현재 과학자와 의사결정자간에는 생태독성학에 대한 관점에 차이가 있을 수 있지만 응용생태독성학연구의 주요과제가 개체군과 생태계에 미치는 화합물의 잠재적인 유해효과에 대한 정보를 제공하는 것이라는 데는 모두 동의하는 경향이 있다. 그러나 대부분인 전통적 독성연구들은 이 같은 문제를 다루지 않은 상태에서 생태독성생물검정법에 관한 토대가 세워졌으며 가급적 간단한 방법으로 상이한 화합물의 상대 독성이 비교되고 있다.

가장 일반적인 방법은 반수치사농도(LC50)나 반수치사시간(LT50)과 같은 급성효과를 측정하는 단기간의 생물검정이다. 독성연구에서는 이 측정값들이 의미있지만 생태독성연구에서는 그 이용에 제한이 따른다. 따라서 개체군수준에서 위험도 평가의 필요성을 만족시키기 위하여 전형적인 독성검정법이 변형되고 있다. 현재는 급성효과를 측정하는 것 외에 번식력, 체성장률등에 미치는 아치사효과에 무게가 실리고 있다. 그러나 이렇게 변형된 생물검정법들이 생태독성학에 실제로 얼마나 적합할지가 의문시되고 있다.

지난 1994년 L on과 van Gestel은 상이한 그룹의 생물에 대하여 44가지 시험을 수행했다. 이 시험들 가운데 미생물에 대해서는 10가지 시험(호흡, 질소이동등), 식물에 대해서는 6가지 시험(뿌리신장, 유묘시험), 무척추동물에 대해서는 25가지 시험(광범한 토양절지동물을 포함하여), 척추동물에 대해서는 3가지 시험(조류 및 설치류)이 있다. 시험기간은 매우 달라서 미생물에 대한 생물검정은 1~120일 동안, 식물에 대해서는 5~49일 동안, 무척추동물에 대해서는 2~63일 동안, 척추동물에 대해서는 8~154일 동안 지속됐다. 이 시간간격을 통해 한가지 분명히 알 수 있는 것은 미생물에 대한 시험을 제외하고 다른 모든 시험들은 시험생물의 생활환에 비해 상대적으로 짧다는 것이다.

시험을 짧고 간단히 해야 하는 데는 적어도 3가지 이유가 있다. 빠르고 손 쉬우며 저렴하다는 것이다. 이 때문에 독성과 관련된 의문점이 빠르게 해결될 수 있으며 의사결정이 거의 즉각적으로 이뤄지고, 모든 실험실의 기능직들이 관례적으로 이 시험들을 운영할 수 있으며 많은 수의 생물과 화합물이 시험될 수 있을 것이다. 이상의 중요한 이점 때문에 이와 같은 시험에 결코 의문을 제기하지 않고 있는 것일까?

단기간의 생물검정은 일부 화합물의 축적성과 독성효과(피해)의 있을 수 있는 축적을 무시한다. 또한 대개 사망률 및 번식력과는 다른 효과(예를 들면 성장률, 하면 등)가 무시되며 어떤 생물의 전체 생활사 가운데 일부만이 고려되고, 결국 독성 스트레스하에서 개체군동태에 대한 결론이 나오지 않는다.

결론적으로 단기간의 생물검정이 일부 중요한 생태독성현상을 놓칠 수 있다는 가정을 입증할 수 있는 좋은 방법이 있다. 그것은 완두수염진딧물 Acyrthosiphon pisum에 대한 완전한 생명표반응실험(Life Table Response Experiment)이다. 이 실험은 상이한 작용기작의 2가지 화합물-살충제인 이미다클로프리드(imidacloprid)와 중금속인 카드뮴(cadmium)-의 영향을 비교하도록 설계됐다. 이미다클로프리드는 고도로 독성이나 처리 후 점차 분해되는 반면에 중금속은 상대적으로 낮은 독성이지만 분해되지 않으며 환경과 생물에 축적되는 경향이 있다.

폴란드 Jagiellonian 대학교 환경과학연구소 생태독성과의 Ryszard Laskowski는 중금속 Cd(100과 200 mg/kg토양)과 살충제 이미다클로프리드(4와 40g 유효성분량/헥타)가 완두수염진딧물에 미치는 영향에 대한 생명표연구를 수행했다. 그 결과, 두 화합물이 완두수염진딧물의 생활사 특성과 개체군동태에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 두 화합물의 작용과 이미다클로프리드의 2개 약량간에 상당한 차이가 관찰됐다. 이미다클로프리드는 실험초기에 높은 사망률을 초래하였으나 일부 진딧물은 대조곤충 만큼 오래 살았다. 반면에 카드뮴에 의하여 유도된 사망률은 초기에 낮았으나 실험하는 동안 증가했다.

동시출생개체들에 대해 실험을 시작한지 10일, 20일, 또는 전체 수명 동안 수집된 자료를 분석하였을 때 그 결과들은 상이했다. 이미다클로프리드의 경우에는 실험 10일후에 고도로 유의한 효과가 이미 검출된 반면에 카드뮴 처리 때에는 이와 같은 노출시간 동안 영향이 없는 것으로 나타났다. 보다 높은 약량의 이미다클로프리드는 생식지연과 함께 성장률과 발육률을 감소시켰다. 반면에 낮은 약량의 이미다클로프리드와 두 가지 농도의 카드뮴이 처리된 진딧물은 무처리 진딧물과 같은 날에 생식을 시작했으나보다 일찍 중단되는 경향이었다. 이상의 결과들은 생태독성시험이 너무 짧을 때 일부 효과에 대해서는 심각한 과소평가를 하는 반면에 다른 효과에 대해서는 과대평가하고 있음을 가리킨다.

* Ryszard Laskowski

* Department of Ecotoxicology, Institute of Environmental Sciences, Jagiellonian University, Gronostajowa 3, 30-387 Krak w, Poland

* E-mail : uxlaskow@cyf-kr.edu.pl

출처 : KISTI. 농림수산 등 록 일 2001-05-24 원문출판일 2001년 05월 16일

Ecotoxicology 10: 177-183, 2001년 6월호

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