ 투기해역 인근)의 수심 50~105m 사이의 니질 퇴적물에서 2種을 발견하여 보고한 것이 유일하다. 따라서, 본 연구는 현재 Scutopus 屬에 속하는 세계적인 신종(new species) 발견 추세로 미루어 동해 심해저에의 발견 가능성 에 기초하여 본 연구를 진해하였다. 표본의 채집은 2014년 11월 ‘동해 병‘ 해역 수심 1,100~2,100m에 이르는 총 16개 정점에서 한국해양과학기술원‘온누리’호에 장착된 채니기를 이용하여 해저 퇴적물을 채취한 후 퇴적 물 속의 생물 표본을 선별한 후 동정하는 방법으로 수행되었다. 種의 동정은 Saito and Salvini-Plawen(2014)을 참고하였으며, Okutani et al.(2000, p. 3)에 의해 일본 연안에서 발 견 보고된 Scutopus sp.와의 혼돈을 피하기 위하여 본 연구 대상이 된‘Scutopus sp.’는 ‘Scutopus sp.-K’(Korea의 첫 글자)라고 임시 명명하여 기재하였다. Scutopus sp.-K는 총 16개 조사 정점 중에서 수심 1,600m의 1개 정점(36°08′50″N, 130˚57′50″E)에서 발견되었으며, 긴 둥근 막대 모양의 개체는 길이가 약 9mm, 직경 이 약 1mm 정도였다. 몸통의 전체적인 색깔은 갈색 바탕에 광택이 나는 은백색의 끝이 뾰족한 수많은 작은 골편과 가시들로 덮여있고, 다소 둥근 형태의 머리 부분이 끝나면서 몸통과 연 결되는 목 부위는 잘록하게 나타난다. 그러나, 몸통 전체의 외형이 나타내는 색깔에는 다소의 변이가 있어서 몇몇 개체는 매우 옅은 갈색과 회색이 혼합된 색깔로 보이기도 한다. 지금까지 알려진 Scutopus 屬의 種들이 발견된 최대 수심은 1,248m (Salvini-Plawen, 1968; S. ventrolineatus)였으나, 본 조사 결과에 의해 이 무리의 최대 서식 수심은 기존에 알 려진 것보다 350m 더 깊은 1,600m로 확대되었다. 그러나, 본 연구 결과는 단 1개체가 발견 된 사실에 근거한 것이므로 지금까지 전 세 계 해역에서 가장 많은 개체들이 발견된 150m 전･후의 주된 서식 수심을 더 깊은 수 심으로 확대하여 판단하는 것에는 다소의 무 리가 있을 것으로 생각된다. 따라서, 현재까 지 축적된 과학적 근거들을 바탕으로 볼 때 Scutopus 屬에 속하는 種들의 주 서식 수심 은 150m 전･후로 생각하는 것이 타당하다고 판단된다. 따라서, 우리나라 연안에서의 Scutopus 屬에 속하는 種들에 대한 서식 현 황은 심해저에 해당되는‘동해 병’뿐만 아 니라, 수심 150m 전･후에 위치한‘동해 정’ 및‘서해 병’해저에 대한 연구 결과들이 조속 히 추가되어야 할 것으로 생각된다. 아울러, 현재 Scutopus sp.-K라 임시 명명된 이 종에 대 한 분류학적 검토와 種 수준까지의 동정 작업도 동시에 필요한 사항으로 생각된다.

동해병 폐기물배출해역의 배출, 대조, 휴식 세 구역에서 2009~2015년에 채취한 퇴적물 주 상시료의 중금속 함량을 분석하여 퇴적층의 중금속 축적도 및 오염도를 평가하였다. 전체적 으로 코어 상부 10cm까지는 중금속 축적정도가 높게 나타났다. 부화지수(Enrichment Factor) 등 다수의 오염도 평가방법을 적용해 본 결과 EF, PLI(Pollution Loads Index), mCd(modified Contamination degree) 지수의 경우 휴식구역에서 중금속 오염도가 심각한 수준인 것으로 나타났고, 배출 및 대조구역에서도 축적 및 오염상태의 수준을 나타났다. 전체적으로 세 구역 모두 상부 퇴적층의 중금속 축적이 나타나고 있어 지속적인 모니터링 및 관리대책이 필요할 것으로 판단된다.

Effect-directed analysis(EDA) 연구는 기존의 환경모니터링 방법의 단점을 보완하기 위하 여 토양, 퇴적물, 오‧폐수, 수층 등에 화합물(mixture)로 존재하는 화학물질들을 대상으로 그 중 생물학적 영향을 나타내는 화학물질을 선별적으로 동정하는 방법으로 퇴적물에서 중요한 오염물질을 찾는데 유용하게 사용되어 왔다. 퇴적물은 중금속과 잔류성 유기화합물이 축적되 어 있어 저서생물 뿐 아니라 먹이사슬을 거치면서 상위 단계의 수생생물 또는 인체에까지 유 해한 영향을 미칠 수 있다. EDA 연구에서 오염물질에 대한 생물학적 영향은 in vitro/in vivo 실험 방법을 이용하여 분석되는데 in vitro 방법의 경우 주로 관찰되는 종말점은 arylhydrocarbon receptor activation, estrogenicity, androgenicity, thyroid hormone disruption, genotoxicity, neurotoxicity, cytotoxicity 등이다. 이러한 영향을 측정하기 위하여 화학물질과 직접 반응할 수 있는 생체 내 수용체를 기반으로 제작된 chemically activated luciferase expression (CALUX) 또는 chemically activated fluorescence expression(CAFLUX) assay 기반의 재조 합 세포주를 사용하고 있으나 주로 포유류 유래의 유전자 서열 정보와 세포를 이용하여 제작 된 것으로 해양 환경에 적용하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 EDA 분야에 적용 가능한 in vitro assay 연구 동향과 해양 섬모충 Euplotes crassus의 해양환경위해성평가를 위한 모델 생물로서의 유용성을 다룬다.

우리나라에서는 항만건설, 오염해역준설, 하천 정비사업 등으로 매년 많은 양의 준설물질이 발 생하고 있다. 하지만 대부분의 준설물질이 해양투기와 매립등으로 버려지고 있다. 세계적으로 런 던의정서 협약 이후 준설물질을 폐기물이 아닌 천연자원으로 인식하여, 활용하기 위한 다양한 방 법을 모색하고 적용하고 있는 추세이다. 우리나라에서는 고형화, 생태계 복원 등에 준설물질을 적용하는 연구를 하고 있으나, 이러한 유효활용들이 현장적용이 가능한 지에 대해서는 불투명한 것이 실정이다. 따라서 준설물질의 다양한 해외 유효활용 사례를 수집하여 국내에서도 활용할 수 있는 방안을 모색해보고자 한다. 이를 통하여 불가피하게 발생하는 준설토사의 처리비용을 줄이 고, 해양 및 하천 환경을 지속적으로 개선시킬 수 있는 자원을 확보할 수 있다.

산업이나 상업시설이 밀집되어있는 지역의 연안 퇴적물은 중금속 같은 유해 화학물질에 오 염되기 쉽고 오염된 퇴적물은 연안의 생태계와 더 나아가서는 인간의 건강에까지 영향을 끼 친다. 해양오염퇴적물은 입자분리, 세척 등 다양한 방법으로 정화할 수 있으며 그 중에서 고 형/안정화방법은 보편적으로 사용되는 정화방법 중 하나이다. 본 연구에서는 고형/안정화 방 법으로 처리된 퇴적물의 중금속 용출 안정성을 확인하고자 하였다. 이를 위해 마산만에서 채 취한 퇴적물에 주요성분이 서로 다른 4가지 고형/안정화제를 사용하여 반응시킨 후 용출되는 중금속을 분석하였다. 시료의 중금속 총함량분석 결과 유해화학물질정화지수(CIHC, clean-up index for harmful chemicals)를 훨씬 웃도는 수치를 나타냈으며 특히 Zn과 Cu의 농도가 높 게 나타났다. 퇴적물의 무게 대비 각 고형/안정화제의 양을 5, 10, 15%로 달리 처리하여 반응 을 관찰하였고 고형/안정화된 퇴적물의 유효활용에 대한 독성평가를 위해 TCLP(Toxicity characteristic leaching procedure, USEPA)법에 따라 용출실험을 진행하였다. 그 결과, 모든 고화제에서 대조군 대비 99%의 중금속(Ni, Zn, Cd, Pb) 용출 감소를 확인할 수 있었으며 처 리된 제제의 종류와 실험조건에 따라 처리산물의 중금속 용출 특성에 차이를 보였다. 고형/ 안정화 방법은 해양퇴적물의 정화방법에 적합한 것으로 보이며, 이는 준설된 해양오염퇴적물 을 단순히 매립하여 폐기할 것이 아니라 정화를 통해 연안매립제나 복토제 등으로 재사용될 가능성이 있음을 시사한다. 또한 본 연구는 고형/안정화된 퇴적물이 해양환경에서 서식하는 생물에 미칠 수 있는 영향을 알아보기 위한 환경위해성연구의 기초자료로서 사용하고자 한다.

In order to identify the environmental factors that cause the dysoxic water, the water temperature difference(del_temp), salinity difference(del_sal), density difference(del_rho), Brunt-Väisälä frequency(bvf), Richardson Number(ri_num) Logistic regression analysis was performed on the six explanatory variables of difference(del_z). Mcfadden R ^ 2 of the regression model was 0.7422 and the explanatory power of the model was good. According to ANOVA analysis, the temperature difference, stratigraphy stability(bvf) and Richardson number were significant in the generation of dysoxic water, and salinity difference was not significant. In particular, the p-value for the temperature difference was 2.2 * 10 ^-16, close to zero. Therefore, it was found that the water temperature difference between the surface layer and the bottom layer is the most influential factor in the occurrence of dysoxic water in Dangdong Bay. As a result of estimating the probability of occurrence of dysoxic water by using the depth difference and water temperature difference among the above six explanatory variables, the probability of occurrence of dysoxic water is 70% when water depths are 5m, 10m, 15m and 20m, The temperature differences were about 8℃, 6℃, 5℃ and 3℃, respectively.

오염퇴적물로부터 어류체내에 축적될 수 있는 PCB의 농도를 Aquaweb 모형을 사용하여 계산하였다. 연구대상해역은 아산만이었으며 퇴적물중의 PCB 138, PCB 153, PCB 180이 조 피볼락(Sebastes schlegeli), 농어(Lateolabrax japonicus), 쥐노래미(Hexagrammos otakii) 체 내에 이동, 축적될 수 있는 농도를 계산하였다. 이들 어류의 먹이사슬 개념모형을 사용하여 PCB의 이동, 축적을 계산하였고 결과는 사다리꼴 퍼지 숫자로 표시하였다. 이러한 과정에 의 해 추산된 어류체내 PCBs 농도는 현장에서 채취하여 직접 측정된 어류 체내의 농도와 비슷 한 분포를 보였다. 어류 체내의 개별 PCB 농도는 어류의 종류, 기타 환경조건에 따라 차이를 보였다. 오염퇴적물의 적절힌 관리대안을 수립하기 위해 생태계 먹이그물에서의 오염물질 이 동, 축적에 대한 더욱 폭넓은 이해가 필요하다고 본다.