광양만내 유기주석화합물의 해수, 퇴적물, 생물중 농도 및 분포 상관관계 = Evaluation of Butyltin Compounds and its Distribution Among Seawater, Sediment and Biota from the Kwangyang Bay

국문 초록 (Abstract)

해수와 퇴적물, 그리고 생물체내의 유기주석화합물의 농도는 양식장이 밀집되어 있으며 선박의 출입과 정박이 잦고 해수교환이 원활치 못한 내만쪽 정점이 ($K-1{\sim}K-6, K-18)$ 외해쪽 정점에 ($K-8{\sim}K-10$) 비해 유기주석화합물의 농도가 높았다. 퇴적물의 조성에 있어 모래와 mud가 섞여있는 수로쪽 정점들에 비해 mud가 우세 한 내만의 정점에서는, mud에 강하게 흡착하는 TBT의 특성에 의해 TBT의 잔류농도가 내만에서 높게 나타났다. 유기주석화합물은 퇴적물에서 뚜렷한 계절적인 변화를 보였다 퇴적물 중 TBT의 농도가 7월 중 가장 높게 즉정된 현상은 봄철 증식이후 퇴적층 표면에 침강한 식물성 플랑크톤의 사체로 이루어진 입자물질의 공급으로 인한 유입량의 증가가 하나의 요인으로 생각된다. 퇴적층에 가까운 저층수의 해양환경요인 중에 7월에 수온과 용존산소값이 산화에 불리한 저온과 낮은 용존산소, 높은 화학적 산소요구량도 이와 같이 축적된 TBT를 보존시키는데 유리한 환경을 제공한 것으로 추정된다. 생물농축인자로 본 굴과 바지락의 주변 해수로부터의 농축 정도는 퇴적물내에 서식하는 바지락이 약 $20\%$ 정도 높게 나타났다. TBT 유기주석화합물의 참굴과 바지락에 대한 계절적인 변화는 광양만에서 이들의 산란시기와 일치한다. 즉, 방란$\cdot$ 상정이 생물 체내 유기주석화합물의 제거 기작의 하나의 요인으로 작용한 것으로 보인다. 방란이 일어나기 직전인 4월에 TBT의 농도가 2월에 비해 $50\%$ 이상 증가하였다가, 방란, 방정이 끝난 후 7월에 4월 평균치의 $25\%$ 이하로 감소하였다는 사실이 이와 같은 생물의 체외 방출기작이 작용했음을 말해 준다 TBT/DBT 농도비는 해수<생물<퇴적물 순으로 증가하여 해수에서 가장 활발한 분해작용이 일어나고 있음을 알 수 있고, 생물은 그 다음 순서로 분해작용을 하며, 퇴적물내에서는 TBT의 분해가 가장 저조하게 일어나고 있음을 알 수 있었다 해수와 퇴적물에서 관찰된 계절별 분배계수 ($K_d$)의 변화는 7월에 분배계수가 증가된 양상을 보여, 해수 중TBT가 퇴적층으로 효과적으로 제거되고 있음을 보여 주었다. 따라서, 봄철 이후 해수중 유기주석화합물이 입자물질의 표면에 흡착되거나 생물 체내에 방란 방정과 같은 기작을 통해 퇴적층으로 유입되고 있으며, 비교적 안정된 퇴적환경에서 해수나 생물체내에 비해 분해가 활발하지 않아 잘 보존되고 있음을 알 수 있었다. 이러한 현상은 해수 중 생물뿐 아니라, 저질에 살고 있는 생물들이 여름철에 퇴적층 표면에 농축된 유기주석화합물의 악영향을 가장 크게 받게 될 것으로 보인다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Seawater, sediment and biota in the Kwangyang Bay were analyzed by gas chromatography/quartz furnace atomic absorption spectroscopy (GC-QFAAS) to investigate concentrations and distribution pattern of butyltin compounds (TBT, DBT, MBT) during February, April and July, 1996, Marine biota analyzed were Tapes japcnicus and Crassostrea gigas. The concentrations of tributyltin (TBT) in seawater were in the range of ND-15.7 ng/L for the surface and ND-68.5 ng/L for the bottom. The highest concentration of TBT in seawater was detected in April for the both, surface and bottom water. The maximum value of $TBT_{(bottom)}/TBT_{(surface)}$, 3.6 in April showed the increased input of TBT from the surface water in April compared to February (2.1) and July (0.9). The concentrations of TBT in the sediment were in the range of ND-8.5 ng/g dry wt. The highest concentration of TBT in the sediment was measured in July, This result seems to attributed to the removal of TBT from water column via sorption onto particulate matters to the relatively undisturbed underlying sediment and increased input of TBT by increased fluxes of detritus of marine plankton after spring bloom, in July. The mean values of partitioning coefficient ($K_d$) of TBT between seawater and sediment were $3.0\times10^3$(February), $7.4\times10^3$(April) and $9.4\times10^3$(July). The concentrations of TBT in biosamples were in the range of ND-93.30 ng/g dru wt. (T. japonicus) and ND-138.53 ng/g dry wt. (C. gigas). The seasonal variation of TBT contents in biota was remarkable. The $K_d$ (biological concentration factor) was $7-41\times10^3$ for T. japonicus. and $5-34\times10^3$ for C. gigas. The measured TBT concentrations in seawater in the study area was sufficient to cause the imposex of shellfish and to retard the growth of aquatic organisms including oyster upon chronic exposure.