하천에는 농지 및 시가지에서 발생된 배수가 유입되며, 특히 논 및 밭, 골프장에 살포된 농약류 또는 가정에서 이용한 원예용 살충제 등이 하천수에서 저농도이지만 검출된다.

 

과거에 레이첼 카슨(Rachel Carson)이 “침묵의 봄(1962)”에서 경고한 DDT를 비롯한 유기염소계 살충제 및 유기인계 파라티온과 같은 급성독성이 강한 살충제는 일본 국내에서는 이미 사용이 금지되었다.

 

현재 DDT와 같이 환경 중에서 고축적, 난분해서의 살충제 대신에 축적성이 낮고, 분해성이 높은 살충제가 사용되고 있다. 그러나 과거 살충제에 비해 어류독성은 약해졌지만, 감수성이 높은 물벼룩 등 미소한 생물에 대해서는 저농도라도 생태에 악영향을 미칠 가능성이 있다고 생각된다. 예를 들면 그 독성이 직접 생사와 관련 없더라도 자손(새끼) 수의 감소를 초래하는 경우 그 생물의 존속(번식)에 영향을 미치게 된다.

 

하천에서는 복수의 제초제, 살균제, 살충제 등 농약류가 수중에서 동시에 검출되는 경우가 많고, 수생생물에 대한 농약류의 복합영향을 조사하는 것이 중요하다. 수생생물 중 물벼룩은 화학물질에 대한 감수성이 높고, 사육이 용이하기 때문에 화학물질의 독성평가 시험에 널리 이용되고 있다.

 

따라서 이번 연구에서는 요코하마 시내의 하천수를 이용하여 물벼룩의 새끼수에 미치는 영향(번식시험)과 수중의 농약류를 분석하여 수생생물의 번식에 미치는 농약류의 복합영향의 연간 변동 패턴과 새끼수와 농약류 농도의 관련성을 조사하였다.

 

번식시험에는 번식 후 24시간 이내의 물벼룩 자충을 이용하여 먹이로서 클로렐라를 물벼룩 1개체당 0.1~0.15mgC(유기탄소 함유량)/일 주고, 어미 1개체당 21일간 누적 새끼수를 조사하였다(n=1)(OECD-TG211에 준거).

 

새끼는 약 1주일 후 어미가 되어 새끼를 낳기 시작하며 그 후 3일에 한 번 30~40개체 정도의 새끼를

 
낳는다. 물벼룩은 국립환경연구소에서 계대사육하고 있는 것을 이용하였다. 농약류로는 GC/MS에 의한 분석법에 의해 브로마실(bromacil) 등 14종류의 제초제, 이프로벤포스(Iprobenfos) 등 8종류의 살충제가 검출되었다.

 

2009년 6월 25일에 채취한 하천수로 번식시험을 수행한 결과, 21일간 누적 새끼수가 17.8개체(대조군에서는 110개체 정도)로 감소하고, 어미 개체도 시험 개시 12일째에 사망하였다. 이 하천수에는 살균제 이프로벤포스(48h-EC50: 859μg/L)와 살충제 디아지논(48h-EC50: 0.87μg/L)이 각각 0.35μg/L과 0.14μg/L의 농도로 검출되었다.

 

그리고 48시간 이내의 급성독성에 의한 어미 개체의 사망에 의해 새끼 수가 0이 된 2010년 6월 21일의 하천수에는 살충제 fenobcarb(3.3μg/L, 48h-EC50: 13μg/L)과 펜티온(fenthion)(1.7μg/L, 48h-EC50: 1.0μg/L)이, 8월 5일에는 살충제 디클로르보스(dichlorvos)(3.3μg/L, 48h-EC50: 0.2 μg/L)와 fenobcarb(1.7μg/L), 8월 17일에는 디클로르보스(49μg/L)과 살충제 페니트로티온(fenitrothion)(0.13μg/L,48h-EC50: 0.75μg/L)이 검출되어 각각 살충제의 검출농도와 48h-EC50을 비교하면, 디클로르보스 단일 독성영향이 큰 것으로 생각되었다.

 

시라토리 하천에서 2009년 7월 6일에 채취한 하천수의 번식시험 결과에서는 새끼 수가 34.2개체로 감소하고 어미 개체도 시험개시 12일째에 사망하였다. 이 하천수에는 제초제 브로마실(bromacil)(0.1μg/L, 48h-EC50: 119,000μg/L)과 살충제 이소크사티온(isoxathion)(0.1 μg/L, 48h-EC50: 0.1μg/L), 디클로르보스(0.1μg/L), 페니트로티온(0.07μg/L)이 각각 검출되었으며, 어미 개체의 사망에 의해 새끼 수가 0이 된 2010년 10월 21일에는 브로마실(0.34μg/L)과 디클로르보스(0.08μg/L), 페니트로티온(0.13μg/L), 펜티온(1.0μg/L)의 살충제가 검출되어 각각 살충제 검출농도와 48h-EC50을 비교하면 이소크사티온 및 펜티온 단일의 독성영향이 크지만, 각 살충제의 복합독성에 의한 것으로 생각된다.

 

카메노코바시에서는 2009년 6월 3일에 제초제 6종(0.06~0.11μg/L)과 살충제 피프로닐(Fipronil)(0.07μg/L, 48h-EC50: 0.1μg/L), 페니트로티온(1.6μg/L)이 검출되고, 어미 개체의 사망에 의해 새끼 수가 0이 되어 페니트로티온 단일 독성영향이 큰 것으로 생각된다.

 

그러나 7월 21일에는 살균제 2종(0.05μg/L)과 피프로닐(0.08μg/L), 페니트로티온(0.6μg/L), 펜티온(0.05μg/L)의 살충제가 검출되어 새끼 수는 감소하고(60.4개체, 대조에서는 160개체 정도), 시험개시 12일째에 어미 개체도 사망하여 각 살충제의 검출농도와 48h-EC50을 비교하면 그러한 살충제의 혼합독성에 의한 것으로 예상되었다.

 

이상의 결과로부터 본 시험에서는 물벼룩에 의한 살충제의 단일 또는 복수의 살충제에 의한 복합독성의 발현 패턴을 파악하는 것이 가능하다고 생각되었다. 앞으로 실내실험에 의해 복합독성의 메커니즘을 해명할 것이다. 농지에서는 살충제 및 제초제 등 농약류가 5~8월에 걸쳐 집중적으로 사용되어 저농도이지만 하천수 중에서 검출되었다.

 

또한 시가지에서는 여름뿐만 아니라 10월에도 검출되어 물벼룩의 번식에 악영향을 주었다. 따라서 물벼룩과 같이 미소한 수생생물의 번식에 악영향을 미칠 가능성이 있는 저농도의 살충제에서도 생태리스크의 관점에서 감시를 지속할 필요가 있다.