Editorial Board

Ring test에 참여한 시험기관은 한국삼공㈜ 농업연구소, 한국화학융합시험연구원, ㈜경농 중앙연구소, ㈜한국생물안전성연구소, ㈜에이비솔루션, ㈜크로엔, 호서대학교 안전성평가센터로 7개 시험기관이며, 모든 시험기관은 환경생물독성분야 또는 환경유해성시험분야의 GLP 시험 지정기관이다.

담수어류 급성독성시험에 사용된 시험물질은 3,5-dichlorophenol과copper(II) sulfate를 사용하였으며, 꿀벌 급성독성 시험에는 carbaryl과 phenthoate를 시험에 사용하였다. 담수어류 급성독성시험에 사용된 시험물질들은 OECD 가이드라인, 일본 화심법의 시험법, 국립환경과학원 고시, 농촌진흥청 고시에서 추천된 대조물질 중 선택하였으며, 꿀벌 급성독성시험에 사용된 시험물질은 농약 원제에 대한 꿀벌 독성자료를 검토하여 대체물질로 가능성이 높은 물질을 선택하였다.

담수어류 급성독성시험에는 잉어(Cyprinus carpio), 송사리(Oryzias latipes), 미꾸리(Misgurinus anguillicaudatus)를 사용하였고 꿀벌 급성접촉 및 섭식 독성시험에는 서양종의 꿀벌(Apis mellifera)을 사용하였다.

담수어류 급성독성시험은 OECD 가이드라인(OECD, 1992), 국립환경과학원 고시(NIER, 2015a), 농촌진흥청 고시(RDA, 2016a)의 시험기준과 방법에 따라 실시하였으며, 꿀벌 급성(접촉, 섭식)독성시험은 OECD 가이드라인(OECD, 1998a; 1998b) 및 농촌진흥청 고시(RDA, 2016b; 2016c)의 시험기준과 방법에 따라 실시하였다. Ring test는 2017년 2월부터 10월까지 각 시험기관의 SOP에 따라 수행하였다.

본 연구에 참여한 7개 시험기관의 시험결과를 각 시험물질에 대하여 시험생물별로 수집하여 통계처리하였다. 각 시험기관에서 수집된 결과값의 극단점의 영향을 배제하고 정성적인 평가를 위해 전체 LC₅₀값 중 최소값과 최대값을 제외한 후 평균(Mean)과 표준편차(SD)를 계산하였다.

3,5-dichlorophenol에 대한 담수어류인 잉어에 대한 급성독성시험 결과, 48시간 LC₅₀값이 0.992~3.024 mg/L, 96시간 LC₅₀값이 0.992~2.654 mg/L 수준으로 나타났다(Table 3).

Table 3에서 3,5-dichlorophenol에 대한 잉어의 48시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 1.841 ± 0.394이었으며, 96시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 1.762 ± 0.368이었다. 전체 LC₅₀값의 71.4% 이상이 1SD에 포함되었으며, 2SD(95% 신뢰도) 범위에는 모든 LC₅₀값이 포함되어 신뢰수준이 95% 이상으로 나타났다(Fig. 1).

Fig. 1. 
Distribution of LC₅₀ values of 3,5-dichlorophenol to Cyprinus carpio in 7 testing institutes (A: 48h-LC₅₀, B: 96h-LC₅₀).

3,5-dichlorophenol에 대한 담수어류인 송사리에 대한 급성독성시험 결과, 48시간 LC₅₀값이 2.04~2.834 mg/L, 96시간 LC₅₀값이 2.00~2.570 mg/L 수준으로 나타났다(Table 4).

Table 4에서 3,5-dichlorophenol에 대한 송사리의 48시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 2.352 ± 0.087이었으며, 96시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 2.114 ± 0.058이었다. 전체 LC₅₀값의 80.0% 이상이 1SD에 포함되었으며, 2SD (95% 신뢰도) 범위에는 모든 LC₅₀값이 포함되어 신뢰수준이 95% 이상으로 나타났다(Fig. 2). 그리고 EPA ECOTOX database의 독성 자료에서 3,5-dichlorophenol에 대한 송사리의 96시간 LC₅₀값이 2.3 mg/L로 조사되었으며, ring test 결과와 유사하였다.

Fig. 2. 
Distribution of LC₅₀ values of 3,5-dichlorophenol to Oryzias latipes in 3 testing institutes (A: 48h-LC₅₀, B: 96h-LC₅₀).

3,5-dichlorophenol에 대한 담수어류인 미꾸리에 대한 급성독성시험 결과, 48시간 LC₅₀값이 1.659~3.200 mg/L, 96시간 LC₅₀값이 1.641~3.200 mg/L 수준으로 나타났다(Table 5).

Table 5에서 3,5-dichlorophenol에 대한 미꾸리의 48시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 2.086 ± 0.138이었으며, 96시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 2.034 ± 0.143이었다. 전체 LC₅₀값의 83.3% 이상이 1SD에 포함되었으며, 2SD(95% 신뢰도) 범위에는 모든 LC₅₀값이 포함되어 신뢰수준이 95% 이상으로 나타났다(Fig. 3).

Fig. 3. 
Distribution of LC₅₀ values of 3,5-dichlorophenol to Misgurnus anguillicaudatus in 6 testing institutes (A: 48h-LC₅₀, B: 96h-LC₅₀).

Copper(II) sulfate에 대한 담수어류인 잉어에 대한 급성독성시험 결과, 48시간 LC₅₀값이 0.10~0.312 mg/L, 96시간 LC₅₀값이 0.08~0.189 mg/L 수준으로 나타났다(Table 6).

Table 6에서 잉어에 대한 48시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 0.159 ± 0.047이었으며, 96시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 0.129 ± 0.039이었다. 전체 LC₅₀값의 73.3% 이상이 1SD에 포함되었으며, 2SD(95% 신뢰도) 범위에는 96.7%가 해당되어 신뢰수준이 95% 이상으로 나타났다(Fig. 4). 그리고 EPA ECOTOX database의 독성 자료에서 copper(II) sulfate에 대한 잉어의 48시간 LC₅₀값이 0.110~0.312 mg/L, 96시간 LC₅₀값이 0.09~0.237 mg/L로 조사되었으며, ring test 결과와 유사하였다.

Fig. 4. 
Distribution of LC₅₀ values of copper(II) sulfate to Cyprinus carpio in 7 testing institutes (A: 48h-LC₅₀, B: 96h-LC₅₀).

Copper(II) sulfate에 대한 담수어류인 송사리에 대한 급성독성시험 결과, 48시간 LC₅₀값이 0.77~1.987 mg/L, 96시간 LC₅₀값이 0.50~1.422 mg/L 수준으로 나타났다(Table 7).

Table 7에서 송사리에 대한 48시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 1.030 ± 0.317이었으며, 96시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 0.564 ± 0.051이었다. 전체 LC₅₀값의 80.0% 이상이 1SD에 포함되었으며, 2SD(95% 신뢰도) 범위에는 모든 LC₅₀값이 포함되어 신뢰수준이 95% 이상으로 나타났다(Fig. 5). 그리고 EPA ECOTOX database의 독성 자료에서 copper(II) sulfate에 대한 송사리의 48시간 LC₅₀이 0.80~1.987 mg/L, 96시간 LC₅₀값이 0.50~1.167 mg/L로 조사되었으며, 일본 화심법(MOE-Japan, 2003)에 제시된 송사리 96시간 LC₅₀값은 0.45~0.93 mg/L로 ring test 결과와 유사하였다.

Fig. 5. 
Distribution of LC₅₀ values of copper(II) sulfate to Oryzias latipes in 3 testing institutes (A: 48h-LC₅₀, B: 96h-LC₅₀).

Copper(II) sulfate에 대한 담수어류인 미꾸리에 대한 급성독성시험 결과, 48시간 LC₅₀값이 0.28~1.094 mg/L, 96시간 LC₅₀값이 0.11~0.478 mg/L 수준으로 나타났다(Table 7).

Table 8에서 잉어의 48시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 0.415 ± 0.084이었으며, 96시간 LC₅₀값의 평균과 표준편차는 0.133 ± 0.060이었다. 전체 LC₅₀값의 75.0% 이상이 1SD에 포함되었으며, 2SD(95% 신뢰도) 범위에는 95.8%가 포함되어 신뢰수준이 95% 이상으로 나타났다(Fig. 6).

Fig. 6. 
Distribution of LC₅₀ values of copper(II) sulfate to Misgurnus anguillicaudatus in 7 testing institutes (A: 48h-LC₅₀, B: 96h-LC₅₀).

Table 6, 7, 8에서 copper(II) sulfate에 대한 어류(잉어, 송사리, 미꾸리)의 LC₅₀값은 노출 시간이 지남에 따라 어류에 대한 독성이 점차 증가하는 경향으로 나타났다. 이러한 경향으로 48시간과 96시간의 독성값의 차이를 보였으나, 실험반복간의 편차는 크지 않았다.

꿀벌 급성독성시험은 본 연구에 참여한 7개 시험기관 중 3개 시험기관에서 수행하였으며, 시험결과를 시험물질별로 수집하여 통계처리하였다. 각 시험기관에서 산출된 LD₅₀값 중 최소값과 최대값을 제외한 후 평균과 표준편차를 계산하였다.

Carbaryl에 대한 꿀벌 급성섭식독성시험 결과, 24시간 LD₅₀값이 0.197~0.971 μg a.i./bee, 48시간 LD₅₀값이 0.185~0.916 μg a.i./bee 수준으로 나타났다(Table 9). 시험과정에서 꿀벌에 공급하기 위한 시험용액 조제과정에서 자당용액에 완전히 용해가 안되어 유기용매를 사용하였으며, 섭식 처리 과정에서 꿀벌의 섭식 거부현상이 나타나는 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점으로 인해 시험결과의 실험오차가 비교적 크게 나타난 것으로 판단된다.

Table 9에서 carbaryl에 대한 꿀벌섭식의 24시간 LD₅₀값의 평균과 표준편차는 0.345 ± 0.214이었으며, 48시간 LD₅₀값의 평균과 표준편차는 0.297 ± 0.138이었다. 전체 LD₅₀값의 87.5% 정도가 2SD (95% 신뢰도) 범위에 포함되어 신뢰수준은 비교적 낮게 나타났다(Fig. 7).

Fig. 7. 
Distribution of oral LD₅₀ values of carbaryl to Apis mellifera in 3 testing institutes (A: 24h-LD₅₀, B: 48h-LD₅₀).

Carbaryl에 대한 꿀벌 급성접촉독성시험 결과, 24시간 LD₅₀값이 0.141~0.327 μg a.i./bee, 48시간 LD₅₀값이 0.141~0.507 μg a.i./bee 수준으로 나타났다(Table 10).

Table 10에서 carbaryl에 대한 꿀벌접촉의 24시간 LD₅₀값의 평균과 표준편차는 0.250 ± 0.055이었으며, 48시간 LD₅₀값의 평균과 표준편차는 0.242 ± 0.055이었다. 전체 LD₅₀값의 75% 이상이 1SD에 포함되었으며, 2SD(95% 신뢰도) 범위에는 모든 LC₅₀값이 포함되어 신뢰수준이 95% 이상으로 나타났다(Fig. 8). 그리고 The pesticide manual (2012)의 꿀벌독성 정보에서 carbaryl에 대한 꿀벌섭식독성은 48시간 LD₅₀값이 0.21 μg a.i./bee로 ring test 결과와 편차범위내에서 유사하였으며, 접촉독성의 48시간 LD₅₀값은 0.14 μg a.i./bee로 실제 ring test 결과에서 높은 수준으로 나타났다.

Fig. 8. 
Distribution of contact LD₅₀ values of carbaryl to Apis melifefa in 4 testing institutes (A: 24h-LD₅₀, B: 48h-LD₅₀).

Phenthoate에 대한 꿀벌 급성섭식독성시험 결과, 24시간 LD₅₀값이 0.206~1.163 μg a.i./bee, 48시간 LD₅₀값이 0.168~0.915 μg a.i./bee 수준으로 나타났다(Table 11).

Table 11에서 phenthoate에 대한 꿀벌섭식의 24시간 LD₅₀값의 평균과 표준편차는 0.326 ± 0.137이었으며, 48시간 LD₅₀값의 평균과 표준편차는 0.267 ± 0.057이었다. 전체 LC₅₀값의 75% 이상이 1SD에 포함되었으며, 2SD (95% 신뢰도) 범위에는 모든 LC₅₀값이 포함되어 신뢰수준이 95% 이상으로 나타났다(Fig. 9).

Fig. 9. 
Distribution of oral LD₅₀ values of phenthoate to Apis mellifera in 3 testing institutes (A: 24h-LD₅₀, B: 48h-LD₅₀).

Phenthoate에 대한 꿀벌 급성접촉독성시험 결과, 24시간 LD₅₀값이 0.045~0.116 μg a.i./bee, 48시간 LD₅₀값이 0.038~0.113 μg a.i./bee 수준으로 나타났다(Table 12).

Table 12에서 phenthoate에 대한 꿀벌접촉의 24시간 LD₅₀값의 평균과 표준편차는 0.081 ± 0.012이었으며, 48시간 LD₅₀값의 평균과 표준편차는 0.075 ± 0.015이었다. 전체 LC₅₀값의 85.7%가 1SD에 포함되었으며, 2SD(95% 신뢰도) 범위에는 모든 LC₅₀값이 포함되어 신뢰수준이 95% 이상으로 나타났다(Fig. 10). 그리고 The pesticide manual(2012)의 꿀벌독성 정보에서 phenthoate에 대한 꿀벌섭식독성은 48시간 LD₅₀값이 0.115 μg a.i./bee로 ring test 결과에서 높게 나타났으며, 꿀벌접촉독성의 48시간 LD₅₀값은 0.069 μg a.i./bee로 편차범위내에서 유사하였다.

Fig. 10. 
Distribution of contact LD₅₀ values of phenthoate to Apis mellifera in 4 testing institutes (A: 24h-LD₅₀, B: 48h-LD₅₀).

본 연구에서 각 시험기관의 시험결과를 비교하여 대체물질 가능성을 검토한 결과, 담수어류 급성독성시험의 대조물질로는 3,5-dichlorophenol과 copper(II) sulfate에서 시험어종인 송사리. 잉어. 미꾸리에 대한 독성값(LC₅₀)의 재현성이 있고 시험과정에서도 오차 발생 가능성이 낮아 대체물질로 적합하다고 판단하였다. 꿀벌 급성독성시험의 대조물질로는 phenthoate에서 꿀벌 접촉 및 섭식 독성값(LD₅₀)의 재현성 높고 물질 조제 및 처리 과정에서도 실험오차의 발생 가능성이 낮아 대체물질로 적합하다고 판단하였다. 그리고 시험기관에 따라 일부 생물종에 대한 결과값 중 편차가 큰 경우가 있었다. 이러한 결과값의 편차는 주기적이고 반복적인 실험을 통하여 줄일 수 있으며, 지속적으로 독성자료를 축적한다면 신뢰성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.