KR102300668B1 - Mesocosm system for evaluating the damage on terrestrial agroecosystem by chemical exposure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템; 및 상기 시스템을 이용한 유해 화학물질 노출에 의한 육상 생태학적 영향을 평가하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템은 3단계 이상의 영양단계에 해당하는 논 대표 생물종을 이용함으로써 실제 환경과 유사한 조건에서 단일 생물종에 미치는 화학물질의 영향과 먹이사슬을 기반으로 구축된 논 생태계의 구조와 기능에 대한 화학물질의 영향을 평가하는데 유용하게 사용될 수 있다.The present invention is a mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation; and to a method for assessing the terrestrial ecological impact of exposure to hazardous chemicals using the system. The mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation of the present invention is constructed based on the effect of chemical substances on a single species under conditions similar to the actual environment and the food chain by using representative species of paddy fields corresponding to three or more trophic levels. It can be usefully used to evaluate the effect of chemicals on the structure and function of the rice paddy ecosystem.

Description

화학물질 노출에 의한 육상 농업 생태계 피해 평가용 메조코즘 시스템{Mesocosm system for evaluating the damage on terrestrial agroecosystem by chemical exposure}Mesocosm system for evaluating the damage on terrestrial agroecosystem by chemical exposure}

본 발명은 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템; 및 상기 시스템을 이용한 유해 화학물질 노출에 의한 육상 생태학적 영향을 평가하는 방법에 관한 것이다.The present invention is a mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation; and to a method for assessing the terrestrial ecological impact of exposure to hazardous chemicals using the system.

국내 화학산업의 발달과 함께 국내에서 유통 및 소비되는 화학물질의 종류와 양은 해마다 증가하고 있으며 이와 함께 환경으로 다양한 화학물질들이 유출되는 사례들도 지속적으로 보고되고 있다. 특히, 2012년 9월 경상북도 구미에서 발생한 불산 누출 사고는 인명피해뿐만 아니라 주변 농경지의 농작물과 가로수, 산림 등 다양한 환경피해까지 유발하면서 화학물질 누출을 포함하는 사고에 대한 국민의 경각심과 우려를 높이는 역할을 하였다.With the development of the domestic chemical industry, the types and amounts of chemical substances distributed and consumed in Korea are increasing year by year. In particular, the hydrofluoric acid leak accident that occurred in Gumi, Gyeongsangbuk-do in September 2012 caused not only casualties but also various environmental damage such as crops, roadside trees, and forests in the surrounding farmland. did

우리나라는 화학물질로 인한 국민의 생명과 재산 또는 환경의 피해를 사전에 방지하기 위해 「화학물질관리법」을 통해 국내에서 유통 및 사용되는 화학물질들을 관리하고 있다. 「화학물질관리법」에 따르면 화학사고에 대비하기 위하여 급성독성·폭발성 등이 강하여 화학사고 발생 가능성이 높거나 화학사고 발생 시 피해 규모가 클 것으로 우려되는 화학물질들은 ‘사고대비물질’로 지정하여 관리하고 있다.Korea manages chemicals distributed and used in Korea through the 「Chemical Substances Control Act」 to prevent damage to people's lives, property, or the environment due to chemical substances in advance. According to the 「Chemical Substance Control Act」, in order to prepare for chemical accidents, chemical substances with high acute toxicity and explosive properties are highly likely to occur, or chemical substances that are likely to cause large damage in the event of a chemical accident are designated and managed as 'accident preparation materials'. are doing

화학사고가 발생한 경우 즉시 취급자는 즉시 위해관리계획에 따라 응급조치를 취하고 관할 기관에 신고하여 관련 기관들의 즉각적인 현장 대응이 가능하도록 하여야 한다. 응급조치 이후에 화학사고의 원인 규명, 인명·환경 피해의 최소화 및 복구 등을 위해 화학사고 조사단을 구성하여 화학사고 영향조사를 실시하여야 한다. 환경부는 「화학사고 조사단 구성·운영 및 영향조사에 관한 지침」을 통해 화학사고 발생 주변 지역의 건강영향조사와 환경영향조사를 실시하도록 지시하고 있다. 환경영향조사는 환경매체(대기·수질·토양) 중 사고물질의 농도뿐만 아니라 가축을 포함한 육상·수서생물, 조류의 피해, 유실수, 농작물 등을 포함한 주변 지역의 식생피해 면적, 피해종, 피해정도 등을 조사 대상으로 규정하고 있다. 하지만, 국내에서 발생한 화학사고 조사 보고서들을 검토한 결과 극히 적은 사고 조사 보고서에서만 화학사고에 의한 환경피해를 언급하고 있다. 이는 화학사고에 의한 환경피해를 조사하기 위한 방법과 기준의 구축이 미비하기 때문인 것으로 사료되며, 앞으로 화학사고에 의한 환경피해를 정확하게 평가하기 위한 시험방법과 기준 개발이 필요하다.In the event of a chemical accident, the handler must immediately take emergency measures according to the risk management plan and report it to the competent authority so that the relevant organizations can take immediate action on the spot. After first aid measures, a chemical accident investigation team should be formed to investigate the cause of chemical accidents, and to minimize and recover human life and environmental damage. The Ministry of Environment is instructing the conduct of health and environmental impact surveys in areas surrounding the occurrence of chemical accidents through 「Guidelines on the Organization and Operation of Chemical Accident Investigation Teams and Impact Investigations」. The environmental impact survey is not only about the concentration of the accident material in the environmental media (air, water, soil), but also the area of vegetation damage in the surrounding area, including livestock and aquatic organisms, damage to birds, lost water, crops, etc., affected species, and degree of damage. etc. are the subjects of investigation. However, as a result of reviewing domestic chemical accident investigation reports, only very few accident investigation reports mention environmental damage caused by chemical accidents. This is thought to be because the establishment of methods and standards for investigating environmental damage caused by chemical accidents is insufficient, and it is necessary to develop test methods and standards to accurately evaluate environmental damage caused by chemical accidents in the future.

안전한 화학물질의 사용을 위해서 화학물질 제공자는 반드시 화학물질의 생태독성학적 정보를 포함하는 물질안전보건자료(MSDS)를 제공하여야 한다. 생태독성(ecotoxicity)은 수 생태계 혹은 육상 생태계의 수용체(생물체)에 화학물질이 일으킬 수 있는 잠재적 부작용이라 정의할 수 있으며 기본적으로 화학물질의 독성과 생물체의 민감도에 따라 결정된다.For the safe use of chemical substances, the chemical substance supplier must provide a Material Safety Data Sheet (MSDS) containing the chemical ecotoxicological information. Ecotoxicity can be defined as a potential side effect that a chemical can cause to a receptor (living organism) in an aquatic or terrestrial ecosystem, and is basically determined by the toxicity of the chemical and the sensitivity of the organism.

지구상에 존재하는 모든 생물체들에 대한 화학물질의 독성을 평가하는 것은 불가능하기 때문에 연구자들은 각 생태계를 대표하는 지표 생물종을 선정하여 환경으로 노출된 화학물질에 의한 생물 피해를 평가한다. ISO와 OECD 등은 육상 환경 중 화학물질의 독성을 평가하기 위해 식물, 톡토기, 지렁이 등의 생물종들을 활용하는 표준 시험법을 제공하고 있다. 하지만 최근 화학산업의 발달과 함께 새롭게 수입되거나 개발되는 화학물질의 종류가 지속적으로 증가하고 있으며 이와 같은 물질들의 생태독성학적 자료들의 구축은 미비한 실정이다. 특히 육상 생태계 지표 생물종에 대한 생태독성 데이터베이스 구축 비율은 수 생태계에 비해 현저히 떨어진다. 또한 기존에 제공되는 화학물질의 생물 영향을 평가하기 위한 표준 시험법들은 잔류성이 높은 화학물질들에 적합하게 시험방법이 설계되어 있어 기체상으로 노출되거나 휘발성이 높은 물질들에는 적용하기가 어렵다는 한계가 있다.Because it is impossible to evaluate the toxicity of chemical substances to all living things on Earth, researchers select an indicator species representing each ecosystem and evaluate the biological damage caused by chemicals exposed to the environment. ISO and OECD provide standard test methods using species such as plants, worms, and earthworms to evaluate the toxicity of chemicals in the terrestrial environment. However, with the recent development of the chemical industry, the types of newly imported or developed chemical substances are continuously increasing, and the establishment of ecotoxicological data of these substances is insufficient. In particular, the rate of establishing an ecotoxicity database for terrestrial ecosystem indicator species is significantly lower than that of aquatic ecosystems. In addition, the standard test methods for evaluating the biological effects of chemical substances provided previously have limitations in that they are difficult to apply to substances exposed to the gaseous phase or highly volatile because the test methods are designed to be suitable for chemical substances with high persistence. have.

기존에 진행된 화학물질의 독성평가 연구들은 대부분 단일종에 대한 평가에 국한되었으며 온도, 습도 등의 환경 조건이 정밀하게 조절될 수 있는 실험실 수준에서 진행되었다. 이는 실제 현장에서 다양한 생물체들로 구성되어 있는 생태계를 설명할 수 없다는 한계를 가진다. 최근 메조코즘(mesocosm) 시스템을 활용한 생태계 관련 연구들이 진행되고 있다. 메조코즘은 야외에서 진행되는 경계를 가지는 실험 시스템을 말하며 이는 실험실 수준의 연구와 실제 현장의 간극을 좁히기 위해 활용된다(Kwak, J. I. and An, Y.-J.(2016), “The current state of the art in research on engineered nanomaterials and terrestrial environments: Different-scale approaches”, Environmental Research, Vol. 151, pp.368-382).Existing chemical toxicity evaluation studies were mostly limited to the evaluation of a single species and were conducted at the laboratory level where environmental conditions such as temperature and humidity can be precisely controlled. This has a limitation in that it cannot explain the ecosystem composed of various living things in the actual field. Recently, studies related to ecosystems using the mesocosm system are being conducted. Mesocism refers to an experimental system with boundaries that is conducted outdoors and is used to bridge the gap between laboratory-level research and actual field (Kwak, JI and An, Y.-J. (2016), “The current state of the art in research on engineered nanomaterials and terrestrial environments: Different-scale approaches”, Environmental Research, Vol. 151, pp.368-382).

메조코즘 시스템을 이용한 연구는 실제 자연 생태계에서 실험에 영향을 끼칠 수 있는 다양한 변수들을 조절할 수 있는 동시에 실제 생태계에 노출시킬 수 없는 독성물질을 이용할 수 있다는 장점을 가진다(Kangas, P. C. and Adey, W.H.(2008), “Mesocosm management”, Encyclopedia of Ecology, pp.2308-2313).Research using the mesocosm system has the advantage of being able to control various variables that can affect experiments in real natural ecosystems and use toxic substances that cannot be exposed to real ecosystems (Kangas, PC and Adey, WH (Kangas, PC and Adey, WH). 2008), “Mesocosm management”, Encyclopedia of Ecology, pp.2308-2313).

한편, 통계청의 전국 논밭별 경지면적에 의하면 2018년 논 면적은 844,265 ha로 전체 경작지의 약 53 %에 해당하였다. 그 중 737,408 ha에서 논벼가 재배되었으며 2018년 생산량은 3,763,340톤으로 국내에서 재배된 농작물 중 가장 많은 생산량을 기록하였다. 특히, 국내 주요 산업단지가 입지하고 있는 충청이남 지역의 논 면적이 전체 면적의 84 %에 해당하기 때문에 화학사고에 의한 논 생태계의 영향을 평가하기 위한 기술의 개발이 필요하다. 논 생태계는 쌀의 생산 기능뿐만 아니라 곤충류, 양서류, 파충류, 어류 등 다양한 생물들의 서식처를 제공하고 홍수 조절, 지하수 함양, 수질 개선 등의 다양한 공익적 기능을 가지고 있다. 2008년에 우리나라에서 개최된 제10차 람사르협약 당사국 총회에서 ‘논습지 결의안’이 채택되면서 생물 다양성의 보전을 위한 논 생태계의 중요성이 보다 높아지게 되었다. 화학사고에 의한 벼를 포함한 논을 구성하는 다양한 생물체의 피해를 예측하기 위해서는 다양한 사고물질에 대한 논 생태계의 영향을 평가하는 기술 개발이 필요하다.Meanwhile, according to the National Statistical Office’s national arable area for each paddy field, the area of paddy fields in 2018 was 844,265 ha, accounting for about 53% of the total cultivated land. Among them, paddy rice was cultivated in 737,408 ha, and the production in 2018 was 3,763,340 tons, recording the highest production among crops cultivated in Korea. In particular, it is necessary to develop a technology to evaluate the impact of a chemical accident on the rice paddy ecosystem because the rice paddy area south of Chungcheong Province, where major domestic industrial complexes are located, accounts for 84% of the total area. The rice paddy ecosystem not only produces rice, but also provides habitat for various living things such as insects, amphibians, reptiles, and fish, and has various public benefits such as flood control, groundwater cultivation, and water quality improvement. The importance of paddy ecosystems for the conservation of biodiversity has increased as the ‘Resolution on Wetlands for Rice Fields’ was adopted at the 10th Ramsar Convention in Korea in 2008. In order to predict the damage of various organisms that compose rice fields including rice due to chemical accidents, it is necessary to develop a technology to evaluate the impact of the rice paddy ecosystem on various accident materials.

이와 관련, 종래 기술로 실험실 수준에서 진행되는 단일 생물종 기반의 화학물질 독성평가가 있으나, 상기와 같은 연구 결과를 이용하여 실제 다양한 생물간 상호작용이 존재하는 육상 생태계에 대한 화학물질의 영향을 해석하는 경우 오차가 발생할 수 있는 문제점이 있다.In this regard, there is a single species-based chemical toxicity evaluation conducted at the laboratory level in the prior art. There is a problem that an error may occur when doing so.

이러한 배경 하에, 본 발명자는 실제 환경에 노출시킬 수 없는 사고물질의 노출을 통한 생태계 영향 평가를 진행하기 위한 방법으로 논 생태계를 모사하는 3단계 이상의 영양단계에 해당하는 논 대표 생물종으로 구성된 육상 메조코즘 시스템을 구축하였으며, 이러한 육종 메조코즘 시스템이 논 생태계 영향 평가 방법에 유용함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Under this background, the present inventors, as a method for evaluating the ecosystem impact through the exposure of accidental substances that cannot be exposed to the real environment, have terrestrial meso composed of representative species of paddy fields corresponding to three or more trophic levels that simulate the paddy ecosystem. The cosm system was built, and the present invention was completed by confirming that this breeding mesocosm system was useful in the evaluation method of the paddy ecosystem impact.

한국공개특허 제10-2011-0096655호Korean Patent Publication No. 10-2011-0096655 한국공개특허 제10-2018-0085895호Korean Patent Publication No. 10-2018-0085895

따라서 본 발명의 목적은 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation.

본 발명의 다른 목적은 상기 메조코즘 시스템을 이용하여 유해 화학물질 노출에 의한 육상 생태학적 영향을 평가하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for evaluating the terrestrial ecological impact of exposure to hazardous chemicals using the mesocosm system.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 내부에 공간이 형성되고 상부가 개방된 형태이며 밑면에 배수구가 형성된 용기 케이스(1); 상기 용기 케이스 일측에 설치된 수도 및 밸브(2); 상기 용기 케이스의 맨 하부에 위치하는 토양층(3); 상기 토양층 상부에 위치하는 담수층(4); 및 상기 토양층과 담수층에 영양단계별 생물 지표종으로서 생산자(5), 소비자(6) 및 분해자(7)를 포함하는, 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention is a container case (1) having a space formed therein, an open top, and a drain hole formed on the bottom; Water and valve installed on one side of the container case (2); a soil layer (3) located at the bottom of the container case; a freshwater layer (4) located above the soil layer; and a producer (5), a consumer (6), and a decomposer (7) as biological indicator species for each trophic level in the soil layer and the freshwater layer, providing a mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation.

본 발명의 일실시예에 있어서, 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템은 상기 용기 케이스(1)의 아래측에 위치하며 배수된 물을 별도로 모아서 처리할 수 있는 배수관(17)을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the land mesocosm system for ecological environment evaluation may further include a drain pipe 17 located below the container case 1 and capable of separately collecting and treating the drained water. have.

본 발명의 일실시예에 있어서, 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템은 상기 용기 케이스의 개방된 상면에 탈부착되는 케이스 커버(8); 상기 케이스 커버를 지지할 수 있는 고정틀(9); 상기 케이스 커버의 일측에 설치된 기체 주입관(12-1); 상기 기체 주입관 상에 구비된 개폐밸브(12); 상기 기체 주입관에 연결되는 유량 조절기(11)가 구비된 가스통(10); 상기 케이스 커버 내부면에 설치되며, 기체를 균질화할 수 있는 팬(13); 상기 케이스 커버의 타측에 설치된 기체 배출관(14-1); 상기 기체 배출관 상에 구비된 개폐밸브(14); 상기 기체 배출관에 연결된 기체 흡착부(15)를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation includes a case cover 8 that is detachably attached to the open upper surface of the container case; a fixing frame 9 capable of supporting the case cover; a gas injection pipe 12-1 installed on one side of the case cover; an opening/closing valve 12 provided on the gas injection pipe; a gas cylinder 10 provided with a flow regulator 11 connected to the gas injection pipe; a fan (13) installed on the inner surface of the case cover and capable of homogenizing the gas; a gas discharge pipe 14-1 installed on the other side of the case cover; an on/off valve 14 provided on the gas discharge pipe; It may further include a gas adsorption unit 15 connected to the gas discharge pipe.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 생산자는 벼일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the producer may be rice.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 소비자는 왕우렁이, 논우렁이, 명주달팽이 및 물달팽이로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the consumer may be at least one selected from the group consisting of king snails, rice worms, silk snails and water snails.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 분해자는 실지렁이일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the decomposer may be a real earthworm.

또한, 본 발명은 (a) 상기의 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템에 유해 화학물질을 노출시키는 단계; 및 (b) 유해 화학물질 노출 후 생산자, 소비자 및 분해자 각각의 독성지표를 측정하는 단계를 포함하는, 유해 화학물질 노출에 의한 육상 생태학적 영향을 평가하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (a) exposing harmful chemicals to the mesocosm system for evaluation of the terrestrial ecological environment; and (b) measuring each of the toxicity indicators of producers, consumers and decomposers after exposure to hazardous chemicals.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유해 화학물질은 황산, 질산, 염산, 불산, 인산, 아크릴로니트릴, 아크릴알데히드, 메탄올, 아황산가스, 암모니아, 일산화탄소, 이황화탄소, 불소, 염소, 브롬화메탄, 염화메탄, 염화프렌, 산화에틸렌, 시안화수소, 황화수소, 모노메틸아, 디메틸아민, 트리메틸아민, 톨루엔, 벤젠, 포스겐, 요오드화수소, 브롬화수소, 염화수소, 불화수소, 겨자가스, 알진, 모노실란, 디실란, 디보레, 세렌화수소, 포스핀 및 모노게르만로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the hazardous chemical is sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, acrylonitrile, acrylaldehyde, methanol, sulfurous acid gas, ammonia, carbon monoxide, carbon disulfide, fluorine, chlorine, methane bromide, Methane chloride, prene chloride, ethylene oxide, hydrogen cyanide, hydrogen sulfide, monomethyla, dimethylamine, trimethylamine, toluene, benzene, phosgene, hydrogen iodide, hydrogen bromide, hydrogen chloride, hydrogen fluoride, mustard gas, algin, monosilane, di It may be selected from the group consisting of silanes, divores, hydrogen serenides, phosphines and monogermanes.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에서 생산자가 벼인 경우 측정되는 독성지표는 고사율, 잎의 수, 길이, 피해 잎 비율, 지상부 생중량 및 엽록소 함량으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the toxicity index measured when the producer is rice in step (b) may be selected from the group consisting of mortality rate, number of leaves, length, ratio of damaged leaves, fresh weight of above-ground parts and chlorophyll content. have.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에서 소비자가 왕우렁이, 논우렁이, 명주달팽이 또는 물달팽이인 경우 측정되는 독성지표는 사망률, 패각 길이 및 무게로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the step (b), the toxicity index measured when the consumer is a king serpent, rice worm, silk snail or water snail may be selected from the group consisting of mortality, shell length and weight.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에서 분해자가 실지렁이인 경우 측정되는 독성지표는 사망률 또는 번식률일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the toxicity index measured when the decomposer is a real earthworm in step (b) may be a mortality rate or a reproduction rate.

본 발명의 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템은 3단계 이상의 영양단계에 해당하는 논 대표 생물종을 이용함으로써 실제 환경과 유사한 조건에서 단일 생물종에 미치는 화학물질의 영향과 먹이사슬을 기반으로 구축된 논 생태계의 구조와 기능에 대한 화학물질의 영향을 평가하는데 유용하게 사용될 수 있다.The mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation of the present invention is constructed based on the effect of chemical substances on a single species under conditions similar to the actual environment and the food chain by using representative species of paddy fields corresponding to three or more trophic levels. It can be usefully used to evaluate the effect of chemicals on the structure and function of the rice paddy ecosystem.

도 1a는 본 발명의 육상 생태환경 평가용 메조코즘 시스템의 현장 설치 과정을 대략적으로 보여주는 흐름도이며, 1b는 고려대학교 부속 덕소 농장(경기도 남양주시) 부지 내 논에 설치된 메조코즘 시스템을 보여주는 사진이다.
도 2는 액체상 사고물질 노출에 따른 육상의 생태환경 평가에 사용될 수 있는 본 발명의 메조코즘 시스템을 보여주는 단면도이다.
도 3은 기체상 사고물질 노출에 따른 육상의 생태환경 평가에 사용될 수 있는 본 발명의 메조코즘 시스템을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 육상 생태환경 평가용 메조코즘 시스템에 사고물질을 처리한 이후 시간에 따른 토양 산도(pH)의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 육상 생태환경 평가용 메조코즘 시스템에 사고물질을 처리한 이후 시간에 따른 엽록소계(SPAD 502)로 측정된 벼 잎의 엽록소 함량 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 육상 생태환경 평가용 메조코즘 시스템에서 사고물질에 노출시킨 벼 잎의 사진이다. 왼쪽은 소비자에 의한 섭식 피해로 판단된 잎의 사진이며, 오른쪽은 화학물질 노출에 의해 피해를 입은 것으로 판단된 잎의 사진이다.
도 7은 본 발명의 육상 생태환경 평가용 메조코즘 시스템에서 사고물질에 노출시킨 벼의 잎 중 사고물질 노출에 의한 피해가 발생한 잎의 비율을 측정하여 그래프로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 육상 생태환경 평가용 메조코즘 시스템에서 사고물질에 노출시킨 벼의 잎 중 소비자에 의한 섭식 피해가 발생한 잎의 비율을 측정하여 그래프로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 육상 생태환경 평가용 메조코즘 시스템에서 사고물질에 노출시킨 벼의 생중량을 측정하여 그래프로 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 육상 생태환경 평가용 메조코즘 시스템에서 사고물질에 노출시킨 실지렁이의 어린 개체 수를 측정하여 그래프로 나타낸 것이다.
1a is a flow chart schematically showing the on-site installation process of the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation of the present invention, and 1b is a photograph showing the mesocosm system installed in the paddy field in the site of Deokso Farm (Namyangju-si, Gyeonggi-do) attached to Korea University.
2 is a cross-sectional view showing the mesocosm system of the present invention that can be used to evaluate the ecological environment on land according to the exposure of the liquid accident material.
3 is a cross-sectional view showing the mesocosm system of the present invention that can be used for the evaluation of the ecological environment on land according to the exposure of the gaseous accident material.
4 is a graph showing the change in soil acidity (pH) with time after the accident material is treated in the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation of the present invention.
5 is a graph showing the change in the chlorophyll content of rice leaves measured with a chlorophyll meter (SPAD 502) over time after the accident material was treated in the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation of the present invention.
6 is a photograph of rice leaves exposed to accidental substances in the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation of the present invention. On the left is a photograph of a leaf judged to have been damaged by consumption by consumers, and on the right is a photograph of a leaf determined to have been damaged by exposure to chemicals.
7 is a graph showing the ratio of leaves damaged by exposure to accidental substances among the leaves of rice exposed to accidental substances in the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the ratio of the leaves exposed to the accidental material in the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation of the present invention, which is affected by eating damage by consumers.
9 is a graph showing the measurement of the raw weight of rice exposed to the accident material in the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation of the present invention.
10 is a graph showing the measurement of the number of young individuals of real earthworms exposed to accidental substances in the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation of the present invention.

본 발명은 화학물질에 의해 오염된 논 생태계를 모사하기 위한 육상 메조코즘 시스템 및 상기 메조코즘 시스템을 이용한 육상 생태계 평가 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a terrestrial mesocosm system for simulating a paddy ecosystem polluted by chemicals and a terrestrial ecosystem evaluation method using the mesocosm system.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.In the case where it is stated throughout this specification that a component "includes" another component, it does not exclude any other component, but further includes any other component unless otherwise stated. It could mean that you can.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "연결된", "설치된" 또는 "설치되며"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Furthermore, when it is stated that a component is "connected", "installed" or "installed" of another component, the component may be directly connected to or installed in contact with another component, It may be installed spaced apart by a certain distance, and in the case of being installed spaced apart by a certain distance, a third component or means for fixing or connecting the corresponding component to another component may exist, and this It should be noted that the description of the third component or means may be omitted.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 상에" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.Similarly, other expressions describing the relationship between each element, that is, "on", etc. should be interpreted as having the same meaning.

또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.In addition, in this specification, terms such as "one side", "the other side", "one side", "the other side", "first", "second", etc., if used, with respect to one component, this single component It is used to be clearly distinguished from other components, and it should be understood that the meaning of the component is not limitedly used by such terms.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.In addition, in the present specification, terms related to positions such as "upper", "lower", "left", and "right", if used, should be understood as indicating a relative position in the drawing with respect to the corresponding component, Unless an absolute position is specified with respect to their position, these position-related terms should not be construed as referring to an absolute position.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.In addition, in this specification, in specifying the reference numerals for each component of each drawing, the same component has the same reference number even if the component is shown in different drawings, that is, the same reference is made throughout the specification. Symbols indicate identical components.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings attached to this specification, the size, position, coupling relationship, etc. of each component constituting the present invention are partially exaggerated, reduced, or omitted for convenience of explanation or in order to sufficiently clearly convey the spirit of the present invention. may be described, and therefore the proportion or scale may not be exact.

본 명세서에서 "메조코즘(mesocosm)" 용어는, meso- 또는 'medium' 및 -cosm 'world'의 합성어로 통제된 조건에서 자연환경을 모사할 수 있는 야외 실험 시스템을 의미한다.As used herein, the term "mesocosm" is a compound word of meso- or 'medium' and -cosm 'world', and refers to an outdoor experimental system capable of simulating the natural environment under controlled conditions.

이하, 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 있어서, 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템은, 내부에 공간이 형성되고 상부가 개방된 형태이며 밑면에 배수구(16)가 형성된 용기 케이스(1); 상기 용기 케이스 일측에 설치된 수도 및 밸브(2); 상기 용기 케이스의 맨 하부에 위치하는 토양층(3); 상기 토양층 상부에 위치하는 담수층(4); 및 상기 토양층과 담수층에 영양단계별 생물 지표종으로서 생산자(5), 소비자(6) 및 분해자(7)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, in one embodiment of the present invention, the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation is a container case with a space formed therein, an open top, and a drain 16 on the bottom. (One); Water and valve installed on one side of the container case (2); a soil layer (3) located at the bottom of the container case; a freshwater layer (4) located above the soil layer; And it may include a producer (5), a consumer (6) and a decomposer (7) as a biological indicator species for each trophic level in the soil layer and the freshwater layer.

이때, 상기 용기 케이스의 아래측에 위치하며 배수된 물을 별도로 모아서 처리할 수 있는 배수관(17)을 더 포함할 수도 있다.In this case, it may further include a drain pipe 17 located at the lower side of the container case and capable of separately collecting and treating the drained water.

상기와 같은 메조코즘 시스템은 액체상 사고물질 노출에 따른 육상의 생태환경 평가에 유용하게 사용될 수 있다.The mesocosm system as described above can be usefully used in the evaluation of the ecological environment on land according to the liquid accident material exposure.

한편, 기체상 사고물질 노출에 따른 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템은 도 3에서 도시된 바와 같은 형태일 수 있다.On the other hand, the mesocosm system for evaluating the ecological environment on land according to the exposure of the gaseous accident material may be in the form as shown in FIG. 3 .

즉, 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템은, 내부에 공간이 형성되고 상부가 개방된 형태이며 밑면에 배수구(16)가 형성된 용기 케이스(1); 상기 용기 케이스 일측에 설치된 수도 및 밸브(2); 상기 용기 케이스의 맨 하부에 위치하는 토양층(3); 상기 토양층 상부에 위치하는 담수층(4); 상기 토양층과 담수층에 영양단계별 생물 지표종으로서 생산자(5), 소비자(6) 및 분해자(7); 상기 용기 케이스의 개방된 상면에 탈부착되는 케이스 커버(8); 상기 케이스 커버를 지지할 수 있는 고정틀(9); 상기 케이스 커버의 일측에 설치된 기체 주입관(12-1); 상기 기체 주입관 상에 구비된 개폐밸브(12); 상기 기체 주입관에 연결되는 유량 조절기(11)가 구비된 가스통(10); 상기 케이스 커버 내부면에 설치되며, 기체를 균질화할 수 있는 팬(13); 상기 케이스 커버의 타측에 설치된 기체 배출관(14-1); 상기 기체 배출관 상에 구비된 개폐밸브(14); 상기 기체 배출관에 연결된 기체 흡착부(15); 상기 용기 케이스의 아래측에 위치하며 배수된 물을 별도로 모아서 처리할 수 있는 배수관(17)을 포함할 수 있다.That is, in another embodiment of the present invention, the mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation includes: a container case 1 having a space formed therein, an open top, and a drain 16 formed on the bottom; Water and valve installed on one side of the container case (2); a soil layer (3) located at the bottom of the container case; a freshwater layer (4) located above the soil layer; Producers (5), consumers (6) and decomposers (7) as biological indicator species for each trophic level in the soil layer and the freshwater layer; a case cover 8 detachably attached to the open upper surface of the container case; a fixing frame 9 capable of supporting the case cover; a gas injection pipe 12-1 installed on one side of the case cover; an opening/closing valve 12 provided on the gas injection pipe; a gas cylinder 10 provided with a flow regulator 11 connected to the gas injection pipe; a fan (13) installed on the inner surface of the case cover and capable of homogenizing the gas; a gas discharge pipe 14-1 installed on the other side of the case cover; an on/off valve 14 provided on the gas discharge pipe; a gas adsorption unit 15 connected to the gas discharge pipe; It is located on the lower side of the container case and may include a drain pipe 17 that can separately collect and treat the drained water.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 용기 케이스(1)는 내부에 공간이 형성되고 상부가 개방된 형태이며 밑면에 배수구(16)가 형성될 수 있다. 용기 케이스(1)의 내부에는 토양층(3), 담수층(4), 생산자(5), 소비자(6) 및 분해자(7)를 수용할 수 있는 공간이 형성되고, 생산자의 생장이 가능하도록 상부가 개방된 형태이다. 또한, 용기 케이스(1)의 밑면에는 배수구(16)가 형성될 수 있는데, 이러한 배수구는 본 발명의 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템에서 유해 화학물질 노출에 따라 토양으로 나오는 폐수를 배출하기 위함이다.In the mesocosm system of the present invention, the container case 1 has a space formed therein and an open top, and a drain 16 may be formed on the bottom. Inside the container case (1), a space for accommodating the soil layer (3), the freshwater layer (4), the producer (5), the consumer (6) and the decomposer (7) is formed, and the upper part is provided to enable the growth of the producer. is an open form. In addition, a drain 16 may be formed on the bottom of the container case 1, and this drain hole is for discharging wastewater that comes out into the soil according to exposure to harmful chemicals in the mesocosm system for evaluating the terrestrial ecology of the present invention. am.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 수도 및 밸브(2)는 상기 용기 케이스(1)의 일측에 설치되며, 이를 통해 담수의 깊이를 조절할 수 있다.In the mesocosm system of the present invention, the water supply and the valve 2 are installed on one side of the container case 1, and through this, the depth of fresh water can be adjusted.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 토양층(3)은 상기 용기 케이스(1)의 내부 맨 하부에 위치할 수 있으며, 상기 토양층에 사용되는 토양은 논토양 기준 최적 토성에 해당하는 미사질식양토(Silty clay loam), 식양토(Clay loam), 양토(loam)이며, 하기 실시예에서는, 상기 토성을 가지는 토양 중 양토에 해당하는 실제 논토양을 활용하였다. In the mesocosm system of the present invention, the soil layer 3 may be located at the innermost bottom of the container case 1 , and the soil used for the soil layer is silty clay loam corresponding to optimal soil based on non-soil soil. ), clay loam, and loam, and in the following examples, actual paddy soil corresponding to loam among the soils having the above-mentioned soil was used.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 담수층(4)은 상기 토양층(3) 상부에 위치하며, 수도 및 밸브(2)에 의해 담수층의 깊이를 조절할 수 있다. In the mesocosm system of the present invention, the freshwater layer 4 is located above the soil layer 3 , and the depth of the freshwater layer can be adjusted by the water supply and the valve 2 .

본 발명의 하기 실시예에서는, 상기 용기 케이스(1)에 논갈이와 비료 처리한 논토양 약 150 kg(약 110 L)을 채운 후 담수처리하여 논토양을 조성하였다.In the following example of the present invention, after filling the container case (1) with about 150 kg (about 110 L) of paddy soil treated with paddy cultivation and fertilizer, freshwater treatment was performed to form paddy soil.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 상기 영양단계별 생물 지표종으로서 생산자(5), 소비자(6) 및 분해자(7)는, 예를 들어, 벼(Oryza sativa), 왕우렁이(Pomacea canaliculata), 그리고 실지렁이(Tubifex tubifex)를 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Producers (5), consumers (6) and decomposers (7) as biomarkers for each trophic level in the mesococcal system of the present invention are, for example, rice ( Oryza sativa ), king worm ( Pomacea canaliculata ), and worms ( Tubifex tubifex ) may be exemplified, but is not limited thereto.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 영양단계별 생물 지표종으로서 생산자(5)는 벼(Oryza sativa)가 바람직하다. 본 발명의 메조코즘 시스템은 논 생태계 모사를 목적으로 하는바, 영양단계별 생물 지표종으로서 생산자는 벼(Oryza sativa)를 이용할 수 있다.As a biomarker species for each trophic level in the mesococcal system of the present invention, the producer 5 is preferably rice ( Oryza sativa ). The mesocosm system of the present invention aims to simulate a paddy field ecosystem, and as a biomarker species for each trophic level, the producer can use rice ( Oryza sativa ).

본 발명의 메조코즘 시스템에서 영양단계별 생물 지표종으로서 소비자(6)는 어류, 양서류, 파충류, 갑각류, 패류 등일 수 있다.In the mesocosmic system of the present invention, the consumer 6 as a biomarker species for each trophic level may be fish, amphibians, reptiles, crustaceans, shellfish, and the like.

상기 어류는 버들치, 버들개, 참붕어, 붕어, 떡붕어, 잉어, 피라니, 갈겨니, 참갈겨니, 왜몰개, 버들매치, 쌀미꾸리, 미꾸리, 미꾸라지, 메기, 미유기, 대륙송사리, 잔가시고기, 드렁허리, 얼록동사리, 밀어, 머들붕어 등을 예시할 수 있다.The above fish is willowfish, willowfish, whitefish, crucian carp, rice cake carp, carp, piranha, mackerelfish, blackfishfish, redfish, willowfish, rice loach, loach, loach, catfish, miyugi, continental killifish, thornfish, dung beetle, eelfish , push, mudfish, etc. can be exemplified.

상기 양서류 및 파충류는 도룡뇽, 무당개구기, 두꺼비, 물두꺼비, 청개구리, 수원청개구리, 맹꽁이, 한국산개구리, 북방산개구리, 계곡산개구리, 참개구리, 금개구리, 옴개구리, 황소개구리, 자라, 남생이, 붉은귀거북, 줄장지뱀, 무자치, 누룩뱀, 유혈목이, 능구렁이, 쇠살모사, 살모사 등을 예시할 수 있다.The amphibians and reptiles are salamanders, ladybug frogs, toads, water toads, tree frogs, Suwon tree frogs, green frogs, Korean frogs, northern mountain frogs, valley mountain frogs, true frogs, gold frogs, scabbard frogs, bullfrogs, turtles, tortoises, Red-eared tortoises, crocodile snakes, muskoxes, koji snakes, bloodsuckers, serpents, shrikes, and snakes can be exemplified.

상기 갑각류로는 풍년새우, 긴꼬리투구새우, 아시아투구새우, 민무늬조개벌레, 털줄뽀족코조개벌레, 밤가시혹머리조개벌레, 참물벼룩, 큰물벼룩, 모이나물벼룩, 곱사등물벼룩, 가시시모물벼룩, 알씨물벼룩, 넓은 물벼룩, 긴배물벼룩, 땅달보투명씨벌레, 알씨벌레, 태평뽀족노벌레, 톱니코리검물벼룩, 참검물벼룩, 물벌레, 일본멧강구, 민가시예소옆새우, 털보옆새우, 참게, 동남참게, 가재, 새뱅이, 생이, 줄새우, 두두럭징거미새우, 징거미새우, 한국징거미새우, 갈색말거머리 등을 예시할 수 있다.Examples of the crustaceans include persimmon shrimp, long-tailed shrimp, Asian cockle prawns, smooth clams, hairy horned clams, chestnut horned clams, water fleas, large water fleas, water fleas, Humpback daphnia, prickly pears, alcysts, Broad daphnia, long-necked daphnia, black snail worm, roe worm, taupyeong snail worm, sawtooth daphnia datum flea, magnolia daphnia, water beetle, Japanese daphnia, mingashiyeso shrimp, hairy lobster, blue crab, southeast crab, crayfish, lobster , raw prawns, string prawns, stinging spider prawns, jinguing prawns, Korean stinging prawns, brown horse leeches, and the like can be exemplified.

상기 패류는 물달팽이, 알물달팽이, 애기물달팽이, 긴애기물달팽이, 왼돌이물달팽이, 또아리물달팽이, 수정또아리물달팽이, 배꼽또아리물달팽이, 명주달팽이, 뾰족쨈물우렁이, 참뾰족물우렁이, 쇠우렁이, 작은쇠우렁이, 염즈쇠우렁이, 큰논우렁이, 긴논우렁이, 둥근논우렁이, 논우렁이, 강우렁이, 왕우렁이, 다슬기, 곳체다슬기, 주름다슬기, 좀주름다슬기, 참다슬기, 띠구슬다슬기, 주머니알다슬기, 민물삿갓조개, 산골조개, 삼각산골조개, 콩재첩, 재첩, 참재첩, 엷은재첩, 공주재첩, 점박이재첩, 일본재첩, 말조개, 작은말조개, 칼조개, 귀이빨대칭이, 곳체두드럭조개, 대칭이, 작은대칭이, 펄조개 등을 예시할 수 있다.Said shellfish are water snail, algae snail, parasitic water snail, long-lived water snail, left-leaning water snail, water snail, snail water snail, umbilical cord water snail, silk snail, water snail, sea water snail, iron Small serpent serpent, Small serpent serpent, Salt serpent serpent, Large Paddy serpent, Long Paddy worm, Round Paddy serpent, Paddy serpent, River serpent, King serpent, Daseulgi, Potato serpentgi, Wrinkle wrinkle wrinkle wrinkle wrinkle wrinkle wrinkle wrinkle wrinkle wrinkle serpentine, Chlamdaseulgi, Band bead serpentine, Oxal rhizome, Freshwater clams, mountain clams, triangular mountain clams, soybean jaecheop, jaecheop, chamjaecheop, pale jaecheop, gongju jaecheop, spotted jaecheop, japanese jaecheop, horse clams, small clams, sword clams, ear-toothed clams, soybean clams, symmetry This, small symmetry, pearl oyster, etc. can be illustrated.

본 발명의 일구체예에서, 상기 영양단계별 생물 지표종으로서 소비자(6)로 왕우렁이, 논우렁이, 명주달팽이 및 물달팽이와 같은 패류를 이용하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, it is preferable to use shellfish such as king snail, rice serpent, silk snail and water snail as the consumer 6 as the biomarker species for each nutritional level.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 영양단계별 생물 지표종으로서 분해자(7)는 지렁이류일 수 있으며, 예를 들어, 실지렁이(Tubifex tubifex)를 이용할 수 있다.In the mesococcal system of the present invention, the decomposer 7 as a biomarker species for each trophic level may be an earthworm, for example, a real earthworm ( Tubifex tubifex ) may be used.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 케이스 커버(8)는 용기 케이스(1)의 개방된 상면에 탈부착될 수 있으며, 기체상 사고물질 노출시 유해 화학물질이 외부로 유출(노출)되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 케이스 커버(8)는 벼의 생육을 방해하지 않도록 충분히 높아야 하며, 전면은 투명하여야 한다. In the mesocosm system of the present invention, the case cover 8 can be detachably attached to the open upper surface of the container case 1, and serves to prevent harmful chemicals from leaking (exposure) to the outside when exposed to gaseous accident materials. do. The case cover 8 should be high enough not to interfere with the growth of rice, and the front surface should be transparent.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 고정틀(9)은 상기 케이스 커버(8)를 지지하는 역할을 한다.In the mesocosm system of the present invention, the fixing frame 9 serves to support the case cover 8 .

본 발명의 메조코즘 시스템에서 기체 주입관(12-1)은 상기 케이스 커버(8)의 일측에 설치될 수 있으며, 상기 기체 주입관(12-1) 상에 개폐밸브(12)가 구비될 수 있다. 또한, 본 발명의 메조코즘 시스템에서 상기 기체 주입관(12-1)은 유량 조절기(11)가 구비된 가스통(10)과 연결될 수 있다.In the mesocosm system of the present invention, the gas injection pipe 12-1 may be installed on one side of the case cover 8, and an on/off valve 12 may be provided on the gas injection pipe 12-1. have. In addition, in the mesocosm system of the present invention, the gas injection pipe 12 - 1 may be connected to the gas cylinder 10 provided with the flow rate controller 11 .

본 발명의 메조코즘 시스템에서 팬(13)은 상기 케이스 커버(8) 내부면에 설치되며, 시스템 내부에서 사고물질이 균일하게 분포할 수 있도록 한다.In the mesocosm system of the present invention, the fan 13 is installed on the inner surface of the case cover 8, so that the accident material can be uniformly distributed inside the system.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 기체 배출관(14-1)은 상기 케이스 커버(8)의 타측에 설치될 수 있으며, 상기 기체 배출관(14-1) 상에 개폐밸브(14)가 구비될 수 있다. 또한, 본 발명의 메조코즘 시스템에서 상기 기체 배출관(14-1)은 기체 흡착부(15)와 연결될 수 있다.In the mesocosm system of the present invention, the gas discharge pipe 14-1 may be installed on the other side of the case cover 8, and an on/off valve 14 may be provided on the gas discharge pipe 14-1. Also, in the mesocosm system of the present invention, the gas discharge pipe 14 - 1 may be connected to the gas adsorption unit 15 .

본 발명의 메조코즘 시스템에서 기체 흡착부(15)는 상기 기체 배출관(14-1)으로부터 나오는 기체상 사고물질을 제거하는 역할을 한다. 상기 기체 흡착부(15)는 기체상 사고물질을 흡착할 수 있는 흡착제를 포함할 수 있다.In the mesocosm system of the present invention, the gas adsorption unit 15 serves to remove the gaseous accident material coming out from the gas discharge pipe 14-1. The gas adsorption unit 15 may include an adsorbent capable of adsorbing a gaseous accident material.

본 발명의 메조코즘 시스템에서 배수관(17)은 유해 화학물질 노출사고 후 토양으로부터 배수구를 통해 배수되는 폐수를 별도로 모아서 처리하기 위하여 설치할 수 있다.In the mesocosm system of the present invention, the drain pipe 17 may be installed to separately collect and treat wastewater drained from the soil through a drain hole after an accident of exposure to hazardous chemicals.

또한, 본 발명은 (a) 상기 메조코즘 시스템에 유해 화학물질을 노출시키는 단계; 및 (b) 유해 화학물질 노출 후 생산자, 소비자 및 분해자 각각의 독성지표를 측정하는 단계를 포함하는, 유해 화학물질 노출에 의한 육상 생태학적 영향을 평가하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (a) exposing a hazardous chemical to the mesocosmic system; and (b) measuring each of the toxicity indicators of producers, consumers and decomposers after exposure to hazardous chemicals.

상기 (a) 단계에서 유해 화학물질을 노출은 본 발명의 메조코즘 시스템에 생산자와 분해자를 도입한 후 약 1주일 간 시스템 안정화를 거친 후에 진행하는 것이 바람직하다.Exposure to hazardous chemicals in step (a) is preferably performed after system stabilization for about 1 week after introducing the producer and decomposer into the mesocosm system of the present invention.

상기 유해 화학물질은 물리·화학적 특성과 노출 경로에 따라서 황산, 메탄올을 포함하는 수용성으로 토양 표면으로 유출(spill)되어 육상 생태계로 노출되는 물질군; 톨루엔을 포함하는 낮은 수용해도와 높은 휘발성으로 인해 액상으로 토양 표면으로 유출된 후 대기중으로 휘발되는 물질군; 그리고 염화수소, 암모니아를 포함하는 기체상으로 누출되어 육상 생태계로 노출되는 물질군으로 구분될 수 있다.The hazardous chemical is a group of substances exposed to the terrestrial ecosystem by spilling to the soil surface in water-soluble containing sulfuric acid and methanol according to physical and chemical characteristics and exposure routes; a group of substances that evaporate into the atmosphere after flowing out to the soil surface in a liquid phase due to low water solubility and high volatility, including toluene; And it can be divided into a group of substances that leak into a gaseous phase containing hydrogen chloride and ammonia and are exposed to terrestrial ecosystems.

예를 들어, 상기 유해 화학물질은 황산, 질산, 염산, 불산, 인산, 아크릴로니트릴, 아크릴알데히드, 메탄올, 아황산가스, 암모니아, 일산화탄소, 이황화탄소, 불소, 염소, 브롬화메탄, 염화메탄, 염화프렌, 산화에틸렌, 시안화수소, 황화수소, 모노메틸아, 디메틸아민, 트리메틸아민, 톨루엔, 벤젠, 포스겐, 요오드화수소, 브롬화수소, 염화수소, 불화수소, 겨자가스, 알진, 모노실란, 디실란, 디보레, 세렌화수소, 포스핀 및 모노게르만 등을 예시할 수 있으나, 특별히 그 종류를 한정하는 것은 아니다.For example, the hazardous chemicals include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, acrylonitrile, acrylaldehyde, methanol, sulfur dioxide, ammonia, carbon monoxide, carbon disulfide, fluorine, chlorine, methane bromide, methane chloride, prene chloride , ethylene oxide, hydrogen cyanide, hydrogen sulfide, monomethyla, dimethylamine, trimethylamine, toluene, benzene, phosgene, hydrogen iodide, hydrogen bromide, hydrogen chloride, hydrogen fluoride, mustard gas, algin, monosilane, disilane, diboret, Hydrogen serenide, phosphine, and monogermane may be exemplified, but the type is not particularly limited.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 유해 화학물질의 물리·화학적 특성과 육상 생태계 노출 경로에 따라 적합한 방법을 이용하여 육상 메조코즘 시스템 내로 사고물질을 유입시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the accident material may be introduced into the terrestrial mesococcal system by using a suitable method according to the physical and chemical properties of the hazardous chemical and the exposure route of the terrestrial ecosystem.

구체적으로 높은 수용성을 가지며 토양 표면으로 유출되는 사고물질은 노출시키고자 하는 농도에 적합한 농도의 수용액을 만들고, 상기 수용액을 본 발명의 메조코즘 시스템 내에 직접 담수하여 상기 사고물질에 노출된 논 생태계를 모사할 수 있다.Specifically, the accident material having high water solubility and flowing out to the soil surface makes an aqueous solution having a concentration suitable for the concentration to be exposed, and the aqueous solution is directly freshened in the mesocosm system of the present invention to simulate the paddy ecosystem exposed to the accident material. can do.

토양 표면으로 유출될 수 있는 비수용성 사고물질은 노출시키고자 하는 양의 물질을 토양 표면에 골고루 살포한 후에 담수 조건을 조성하여 상기 사고물질에 노출된 논 생태계를 모사할 수 있다.The insoluble accident material that can leak to the soil surface can simulate the paddy ecosystem exposed to the accident material by creating a fresh water condition after evenly spraying an amount of the material to be exposed on the soil surface.

기체상으로 육상 생태계로 유입되는 물질들을 노출시키기 위해서는 본 발명에서 상기 케이스 커버(8)를 이용한다. 기체상 사고물질 노출은 상기 케이스 커버(8)와 연결된 기체상 사고물질의 농도와 유량, 노출 시간을 조절하여 상기 기체상 사고물질에 노출된 논 생태계를 모사할 수 있다. 기체상 사고물질의 노출이 끝난 후에는 사고물질들을 케이스 커버(8) 외부로 배출하고 적합한 흡착제(15) 등을 이용하여 포집하여 폐기할 수 있다.In the present invention, the case cover 8 is used to expose substances introduced into the terrestrial ecosystem in the gas phase. The gaseous accident material exposure can simulate the rice paddy ecosystem exposed to the gaseous accident material by controlling the concentration, flow rate, and exposure time of the gaseous accident material connected to the case cover 8 . After the exposure of the gaseous accident material is over, the accident material may be discharged to the outside of the case cover 8 and collected and disposed of using a suitable adsorbent 15 or the like.

본 발명의, 상기 (b) 단계에서 생산자가 벼인 경우 측정되는 독성지표는 고사율, 잎의 수, 잎의 길이, 피해 잎 비율, 지상부 생중량, 엽록소 함량 및 이삭 발생 수 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the toxicity index measured when the producer is rice in step (b) of the present invention may exemplify the mortality rate, the number of leaves, the length of the leaf, the ratio of damaged leaves, the fresh weight of the above-ground part, the chlorophyll content and the number of ears, etc. , but not limited thereto.

본 발명의, 상기 (b) 단계에서 소비자가 왕우렁이, 논우렁이, 명주달팽이 또는 물달팽이인 경우 측정되는 독성지표는 사망률, 패각 길이 및 무게 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, in the step (b), the toxicity index measured when the consumer is a king worm, a rice worm, a silk snail or a water snail may be mortality, shell length and weight, but is not limited thereto.

본 발명의, 상기 (b) 단계에서 분해자가 실지렁이인 경우 측정되는 독성지표는 사망률 또는 번식률 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, when the decomposer in step (b) is a real earthworm, the toxicity index measured may be a mortality rate or a reproduction rate, but is not limited thereto.

본 발명의 일구체예에서, 상기 사고물질에 의해 노출된 토양 중 미생물 활성의 영향을 평가하기 위한 지표로는 토양 효소(예: β-glucosidase, urease, acid phosphatase, alkaline phosphatase, dehydrogenase 등) 활성 측정을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present invention, as an index for evaluating the effect of microbial activity in soil exposed to the accident material, soil enzyme (eg, β-glucosidase, urease, acid phosphatase, alkaline phosphatase, dehydrogenase, etc.) activity measurement can be used, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 구체예에서, 상기 사고물질에 의해 노출된 토양 중 양분(탄소, 질소, 인 등)의 형태별 농도 측정을 생태계 영향 평가에 활용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In another embodiment of the present invention, measurement of the concentration by type of nutrients (carbon, nitrogen, phosphorus, etc.) in the soil exposed by the accident material may be used for the evaluation of ecosystem impact, but is not limited thereto.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are for explaining the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1><Example 1>

육상 메조코즘 시스템 구축Establishment of land mesocosm system

본 실험에서는 논에 적합한 환경조건을 조성하기 위해 고려대학교 부속 덕소농장 부지 내 논에 메조코즘 시스템을 설치하였다. 자세하게는, 논 생태계를 모사하는 육상 메조코즘 시스템을 구축하기 위해 시중에서 판매하는 고무통을 이용하여 용기부를 제작하였다. 용기부에는 향후 수위 조절을 위해 바닥으로부터 30 cm 위치에 수도꼭지를 설치하였다. 한편, 용기부 밑면에 구멍을 뚫어 배수가 될 수 있도록 하였으며, 배수된 물을 별도로 모아서 처리 가능하도록 배수관을 설치하였다(오염된 물이 논에 스며들지 않도록 하기 위함).In this experiment, a mesocosm system was installed in the paddy fields in the site of the Deokso Farm attached to Korea University to create suitable environmental conditions for the paddy fields. In detail, the container part was manufactured using commercially available rubber barrels to construct a land mesocosm system that mimics the paddy field ecosystem. In the container part, a faucet was installed at a position of 30 cm from the floor to control the water level in the future. On the other hand, a hole was drilled in the bottom of the container to allow drainage, and a drainage pipe was installed to collect and treat the drained water separately (to prevent contaminated water from seeping into the rice fields).

육상 메조코즘 시스템에 활용하기 위한 토양은 고려대학교 부속 덕소농장 부지 내 논토양을 사용하였다. 벼농사에 적합하도록 논갈이와 비료 처리를 진행한 후 논토양 150 kg을 메조코즘 시스템에 채우고 담수와 배수를 지속적으로 진행하여 논토양 표면을 평탄화시켰다. 본 실험에 활용한 토양의 토성(soil texture)은 양토(loam)이며, 토양의 이화학적 특성은 아래 표 1에서 자세히 나타내었다.As the soil for the land mesocosm system, paddy soil in the site of Deokso Farm attached to Korea University was used. After plowing and fertilizing suitable for rice farming, 150 kg of paddy soil was filled in the mesocosm system, and fresh water and drainage were continued to level the paddy soil surface. The soil texture used in this experiment is loam, and the physicochemical properties of the soil are detailed in Table 1 below.

본 발명의 육상 메조코즘 시스템에서 사용한 토양의 이화학적 특성Physicochemical properties of the soil used in the terrestrial mesococcal system of the present invention 토양 이화학적 특성Soil physicochemical properties 실시예Example 토성Saturn 양토loam 모래(%)sand(%) 51.7351.73 미사(%)mass(%) 31.0031.00 점토(%)clay(%) 17.2717.27 포장용수량(%)Packing capacity (%) 50.1050.10 산도(pH)Acidity (pH) 6.726.72 전기전도도(EC, dS/m)Electrical conductivity (EC, dS/m) 0.0600.060 유기물함량(%)Organic content (%) 8.578.57 양이온치환용량(cmolc/kg)Cation displacement capacity (cmolc/kg) 10.6810.68 유효인산(mg/kg)Effective phosphoric acid (mg/kg) 55.2355.23 암모니아태 질소(mg/kg)Ammonia nitrogen (mg/kg) 6.096.09 아질산태 질소(mg/kg)Nitrous Nitrogen (mg/kg) 1.051.05 질산태 질소(mg/kg)Nitrate nitrogen (mg/kg) 0.560.56

본 실험에서 메조코즘 시스템의 생산자인 벼는 국내 중부평야지, 중서부해안지에 적용될 수 있는 품종(미소미)을 선정하였다. 벼 종자는 깨끗한 수도용 상토에 파종하였으며, 약 한 달 후에 상기 메조코즘 시스템에 이앙한다. 이때, 메조코즘 시스템에는 포기 당 3 ~ 4본씩 9포기를 심었으며 포기 사이의 간격을 21 cm씩 유지하여 이앙하였다.In this experiment, rice, which is a producer of the mesocosm system, was selected as a variety (Misomi) that can be applied to the central plains and midwestern coastal areas of Korea. Rice seeds were sown in clean topsoil for water supply, and transplanted into the mesocosm system after about one month. At this time, in the mesocosm system, 9 plants were planted with 3 to 4 plants per plant, and the distance between plants was maintained at 21 cm before transplanting.

본 실험에서 메조코즘 시스템의 소비자로 국내 벼농가에서 잡초 제거를 위해 논에 방사하는 왕우렁이(Pomacea canaliculata)를 선정하고, 왕우렁이에 의한 벼의 피해를 방지하기 위해 이앙 5일 후에 메조코즘 시스템에 9마리씩의 왕우렁이 치패를 방사하였다. In this experiment, as a consumer of the mesococcal system, Pomacea canaliculata was selected as a consumer of the mesocosmous system in domestic rice farms to remove weeds. Each of the nine lobster larvae was released.

본 실시예에서 메조코즘 시스템의 분해자로 논토양에서 서식하는 실지렁이(Tubifex tubifex)를 선정하고, 상기 메조코즘 시스템에 90마리씩 방사하였다. In this example, a real earthworm (Tubifex tubifex ) living in paddy soil was selected as a decomposer of the mesocosmic system, and 90 birds were spun into the mesocosmic system.

본 실시예의 사고물질에 의한 논 생태계의 영향 평가에서 메조코즘 시스템은 농촌진흥청에서 제공하는 작물기술정보(일반벼 - 기계이앙 - 물관리)에 근거하여 관리하였다(하기 표 2 참조).In the evaluation of the impact on the paddy ecosystem by the accident material in this example, the mesocosm system was managed based on the crop technology information (general rice - machine transplantation - water management) provided by the Rural Development Administration (see Table 2 below).

농촌진흥청에서 제공하는 작물기술정보Crop technology information provided by the Rural Development Administration 벼 생육시기Rice growing season 물관리 요령Water management tips 물깊이(cm)Water depth (cm) 비고note 이앙기rice transplanter 얕게 댈 것put it shallow 2 ~ 32-3 활착기survival 깊게 댈 것put it deep 5 ~ 75 to 7 분얼성기whistle-blower 얕게 댈 것put it shallow 2 ~ 32-3 무효분얼기Invalid balancing machine 중간물떼기middle watering 00 5 ~ 10일간5 to 10 days 생식생장기reproductive period 물 걸러대기filter water 2 ~ 42 to 4 3일 관수, 2일 배수3 days irrigation, 2 days drainage 출수기watering machine 보통 깊이moderate depth 3 ~ 43 to 4 등숙기maturation 물 걸러대기filter water 2 ~ 32-3 3일 관수, 2일 배수3 days irrigation, 2 days drainage 낙수기falling season 완전 낙수full fall 00 출수 후 35일 전후Around 35 days after departure

<실시예 2><Example 2>

사고물질(황산, 질산)의 육상 메조코즘 시스템 노출 방법Exposure method to land mesocosmic system of accidental substances (sulfuric acid, nitric acid)

본 실험에서는 논 생태계를 모사하는 육상 메조코즘 시스템에 국내에서 사고발생 빈도가 높은 물질에 해당하는 황산(H2SO4)와 질산(HNO3)의 유출(spill) 사고 시나리오에 따라 두 물질의 육상 생태계 영향을 평가하였다. 본 실험에서는 기존에 진행한 육상 생물종(벼, 무, 톡토기, 지렁이)에 대한 황산과 질산의 독성평가 결과를 기반으로 하여 예측무영향농도(Predicted no effictive concentration, PNEC)와 50% 위해 농도(Hazardous concentration 50%, HC50)를 계산하여 노출실험을 진행하였다.In this experiment, according to the spill accident scenario of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and nitric acid (HNO 3 ), which are substances with high accident frequency in Korea, in the land mesocosm system that simulates the rice paddy ecosystem, the two substances Ecosystem impact was evaluated. In this experiment, the predicted no effictive concentration (PNEC) and 50% harmful concentration ( Hazardous concentration 50%, HC 50 ) was calculated and exposure experiments were carried out.

위해성 평가 지침에 따라 황산과 질산의 PNEC 농도는 상기 육상 생물종들을 이용한 독성평가를 통해 얻어진 만성독성자료(NOEC) 값을 평가계수인 10으로 나누어 계산하였으며, 황산과 질산의 PNEC 값은 각각 20, 12.5 mg/kg 이었다.According to the risk assessment guidelines, the PNEC concentration of sulfuric acid and nitric acid was calculated by dividing the chronic toxicity data (NOEC) value obtained through the toxicity assessment using the above terrestrial species by the evaluation factor of 10, and the PNEC values of sulfuric acid and nitric acid were 20, 12.5 mg/kg.

위해성 평가 지침에 따라 기존에 진행한 육상 생물종의 독성평가 결과들을 토대로 구축된 종민감분포(Species sensitivity distribution, SSD)를 이용하여 통계적 접근방법을 이용해 HC50을 예측하였으며 황산과 질산의 HC50 값은 각각 1,850, 1,031 mg/kg 이었다. In accordance with the risk assessment guidelines, HC 50 was predicted using a statistical approach using the Species sensitivity distribution (SSD) constructed based on the results of the toxicity assessment of terrestrial species conducted previously, and the HC 50 values of sulfuric acid and nitric acid were 1,850 and 1,031 mg/kg, respectively.

육상 메조코즘 시스템에 황산과 질산을 PNEC, HC50에 해당하는 농도로 노출시키기 위해 혼합시켜야 하는 부피는 토양의 질량(150 kg), 비중(황산 1.84; 질산 1.38), 그리고 용액의 순도(황산 98%, 질산 60%)를 이용하여 계산하였고 육상 메조코즘 시스템에 노출시키기 위해 20 L 수용액으로 조제하였다.The volume to be mixed to expose sulfuric acid and nitric acid to concentrations corresponding to PNEC and HC 50 in an onshore mesococcal system depends on the soil mass (150 kg), specific gravity (1.84 sulfuric acid; nitric acid 1.38), and the purity of the solution (sulfuric acid 98). %, nitric acid 60%) and prepared as 20 L aqueous solution for exposure to land mesocosm system.

본 실험에서는 모내기 이후에 발생한 황산 혹은 질산의 유출(spill) 사고로 인한 논 생태계의 영향을 평가하였다.In this experiment, the effect on the rice paddy ecosystem due to the spill accident of sulfuric acid or nitric acid after rice planting was evaluated.

국내 벼농사 일정에 따라 5월 17일에 벼를 이앙하였고 5월 22일에 왕우렁이와 실지렁이를 육상 메조코즘 시스템에 접종하였다. 육상 메조코즘 내의 생물들이 시스템에서 안정화될 수 있도록 동물 접종 1주일 후인 5월 29일에 사고물질 노출을 진행하였다.According to the domestic rice farming schedule, rice was transplanted on May 17th, and on May 22nd, worms and worms were inoculated into the terrestrial mesocosm system. Accidental material exposure was conducted on May 29, one week after animal inoculation, so that organisms in land mesocosm could be stabilized in the system.

황산, 질산을 노출시키기 전에 육상 메조코즘 시스템에 담수되어 있던 물을 모두 제거하였고 황산, 질산의 PNEC와 HC50에 해당하는 농도의 수용액 20 L(물깊이 5 cm에 해당)를 육상 메조코즘 시스템에 부어 노출시켰다.Of sulfuric acid (corresponding to the water depth of 5 cm) aqueous solution of 20 L of concentration for the before exposing the nitrate was removed all the water had been fresh water on land meso kojeum system PNEC of sulfuric acid, nitric acid and the HC 50 to land meso kojeum system poured and exposed.

본 실험과 달리 기체상으로 노출되는 사고물질을 노출할 때에는 케이스 커버를 육상 메조코즘 용기부에 부착 후 기체상 사고물질의 고압용기(봄베)를 케이스 커버의 기체 주입구에 연결할 수 있다. 기체의 유량과 노출시간을 조절하여 시스템 내 사고물질의 농도를 유지하고 케이스 커버에 설치된 팬을 이용하여 시스템 내부 공기를 균질화하고, 노출이 끝난 후 시스템 내부의 기체상 사고물질을 배출시켜 기체의 특성에 따라 적절한 흡착제를 이용하여 사고물질을 제거할 수 있다.Unlike this experiment, when exposing an accident material exposed in gaseous phase, the high-pressure container (bombe) of the gaseous accident material can be connected to the gas inlet of the case cover after attaching the case cover to the onshore mesocosm container. By controlling the flow rate and exposure time of the gas, the concentration of accidental substances in the system is maintained, the air inside the system is homogenized using the fan installed in the case cover, and the gaseous accidental substances inside the system are discharged after the exposure is completed. Accidental substances can be removed by using an appropriate adsorbent depending on the situation.

<실시예 3><Example 3>

사고물질(황산, 질산)에 노출된 육상 메조코즘 시스템 내 독성지표 측정Measurement of toxicity indicators in land mesocosm systems exposed to accidental substances (sulfuric acid, nitric acid)

본 실험에서는 육상 메조코즘 시스템을 구성하는 토양의 화학성 변화와 개별 생물종들의 독성지표(toxic endpoint)를 기초로 하여 육상 생태계에 끼치는 영향을 평가하였다. 토양과 생물종의 주요 독성지표들을 하기 방법에 따라 측정하였다(하기 표 3 참고). 측정된 독성지표 값들은 95% 신뢰수준 하에서 분산분석(ANOVA)을 통해 대조구에 대한 처리구의 통계적 유의성을 검정하였다.In this experiment, the effect on the terrestrial ecosystem was evaluated based on the change in soil chemistry and the toxic endpoints of individual species constituting the terrestrial mesococcal system. The major toxicity indicators of soil and species were measured according to the following method (refer to Table 3 below). The measured toxicity index values were tested for statistical significance of the treatment group with respect to the control group through analysis of variance (ANOVA) under a 95% confidence level.

토양과 생물종의 주요 독성지표Key Toxic Indicators of Soils and Species 영양 단계nutrition stage 주요 독성지표Main Toxicity Indicators 토양soil - 토양 산도(pH)- Soil pH (pH) 생산자(벼)producer (rice) - 고사율(섭식, 화학물질 영향)
- 잎의 수
- 길이
- 피해 잎 비율(섭식, 화학물질 영향)
- 지상부 생중량(바이오매스)
- 엽록소 함량
- Death rate (eating, chemical effects)
- number of leaves
- length
- Percentage of damaged leaves (feeding, chemical effects)
- Fresh weight above ground (biomass)
-Chlorophyll content
소비자(왕우렁이)Consumers - 사망률
- 패각 길이
- 무게
- mortality
- shell length
- weight
분해자(실지렁이)Decomposer (Threadworm) - 사망률
- 번식률
- mortality
- fertility rate

본 실험에서 시간에 따른 토양 산도 변화를 확인한 결과 PNEC 농도의 황산과 질산에 노출된 시스템에서는 노출 2일 후에 토양 pH가 대조구와 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 반면에, HC50 농도에 노출된 시스템에서는 대조구와 유의한 차이가 나타났으며, 시간이 지남에 따라 pH가 증가하였지만 노출 이전의 상태를 회복하지 못하는 것을 확인하였다(도 4참조).As a result of checking the change in soil acidity with time in this experiment, it was found that the soil pH did not differ significantly from that of the control after 2 days of exposure in the system exposed to PNEC concentrations of sulfuric and nitric acid. On the other hand, the system exposed to the HC 50 concentration showed a significant difference from the control, and although the pH increased over time, it was confirmed that the state before exposure was not restored (see FIG. 4 ).

또한, 본 실험에서는 시간에 따른 벼에 대한 황산, 질산의 영향 변화를 확인하기 위해 주기적으로 잎의 엽록소 함량을 측정하였다. 잎의 엽록소는 엽록소계(chlorophyll meter)를 이용하여 비파괴적 방법으로 측정하였. 대조구를 통해 확인한 벼 잎의 엽록소는 7월 4주차에 가장 높은 함량을 보였고 이후 벼가 익어감에 따라 감소하기 시작하였다. PNEC 농도의 황산과 질산에 노출된 메조코즘 시스템 내 벼는 대조구의 벼와 엽록소 함량에서 유의한 차이가 나타나지 않았지만, 황산 HC50 처리구에서는 노출 초기에 엽록소 함량이 낮게 확인되었다. 노출 이후 1달이 지난 시점부터 HC50 농도의 황산과 질산 처리구의 엽록소 함량은 대조구와 PNEC 처리구보다 유의하게 높아지기 시작했고 실험기간동안 지속적으로 통계적으로 유의하게 높은 농도의 엽록소 함량을 유지하였다(도 5 참조).In addition, in this experiment, the chlorophyll content of leaves was measured periodically to confirm the change in the effect of sulfuric acid and nitric acid on rice over time. Leaf chlorophyll was measured in a non-destructive manner using a chlorophyll meter. The chlorophyll content of the rice leaves confirmed through the control showed the highest content at the 4th week of July, and then started to decrease as the rice ripened. The rice in the mesocosmic system exposed to PNEC concentrations of sulfuric acid and nitric acid did not show a significant difference in chlorophyll content from that of the control rice, but it was confirmed that the chlorophyll content was low at the beginning of exposure in the sulfate HC 50 treatment group. From one month after exposure, the chlorophyll content of the sulfuric acid and nitric acid treatment group with HC 50 concentration started to be significantly higher than that of the control group and the PNEC treatment group, and the chlorophyll content at a statistically significantly high concentration was maintained continuously during the experiment period (Fig. 5). Reference).

또한, 본 실험에서는 사고물질 노출 후 28일에 소비자에 의한 섭식 혹은 사고물질 노출에 의해 고사된 벼의 수를 평가하였다. 질산 PNEC 처리구 중 일부에서 왕우렁이의 섭식에 의해 벼가 고사했다. 황산과 질산의 HC50 처리구에서는 화학물질 노출에 의해 고사된 식물체가 발견되었으나 대조구와 유의한 차이가 나타나지는 않았다.In addition, in this experiment, the number of rice killed by consumer feeding or exposure to accidental substances was evaluated 28 days after exposure to accidental substances. In some of the nitrate PNEC-treated groups, the rice was killed by the feeding of the lobster. In the HC 50 treatment group of sulfuric acid and nitric acid, plants that died due to chemical exposure were found, but there was no significant difference from the control group.

또한, 본 실험에서는 육상 메조코즘 시스템 당 임의로 3포기씩을 수확하여 잎의 수와 길이를 측정하였다. 황산 HC50 처리구의 잎의 수와 길이 모두 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. In addition, in this experiment, the number and length of leaves were measured by randomly harvesting 3 plants per land mesocosm system. Both the number and length of leaves of the sulfate HC 50 treatment group were significantly reduced.

또한, 발생한 전체 잎의 수 중 소비자에 의한 섭식 혹은 사고물질 노출에 의한 피해가 발생한 잎의 비율을 계산하였다. 섭식에 의한 피해 비율(Rf)과 사고물질 노출에 의한 피해 비율(Rc)의 계산은 다음과 같다.In addition, the proportion of leaves damaged by consumer feeding or accidental material exposure was calculated among the total number of leaves. The calculation of the damage ratio due to eating (R f ) and the damage ratio due to accidental material exposure (R c ) is as follows.

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Figure 112019131615865-pat00002
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여기서, Nc는 사고물질 노출에 의한 피해가 발생한 잎의 수, Nf는 섭식에 의해 피해가 발생한 잎의 수, 그리고 NT는 전체 잎의 수이다.Here, N c is the number of leaves damaged by accidental material exposure, N f is the number of leaves damaged by feeding, and N T is the total number of leaves.

섭식에 의한 피해가 발생한 잎과 사고물질 노출에 의한 잎의 피해 발생 여부를 평가하였다(도 6 참조). 섭식에 의해 피해가 발생한 잎의 비율은 황산 HC50 처리구에서 대조구와 유의한 차이를 보였고, 모든 처리구들에서 화학물질 노출에 의한 피해가 발생한 잎의 비율이 대조구보다 유의하게 높았으며 처리 농도에 따라서도 유의한 차이를 확인하였다(도 7 및 도 8 참조).It was evaluated whether damage occurred to the leaf caused by feeding and whether damage occurred to the leaf caused by accidental material exposure (see FIG. 6 ). The proportion of leaves damaged by feeding showed a significant difference from the control group in the sulfuric acid HC 50 treatment group, and the ratio of leaves damaged by chemical exposure in all treatment groups was significantly higher than that of the control group. A significant difference was confirmed (see FIGS. 7 and 8).

또한, 본 실험에서 수확한 벼의 생중량을 측정한 결과는 HC50 황산 처리구에서 대조구와 유의한 차이가 확인되었다(도 9 참조).In addition, as a result of measuring the fresh weight of the rice harvested in this experiment, a significant difference was confirmed in the HC 50 sulfuric acid treatment group and the control group (see FIG. 9 ).

또한, 본 실험에서 육상 메조코즘 시스템에 도입되었던 왕우렁이는 HC50 처리구에서 모두 사망하였으며, 대조구와 PNEC 처리구에서는 사망한 개체가 발견되지 않았다. 한편, 대조구와 PNEC 처리구에서 생존한 왕우렁이의 패각 길이와 무게 사이에는 유의한 차이가 발견되지 않았다.In addition, in this experiment, the lobster introduced into the terrestrial mesococcal system died in the HC 50 treatment group, and no dead individuals were found in the control group and the PNEC treatment group. On the other hand, no significant difference was found between the shell length and weight of the surviving lobsters in the control group and the PNEC-treated group.

또한, 본 실험에서 육상 메조코즘 시스템에 도입되었던 실지렁이는 HC50 처리구에서 모두 사망한 것으로 확인되었다. 육상 메조코즘 시스템의 토양에서 회수된 실지렁이의 성체 수는 PNEC 처리구에서 일부 감소하였지만 대조구와 유의한 차이가 나타나지는 않았다. 하지만 실지렁이의 어린 개체 수는 PNEC 처리구들에서 대조구에 비해 통계적으로 유의하게 낮은 것을 확인하였으며, 이러한 결과를 통해 예측무영향농도(PNEC)에서도 황산, 질산에 의한 실지렁이의 번식률이 저해받은 것으로 확인되었다(도 10 참조).In addition, it was confirmed that all the worms introduced into the land mesocosm system in this experiment died in the HC 50 treatment group. Although the number of adult worms recovered from the soil of the terrestrial mesocosmic system decreased in the PNEC-treated group, there was no significant difference with the control group. However, it was confirmed that the young population of real earthworms was statistically significantly lower in the PNEC treatment group than in the control group. (see FIG. 10).

한편, 국내에서 사고 빈도가 높은 사고물질 중 황산과 질산을 모내기 이후와 출수기 이후에 각각 처리하여 노출 시기에 따른 육상 생태계 영향을 평가하였고, 벼의 생장과 생산 특성을 이용하여 논 생태계에 황산과 질산이 미치는 영향을 평가하였다.On the other hand, sulfuric acid and nitric acid were treated respectively after planting and after the watering season to evaluate the impact on the terrestrial ecosystem according to the exposure period. This effect was evaluated.

하기 표 4 및 5는 각각 모내기 및 출수기 이후 본 발명의 육상 메조코즘 시스템에 황산(H2SO4)을 노출시킨 후 노출 농도와 노출 기간에 따른 벼의 생장 및 생산 특성 변화를 나타내는 실험 결과이다.Tables 4 and 5 below are experimental results showing changes in the growth and production characteristics of rice according to exposure concentration and exposure period after exposing sulfuric acid (H 2 SO 4 ) to the onshore mesocosm system of the present invention after planting and watering, respectively.

또한, 하기 표 6 및 7은 각각 모내기 및 출수기 이후 본 발명의 육상 메조코즘 시스템에 질산(HNO3)을 노출시킨 후 노출 농도와 노출 기간에 따른 벼의 생장 및 생산 특성 변화를 나타내는 실험 결과이다.In addition, the following Tables 6 and 7 are experimental results showing changes in the growth and production characteristics of rice according to the exposure concentration and exposure period after exposing nitric acid (HNO 3 ) to the land mesocosm system of the present invention after planting and seeding, respectively.

모내기 이후 본 발명의 육상 메조코즘 시스템에 황산을 노출시킨 후 노출 농도와 노출 기간에 따른 벼의 생장 및 생산 특성 변화Changes in rice growth and production characteristics according to exposure concentration and exposure period after exposing sulfuric acid to the land mesocosm system of the present invention after planting Days after exposureDays after exposure EndpointEndpoint ControlControl H2SO4 H 2 SO 4 PNECPNEC HC50 HC 50 28 d
(short-term monitoring)
28 d
(short-term monitoring)
Height (cm)Height (cm) 38.03
(7.06)
38.03
(7.06)
36.09
(1.98)
36.09
(1.98)
27.93*
(4.37)
27.93*
(4.37)
Shoot biomass (g hill-1)Shoot biomass (g hill-1) 9.50
(2.76)
9.50
(2.76)
8.15
(1.80)
8.15
(1.80)
1.56*
(0.78)
1.56*
(0.78)
Chlorophyll contentChlorophyll content 33.93
(3.76)
33.93
(3.76)
35.20
(1.01)
35.20
(1.01)
35.97
(1.40)
35.97
(1.40)
138 d (long-term monitoring)138 d (long-term monitoring) Height (cm)Height (cm) 81.81
(6.04)
81.81
(6.04)
86.28
(5.51)
86.28
(5.51)
88.44*
(6.15)
88.44*
(6.15)
Shoot biomass (g hill-1)Shoot biomass (g hill-1) 118.72
(47.81)
118.72
(47.81)
120.89
(33.87)
120.89
(33.87)
168.60*
(76.84)
168.60*
(76.84)
Chlorophyll contentChlorophyll content 12.45
(1.84)
12.45
(1.84)
12.60
(2.25)
12.60
(2.25)
27.50*
(8.77)
27.50*
(8.77)
Panicle number per hillArticle number per hill 21.75
(5.85)
21.75
(5.85)
20.22
(4.22)
20.22
(4.22)
27.50*
(8.77)
27.50*
(8.77)
Whole grain weight (g)Whole grain weight (g) 278.33
(51.93)
278.33
(51.93)
280.67
(21.39)
280.67
(21.39)
390.00*
(8.49)
390.00*
(8.49)
1000 grain weight (g)1000 grain weight (g) 22.57
(0.30)
22.57
(0.30)
22.35
(0.56)
22.35
(0.56)
22.05
(0.08)
22.05
(0.08)
Water content in grain (%)Water content in grain (%) 25.61
(1.79)
25.61
(1.79)
24.58
(3.00)
24.58
(3.00)
28.49*
(3.72)
28.49*
(3.72)
Harvest indexHarvest index 0.43
(0.17)
0.43
(0.17)
0.39
(0.06)
0.39
(0.06)
0.43
(0.06)
0.43
(0.06)

출수기 이후 본 발명의 육상 메조코즘 시스템에 황산을 노출시킨 후 노출 농도와 노출 기간에 따른 벼의 생장 및 생산 특성 변화Changes in rice growth and production characteristics according to exposure concentration and exposure period after exposing sulfuric acid to the onshore mesocosm system of the present invention after the watering season EndpointEndpoint ControlControl H2SO4 H 2 SO 4 PNECPNEC HC50 HC 50 Height (cm)Height (cm) 81.81
(6.04)
81.81
(6.04)
83.61
(7.54)
83.61
(7.54)
84.72
(8.87)
84.72
(8.87)
Shoot biomass (g hill-1)Shoot biomass (g hill-1) 118.72
(47.81)
118.72
(47.81)
122,25
(31.13)
122,25
(31.13)
98.00
(38.29)
98.00
(38.29)
Chlorophyll contentChlorophyll content 12.45
(1.84)
12.45
(1.84)
16.33
(3.67)
16.33
(3.67)
17.13
(3.33)
17.13
(3.33)
Panicle number per hillArticle number per hill 21.75
(5.85)
21.75
(5.85)
18.81
(4.58)
18.81
(4.58)
20.22
(5.80)
20.22
(5.80)
Whole grain weight (g)Whole grain weight (g) 278.33
(51.93)
278.33
(51.93)
250.67
(19.43)
250.67
(19.43)
234.67
(43.47)
234.67
(43.47)
1000 grain weight (g)1000 grain weight (g) 22.57
(0.30)
22.57
(0.30)
21.89
(0.50)
21.89
(0.50)
23.20
(1.02)
23.20
(1.02)
Water content in grain (%)Water content in grain (%) 25.61
(1.79)
25.61
(1.79)
23.92
(1.48)
23.92
(1.48)
17.89*
(1.32)
17.89*
(1.32)
Harvest indexHarvest index 0.43
(0.17)
0.43
(0.17)
0.42
(0.04)
0.42
(0.04)
0.41
(0.06)
0.41
(0.06)

모내기 이후 본 발명의 육상 메조코즘 시스템에 질산을 노출시킨 후 노출 농도와 노출 기간에 따른 벼의 생장 및 생산 특성 변화Changes in rice growth and production characteristics according to exposure concentration and exposure period after exposing nitric acid to the land mesocosm system of the present invention after planting Days after exposureDays after exposure EndpointEndpoint ControlControl HNO3 HNO 3 PNECPNEC HC50 HC 50 28 d
(short-term monitoring)
28 d
(short-term monitoring)
Height (cm)Height (cm) 38.03
(7.06)
38.03
(7.06)
33.72*
(1.98)
33.72*
(1.98)
32.60*
(3.54)
32.60*
(3.54)
Shoot biomass (g hill-1)Shoot biomass (g hill-1) 9.50
(2.76)
9.50
(2.76)
9.45
(3.00)
9.45
(3.00)
5,66
(3.11)
5,66
(3.11)
Chlorophyll contentChlorophyll content 33.93
(3.76)
33.93
(3.76)
35.37
(2.58)
35.37
(2.58)
40.90*
(0.89)
40.90*
(0.89)
138 d (long-term monitoring)138 d (long-term monitoring) Height (cm)Height (cm) 81.81
(6.04)
81.81
(6.04)
88.39*
(4.74)
88.39*
(4.74)
88.72*
(6.15)
88.72*
(6.15)
Shoot biomass (g hill-1)Shoot biomass (g hill-1) 118.72
(47.81)
118.72
(47.81)
131.65
(54.37)
131.65
(54.37)
189.44*
(65.70)
189.44*
(65.70)
Chlorophyll contentChlorophyll content 12.45
(1.84)
12.45
(1.84)
11.30
(1.20)
11.30
(1.20)
17.27
(4.28)
17.27
(4.28)
Panicle number per hillArticle number per hill 21.75
(5.85)
21.75
(5.85)
23.53
(6.62)
23.53
(6.62)
32.44*
(8.24)
32.44*
(8.24)
Whole grain weight (g)Whole grain weight (g) 278.33
(51.93)
278.33
(51.93)
316.00
(29.46)
316.00
(29.46)
443.33*
(92.64)
443.33*
(92.64)
1000 grain weight (g)1000 grain weight (g) 22.57
(0.30)
22.57
(0.30)
22.65
(0.70)
22.65
(0.70)
19.79*
(1.21)
19.79*
(1.21)
Water content in grain (%)Water content in grain (%) 25.61
(1.79)
25.61
(1.79)
23.63
(1.65)
23.63
(1.65)
27.52
(3.26)
27.52
(3.26)
Harvest indexHarvest index 0.43
(0.17)
0.43
(0.17)
0.42
(0.01)
0.42
(0.01)
0.40
(0.04)
0.40
(0.04)

출수기 이후 본 발명의 육상 메조코즘 시스템에 질산을 노출시킨 후 노출 농도와 노출 기간에 따른 벼의 생장 및 생산 특성 변화Changes in the growth and production characteristics of rice according to exposure concentration and exposure period after exposure to nitric acid to the onshore mesocosm system of the present invention after harvest season EndpointEndpoint ControlControl HNO3 HNO 3 PNECPNEC HC50 HC 50 Height (cm)Height (cm) 81.81
(6.04)
81.81
(6.04)
80.72
(6.49)
80.72
(6.49)
84.44
(7.60)
84.44
(7.60)
Shoot biomass (g hill-1)Shoot biomass (g hill-1) 118.72
(47.81)
118.72
(47.81)
96.22
(28.16)
96.22
(28.16)
129.07
(50.25)
129.07
(50.25)
Chlorophyll contentChlorophyll content 12.45
(1.84)
12.45
(1.84)
11.77
(0.76)
11.77
(0.76)
23.03*
(2.38)
23.03*
(2.38)
Panicle number per hillArticle number per hill 17.28
(3.56)
17.28
(3.56)
17.87
(6.29)
17.87
(6.29)
18.81
(4.58)
18.81
(4.58)
Whole grain weight (g)Whole grain weight (g) 278.33
(51.93)
278.33
(51.93)
230.00
(53.78)
230.00
(53.78)
287.33
(19.43)
287.33
(19.43)
1000 grain weight (g)1000 grain weight (g) 22.57
(0.30)
22.57
(0.30)
22.56
(0.50)
22.56
(0.50)
22.63
(0.59)
22.63
(0.59)
Water content in grain (%)Water content in grain (%) 25.61
(1.79)
25.61
(1.79)
24.72
(0.71)
24.72
(0.71)
24.70
(3.00)
24.70
(3.00)
Harvest indexHarvest index 0.43
(0.17)
0.43
(0.17)
0.40
(0.02)
0.40
(0.02)
0.45
(0.06)
0.45
(0.06)

그 결과, 모내기 이후 본 발명의 육상 메조코즘 시스템에 황산을 노출시킨 경우, 황산 HC50 처리구에서 벼의 길이, 지상부 생장량, 엽록소 함량, 포기 당 이삭 대(panicle) 수, 전체 이삭 질량, 이삭 중 수분 함량이 통계적으로 대조구와 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다(표 4 참조).As a result, when sulfuric acid was exposed to the onshore mesocosm system of the present invention after planting, the length of the rice, the above-ground growth amount, the chlorophyll content, the number of bullets per plant, the total ear mass, and the moisture in the ears in the sulfuric acid HC 50 treatment group It was found that the content showed a statistically significant difference from the control (see Table 4).

한편, 출수기 이후 본 발명의 육상 메조코즘 시스템에 황산을 노출시킨 경우, 황산 HC50 처리구에서 이삭 중 수분 함량에서 통계적으로 대조구와 유의한 차이를 나타냈다(표 5 참조).On the other hand, when sulfuric acid was exposed to the onshore mesocosm system of the present invention after the watering season, the sulfuric acid HC 50 treated group showed a statistically significant difference in the moisture content in the ears from the control group (see Table 5).

또한, 모내기 이후 본 발명의 육상 메조코즘 시스템에 질산을 노출시킨 경우, 질산 PNEC 처리구에서 벼의 길이가 대조구와 통계적으로 유의한 차이를 보였으며, HC50 처리구에서는 벼의 길이, 엽록소 함량, 지상부 생중량, 포기 당 이삭 대(panicle) 수, 전체 이삭 질량, 천립중이 대조구와 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다(표 6 참조).In addition, when nitric acid was exposed to the terrestrial mesocosm system of the present invention after planting, the length of rice in the nitrate PNEC treatment group and the control group showed a statistically significant difference from that of the control group, and in the HC 50 treatment group, the length of rice, chlorophyll content, and growth of above-ground parts There were statistically significant differences between the weight, the number of grains per stem, the total ear mass, and the control group (see Table 6).

한편, 출수기 이후 본 발명의 육상 메조코즘 시스템에 질산을 노출시킨 경우, 질산 HC50 처리구에서 엽록소 함량이 대조구와 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다(표 7 참조).On the other hand, when nitric acid was exposed to the terrestrial mesocosm system of the present invention after the watering season , the chlorophyll content in the nitrate HC 50 treated group showed a statistically significant difference from the control group (see Table 7).

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 실험에서는 국내에서 사고 빈도가 높은 사고물질 중 황산과 질산이 논 생태계에 끼치는 영향을 평가하였다. 특히 영양단계별 대표 생물로 구성된 시스템을 이용하여 화학물질에 의한 영향과 소비자의 생산자 섭식 등의 영향을 동시에 평가하였다.As discussed above, in this experiment, the effects of sulfuric acid and nitric acid among accident materials with high accident frequency in Korea were evaluated on the rice paddy ecosystem. In particular, by using a system composed of representative organisms for each nutritional level, the effects of chemical substances and consumers' consumption of producers were simultaneously evaluated.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at with respect to preferred embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

1: 용기 케이스
2: 수도 및 밸브
3: 토양층
4: 담수층
5: 생산자
6: 소비자
7: 분해자
8: 케이스 커버
9: 케이스 커버 지지용 고정틀
10: 가스통
11: 유량 조절기
12, 14: 개폐밸브
12-1: 기체 주입관
14-1: 기체 배출관
13: 팬
15: 기체 흡착부
16: 배수구
17: 배수관
1: container case
2: Water and valve
3: soil layer
4: freshwater layer
5: Producer
6: Consumer
7: Decomposer
8: Case Cover
9: Fixing frame for case cover support
10: gas cylinder
11: Flow regulator
12, 14: on/off valve
12-1: gas inlet pipe
14-1: gas exhaust pipe
13: fan
15: gas adsorption unit
16: drain hole
17: drain pipe

Claims (11)

내부에 공간이 형성되고 상부가 개방된 형태이며 밑면에 배수구가 형성된 용기 케이스(1);
상기 용기 케이스 일측에 설치된 수도 및 밸브(2);
상기 용기 케이스의 맨 하부에 위치하는 토양층(3);
상기 토양층 상부에 위치하는 담수층(4);
상기 토양층과 담수층에 영양단계별 생물 지표종으로서 생산자(5), 소비자(6) 및 분해자(7);
상기 용기 케이스의 개방된 상면에 탈부착되는 케이스 커버(8);
상기 케이스 커버를 지지할 수 있는 고정틀(9);
상기 케이스 커버의 일측에 설치된 기체 주입관(12-1);
상기 기체 주입관 상에 구비된 개폐밸브(12);
상기 기체 주입관에 연결되는 유량 조절기(11)가 구비된 가스통(10);
상기 케이스 커버 내부면에 설치되며, 기체를 균질화할 수 있는 팬(13);
상기 케이스 커버의 타측에 설치된 기체 배출관(14-1);
상기 기체 배출관 상에 구비된 개폐밸브(14); 및
상기 기체 배출관에 연결된 기체 흡착부(15)를 포함하는; 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템.
A container case (1) having a space formed therein and having an open top and a drain hole formed on the bottom;
Water supply and valve installed on one side of the container case (2);
a soil layer (3) located at the bottom of the container case;
a freshwater layer (4) located above the soil layer;
Producers (5), consumers (6) and decomposers (7) as biological indicator species for each trophic level in the soil layer and the freshwater layer;
a case cover 8 detachably attached to the open upper surface of the container case;
a fixing frame 9 capable of supporting the case cover;
a gas injection pipe 12-1 installed on one side of the case cover;
an opening/closing valve 12 provided on the gas injection pipe;
a gas cylinder 10 provided with a flow regulator 11 connected to the gas injection pipe;
a fan (13) installed on the inner surface of the case cover and capable of homogenizing the gas;
a gas discharge pipe 14-1 installed on the other side of the case cover;
an on/off valve 14 provided on the gas discharge pipe; and
including a gas adsorption unit 15 connected to the gas discharge pipe; A mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation.
제1항에 있어서,
상기 용기 케이스의 아래측에 위치하며 배수된 물을 별도로 모아서 처리할 수 있는 배수관(17)을 더 포함하는, 시스템.
According to claim 1,
The system further comprising a drain pipe (17) located below the container case and capable of separately collecting and treating drained water.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 생산자는 벼인 것을 특징으로 하는, 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템.
According to claim 1,
The producer is rice, characterized in that the land ecological environment evaluation mesocosm system.
제1항에 있어서,
상기 소비자는 왕우렁이, 논우렁이, 명주달팽이 및 물달팽이로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템.
According to claim 1,
The mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation, characterized in that the consumer is at least one selected from the group consisting of king snails, rice worms, silk snails and water snails.
제1항에 있어서,
상기 분해자는 실지렁이인 것을 특징으로 하는, 육상의 생태환경 평가용 메조코즘 시스템.
According to claim 1,
The decomposer is a real earthworm, a mesocosm system for terrestrial ecological environment evaluation.
(a) 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 메조코즘 시스템에 유해 화학물질을 노출시키는 단계; 및
(b) 유해 화학물질 노출 후 생산자, 소비자 및 분해자 각각의 독성지표를 측정하는 단계를 포함하는, 유해화학물질 노출에 의한 육상 생태학적 영향을 평가하는 방법.
(a) exposing a hazardous chemical to the mesocosmic system of any one of claims 1, 2 and 4-6; and
(b) A method for assessing the terrestrial ecological impact of exposure to a hazardous chemical, comprising the step of measuring each of the toxicity indicators of producers, consumers and decomposers after exposure to hazardous chemicals.
제7항에 있어서,
상기 유해 화학물질은 황산, 질산, 염산, 불산, 인산, 아크릴로니트릴, 아크릴알데히드, 메탄올, 아황산가스, 암모니아, 일산화탄소, 이황화탄소, 불소, 염소, 브롬화메탄, 염화메탄, 염화프렌, 산화에틸렌, 시안화수소, 황화수소, 모노메틸아, 디메틸아민, 트리메틸아민, 톨루엔, 벤젠, 포스겐, 요오드화수소, 브롬화수소, 염화수소, 불화수소, 겨자가스, 알진, 모노실란, 디실란, 디보레, 세렌화수소, 포스핀 및 모노게르만로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7,
The hazardous chemicals include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, acrylonitrile, acrylaldehyde, methanol, sulfurous acid gas, ammonia, carbon monoxide, carbon disulfide, fluorine, chlorine, methane bromide, methane chloride, prene chloride, ethylene oxide, Hydrogen cyanide, hydrogen sulfide, monomethyla, dimethylamine, trimethylamine, toluene, benzene, phosgene, hydrogen iodide, hydrogen bromide, hydrogen chloride, hydrogen fluoride, mustard gas, arginine, monosilane, disilane, dibore, hydrogen serenide, phosgene A method, characterized in that it is selected from the group consisting of fins and monogermanes.
제7항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 생산자가 벼인 경우 측정되는 독성지표는 고사율, 잎의 수, 길이, 피해 잎 비율, 지상부 생중량 및 엽록소 함량으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7,
In step (b), the toxicity index measured when the producer is rice is selected from the group consisting of mortality rate, number of leaves, length, damaged leaf ratio, fresh weight above ground, and chlorophyll content.
제7항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 소비자가 왕우렁이, 논우렁이, 명주달팽이 또는 물달팽이인 경우 측정되는 독성지표는 사망률, 패각 길이 및 무게로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7,
In the step (b), the toxicity index measured when the consumer is a king squirrel, a rice worm, a silk snail or a water snail is selected from the group consisting of mortality, shell length and weight.
제7항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 분해자가 실지렁이인 경우 측정되는 독성지표는 사망률 또는 번식률인 것을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7,
When the decomposer in step (b) is a real earthworm, the toxicity index measured is the mortality or reproduction rate.
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