소변에서 2-에톡시 아세트산(EAA)의 존재는 2-에톡시 에탄올이나 2-에톡시에틸 아세테이트의 노출이 있었다는 특정 지표가 된다. 2-에톡시 아세트산은 2-에톡시 에탄올 또는 2-에톡시에틸 아세테이트에 노출되지 않은 사람의 생물학적 시료에서는 존재하지 않는다. 생물학적 노출지표(Biologial Exposure Index, BEI)는 주중 마지막 교대가 끝날 때 채취한 소변의 2-에톡시 아세트산 측정으로 권고하고 있다. 측정치는 주중 누적 노출의 지표이다. 작업환경 노출의 주요 흡수 경로인 피부 흡수는 2-에톡시 아세트산의 소변 농도를 크게 증가시킨다.
Lake Ontario에서 수년간 측정된 실제 생물학적 지표 자료의 각 변수에 대하여 관찰시점의 불규칙성과 의존성을 고려한 탐색적 분석모형의 수립과정에 대하여 연구하였다. 이 상점을 제거한 후 trend와 seasonal component를 수정 한 선형 모형으로부터 잔차를 계산하고 이로부터 variogram과 correlogram을 그려보았다.
환경오염의 조기 경보 시스템으로 생체지표를 이용한 생태독성 모니터링이 최근 널리 연구되고 있다. 환경내의 생물종에서 측정한 생체지표를 이용한 환경 모니터링은 생태계 수준의 영향에 대한 예측 정보를 제공해 줄 수도 있다. 이를 위해서는 생체지표와 개체군 수준에서의 반응과의 인과관계가 밝혀져야 한다. 오염물질에 대한 생체의 반응은 분자, 세포, 생화학, 생리적, 개체, 개체군, 군집 수준에서 나타나게 되며, 이러한 각 단계별 반응은 반응 시간의 규모와 독성학적, 생태적 관련성에 따라 구분 지어 볼 수 있다. 각 개별 수준에서의 반응을 종합하면 오염물질에 노출된 생체의 전제적인 영향을 이해할 수 있으며, 이러한 이해를 바탕으로 개체군에서 나타나는 영향에 대한 인과관계를 추론할 수 있다. 생체지표와 개체군 수준의 반응과의 인과관계 정립은 효율적인 환경오염 예방기능 수행에 필수적인 과정이며, 다단계 생체 지표는 각 단계별 반응의 인과관계를 밝히기 위해 가장 적절한 접근 방법이다. 수서 무척추 생물인 Chironomus의 유충은 이러한 다단계 바이오마커 연구에 매우 적절한 생물학적 모델이다. 이 논문의 첫 번째 부분은 생체지표를 이용한 환경 모니터링을, 두 번째 부분은 Chironomus의 유충에서 생체지표의 적용에 대해서 다룬다.
본 연구는 생식주기중 폐쇄여포액내에서 생물학적, 면역학적 특성을 나타내는 GTH 의 변화를 조사하고 steroid hormone과의 상관관계를 조사하며 국부조절인자로서 의 GTH의 역 활을 조사하고자 하였다. 가임기간중 215개의 여포와 IVF과정에서 185개의 여포를 얻어 여포액내 GTH의 생물학적 또는 면역학적 활성을 측정하였다. Bioactive LH(bLH)는 생쥐의 Leydig cell-testosterone production assay, bFSH는 흰쥐의 Sertoli cell aromatase assay로 측정 하였 다. Immunological GTH(iLH , iFSH) 는 MaiaClone RIA , Delfia kits를 사용하였다. 여포액내 iLH, iFSH , ihCG 는 hyperstimulation에 의해 형성된 여포의 크기와는 무관하였다. 또 hMG, huFSH 의 처리와도 상관성이 없었다. T의 농도가 높은 여포액내의 iFSH는 현저히 낮았으며 E, P 가 고농도인 여포의 ihCG 양은 현저히 낮았다. 과배란이 유도된 난소의 여포액내 iLH는 LH specific RIA로 측정시 3mIU/ml 이하이었다. 생식주기중 여포액내 bLH, bFSH는 배란기에 현저히 증가 하였다. 혈청내 GTH B/I ratio는 엘정한 반면 여포액내 LH,FSH의 생물학적, 면역학적 활성은 미수정란을 가지거나 폐쇄된 여포내의 활성보다 현저하게 높았다. 위의 결과로 보아 여포액내 생식소자극호르온은 면역학적활성보다 높은 생물학적 활성을 가지며, 생리적 현상의 지표가 된다고 추론된다. 또한 steroid, bGTH는 여포의 선택, 폐쇄를 구분하는 지표로 사용가능하며, 여포가 폐쇄될때 여포액내 B/I ratio가 현저히 낮아지는 것으로 보아 GTH의 활성이 감소되는 것으로 판단된다.
자연 하천과 연계된 지하수 종속 생태환경은 지하수와 지표수의 화학적, 수리적 구배차이에 의해 혼합이 활발히 일어나는 지역이다. 지표수와 지하수 사이의 상호작용은 지하수 종속 생태 환경에서의 생지화학 과정에 중요한 역할뿐만 아니라 이 지역을 수리생태학적 열점으로 만든다. 이 연구의 목적은 질산성 질소로 오염된 자연하천과 연계된 지하수 종속 생태환경의 특성을 수리지질학적, 화학적, 생물학적 방법을 이용하여 특성을 평가하는 것이다. 지하수 종속 생태환경에서 일어나는 지표수와 지하수 사이의 수직교환률은 현장에 다양한 깊이로 설치한 소형관정에서 측정한 수두구배를 근거하여 계산하였다. 본 연구에서는 생물학적 자연저감 퍼텐셜을 조사하기 위해 연쇄중합반응 및 클로닝 방법이 수행되었다. 연구 결과, 지하수 종속 생태환경의 혼합수 유동률은 다소 미생물의 활동, 그리고 질산성 질소의 농도에 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 또한 지표수-지하수 혼합구간의 토양에서 분리된 탈질미생물은 특정조건하에서 지하수 종속 생태환경에서의 생분해능력을 고무할 수 있다.
중질유로 오염된 토양의 생물학적 정화에 있어 amendment의 처리효과를 보고자 포장에서 pilot 규모로 105일간 실험을 수행하였다. 실험기간 중 주기적으로 토양시료를 채취하여 유류성분과 생물학적 활성과 관련된 분석을 수행하였는데 퇴비의 처리구들에서 쌀겨+무기양분처리구에 비하여 유류성분의 분해활성이 현저하게 증가함을 확인할 수 있었다. 105일 경과 후 amendment 처리구들에서는 초기농도 $6,205{\pm}173mgkg^{-1}$의 $33{\sim}45%$가 소실된 반면 무처리구에서는 8%만이 분해된 것으로 나타났다. 퇴비처리구들에서 무처리구 및 쌀겨처리구에 비해서 높은 중질유 분해활성을 관찰할 수 있었는데 실험기간 중 모니터링한 생물학적 지표들 중 soil respiration, dehydrogenase, lipase, urease 등의 효소활성이 쌀겨처리구에 비해 현저하게 높은 활성이 관찰되었고 이들 미생물학적 지표들과 중질유의 분해정도 사이에는 높은 상관관계가 존재하였다(p < 0.01).
본 연구에서는 내분비계 장애물질의 영향 및 생태계 건강성의 스크리닝 평가를 위해 미꾸리를 지표종으로 선정하여 대조지점(RA)과 농업지점(AS)에서 biomarker 4가지 항목과 bioindicator 4가지 항목을 포함하여 총 8가지 항목의 생물지표를 분석하였다. 생태계 건강성 평가를 위한 생물지표의 분석 결과 독성 화학물질의 영향을 나타내는 ethoxyresorufin-O-deethylase(EROD), acetylcholinesterase(AChE) 및 DNA damage 등의 생화학적 생물지표는 대조지점(RA)에 비해 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 반면, 내분비계 장애물질의 영향을 반영하는 vitellogenin(VTG)는 농업지점(AS)에서 유의한 차이를 보이지 않았고, 개체수준의 생물지표(condition factor (CF), hepato-somatic index (HSI), gonado-somatic index (GSI)) 또한 유의한 차이를 보이지 않았다. 따라서 농업지점(AS)의 생태계 건강성은 내분비계 장애물질에 의한 영향은 미비한 것으로 판단되었으나, 농약, 중금속 등과 같은 독성을 보이는 화학물질이나 농업 지역의 특수성에 따른 서식지 환경 조건에 의해 일부 영향을 받은 것으로 사료되었다. 본 연구는 생화학적 생물지표와 개체수준의 생물지표를 이용한 스크리닝 평가로서 농업지역에 대한 종합적인 생태계 건강성 평가를 위해서는 생물지표 적용 항목을 확대하고, 개체군이나 군집 수준의 분석이 추가적으로 적용 되어야 하며 수생태계 내의 추정 오염물질에 대한 분석이 필요할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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