#감성돔 (Acanthopagrus schlegelii) 및 #참돔 (Pagrus major) 치어에 대한 #이산화염소 (ClO2)의 급성 독성
이옥·서준혁·서형원·장다희·이재만·최태건·박정환*
부경대학교 수산생물학과 출처 : 한국수산과학회지
실험에서는 8일간 감성돔 치어와 참돔 치어를 대상으로 이산화염소 노출에 따른 생존율, 치사농도(LC), 어체중 당 이산화염소 투여량 간의 상관관계를 조사하고 이산화염소를 양식 생산시스템에 살균소독제로 적용하기 위한 기초 자료를 도출하고자 하였다. 목표 이산화염소 기준으로 0.15 mg ClO2/L 기준 이상 이산화염소를 투입한 실험구에서 감성돔 치어는 24-72시간내 모두 폐사하였다. 이에 비해 참돔 치어는 0.3 mg ClO2/L 이상 농도에서 24-120시간 내 모두 폐사하여 같은 농도에 노출된 감성돔 치어에 비해서는 내성이 다소 높았다. 이는 실험에 이용한 참돔 치어가 감성돔 치어에 비해 개체가 크고, 어체의 수용량이 상대적으로 많아 이산화염소의 산화 요구량(demand)이 많았기 때문으로 판단된다. 본 실험에서 도출한 추정 모델을 토대로 감성돔과 참돔의 48시간 반수치사 농도는 각각 0.16과 0.33mg/L이다. 이 농도들은 평균 5.73-6.14 g의 넙치 치어를 대상으로 한 이산화염소의 급성 독성 실험 결과에서 나타난 33.4 mg ClO2/L (Bae and Lee, 1999)에 비해 매우 낮은 농도이다. 이 실험에서는 실험수에 이산화염소를 1, 10, 100, 1000 mg/L의 농도로 1회 투여하고 48시간동안 생존율를 조사하였다. 이산화염소는 수중의 유기물 등을 산화시키고 빠르게 환원되는 이산화염소의 특성상 Bae and Lee (1999)의 연구에서는 시간 경과에 따라 농도가 감소되는 경향이어서 양식 시스템 내에서 적용가능한 방안을 모색하기 위해 일정량을 지속적으로 투여하면서 실험을 진행한 본 실험의 결과보다 높게 나타난 것으로 판단된다. 넙치 치어(전장 12.1 cm)를 대상으로 0.07, 0.13, 0.27, 0.34, 0.43, 0.51 mg ClO2/L 농도에 10분간 노출시킨 후 24시간 동안 반수치사 시간을 조사한 연구의 경우, 0.43과 0.51 mg ClO2/L에서 반수치사 시간은 각각 103분과 32분이었다(Kim and Kim, 2003). 감성돔과 참돔 치어의 치사 농도 추정 모델을 노출 시간을 기준으로 수식을 재정리하여 0.43과 0.51 mg ClO2/L에 대해 반수치사 농도를 계산하면 각각 약 11분과 3.5분에 해당한다. 이는 노출 시간의 지속성에 의한 차이로 보이며어종의 차이가 있다고 하더라도 0.43과 0.51 mg ClO2/L에 지속적으로 노출될 경우 더 높은 수준으로 독성이 나타날 것으로 판단된다. 무지개송어(어체중 24.7 g)를 대상으로 정수식에서(일일 100% 환수 및 이산화염소 농도 재조정) 이산화염소의 독성을 조사한 연구에서 96시간 반수치사 농도가 8.3 mg ClO2/L로 높게 보고된 바 있으며(Svecevicius et al., 2005), 이 연구의 경우 지수식 방식으로 매일 환수 후 이산화염소를 조정하였기 때문에 지속적으로 목표 이산화염소 농도에 노출되지 않았을 것으로 보인다.
본 연구에서는 사육수가 순환하는 시스템 내 정량펌프를 이용하여 이산화염소를 연속 투입하면서 어류가 이산화염소에 지속적으로 노출되게 하였다. 이로 인해 치사농도가 다른 연구에 비해 매우 낮게 형성된 것으로 보인다.
최근 이산화염소는 사육수 소독 및 살균제로서 양식 산업 이용 가능성과 안전성에 대해 지속적으로 논의되고 있다. 그러나 빠른 산화작용으로 인해 지속적으로 농도 유지가 어려워 연구마다 독성 농도가 상이하다. 어종이나 크기에 따른 차이가 독성농도가 다른 주요한 요인일 수 있다. 그 차이를 인정하더라도 이산화염소의 유효 농도를 일정하게 유지하거나 산업적으로 이용할 만한 일정 기준의 제시가 필요하다. 본 실험에서 생존율 변화에서 보듯이 치사역치 농도(lethal threshold concentration)가 감성돔과 참돔 치어에 있어서 0.15-0.20 mg ClO2/L와 0.2-0.3mg ClO2/L 범위로 매우 좁다. 이는 넙치와 무지개송어를 대상으로 한 연구에서도 유사한 경향을 나타내었다(Kim and Kim, 2003; Svecevcius, 2005). 즉 이산화염소는 수중의 유기물 등을 산화시키고 빠르게 환원되므로 잔류에 의한 위험성은 낮으나, 수중의 요구량이 낮을 경우 같은 농도라 하더라도 양식 생물에 피해를 초래할 수 있다.
본 실험의 경우에도 이산화염소의손실을 감안하여 정량펌프로 이산화염소의 농도를 유지하고자 하였으나, 변동폭이 상당히 높아 농도를 기준으로 이산화염소를 양식 시스템에 적용하는 방안은 실질적이지 않았다. 따라서 본 연구에서는 수용한 총 어체중에 대한 이산화염소의 투여량의 상관관계를 조사하였다. 앞서 언급한 바와 같이 감성돔과 참돔 치어에 대한 96시간 반수치사 농도는 각각 0.14와 0.24 mg ClO2/L로 서로 달랐다.그러나 어체중 kg 당 일간 투여한 이산화염소의 양은 1.3와 1.1 g ClO2/kg fish·day-1로 서로 유사하였다. 반수치사 농도의 변화가 작은 144시간 이전 반수치사 농도(24LC50-120LC50)를 기준으로 감성돔과 참돔 간 어체중 kg 당일간 투여한 이산화염소의 양 역시 매우 유사하였다. 따라서 어체중에 대한 이산화염소 투입량을 원수 및 사육수 처리 기준으로 이용 가능성을 시사하였다. 안정적인 이산화염소의 적용을위해서 이와 관련된 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.