고농도 $CO_2$ 환경이 해양생물에 미치는 영향

이경선,Lee Kyoung-Seon 해양환경안전학회 2006 해양환경안전학회지 Vol.12 No.2

현재 대기중 $CO_2$ 농도를 감소시키기 위하여 $CO_2$를 해양에 격리 처리하고자 하는 방안이 모색되고 있으나 이러한 방안은 해양생물 및 생태계에 미치는 영향 정도에 따라 그 실현가능성이 결정될 것이다. 본 연구에서는 $CO_2$ 해양격리 처리와 관련하여 수행되어온 연구들을 정리하고, $CO_2$ 농도가 높아진 해양환경에서의 해양생물 특히 어류를 대상으로 수행된 최근의 연구결과를 정리하였다. $CO_2$ 농도의 증가는 어류에 있어 산염기조절, 호흡순환기적 조절 등과 같은 생리적 기능에 영향을 끼치고 결국 어류의 폐사를 초래할 것이다. $CO_2$가 해양생물에게 어떠한 영향을 미치는가에 대한 연구는 주로 천해어종을 대상으로 하여 진행되어 왔으나 향후의 연구는 천해어종에 대한 연구결과를 바탕으로 $CO_2$가 실제로 격리 처리되는 심해에서 $CO_2$에 대한 생물들의 응답에 관하여 조사할 필요가 있다. The scenario of $CO_2$ disposal in the deep-sea are thought to be possible method to reduce atmospheric $CO_2$ concentrations. However, it is necessary to clarify the effects of elevated $CO_2$ concentrations on both marine organisms and marine ecosystems. In this paper the literatures on the biological impact of elevated $CO_2$ concentrations in seawater and recent studies on the effects of elevated $CO_2$ concentrations on marine animals are reviewed. Elevated $CO_2$ concentrations may affect the physiological functions of marine animals such as acid-base regulation, blood oxygen transport and respiratory system, and ultimately lead to the death of marine animals. Although the fish used in the early studies on $CO_2$ effects are temperate, shallow-water species, deep-sea species should be experimented for the future study on $CO_2$ sequestration in the deep ocean.

해양생물에 대한 $CO_2$의 영향을 실험하기 위한 문어의 이용

이경선,Lee Kyoung-Seon 해양환경안전학회 2006 海洋環境安全學會誌 Vol.12 No.3

$CO_2$ impacts on marine ecosystems must be elucidated before implementation of $CO_2$ ocean sequestration. This study was performed for the purpose of applying the use of a cephalopod, Octopus vulgaris to the evaluation of $CO_2$ impacts on marine organisms. 1) 5.25% $MgCl_2\;6H_2O$ is an effective anaesthetic for octopus. 2) Cannula implantation into the abdominal aorta is effective for octopus. 3) A restraint chamber made out of the plastic net is suitable to permit the exit of cannula from the body. $CO_2$를 해양에 격리 처리하기 위해서는 $CO_2$가 해양생태계에 어떠한 영향을 미치는가에 대한 연구가 선행되어야 한다. 이 연구에서는 $CO_2$의 해양생물영향실험에 있어 연체동물의 이용가능성을 모색하기 위한 연구로, 먼저 문어에 적합한 마취농도를 확립하고, 혈액을 채취하기 위한 케뉴레이션 방법 및 문어가 케뉴라를 탈착시키는 것을 방지하기 위한 구속 방법에 대해서 검토하였다. 그 결과 1) 문어에 적합한 마취제는 5.25% $MgCl_2\;6H_2O$인 것으로 나타났다. 2) 문어로부터 혈액채취를 위한 케뉴라 삽입 부위는 배대동맥이 적합한 것으로 나타났다. 3) 케뉴라 보호를 위하여 플라스틱 넷트로 만든 구속 쳄버를 이용하는 것이 유용한 것으로 나타났다

$CO_2$ 환경에서의 참문어의 급성 독성반응

이경선,Lee, Kyoung-Seon 해양환경안전학회 2009 海洋環境安全學會誌 Vol.15 No.1

이산화탄소($CO_2$) 해양격리처리 방안의 실효성을 검토하기 위해서는 해양에 처리된 $CO_2$가 해양생태계 및 해양생물에 미칠 수 있는 영향에 대해서 광범위하게 정보를 축적할 필요가 있다. 본 연구에서는 두족류인 참문어 Octopus vulgaris를 대상으로 고농도 $CO_2$ 환경(1, 2, 3%-$CO_2$)에서의 폐사율 및 1%-$CO_2$ 환경에서의 생리학적 반응에 대해서 조사하였다. 참문어는 혈액채취를 위하여 복부대동맥에 케뉴레이션을 행한 후 호흡실에서 회복시켰다. 회복된 개체에 대하여 헤모림프의 산염기 조절인자에 대한 측정을 행하였다. 참문어는 3%-$CO_2$ 환경에서 72시간 안에 100% 폐사하였다. 헤모림프의 pH는 1%-$CO_2$ 노출 30분 후 유의하게 감소하였으나 실험종료 때까지 회복되지 않았으며, $[HCO_3^-]$는 $CO_2$ 노출 후 유의하게 증가하여 8시간에 7.8 mM를 나타내었으나 그 후 점차 감소하는 경향이었다. 헤모림프 이온$([Cl^-],\;[Na^+],\;[K^+])$들은 유의한 변화를 보이지 않았다. 본 연구 결과 참문어는 방어, 넙치와 같은 경골어류 및 별상어와 같은 판새류보다 $CO_2$에 민감한 것으로 사료된다. The proposal of the $CO_2$ ocean sequestration necessitates a thorough understanding of its consequences to aquatic organisms. This paper describes acute toxic responses to high $CO_2$ environment of a cephalopod, Octopus vulgaris. O. vulgaris was chronically cannulated in the abdominal aorta and recovered in a restrained chamber. Acid base variables as well as ion concentrations were estimated in samples of the blood collected from recovered O. vulgaris. 100% mortality occurred within 72h during exposure to 3%-$CO_2$ environment. Hemolymph pH significantly decreased after 30 min during exposure to 1%-$CO_2$ environment without any compensation thereafter. $[HCO_3^-]$ significantly increased from 2.2 mM at 0h to 7.8 mM at 8h, but gradually decreased thereafter. Hemolymph ions $([Cl^-],\;[Na^+],\;[K^+])$ showed no significant changes. O. vulgaris may be more sensitive than teleost, yellowtail, flounder and dogfish.

토탄을 이용한 저질개선제가 꼬막 Tegillarca granosa의 혈액학적 성상에 마치는 영향

이경선,Lee, Kyoung-Seon 해양환경안전학회 2010 해양환경안전학회지 Vol.16 No.1

토탄과 같은 자연소재를 이용한 자연친화적인 연안 저질개선제 살포가 꼬막의 혈액학적 성상 몇 근육 글리코겐 함량에 미치는 영향에 대하여 알아보기 위하여 실내 실험을 실시하였다. 저질개선제를 단위면적($m^2$)당 0, 100, 300, 800g의 양을 살포 후 10일 동안 숙성시킨 꼬막을 수조에 수용하여 14일 동안 사육 실험한 결과 저질개선제를 단위면적($m^2$)당 800g 살포한 구에서 48시간 후에 1개체가 폐사한 것 이외에 심험종료까지 폐사가 일어나지 않아 자연소재로 구성된 저질개선제가 생물 자체에는 직접적인 독성을 나타내지 않는 것으로 판단된다. 꼬막 혈액의 전혈량, 헤마토크리트값, 헤모글로빈량에 있어서는 저질개선제 살포 농도별 큰 차이를 보이지 않았으나 혈액 글루코스량 및 근육 글리코겐량은 대조구와 비교하여 증가하는 경향이었다. This study was designed to evaluate whether the addition of sediment improvements with natural materials to water tanks influenced the hematologic properties and muscle glycogen content of the blood cockle, Tegillarca granosa under laboratory conditions. Following a 10-d matured period of sediment improvements, blood cockles were subjected to 4 groups (0, 100, 300, $800\;g/m^2$) of sediment improvements for 14-d Only one individual died at $800g/m^2$ after 48-h Whole blood, hematocrit value and hemoglobin concentration of blood cockle were changed little by sediment improvements, however, both glucose and glycogen were increased more compared with those of the control groups.

넙치(Paralichthys olivaceus) 치어조직의 나프탈렌(Naphthalene) 생물농축

이경선,류향미,Lee, Kyoung-Seon,Ryu, Hyang-Mi 해양환경안전학회 2012 海洋環境安全學會誌 Vol.18 No.6

나프탈렌(Naphthalene)과 같은 다환방향족탄화수소류(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)는 수계에 유입되어 해양생물들에게 영향을 미치게 된다. 나프탈렌은 유류속의 PAHs 내에서 함량이 가장 높으며, 독성이 강하다. 본 연구에서는 대조구(0 ${\mu}g/L$), 1000, 1800, 3200, 5600, 10000 ${\mu}g/L$의 6개 나프탈렌 농도구를 설정하고 넙치 치어에 대한 나프탈렌의 24시간 반수치사농도(24h-$LC_{50}$)을 구했으며, 아가미, 간, 신장, 근육내의 나프탈렌 농도를 분석하였다. 넙치 치어의 24h-$LC_{50}$은 Large 그룹에서 2410.76 ${\mu}g/L$, Small 그룹에서 2230.67 ${\mu}g/L$을 나타내었다. 각 조직에서의 나프탈렌 농도는 간 및 신장에서 아가미 및 근육보다 높았다. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) such as naphthalene, are released into the aquatic environment and have been identified as endocrine effects on marine organisms. Naphthalene makes up the highest fraction of PAHs in oil and shows the strong toxicity to aquatic organisms. I analyzed 24h-median lethal concentration (24h-$LC_{50}$) for juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus to study the acute toxicity of naphthalene. Bioconcentrations in the gill, liver, kidney and muscle of olive flounder were analyzed after to 6 naphthalene concentrations of 0, 1000, 1800, 3200, 5600 and 10000 ${\mu}g/L$. Olive flounder has 24h-$LC_{50}$ value of 2410.76 ${\mu}g/L$ in Large group, and 2230.67 ${\mu}g/L$ in Samll group. Naphthalene concentration was varied with tissues. The concentrations of naphthalene were much higher in liver and kidney than in gill and muscle.

참전복, Haliotis discus hannai의 폐사 및 글리코겐 함량에 미치는 부유토사의 영향

이경선,Lee, Kyoung-Seon 해양환경안전학회 2008 海洋環境安全學會誌 Vol.14 No.3

연안개발에 의하여 해양으로 유입되는 부유토사는 해양생태계에 많은 영향을 미칠 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 참전복, Haliotis discus hannai 치패를 이용하여 부유토사 농도 변화에 따른 폐사율 및 글리코겐 함량 변화에 대해 알아보았다. $0{\sim}2,000\;mg/L$의 부유토사 농도구에서 96시간 동안 노출을 행한 결과 전복의 폐사는 일어나지 않았으나 연체부의 글리코겐 함량에 있어서는 1,500 mg/L 이상의 농도구에서 유의하게 감소하였다. 본 연구결과로부터 부유토사가 전복의 폐사에는 직접적인 영향을 미치지는 않으나 부유토사에 의하여 건강상 장해를 일으킬 수 있을 것으로 판단되며 장기적으로 발생할 수 있는 부유토사의 영향을 고려하여 양식장으로의 토사유입을 방지 할 수 있는 대비책을 마련해야 할 것이다. Elevated concentrations of suspended solids in the marine enrironment caused by coastal developments have threatened to the marine ecosystem. Effects of suspended solids on the mortality and the modifications of glycogen levels of abalone, Haliotis discus hannai were studied. Abalone were exposed to suspended solids with concentrations of 0 (control), 1,000, 1,500 and 2,000 mg/ L for 96h. These suspended solids had no effect on the mortality of abalone. Significant decreases in the glycogen content of soft tissues were observed over 1,500 mg/ L concentration of suspended solids. These results suggested that abalone could tolerate a high level of suspended solids. However, it is necessary to observe further the long term effects of suspended solids on the physiological responses of abalone.

넙치 치어 Paralichthys olivaceus의 혈액학적 성상에 미치는 나프탈렌의 급성독성영향

이경선,류향미,Lee, Kyoung-Seon,Ryu, Hyang-Mi 해양환경안전학회 2011 海洋環境安全學會誌 Vol.17 No.3

넙치 치어에 대한 나프탈렌의 급성독성을 조사하기 위하여 대조구($0{\mu}g/L$), 1000, 1800, 3200, 5600, $10000{\mu}g/L$의 6개의 나프탈렌 농도구를 설정하여 24시간 동안 노출실험을 실시하고 혈액학적 성상을 분석하였다. 넙치 치어에 대한 나프탈렌의 24h-$LC_{50}$은 $3600{\mu}g/L$를 나타냈다. 넙치 치어의 핼액학적 반응에서 헤마토크리트값은 5600, $10000{\mu}g/L$의 농도구에서 대조구와 비교하여 유의하게 증가하였고, 글루코스는 $10000{\mu}g/L$의 농도 구에서 유의하게 증가 하였다(P<0.05). 삼투질 농도는 3200, 5600, $10000{\mu}g/L$의 농도구에서 유의하게 증가하였다. 반면, 이온분석 결과 [$Na^+$], [$K^+$]은 5600 및 $10000{\mu}g/L$ 나프탈렌 농도구에서 유의하게 증가하였으나 [$Cl^-$]는 큰 차이를 보이지 않았다. Naphthalene was composed of a substantial fraction of polycyclic aromatic ydrocarbons(PAHs) in crude oil and causes acute toxicity. In this study, we examined the toxicity of different kinds concentrations 0, 1000, 1800, 3200, 5600, $10000{\mu}g/L$ of naphthalene to juvenile flounder, Paralichthys olivaceus for 24h to determine 24-median lethal concentration($LC_{50}$) and acute effect on the hematological properties. 24h-$LC_{50}$ value of this species was $3600{\mu}g/L$. Hematocrit value significantly increased at 5600 and $10000{\mu}g/L$ naphthalene exposed group by 24h compared to control fish. Plasma. Glucose was significantly higher in the $10000{\mu}g/L$ (P<0.05). Plasma osmolality was significantly higher in the 3200, 5600 and $10000{\mu}g/L$. Plasma [$Na^+$] and [$K^+$] significantly increased in the 5600 and $10000{\mu}g/L$, however [$Cl^-$] was not affected by acute naphthalene exposure. The results of this study suggest the acute exposure to naphthalene affects both ionoregulation and osmoregulation in juvenile flounder.

부유물질이 패류, 어류 및 해조류에 미치는 생물학적 영향에 관한 고찰

이경선,Lee, Kyoung-Seon 해양환경안전학회 2015 해양환경안전학회지 Vol.21 No.1

연안에서 발생하는 부유물질에 의한 해양생물영향을 평가하기 위한 기초자료를 제공하기 위하여, 유용 해양생물(패류, 어류, 해조류 등)에 대한 부유물질의 영향에 관한 문헌을 수집하고 분석하였다. 1) 부유물질에 의한 해양생물들의 영향에 관한 논문은 주로 패류에 대해서 이루어져 있다. 2) 해양생물에 대한 부유물질의 영향은 주로 급성독성에 대해서 조사가 이루어져 있다. 3)부유물질에 의한 영향 실험은 성패와 치패기의 패류, 난 및 치어기의 어류에 집중되어 있으며, 해조류는 포자를 이용한 연구가 주로 이루어졌다. 부유물질에 의한 생물학적 영향은 부유물질의 농도, 노출기간, 생물의 성장단계에 따라 다양하게 나타날 것이며, 이에 대한 검토는 부유물질의 영향에 대한 이해를 향상시킬 것이다. In order to obtain basic informations about impact assessment of marine life by suspended solids in coastal waters, the survey about recent study related with suspended solids effects on exploitable marine life (shellfish, fish, seaweed.) was tried. 1) The paper concerning impacts of suspended solids on marine life has been mainly focused on shellfish. 2) Effects of suspended solids on marine life mainly investigated for acute toxicity. 3) Experiments with suspended solids are intended on adult and juvenile in shellfish, egg and juvenile in fish, and spores in seaweed. Biological impacts of suspended solids can vary depending on concentrations, duration, and life stage, and these informations would improve a knowledge of the effects of suspended solids on marine life.

학술발표 : 양식분야 / 포스터발표 : Cardiorespiratory responses to environmental hypoxia in the yellowtail , Seriola quinqueradiata

이경선(Kyoung Seon Lee),(Atsushi Ishimatsu),(Tatsuya Oda) 한국국제경제학회 2001 한국국제경제학회 학술대회발표 논문집 Vol.2011 No.3

해양 산성화 및 수온 상승 환경에서의 전복치패(Haliotis discus hannai)의 생존 및 성장

이경선 ( Kyoung Seon Lee ) 한국수산과학회 2014 한국수산과학회지 Vol.47 No.2

The increasing of atmospheric CO2 are changing the pH (ocean acidification) and temperature of the sea. Although the effects of ocean acidification on calcifying organisms have well-documented, only a few studies have examined the combined effects of ocean acidification and elevated temperature. This study investigated the effects of ocean acidification and elevated temperature for 2100 on survival and growth of juvenile abalone, Haliotis discus hannai. Ocean acidification was simulated by bubbling CO2 into seawater at concentrations of 1,000 and 1,500 ppm, and temperature was set at room temperature +2℃. Neither CO2 nor temperature had a significant effect on survival of abalone, while both significantly affected growth. There was no significant interaction between the two factors. Shell length can be used as a growth index of abalone to access the impacts of ocean acidification and elevated temperature.