[표지]
요약문
목차
Abstract 22
Ⅰ. 서론 23
1. 환경부 소관 LMO 안전관리 개요 23
2. 환경정화용 LMO 연구개발 동향 25
가. 국내동향 25
나. 국제동항 28
3. 환경부 LMO 위해성심사(협의) 현황 30
4. 환경부 내 LMO 위해성평가기관 필요성 34
5. LMO 위해성평가기관 운영을 위한 해외 선진사례 연구 37
6. 연구 목표 42
Ⅱ. 연구내용 및 방법 45
1. 환경부 LMO 위해성평가기관 운영 기반 구축 45
가. 환경부 LMO 위해성평가기관 운영 규정(안) 마련 45
나. LMO 격리포장 주변 식물상 조사 45
다. LMO 격리포장 내 토양 분석 49
라. 격리포장 내 환경정화용 LM 포플러 모본 시험재배 51
2. 국내 오염지 식물상 및 미생물상 조사 53
가. 중금속 오염지 현지 조사 53
나. 오염지 토양시료 분석 53
다. 식생조사 및 우점종의 체내 중금속 축적량 분석 54
라. 오염토양 내 미생물상 분석 57
3. 환경정화용 LMO 위해성평가 대상종 선정 59
가. LMO 격리포장 내 해바라기·포플러 재배 59
나. 절지동물 군집구조 조사 61
다. 토양미생물 군집구조 조사 62
Ⅲ. 연구결과 및 고찰 63
1. 환경부 LMO 위해성평가기관 운영 기반 구축 63
가. 환경부 LMO 위해성평가기관 운영 규정(안) 마련 63
나. LMO 격리포장 주변 자연생태계 내 자생식물 서식실태 조사 82
다. LMO 위해성평가를 위한 기반 시설 및 장비 구축 96
2. 환경정화용 LMO 유용유전자 선별을 위한 국내 중금속 오염지 생물상 조사 105
가. 국내·외 오염지 현황파악 및 조사지 선정 105
나. 오염 조사지의 식물상 조사 121
다. 오염 조사지의 미생물상 조사 161
라. 환경정화용 LMO 유용유전자 선별을 위한 대상 생물체 후보군 제시 201
3. 환경정화용 LMO 위해성평가 기술지침 제시를 위한 국내 위해성평가 대상종 선정 210
가. 환경부 LMO 위해성평가 기법 개발 착수 210
나. 환경정화용 LMO 대상 식물 후보군의 곤충 및 미생물 군집 조사 214
다. 환경정화용 LMO 위해성평가 대상 후보 생물종 제시 235
Ⅳ. 결론 및 제언 238
참고문헌 241
부록 1 250
표 1. 국내 환경정화용 LM 작물 개발 현황 26
표 2. 환경정화용 LMO 개발·환경방출 심사 현황 30
표 3. 환경부 LMO 위해성평가기관의 인력, 시설 및 장비 기본요건 35
표 4. 우점도(dominance) 계급의 판정 기준 47
표 5. 군도(sociability) 계급의 판정 기준 47
표 6. 생활형 구분 및 특징 48
표 7. LMO 격리포장 내부 조사구 수준의 관속식물상 85
표 8. 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 85
표 9. 조사구의 생활형별 상대중요치 87
표 10. LMO 격리포장 인접 산림지역 조사구 수준의 관속식물상 90
표 11. 조사구별 종다양성지수 91
표 12. 종별 상대피도, 상대빈도 및 상대중요치 92
표 13. 조사구의 생활형별 상대중요치 95
표 14. 시비전과 후의 토양 이화학적 특성 104
표 15. 토양오염우려기준 107
표 16. 토양오염대책기준 107
표 17. 전국 평균 토양오염도 현황 108
표 18. 전 세계 토양오염 현황 109
표 19. Geoaccumulation index (I geo)의 분류[이미지참조] 110
표 20. 세계 도시 토양의 중금속 오염도(I geo)[이미지참조] 110
표 21. 세계 농업지대 토양의 중금속 오염도(I geo)[이미지참조] 111
표 22. 예비조사지 토양의 중금속 오염도 결과 113
표 23. 중금속 오염지역 일대 현존식생 분포 현황 122
표 24. 식생보전등급 분류기준 123
표 25. 청양지역 식생 조사표 126
표 26. 공주지역 식생 조사표 131
표 27. 중금속 오염지 내 구성 식물종의 중요치 138
표 28. 청양 A광산에서 채집된 식물체의 비소 축적능 144
표 29. 청양 A광산에서 채집된 식물체의 아연 축적능 146
표 30. 청양 A광산에서 채집된 식물체의 카드뮴, 구리, 납 축적능 148
표 31. 공주 A광산에서 채집된 식물체의 비소 축적능 150
표 32. 공주 A광산에서 채집된 식물체의 아연 축적능 151
표 33. 공주 A광산에서 채집된 식물체의 납 축적능 152
표 34. 공주 A광산에서 채집된 식물체의 카드뮴과 구리 축적능 153
표 35. 청양 A광산의 갱미주변 Site 2에서 자란 식물종의 생장비교 154
표 36. 청양 A광산의 오염지와 비오염지에서 자란 Artemisia princeps (쑥)의 생장비교 155
표 37. 청양 A광산의 오염지와 비오염지에서 자란 Plantago asiatica (질경이)의 생장비교 156
표 38. 청양 A광산의 오염지와 비오염지에서 자란 Conyza canadensis (망초)의 생장비교 157
표 39. 청양 A광산의 오염지와 비오염지에서 자란 Ambrosia artemisiifolia (돼지풀)의 생장비교 157
표 40. 청양 A광산의 오염지와 비오염지에서 자란 Crepidiastrum sonchifolium (고들빼기)의 생장비교 158
표 41. 청양 A광산의 오염지와 비오염지에서 자란 Erigeron annuus (개망초)의 생장비교 159
표 42. 청양 A광산의 오염지와 비오염지에서 자란 Aster koraiensis (벌개미취)의 생장비교 159
표 43. 청양 A광산의 오염지와 비오염지에서 자란 Oenothera odorata (달맞이꽃)의 생장비교 160
표 44. 공주 A광산과 청양 A광산 조사구 토양의 NGS 분석에서 sequencing data의 요약 정보 161
표 45. 공주 A광산과 청양 A광산 토양박테리아 군집의 Phylum (문) 수준 PERMANOVA 결과 163
표 46. 공주 A광산과 청양 A광산 내 토양 박테리아 분류군 수 181
표 47. 공주 A광산과 청양 A광산 조사구 토양의 NGS 분석에서 sequencing data의 요약 정보 182
표 48. 공주 A광산과 청양 A광산 토양 내 진균 군집 군집의 Phylum (문) 수준 PERMANOVA 결과 184
표 49. 공주 A광산과 청양 A광산 내 토양 진균 분류군 수 201
표 50. 공주 A광산 토양 내에서 발견된 환경정화용 LMO 유용유전자 선별을 위한 대상 박테리아 1차 후보종 204
표 51. 청양 A광산 토양 내에서 발견된 환경정화용 LMO 유용유전자 선별을 위한 대상 박테리아 1차 후보종 205
표 52. 환경정화용 LMO 유용유전자 선별을 위한 대상 박테리아 후보종 207
표 53. 공주 A광산 토양 내에서 발견된 환경정화용 LMO 유용유전자 선별을 위한 대상 진균 후보종 208
표 54. 청양 A광산 토양 내에서 발견된 환경정화용 LMO 유용유전자 선별을 위한 대상 진균 후보종 209
표 55. 실험대상종 선정기준 211
표 56. 절지동물 기능군으로 분류한 위해성평가 대상종 212
표 57. 토양박테리아 위해성평가 대상종 213
표 58. 토양곰팡이 위해성평가 대상종 214
표 59. 해바라기와 포플러 야외포장 절지동물군집에 대한 PERMANOVA 결과 217
표 60. 해바라기와 포플러 식물체에서 관찰된 절지동물 종들의 총 밀도 219
표 61. 포플러와 해바라기 근권 토양의 NGS 분석에서 sequencing data의 요약 정보 222
표 62. LMO 격리포장 내 해바라기와 포플러 토양박테리아 군집의 Phylum (문) 수준 PERMANOVA 결과 224
표 63. 포플러의 토양박테리아 위해성 평가 대상 후보종 236
표 64. 해바라기의 토양박테리아 위해성 평가 대상 후보종 237
그림 1. 정부부처별 LMO 안전관리 체계 23
그림 2. 환경부 LMO 안전관리 업무 24
그림 3. 바이오환경산업 분야 국내 판매 규모 25
그림 4. 생물정화 관련 국내 특허 연도별 출원 현황 27
그림 5. 매체별 세계 환경시장 규모 전망 28
그림 6. 환경정화용 LMO 관련 국외 논문 발표 현황 29
그림 7. 환경부 LMO 위해성심사 체계 31
그림 8. 자연생태계 LMO 위해성심사(협의) LMO 형질별 현황 32
그림 9. 자연생태계 LMO 위해성심사(협의) LM 작물별 현황 32
그림 10. LMO 주변생태계 영향 판단 프레임워크 34
그림 11. 환경부 LMO 위해성평가기관 지정 36
그림 12. LMO 자연생태계 위해영향 평가 37
그림 13. Agroscope LMO 환경위해성평가 연구 현황('19년 4월 기준) 38
그림 14. Agroscope 격리온실 39
그림 15. Agroscope 준 야외포장시험 시설 40
그림 16. Agroscope LMO 격리포장시설 41
그림 17. Agroscope LMO 위해성평가 장비 42
그림 18. 연구추진체계 43
그림 19. 2019년 연구목표 44
그림 20. 격리포장 내 조사구 위치도 45
그림 21. 격리포장 인접 산림지역 조사구 위치도 46
그림 22. 격리포장 내부(좌) 및 외부(우) 식생 조사 46
그림 23. 포플러 분양 및 생장 52
그림 24. 토양시료 채취(좌) 및 토양시료(우) 53
그림 25. 청양 A광산(좌)과 공주 A광산(우)의 식생 조사 55
그림 26. 청양 A광산(좌)과 공주 A광산(우)의 식물 채집 56
그림 27. 생장분석을 위해 샘플링된 식물시료 56
그림 28. 격리포장시설 제1포장 내 시험구 디자인 60
그림 29. 격리포장 내 식물 재배 60
그림 30. 개화기와 성숙기의 식물 사진 61
그림 31. 해바라기(좌)와 포플러(우)의 곤충 조사 62
그림 32. 환경부 LMO 위해성평가기관 홈페이지 사진 81
그림 33. 격리포장 내 조사구 사진 84
그림 34. 격리포장 외부 조사구 사진 89
그림 35. LMO 종자 외부 유출 방지를 위한 방진·방조망 설치 96
그림 36. LMO와 근연 야생종간 교잡 방지를 위한 방초망 설치 97
그림 37. LMO 격리포장 보안체계 확립 98
그림 38. 야생동물 침입 방지 울타리 정비 98
그림 39. LMO 격리포장 안전관리 및 위해성평가 장비 구축 99
그림 40. 격리포장 초기 사진 100
그림 41. 격리포장 내 암석 및 잡석 제거 101
그림 42. 격리포장 내 잡초 관리 103
그림 43. 격리포장 내 LM 포플러 모본 생장 변화 105
그림 44. 국내 광산현황 106
그림 45. 토양기준 초과물질 검출 폐광산 현황 108
그림 46. 예비조사지 7곳 112
그림 47. 예비조사지 사진 115
그림 48. 청양 A광산 조사사이트 사진 117
그림 49. 공주 A광산 조사사이트 사진 118
그림 50. 청양 A광산 조사 대상 사이트 토양의 중금속 오염도 결과 119
그림 51. 공주 A광산 조사 대상 사이트 토양의 중금속 오염도 결과 120
그림 52. 중금속 오염지역 일대 현존식생도 121
그림 53. 공주 A광산과 청양 A광산 조사구 토양의 박테리아 종 다양성 162
그림 54. 공주 A광산과 청양 A광산 토양박테리아 군집의 Phylum (문) 수준 NMDS ordination 그래프 163
그림 55. 공주 A광산 토양의 Phylum (문) 수준 박테리아 군집 상대분포도 165
그림 56. 공주 A광산 토양의 Class (강) 수준 박테리아 군집 상대분포도 166
그림 57. 공주 A광산 토양의 Order (목) 수준 박테리아 군집 상대분포도 167
그림 58. 공주 A광산 토양의 Family (과) 수준 박테리아 군집 상대분포도 169
그림 59. 공주 A광산 토양의 Genus (속) 수준 박테리아 군집 상대분포도 170
그림 60. 공주 A광산 토양의 Species (종) 수준 박테리아 군집 상대분포도 172
그림 61. 청양 A광산 토양의 Phylum (문) 수준 박테리아 군집 상대분포도 173
그림 62. 청양 A광산 토양의 Class (강) 수준 박테리아 군집 상대분포도 175
그림 63. 청양 A광산 토양의 Order (목) 수준 박테리아 군집 상대분포도 176
그림 64. 청양 A광산 토양의 Family (과) 수준 박테리아 군집 상대분포도 177
그림 65. 청양 A광산 토양의 Genus (속) 수준 박테리아 군집 상대분포도 179
그림 66. 청양 A광산 토양의 Species (종) 수준 박테리아 군집 상대분포도 180
그림 67. 공주 A광산과 청양 A광산 조사구 토양 내 진균 군집 종 다양성 183
그림 68. 공주 A광산과 청양 A광산 토양 내 진균 군집의 Phylum (문) 수준 NMDS ordination 그래프 184
그림 69. 공주 A광산 토양의 Phylum (문) 수준 진균 군집 상대분포도 185
그림 70. 공주 A광산 토양의 Class (강) 수준 박테리아 군집 상대분포도 186
그림 71. 공주 A광산 토양의 Order (목) 수준 진균 군집 상대분포도 188
그림 72. 공주 A광산 토양의 Family (과) 수준 진균 군집 상대분포도 189
그림 73. 공주 A광산 토양의 Genus (속) 수준 진균 군집 상대분포도 190
그림 74. 공주 A광산 토양의 Species (종) 수준 진균 군집 상대분포도 192
그림 75. 청양 A광산 토양의 Phylum (문) 수준 진균 군집 상대분포도 193
그림 76. 청양 A광산 토양의 Class (강) 수준 진균 군집 상대분포도 194
그림 77. 청양 A광산 토양의 Order (목) 수준 진균 군집 상대분포도 196
그림 78. 청양 A광산 토양의 Family (과) 수준 진균 군집 상대분포도 197
그림 79. 청양 A광산 토양의 Genus (속) 수준 진균 군집 상대분포도 198
그림 80. 청양 A광산 토양의 Species (종) 수준 진균 군집 상대분포도 200
그림 81. 환경정화용 LMO 유용유전자 선별을 위한 대상 식물 후보종 202
그림 82. 공주 A광산 토양 내 조사구별 공통적으로 분포하는 박테리아 종 및 특이적으로 존재하는 박테리아 종 203
그림 83. 청양 A광산 토양 내 조사구별 공통적으로 분포하는 박테리아 종 및 특이적으로 존재하는 박테리아 종 205
그림 84. 공주 A광산 토양 내 조사구별 공통적으로 분포하는 진균 종 및 특이적으로 존재하는 진균 종 208
그림 85. 청양 A광산 토양 내 조사구별 공통적으로 분포하는 진균 종 및 특이적으로 존재하는 진균 종 209
그림 86. 포장 평균기온, 강수량, 상대습도 및 일조량 데이터 215
그림 87. 해바라기의 형질특성 결과. n=9, Means±SD 216
그림 88. 포플러의 형질특성 결과. n=9, Means±SD 216
그림 89. 해바라기와 포플러 야외포장 절지동물군집 NMDS 결과 217
그림 90. 해바라기와 포플러 근권토양의 박테리아 종 다양성 223
그림 91. LMO 격리포장 내 해바라기와 포플러 토양박테리아 군집 NMDS 결과 223
그림 92. 해바라기와 포플러 근권토양의 Phylum (문) 수준에서의 박테리아 군집 상대분포도 225
그림 93. 해바라기와 포플러 근권 토양의 Class (강) 수준 박테리아 군집 상대분포도 227
그림 94. 해바라기와 포플러 근권토양의 Order (목) 수준에서의 박테리아 군집 상대분포도 229
그림 95. 해바라기와 포플러 근권토양의 Family (과) 수준에서의 박테리아 군집 상대분포도 231
그림 96. 해바라기와 포플러 근권토양의 Genus (속) 수준에서의 박테리아 군집 상대분포도 233
그림 97. 해바라기와 포플러 근권 토양의 Species (종) 수준 박테리아 군집 상대분포도 235