조류를 이용한 비금속계 제조나노물질의 생태독성 시험법 비교 연구

Abstract

본 연구에서는 제조나노물질의 생태독성 시험법 구축과 7종의 비금속계 나노물질에 대한 독성을 비교하고자 하였다.시험종은 OECD 공인 시험종인 Raphidocelis subcapitata로 지정하였으며, OECD 우선연구대상 제조나노물질 중 7종의 비금속계 나노물질(SWCNTs, MWCNTs, Fullerene, Carbon black, SiO2, Nanoclays 및 Dendrimers)을 선정하였다. 독성시험을 진행하기에 앞서 나노물질의 분산 문제를 해결하고자, 적절한 분산제를 선정하고 각 물질에 대해 최적 Sonication time을 선정하여 독성시험에서의 분산 안정도를 확보하고자 하였다. 탁도계를 이용하여 분산도를 평가하였으며, 모든 나노물질을 안정적으로 분산시키면서 조류에게 영향을 가장 적게 미치는 Gum Arabic (GA) 1,500 mg/L를 분산제로 선정하였다. 또한 각 물질에 대해 최적의 Sonication time을 설정하여 분산을 향상 시켰으며, 이를 통해 만성·급성독성시험 중 분산이 안정적으로 진행되었다. 선택된 최종 조건 하에서 대상 나노물질의 독성 영향 정도를 평가하기 위해 세포계수법, 클로로필 형광 측정법 및 지연형광 측정법을 이용하여 성장저해율과 형광저해율을 계산하였고, 이를 통해 측정법마다 EC50값(mg/L)을 계산하여 물질의 독성을 비교하고자 하였다.실험 결과, 72시간 만성독성시험에서는 세 가지 측정법에 대한 EC50값을 계산하였으나, 8시간 급성독성시험에서는 나노물질의 형광량 발생으로 인한 측정 문제로 인하여 일부 물질에 대한 클로로필 형광 측정법과 지연형광 측정법에서의 EC50값을 계산할 수 없어, 세포계수법에 대한 EC50값만을 모두 계산할 수 있었다. 따라서 세포계수법을 기준으로 하여 EC50값을 비교한 결과, 72시간 만성독성시험의 EC50값은 Carbon black < MWCNTs < Dendrimers < SWCNTs < SiO2 < Fullerene < Nanoclays로 확인되었고, 8시간 급성독성시험의 EC50값은 Carbon black < MWCNTs < SWCNTs < Dendrimers < Fullerene < SiO2 < Nanoclays로 확인되었다. 이와 같은 결과로 조류를 이용한 나노물질의 생태독성평가는 형광측정법 보다 세포계수법이 적합하며, 본 연구는 나노물질의 생태독성 시험법 구축과 후속 연구를 위한 참고 자료의 데이터베이스로 이용되리라 사료된다.