[표지] 1
제출문 2
최종보고서 3
요약문 5
목차 8
1. 연구개발과제의 개요 17
가. 연구개발 목표 17
나. 연구개발의 개요 17
다. 연구개발의 목적, 필요성 18
(1) 연구개발 대상의 국내·외 현황 18
(2) 연구개발의 중요성(필요성) 22
(3) 선행연구 내용 및 결과 24
(4) 연구개발 대상 기술의 차별성 26
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 27
가. 연구개발 최종목표 27
나. 연구 개발 추진 전략 및 방법 27
다. 연구 개발 추진 체계 28
라. 연구 개발 추진 일정 28
마. 연구 개발 내용 31
(1) 사고 대비물질의 국내 담수생물 5종에 대한 생태독성 데이터베이스 구축[원문불량;p.60,62] 31
(2) 시험생물별 표준독성 시험법 개발 79
(3) 화학물질 노출방식별 생태독성평가 및 기법 확립 105
(4) 사고현장 모니터링 기법 개발 116
(5) 정수지역 마이크로코즘, 유수지역 메조코즘 시스템 개발 및 화학사고 영향평가 165
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 211
가. 연구수행 결과 211
(1) 정성적 연구개발성과 211
(2) 정량적 연구개발성과 212
(3) 세부 정량적 연구개발성과 215
(4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 221
(5) 실적 증빙자료 222
나. 목표 달성 수준 238
4. 목표 미달 시 원인분석(해당사항 없음) 239
5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 240
6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 241
참고 문헌 243
부록 244
[부록 1-1] 피라미(Zacco platypus)의 실험실 조건에서의 사육, 유지를 위한 관리법 지침서 244
[부록 1-2] 조각깔따구(Glyptotendipes tokunagai)의 실험실 조건에서의 사육, 유지를 위한 관리법 지침서 251
[부록 1-3] 왜몰개(Aphyocypris chinensis)의 실험실 조건에서의 사육, 유지를 위한 관리법 지침서 260
[부록 1-4] 왕우렁이(Pomacea canaliculata)의 실험실 조건에서의 사육, 유지를 위한 관리법 지침서 267
[부록 1-5] 풍년새우(Branchinella kugenumaensis)의 실험실 조건에서의 사육, 유지를 위한 관리법 지침서 274
[부록 2-1] 국내 서식종(피라미)의 사고대비물질 독성 데이터베이스 279
[부록 2-2] 국내 서식종(조각깔따구)의 사고대비물질 독성 데이터베이스 283
[부록 2-3] 국내 서식종(왜몰개)의 사고대비물질 독성 데이터베이스 298
[부록 2-4] 국내 서식종(왕우렁이)의 사고대비물질 독성 데이터베이스 302
[부록 2-5] 국내 서식종(풍년새우)의 사고대비물질 독성 데이터베이스 306
[부록 3-1] 화학사고대비물질에 대한 왜몰개의 급성독성평가 시험법 표준안(KS) 310
[부록 3-2] 화학사고대비물질에 대한 조각깔따구의 급성독성평가 시험법 표준안(KS) 322
[부록 3-3] 화학사고대비물질에 대한 피라미의 급성독성평가 시험법 표준안(KS) 334
[부록 3-4] 화학사고대비물질에 대한 왕우렁이의 급성독성평가 시험법 표준안(KS) 346
[부록 3-5] 화학사고대비물질에 대한 풍년새우의 급성독성평가 시험법 표준안(KS) 355
[부록 4-1] 화학물질 유출사고 생태독성 모니터링 지침서(물) 364
[부록 4-2] 화학물질 유출사고 생태독성 모니터링 지침서(퇴적물) 381
[부록 5-1] 하천모의생태계 시스템을 활용한 수서생물에 대한 화학사고 및 화학사고대비물질의 노출평가 시험법 매뉴얼 392
[부록 5-2] 정수식 모의생태계 시스템을 활용한 수서생물에 대한 화학사고 및 화학사고대비물질의 노출평가 시험법 매뉴얼 436
[뒷표지] 466
표 1. 조각깔따구 배양수 수질 기준 41
표 2. 왕우렁이의 사육 조건 47
표 3. 풍년새우의 내구란 부화 조건 53
표 4. 풍년새우의 사육 조건 56
표 5. 피라미(Zacco platypus) 급성독성시험 조건 60
표 6. 조각깔따구(Glyptotendips tokunagai) 급성독성시험 조건 62
표 7. 왜몰개(Aphyocypris chinensis) 급성독성시험 조건 63
표 8. 왕우렁이(Pomacea canaliculate) 급성독성시험 조건 64
표 9. 풍년새우(Branchinella kugenumaensis) 급성독성 시험조건 65
표 10. 시험물질별 피라미 급성독성시험의 노출 조건 66
표 11. 사고대비물질에 대한 피라미의 급성 독성값 67
표 12. 시험물질별 조각깔따구 급성독성시험의 노출 조건 69
표 13. 사고대비물질에 대한 조각깔따구의 급성 독성값 70
표 14. 시험물질별 왜몰개 급성독성시험의 노출 조건 72
표 15. 사고대비물질에 대한 왜몰개의 급성 독성값 73
표 16. 사고대비물질에 대한 왕우렁이의 급성 독성값 75
표 17. 사고대비물질에 대한 풍년새우의 급성 독성값 77
표 18. 왕우렁이 난괴의 부화 및 사육 조건 89
표 19. 왕우렁이 노출시험 조건 90
표 20. 풍년새우 내구란의 부화 및 사육 조건 92
표 21. 풍년새우 노출시험 조건 93
표 22. 표준시험물질 정보 97
표 23. 왜몰개 급성독성 시험의 독성값(LC₅₀) 101
표 24. 왜몰개 급성독성 시험의 Z-score 101
표 25. 조각깔따구 급성독성 시험의 독성값(EC₅₀) 101
표 26. 조각깔따구 급성독성 시험의 Z-score 101
표 27. 피라미 급성독성 시험의 독성값(LC₅₀) 102
표 28. 피라미 급성독성 시험의 Z-score 102
표 29. 왕우렁이 급성독성 시험의 독성값(LC₅₀) 102
표 30. 왕우렁이 급성독성 시험의 Z-score 102
표 31. 풍년새우 급성독성 시험의 독성값(LC₅₀) 103
표 32. 풍년새우 급성독성 시험의 Z-score 103
표 33. 생태독성 시험생물(Hyalella azteca) 시험조건 105
표 34. 1차년도 화학사고 대비물질에 대한 Hyalella azteca 급성 독성값 106
표 35. 2차년도 화학사고 대비물질에 대한 Hyalella azteca 급성 독성값 108
표 36. 3차년도 화학사고 대비물질에 대한 Hyalella azteca 급성 독성값 111
표 37. 누출사고시 방제약품 분류 114
표 38. 중탄산나트륨에 대한 독성자료 114
표 39. 생태독성 평가 수행의 판단 방법 116
표 40. 시료 채취 및 보관등의 방법 117
표 41. 시험물질그룹 I 물질의 보관기간 별 풍년새우의 생존율 통계처리 결과 119
표 42. 대조지역(금호강 1-3) 하천 생물측정망 어류 출현종 정보 127
표 43. 대조지역(금호강 1-3) 하천 생물측정망 저서성 대형무척추동물 출현종 정보 128
표 44. 대조지역(금호강 1-3) 하천 생물측정망 부착돌말류 출현종 정보 129
표 45. 청주 산업단지 상류(미호천 4) 하천 생물측정망 어류 출현종 정보 131
표 46. 청주 산업단지 상류(미호천 4) 하천 생물측정망 저서성 대형무척추동물 출현종 정보 132
표 47. 청주 산업단지 상류(미호천 4) 하천 생물측정망 부착 돌말류 출현종 정보 133
표 48. 청주 산업단지 하류(미호천 8) 하천 생물측정망 어류 출현종 정보 136
표 49. 청주 산업단지 하류(미호천 8) 하천 생물측정망 저서성 대형무척추동물 출현종 정보 137
표 50. 청주 산업단지 하류(미호천 8) 하천 생물측정망 부착 돌말류 출현종 정보 138
표 51. 전주 산업단지 상류(전주천 4) 하천 생물측정망 어류 출현종 정보 141
표 52. 전주 산업단지 상류(전주천 4) 하천 생물측정망 저서성 대형무척추동물 출현종 정보 142
표 53. 전주 산업단지 상류(전주천 4) 하천 생물측정망 부착 돌말류 출현종 정보 143
표 54. 전주 산업단지 하류(전주천 7) 하천 생물측정망 어류 출현종 정보 145
표 55. 전주 산업단지 하류(전주천 7) 하천 생물측정망 저서성 대형무척추동물 출현종 정보 146
표 56. 전주 산업단지 하류(전주천 7) 하천 생물측정망 부착돌말류 출현종 정보 147
표 57. 구미 국가 산업단지(한천-4) 하천 생물측정망 어류 출현종 정보 148
표 58. 구미 국가 산업단지(한천-4) 하천 생물측정망 저서성 대형무척추동물 출현종 정보 149
표 59. 구미 국가 산업단지(한천-4) 하천 생물측정망 부착 돌말류 출현종 정보 151
표 60. 현장 모니터링 지점 위치정보 154
표 61. 현장 모니터링 지점별 어류상 155
표 62. 현장 모니터링 조사 지점의 피라미 개체군의 전장-체중 상관도 및 비만도 지수 158
표 63. 현장 조사지점에서 채집된 피라미 생식소중량지수(GSI)와 간중량지수(LSI)(2019년 5월) 160
표 64. 하천모의생태계 시스템 섹션별 대상 생물 176
표 65. 하천모의생태계 시스템 섹션별 하상 기질 176
표 66. 시험생물별 관찰 항목 및 샘플 분석 시기 180
표 67. 시험생물별 유효성 기준 180
표 68. 정수식 모의생태계 시험조건 182
표 69. 모의생태계 노출평가 대상 사고대비물질 6종 183
표 70. 대안의 시나리오에서 대상물질(6종)의 끝점농도 산정기준 185
표 71. 대상물질(6종)의 급성독성시험 결과 185
표 72. 대상물질(6종)의 노출농도 결정값 185
표 73. 시험생물별 관찰 및 분석항목 186
표 74. 에틸렌디아민 노출 후 30일차 피라미의 전장, 체중, condition factor 188
표 75. 에틸렌디아민 노출 후 30일차 왜몰개의 전장, 체중, condition factor 188
표 76. 벤젠 노출 후 30일차 피라미와 왜몰개의 생존율, condition factor 189
표 77. 알릴클로라이드 노출 후 30일차 피라미, 왜몰개의 생존율, condition factor 191
표 78. 염화벤질 노출 후 30일차 피라미, 왜몰개의 생존율, condition factor 193
표 79. 페놀 노출 후 30일차 피라미, 왜몰개의 생존율, condition factor 195
표 80. 차아염소산나트륨 노출 후 30일차 피라미, 왜몰개의 생존율, condition factor 197
표 81. 사고대비물질 6종의 노출평가 무영향관찰농도(NOEC) 198
표 82. 화학사고 대비물질 6항목에 대한 물벼룩의 급성 독성값 199
표 83. 벤젠 노출시험 독성값 208
표 84. 에틸렌디아민 노출시험 독성값 208
표 85. 벤질클로라이드 노출시험 독성값 208
표 86. 알릴클로라이드 노출시험 독성값 208
표 87. 페놀 노출시험 독성값 208
표 88. 차아염소산나트륨 노출시험 독성값 208
그림 1. 피라미(좌)와 왜몰개(우)의 외형 33
그림 2. 조각깔따구의 외형: 수컷(좌), 암컷(우) 34
그림 3. 왕우렁이의 성체(a)와 부화 1일째 치패(b) 34
그림 4. 풍년새우의 외형(좌), 암컷 성체(a) 및 수컷 성체(b) 35
그림 5. 피라미(좌)와 왜몰개(우) 사육수조 36
그림 6. 어류 사육수조에 설치된 필터여과기 38
그림 7. 순환여과 장치 38
그림 8. 알테미아 부화조 설치 모습, 수집된 알테미아 39
그림 9. 고형사료(Top meal) 39
그림 10. 조각깔따구의 알집 40
그림 11. 테트라민 성상(중)과 고운 입자 형태(우) 41
그림 12. 테트라민 용액 제조 과정 42
그림 13. 흡충기(좌)과 mosquito breeder(우) 42
그림 14. 깔따구 사육용기(square dish) 43
그림 15. petri dish 내 조각깔따구 유충의 모습 43
그림 16. 깔따구 1령(좌)과 3령(우) 유충 44
그림 17. 왕우렁이의 온도별 부화시간 변화 45
그림 18. 온도에 따른 왕우렁이의 무게성장 변화 45
그림 19. 온도에 따른 왕우렁이의 치패 사망률 46
그림 20. 온도에 따른 왕우렁이의 치패 장기사망률 46
그림 21. 먹이 공급 없는 상태에서의 왕우렁이 치패 사망률 47
그림 22. 왕우렁이 난괴(좌)와 사육시설(우) 49
그림 23. 배양수조에서 채취한 난괴 49
그림 24. 왕우렁이 치패의 심장 위치 50
그림 25. 온도에 따른 풍년새우의 부화율 51
그림 26. 경도에 따른 풍년새우 부화율 변화 52
그림 27. pH에 따른 풍년새우의 부화율 52
그림 28. 광주기에 따른 풍년새우의 부화율 53
그림 29. 온도에 따른 풍년새우의 생존율 53
그림 30. 경도에 따른 풍년새우 부화율 변화 54
그림 31. pH에 따른 풍년새우의 생존율 55
그림 32. 광주기에 따른 풍년새우의 생존율 변화 55
그림 33. 주기에 따른 풍년새우의 생존율 변화 56
그림 34. 사고대비물질의 그룹별 목록 59
그림 35. 피라미 급성독성시험 독성 데이터베이스의 일부 캡쳐본 68
그림 36. 조각깔따구 급성유영저해시험 독성 데이터베이스 캡쳐본 71
그림 37. 왜몰개 급성독성시험 독성 데이터베이스 캡쳐본 74
그림 38. 왕우렁이에 대한 급성 독성시험 자료 캡처본 76
그림 39. 풍년새우에 대한 급성 독성시험 자료 캡처본 78
그림 40. 왜몰개 급성독성 시험법 표준안 95
그림 41. 조각깔따구 급성독성 시험법 표준안 95
그림 42. 피라미 급성독성 시험법 표준안 96
그림 43. 왕우렁이 급성독성 시험법 표준안 96
그림 44. 풍년새우 급성독성 시험법 표준안 97
그림 45. 왜몰개 급성독성시험법 표준안 검증시험 보고서 98
그림 46. 조각깔따구 급성독성시험법 표준안 검증시험 보고서 98
그림 47. 피라미 급성독성시험법 표준안 검증시험 보고서 99
그림 48. 왕우렁이 급성독성시험법 표준안 검증시험 보고서 99
그림 49. 풍년새우 급성독성시험법 표준안 검증시험 보고서 100
그림 50. 왜몰개, 조각깔따구, 피라미 급성독성시험법 표준안 신청 공문 103
그림 51. 왕우렁이, 풍년새우 급성독성시험법 표준안 신청 공문 104
그림 52. 생태독성 평가 시험종(Hyalella azteca) 105
그림 53. Continuous exposure 독성시험 결과(1차년도) 106
그림 54. 지연독성이 확인된 물질의 독성시험 결과(1차년도) 107
그림 55. 지연독성이 확인되지 않은 물질의 독성시험 결과(1차년도) 107
그림 56. Continuous exposure 독성시험 결과(2차년도) 108
그림 57. 지연독성 확인된 물질의 독성시험 결과(2차년도) 109
그림 58. 지연독성 확인되지 않은 물질의 독성시험 결과(2차년도) 109
그림 59. Continuous exposure 독성시험 결과(3차년도) 110
그림 60. 지연독성이 확인된 물질의 독성시험 결과(3차년도) 111
그림 61. 지연독성이 확인되지 않은 물질에 독성시험 결과(3차년도) 112
그림 62. Benzene에 대한 UV 독성시험 결과 113
그림 63. Ethylenediamine에 대한 UV 독성시험 결과 113
그림 64. 방제수에 대한 독성시험 결과 115
그림 65. 시험물질그룹 I 물질의 보관기간 별 풍년새우의 생존율 118
그림 66. 산업단지 지역(상류,중류,하류)에 대한 물, 퇴적물 현장 모니터링 지점 121
그림 67. 대조지역 물, 퇴적물 독성평가 결과 122
그림 68. 청주 산업단지 물, 퇴적물 독성평가 결과 123
그림 69. 전주 산업단지 물, 퇴적물 독성평가 결과 124
그림 70. 구미 산업단지 물, 퇴적물 독성평가 결과 125
그림 71. 현장 모니터링 조사 지역 - 영천 대조(좌상), 청주(우상), 전주(좌하), 구미(우하) 153
그림 72. 현장 모니터링 지역에서 채집된 피라미의 전장빈도 분포 156
그림 73. 현장 모니터링 조사 지점에서 채집된 피라미 개체군의 전장-체중 상관도 157
그림 74. 현장 조사지점의 피라미 EROD, AChE 활성도(좌: 2019년 5월, 우: 2020년 5월) 158
그림 75. 현장 조사지점의 피라미 생식소중량지수(GSI)와 간중량지수(LSI)(2020년 5월). 160
그림 76. 피라미 암컷 생식소의 발달 단계(2019년 5월), A: 성숙기, B: 산란기, C: 휴지기,D:... 161
그림 77. 피라미 수컷 생식소의 발달 단계(2019년 5월), A: 성장기, B: 성숙기, SC:... 162
그림 78. 현장 조사지점에서 채집된 피라미의 성 호르몬 변화(좌: 2019년 5월, 우: 2020년 5월) 162
그림 79. 피라미 대상으로 생물학적 조직수준에서의 독성지표 분석 개념도 164
그림 80. 전 세계 메조코즘 시설 현황 165
그림 81. 포항공대 메조코즘 시설(좌)과 전남대 메조코즘 시설(우) 165
그림 82. 독일 UBA 야외(좌), 실내(우) 메조코즘 시설 166
그림 83. 미국 ORNL의 Indoor stream mesocosm 시스템 167
그림 84. 미국 EPA의 experimental stream facility 167
그림 85. Landau 하천모의생태계 시스템 168
그림 86. 하천 메조코즘 시스템 1차 설계도면 169
그림 87. 1차 도면을 이용하여 제작된 시스템 170
그림 88. 개선된 하천 메조코즘 시스템 2차 설계도면 170
그림 89. 2차 도면을 이용하여 제작된 하천 메조코즘 시스템 171
그림 90. 하천모의생태계 시스템 전경 171
그림 91. Head tank 측면도 172
그림 92. Tile(riffle) section 측면도 173
그림 93. Gravel(riffle) section 측면도 173
그림 94. Pool section 측면도 174
그림 95. Sediment(run) section 측면도 174
그림 96. Tail tank 측면도 175
그림 97. 시험용액 조제용 시험물질 혼합장치 175
그림 98. 환경산업연구단지 및 모의생태계 시설 도면 181
그림 99. 모의생태계 안정화 및 노출시험 구축방법 181
그림 100. 모의생태계 현장 및 생물순치 사진 182
그림 101. 하천모의생태계 시스템 전경 183
그림 102. 하천모의생태계 시스템 구성 및 시험생물종 184
그림 103. 에틸렌디아민 노출에 따른 부착조류의 cell number 변화. total(좌상), M. varians(우상), M. viridis(좌하), Volvox sp.(우하). 187
그림 104. 에틸렌디아민 노출에 따른 모이나물벼룩 생존율(좌)과 일간 자손수(우) 187
그림 105. 에틸렌디아민 노출 후 조각깔따구 유충 수(좌)와 실지렁이 습중량(우) 188
그림 106. 벤젠 노출 후 부착조류의 chl-a 변화 189
그림 107. 벤젠 노출에 따른 모이나물벼룩 생존율(좌)과 어미당 누적 자손수(우) 189
그림 108. 벤젠 노출 후 조각깔따구 유충수(상), 실지렁이 개체수(좌하), 건중량(우하) 190
그림 109. 부착조류의 quantum yield 변화 191
그림 110. 모이나물벼룩 생존개체수 191
그림 111. 알릴클로라이드 노출 후 조각깔따구 유충수 191
그림 112. 알릴클로라이드 노출 후 실지렁이 개체수(좌)와 건중량(우) 192
그림 113. 부착조류의 quantum yield 변화 192
그림 114. 모이나물벼룩 생존개체수 192
그림 115. 모이나물벼룩 생존 어미당 누적자손수 193
그림 116. 염화벤질 노출 후 조각깔따구 유충수 193
그림 117. 염화벤질 노출 후 실지렁이 개체수(좌)와 건중량(우) 194
그림 118. 부착조류의 quantum yield 변화 194
그림 119. 모이나물벼룩 생존개체수 194
그림 120. 모이나물벼룩 생존 어미당 누적자손수 195
그림 121. 페놀 노출 후 조각깔따구 유충수 195
그림 122. 페놀 노출 후 실지렁이 개체수(좌)와 건중량(우) 196
그림 123. 부착조류의 quantum yield 변화 196
그림 124. 모이나물벼룩 생존율 196
그림 125. 모이나물벼룩 생존 어미당 누적자손수 197
그림 126. 차아염소산나트륨 노출 후 조각깔따구 유충수(좌)와 우화 개체수(우) 197
그림 127. 차아염소산나트륨 노출 후 실지렁이 개체수(좌), 건중량(우) 198
그림 128. 화학사고대비물질 6종에 대한 농도분석 결과 200
그림 129. 벤젠의 국내 서식 및 표준 독성 시험종이 이용된 독성시험 결과 200
그림 130. 에틸렌디아민의 국내 서식 및 표준 독성 시험종이 이용된 독성시험 결과 201
그림 131. 벤질클로라이드의 국내 서식 및 표준 독성 시험종이 이용된 독성시험 결과 202
그림 132. 알릴클로라이드의 국내 서식 및 표준 독성 시험종이 이용된 독성시험 결과 202
그림 133. 페놀의 국내 서식 및 표준 독성 시험종이 이용된 독성시험 결과 203
그림 134. 차아염소산나트륨의 국내 서식 및 표준 독성 시험종이 이용된 독성시험 결과 204
그림 135. 화학사고대비물질 6종에 대한 pH 측정결과 204
그림 136. 화학사고대비물질 6종에 대한 수온 측정결과 205
그림 137. 화학사고대비물질 6종에 대한 Chl-a 측정결과 206
그림 138. 화학사고대비물질 6종에 대한 DO 측정결과 207
그림 139. 하천모의생태계 시스템(상) 및 정수식 모의생태계 시스템(하)을 활용한 노출평가 시험법 매뉴얼 209
그림 140. 모의생태계 노출평가 지침서의 출판 정보 210