상어를 이용한 잔류성유기오염물질(POPs)의 모니터링

Abstract

Abstract Biomonitoring of persistent organic pollutants (POPs) in various shark species

Hyun-Kyung Lee Department of Marine Sciences and Convergent Technology The Graduate School Hanyang University

Persistent organic pollutants (POPs) are ubiquitous contaminants in marine environment, due to high persistence and biomagnifications in food web. Oceanic sharks are predatory fish with long life-span in marine ecosystem. In this study, polychlorinated biphenyls (PCBs), organochlorine pesticides (OCPs) and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) were measured in the muscle of 13 shark species collected from offshore (Pacific and Indian Oceans) and Korean coastal waters in 2010, to investigate species-specific bioaccumulation status and the possibility as biomonitoring species for POPs contamination in marine ecosystem. The total concentrations of PCBs, OCPs and PBDEs in all shark samples ranged from <limit of quantification (LOQ) to 184 (mean: 35.0) ng/g lipid weight (lw), <LOQ to 1188 (mean: 73.4) ng/g lw and <LOQ to 7.47 (mean: 0.60) ng/g lw, respectively. The overall concentrations of POPs measured in this study were lower or similar to those reported in sharks from other studies. The predominant compounds were CB 153 for PCBs, p, p’-DDE for OCPs and BDEs 47 and 154 for PBDEs in the samples. Significant correlations were found among the concentrations of POPs in sharks, representing similar bioaccumulation behaviors of these contaminants. The concentrations of PCBs, OCPs and PBDEs were not correlated with body length and weight of sharks, except for blue shark and shortfin mako shark. The concentrations of PBDEs were correlated with lipid content of spiny dogshark. The concentrations of PCBs, OCPs and PBDEs in shark and trophic level (δ15N: 10.0‰-14.8‰) were not significantly correlated. Bioaccumulation of POPs in different species of sharks seems to be governed by other factors such as metabolism rather than biomagnification in the food web. The present data provide valuable information on the exposure status of POPs to various species of sharks collected from offshore (Pacific and Indian Ocean) and Korean coastal waters. |Abstract 상어를 이용한 잔류성 유기오염물질 (POPs)의 모니터링

이현경 해양융합과학과 한양대학교 대학원

잔류성유기오염물질(POPs)은 환경 중 강한 잔류성, 장거리 이동성, 높은 생물 축적성, 먹이망을 통한 생물 확대의 특징을 가지는 해양환경에 편재하는 오염물질이다. 상어류는 긴 수명을 가지며 해양생태계에서 최상위 포식자에 위치하는 연골 어류이다. 본 연구는 해양 생태계에서 잔류성유기오염물질(POPs)을 모니터링 할 때 다양한 종류의 상어류가 이용될 수 있는지를 파악하는 것이 목적이다. 본 연구에서 13종의 상어류는 태평양, 인도양, 한국 연안에서 채취되었으며, 이들 시료를 대상으로 가스크로마토그래피/질량분석기 (GC/MSD)를 이용하여 폴리클로리네이티드 비페닐류(PCBs), 유기염소계 농약류(OCPs), 브롬화난연제(PBDEs)를 분석하였다. 대상 물질인 PCBs, OCPs, PBDEs의 총 농도는 모든 상어에서 각각 검출한계 미만(<LOQ)~184 (평균 35.0) ng/g lipid weight (lw), <LOQ~1188 (73.4) ng/g lw, <LOQ~7.47 (0.60) ng/g lw로 나타났다. 상어 종 간 농도의 차이는 있지만, 비교적 높은 POPs 농도를 보인 상어류는 순이었다. 본 연구에서 조사된 상어에서의 POPs 축적 수준은 이전의 상위 포식 어류 및 상어에 잔류하는 농도에 비해 낮거나 유사하였다. 각 대상물질 별 주요축적 이성체 및 화합물은 PCBs의 경우 CB 153, OCPs의 경우 p,p’-DDE, PBDEs의 경우 BDE 47과154로 조사되었다. 대상 13종의 상어에 축적된 POPs 농도 간의 상관성은 매우 높았으며(p<0.05), 이는 잔류성유기오염물질(POPs)의 발생원과 생물축적 기작이 유사함을 보여주는 결과라고 할 수 있다. 청새리상어(blue shark)와 청상아리(shortfin mako shark)를 제외한 모든 상어 종에서 PCBs, OCPs, PBDEs농도와 상어의 체장 또는 체중 간에 유의한 상관관계를 보이지 않았다. PBDEs의 농도는 다른 상어 종 보다 지방함량이 높은 기름상어(spiny dogfish)의 지방량과 유의한 상관관계를 보였으며, 이는 종에 대한 특이성으로 해석될 수 있다. PCBs, OCPs, PBDEs 농도는 상어의 영양단계 (δ15N: 10.0‰-14.8‰)와는 유의한 상관관계를 보이지 않았으며, 체장 혹은 체중과 상관성이 없는 결과와 잘 일치하는 결과라고 할 수 있다. 본 연구 결과를 통해 다양한 종류의 상어에 축적되는 잔류성유기오염물질(POPs)의 생물 축적은 먹이망에 따른 생물 확대(Biomagnification) 보다는 종 별 대사작용(Metabolism)이 더 큰 요인이 되는 것을 파악하였다. 따라서 상어류를 이용하여 잔류성유기오염물질(POPs)을 모니터링 하기 위해서는 개별 상어 종에 대한 생, 대사 등의 생물학적 연구가 병행되어야 할 것이다. 본 측정한 상어류 중 잔류성유기오염물질(POPs)연구는 우리나라 최초의 자료이며, 태평양, 인도양, 한국 연안에서 서식하는 상어류의 보존과 생물학적 영향을 이해할 수 있는 기초자료로서 활용될 것으로 기대한다.; Abstract Biomonitoring of persistent organic pollutants (POPs) in various shark species

Hyun-Kyung Lee Department of Marine Sciences and Convergent Technology The Graduate School Hanyang University

Persistent organic pollutants (POPs) are ubiquitous contaminants in marine environment, due to high persistence and biomagnifications in food web. Oceanic sharks are predatory fish with long life-span in marine ecosystem. In this study, polychlorinated biphenyls (PCBs), organochlorine pesticides (OCPs) and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) were measured in the muscle of 13 shark species collected from offshore (Pacific and Indian Oceans) and Korean coastal waters in 2010, to investigate species-specific bioaccumulation status and the possibility as biomonitoring species for POPs contamination in marine ecosystem. The total concentrations of PCBs, OCPs and PBDEs in all shark samples ranged from <limit of quantification (LOQ) to 184 (mean: 35.0) ng/g lipid weight (lw), <LOQ to 1188 (mean: 73.4) ng/g lw and <LOQ to 7.47 (mean: 0.60) ng/g lw, respectively. The overall concentrations of POPs measured in this study were lower or similar to those reported in sharks from other studies. The predominant compounds were CB 153 for PCBs, p, p’-DDE for OCPs and BDEs 47 and 154 for PBDEs in the samples. Significant correlations were found among the concentrations of POPs in sharks, representing similar bioaccumulation behaviors of these contaminants. The concentrations of PCBs, OCPs and PBDEs were not correlated with body length and weight of sharks, except for blue shark and shortfin mako shark. The concentrations of PBDEs were correlated with lipid content of spiny dogshark. The concentrations of PCBs, OCPs and PBDEs in shark and trophic level (δ15N: 10.0‰-14.8‰) were not significantly correlated. Bioaccumulation of POPs in different species of sharks seems to be governed by other factors such as metabolism rather than biomagnification in the food web. The present data provide valuable information on the exposure status of POPs to various species of sharks collected from offshore (Pacific and Indian Ocean) and Korean coastal waters.