생태독성평가 방법 생물검정법(bioassay)이 보편적
생태독성평가 방법 가운데 생물검정법(bioassay)이 가장 보편적으로 이용되고 있다. 이 방법은 생물을 유해물질에 노출시켜 사망, 성장, 부화, 수정 등의 생물학적 반응요소를 측정하여 그 독성을 평가하는 방법이다. 예로서 유해물질을 수용액 상태로 하여 생물에 노출할 경우 생물이 사망하거나 성장이 대조구(유해물질을 첨가하지 않은 실험구)와 비교하여 큰 차이를 보일 경우 그 물질이 유해하다고 판정하는 것이다.
이와 같은 방법은 기존의 화학적 분석에 의한 개별 물질의 농도 측정에 의한 독성 평가보다는 좀더 합리적이고 기능적인 측면을 고려했다는 점에서 좀더 현실적인 독성 평가 방법이다. 이 방법에 따라 반수치사농도 (LC50) 또는 반수영향농도 (EC50) 등을 산정하고, 이 수치의 비교에 따라 환경의 상대적 품질 및 화합물질의 독성을 비교ㆍ평가하는 것이다.

구멍갈파래, 독성평가 위한 표준시험생물로 유용
생물검정에 이용되는 생물은 종의 유용성, 독성물질에 대한 민감도 및 반응의 일관성, 환경요인에 대한 내성 및 생태적 중요성 등을 고려하여 선정하며, 현재 미국 및 유럽 등에서 주로 이용하는 생물은 윤충류, 지각류, 어류, 저서성 단각류 및 발광 미생물 등이다(그림 1). 그러나 이 방법 역시 검정에 이용된 일부 특정 생물에 대한 환경 평가로서 단편적 평가가 될 수 있으며, 지구상의 모든 생물이 생태독성평가에 이용될 수 있다.
이 가운데 해조류는 해양생태계의 1차생산자로서 주요 에너지 공급원이며, 또한 식품으로 이용되고 있는 유용한 생물이다. 특히 우리나라 연안의 조간대에 주로 분포하는 구멍갈파래 (Ulva pertusa Kjellman)는 서식환경이 다양하고 채집이 용이하여 독성평가를 위한 표준시험생물로서 매우 유용하다.
겨울에서 늦봄까지 성장하며, 여름에 쇠퇴하여 저조선 아래에 주로 남게 되고 연중 생육한다. 우리나라 전 연안에 분포하며, 퇴비나 사료로 이용되고, 어린 것은 식용으로 이용된다. 구멍갈파래는 엽상의 배우체와 포자체가 동형세대교번을 하는 녹조류이다. 배우체와 포자체의 엽상부 가장자리에서는 특정한 환경신호에 의해서 생식이 유도되고, 편모를 지니고 운동성을 나타내는 배우자와 포자 (zoospore)가 방출된다. 배우자는 두 개의 편모를 가지고 있으며 암수의 접합에 의하여 접합자를 이룬 후 정착하여 발아되는 반면 포자는 네 개의 편모를 가지고 있고 배우자에 비하여 일반적으로 크다(그림 2).
해조류는 생태독성 실험에 아주 다양하게 이용되고 있다. 특히 생활사가 복잡하여 동물적 요소와 식물적 요소를 동시에 가지므로써 생태독성실험생물로서 매우 유용하다. 엽체에서 방출되는 유주자(zoospore)는 동물플랑크톤처럼 운동력을 가지는 일시성 플랑크톤 (meroplankton)으로 일정기간동안 부유생활을 하다가 기질에 부착하여 엽체로 성장하게 된다. 이 과정에서 유주자의 부착율, 발아율 및 생장율 등이 생태독성실험의 인자 (parameter)로 이용된다. 즉 실험대상 물질의 독성이 강할 경우에는 유주자의 부착율, 발아율 및 생장율 등이 대조구 (독성물질이 포함되지 않은 비교 실험구)에 비하여 현저히 저하되는 원리를 이용한 것이다.

독특하고 매우 간편한 시험방법 개발 큰 의미
파래를 이용해서 바다로 유입되는 유해물질의 독성을 손쉽게 알 수 있는 기술이 세계최초로 개발되어 비상한 관심을 불러일으키고 있다.
“국립수산과학연구원 서해수산연구소(소장 이종윤)가 해양으로 유입되는 각종 유해물질이 생물에 미치는 영향을 규명하기 위해 ‘해양생태독성평가 시스템 구축’을 위한 연구를 수행하고 있는 가운데, 해양생태독성연구팀이 우리나라 연안에서 쉽게 발견되는 구멍갈파래의 잎을 이용, 유해물질이 해조류에 미치는 영향을 파악할 수 있는 독성시험방법을 인천대학교 인천지역환경기술개발센터(한태준 교수)와 공동으로 개발하게 되었다”고 박경수 박사는 밝힌다.
일반적으로 해조류는 흔히 ‘잎’이라 불리는 엽체에서 생식세포가 형성된 후 수중으로 방출되어 일정기간 동안 플랑크톤으로 생활하다가 적당한 기질에 부착하여 다시 엽체로 성장한다. 이 과정에서 해수의 독성 정도가 생식세포의 형성과 방출되는 비율(생식율)에 반비례한다는 원리를 이용하여 독특하면서도 매우 간편한 시험방법을 개발하였다는 것이 매우 큰 의미로 해석될 수 있다고 밝힌다.
실험방법의 원리는 파래 잎 가운데 건강한 부분을 골라 작은 동전 모양으로 오려낸 후, 이를 독성물질로 의심되는 액체에 담가둔다. 이후 일정시간이 경과하게 되면 동전모양의 잎에서 나타나는 생식세포의 형성정도에 따라 잎의 색깔이 변하게 된다. 이때 만약 유해물질의 독성이 약할 경우에는 생식세포 형성이 활발하여 엽체의 변색부분이 많아지고 그 면적의 비율에 따라 유해물질의 독성을 상대적으로 평가할 수 있다는 것이다. 엽체의 색깔변화를 쉽게 구분하기 위해서 색상환을 이용하며, 육안으로 변색된 부분의 면적을 환산하여 그 면적의 비율에 따라 독성을 평가하는 방법이 사용되고 있다고 언급한다.

발광박테리아, 윤충류 평가방법보다 2배 이상 민감
이 방법은 미국이나 유럽에서 개발되어 상용화되고 있는 발광박테리아나 윤충류 등을 이용한 평가방법보다 약 2배 이상 민감한 방법으로 소량의 독성물질만 있어도 민감하게 반응하는 경향을 보이는 것이 특징이라고 말한다. 이 평가방법을 통해 기준치 이내로 배출되는 방류수에서도 독성함유 사실을 정확하게 집어 냈으며, 선박용 유해페인트인 TBT는 물론 포름알데하이드 등 10가지의 유해물질도 밝혀냈다.
따라서 현재 진행 중인 파래 잎을 이용한 독성진단키트가 개발되어 상용화될 경우, 전문적인 지식이 없어도 누구나 적은 비용으로 유해물질에 대한 복합 독성을 정확하고 신속하게 평가할 수 있는 매우 독창적이고, 간편한 독성평가법으로서 수질관리에 획기적인 진전을 이룰 것으로 기대하는 바 크다. 또한 국제적인 공인을 받을 수 있을 것으로도 한 박사는 보고 있다.

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