서해연안 퇴적물 내 내분비계교란물질의 시공간적 분포 특성 및 잠재적 생물영향평가

Abstract

우리나라 서해 연안 지역은 지난 수십 년 동안 급격한 도시화와 공업화가 진행되었고, 이로 인해 다양한 오염물질이 해양환경으로 유입되고 있다. 서해는 반 폐쇄성 해역이라는 지형적인 특성으로 인해 해수교환이 상대적으로 느려 주변 산업단지로부터 유입된 오염물질이 연안 퇴적물 내에 축적되는 경향을 보인다. 본 연구에서는 서해 연안 및 주요 하구역 퇴적물의 유기화합물의 분포와 잠재적 생물영향을 평가하고자 하였다. 2010년부터 2014년까지 매년 경기만 및 시화호, 아산만(아산호 및 삽교호), 태안 연안, 금강 하구역 및 영산강 하구역의 15개 정점에서 퇴적물을 채취하였다. 가스크로마토그래피-질량분석기를 이용하여 15종의 다환방향족탄화수소와 6종의 알킬페놀을 분석하였고, 유전자재조합 세포주를 이용하여 다이옥신류 활성(H4IIE-luc assay) 및 에스트로겐류 활성(MVLN assay), 안드로겐류 활성(MDA-kb2 assay)을 평가하였다. 서해 연안 퇴적물 내 잠재적인 주요 생물영향물질을 파악하기 위해 실리카겔 컬럼 및 액체 크로마토그래피를 이용하여 퇴적물 유기추출액을 분액화 시켰고, 생물영향평가를 수행하였다. 서해 연안 퇴적물 중 다환방향족탄화수소는 1.1–93 ng g-1 dry weight (dw), 알킬페놀은 2.8–180 ng g-1 dw의 농도를 나타냈으며, 이는 우리나라 연안 및 다른 나라에 비해 상대적으로 낮은 수준이었다. 다이옥신류 활성 평가결과 4시간 노출시킨 반응이 72시간 노출시킨 반응에 비해 매우 높게 나타났고, 이는 다환방향족탄화수소가 서해 연안 퇴적물에서 다이옥신류 활성을 일으키는 주요 물질임을 의미한다. 생물영향 기여도 평가 결과 총 다이옥신류 활성의 약 30%를 다환방향족탄화수소가 설명하였고, benzo[k]fluoranthene, dibenz[a,h]anthracene, benzo[b]fluoranthene 순으로 기여도가 큰 것으로 나타났다. 반면, 알킬페놀은 에스트로겐 활성의 일부만 설명하였고, 안드로겐 활성은 다환방향족탄화수소와 알킬페놀로 설명하지 못했다. 이러한 결과는 다환방향족탄화수소와 알킬페놀 이외의 다른 화합물들이 서해 연안 퇴적물에 존재하고 있고, 잠재적으로 생물영향을 미칠 수 있음을 의미한다고 볼 수 있다. 생물영향동정평가 결과 F2.6에서 F2.8 분액에서 가장 높은 다이옥신류 활성이 나타났고, 이는 log Kow 값이 5에서 8인 방향족 화합물이 주요 원인물질임을 의미한다. 에스트로겐류 활성이 상대적으로 높게 나타난 분액은 F3.2 였고, 이는 log Kow 값이 1에서 2인 극성화합물이 주요 원인물질임을 의미한다. 전체적으로 다환방향족화합물과 알킬페놀의 설명력은 높지 않았으며 따라서 향후 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다. 한국 서해 연안 퇴적물 내 유기화합물의 농도 리뷰 결과 시간에 따라 점차 감소하는 특성을 보였고, 그에 따른 잠재적인 생물영향도 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 이러한 유기화합물은 환경 내 높은 지속성 및 생물 농축 특성을 보이므로 지속적인 연구와 장기모니터링이 필요할 것으로 사료된다.