희토류 상변환 나노입자 추적으로 본 강어귀 조간대에서 구형 및 섬유형 미세플라스틱의 환경적 행태 및 생물 축적 연구

CHEN Zhe-kuan ,  

HAN Yi-tong ,  

ZHANG Yu-hang ,  

FU Li-min ,  

ZHANG Jian-ping ,  

WANG Yan-hao ,  

YU Ya-qi ,  

SHE Xi-lin ,  

LI Lian-zhen ,  

摘要

현재 미세플라스틱 생태위험 평가에서는 표준 구형 입자를 모델로 사용하는 경우가 많아 자연환경에 널리 존재하는 섬유형 등 비구형 미세플라스틱에 대한 관심이 부족하며, 이로 인해 저서 환경에서의 이동 및 축적 위험이 과소평가될 수 있다. 본 연구에서는 희토류 상변환 나노입자(UCNPs) 추적 기술을 도입하고 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)과 시간 제어 형광 영상(TGI)을 결합하여 다영양 단계의 강어귀 조간대 생태계에서 구형 폴리스티렌(PS)과 섬유형 폴리아크릴로나이트릴(PAN)의 30일 노출 동안 환경적 행태와 생물 축적 특성을 비교하였다. 결과에 따르면 PAN은 빠르게 침강하여 퇴적물에 축적되었으며 30일 후 농도는 (30.94±5.52) μg⋅g-1에 달하였다. 반면 PS는 수중에 더 오래 현탁되어 있었다. 광엽친수초 생물막 잎은 PS를 (511.69±108.16) μg⋅g-1까지 고농도로 축적하였으며 생물축적계수(BCF)는 11,449에 달하였다. 태평양장굴의 소화샘 내 PS 농도((15.26±1.12) μg⋅g-1)도 PAN 농도보다 유의하게 높았다. 반면 홍줄달팽이와 허시감펭류는 퇴적상에서 PAN에 대해 더 높은 축적 경향을 보였으며 주로 소화샘과 간 등 대사 기관에 주로 머물렀다. 본 연구는 미세플라스틱의 물리적 특성, 즉 밀도, 형태 및 이로부터 유도된 유효 유체역학적 크기가 환경적 행태와 생물 노출 경로를 조절하는 중요한 요인임을 밝히며, 강어귀 미세플라스틱 오염의 정밀 관리 및 위험 예측을 위한 과학적 근거를 제공한다.

关键词

미세플라스틱; 다영양 단계; 강어귀 조간대; 환경 행태; 생물 축적; 희토류 상변환 나노입자(UCNPs)

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