고무가 도로(및 강)와 만나는 곳 - 연어 및 수생 생태계에 대한 우수 및 도로 유출의 영향 평가

매일 수백만 대의 자동차와 트럭이 우리나라의 도로를 따라 이동하며 수많은 하천과 강을 건너갑니다. 운전하는 사람들은 자동차가 수중 생태계에 미칠 수 있는 위협을 고려하지 않을 수도 있습니다.

빗물과 도로 유출수는 어류 및 기타 수생 동물에 유해한 화학 물질을 포함할 수 있는 오염 형태로 점점 더 인식되고 있습니다. 그러한 화학물질 중 하나가 6p-페닐렌디아민 – 퀴논(6PPDQ)입니다. 6파페닐렌디아민(6PPD)은 타이어 고무가 갈라지는 것을 방지해 자동차 타이어의 수명과 운전자의 안전에 매우 중요한 성분입니다. 6PPD는 공기와 반응하여 6PPD-퀴논(6PPDQ)으로 변환되어 오존의 분해 영향을 흡수합니다. 6PPDQ는 운전 중 타이어가 마모되면서 환경으로 방출되며, 빗물은 화학 물질을 인근 강과 하천으로 운반합니다. 일단 물에 들어가면 물고기와 기타 수생생물이 화학물질에 노출됩니다.

최근 6PPDQ는 태평양 북서부의 일부 하천에서 성체 은연어의 대량 사망과 관련이 있었습니다(Tian et al. 2021). 이 최근 발견은 6PPDQ가 수생 생태계에 미치는 영향의 폭에 대한 새로운 연구에 영감을 주었습니다.

USGS 서부 수산 연구 센터(USGS Western Fisheries Research Center)와 캔자스 수자원 과학 센터(Kansas Water Science Center)의 공동 과학자들은 최근 6PPDQ가 연어에 미치는 영향에 대한 이해를 높이고 6PPDQ 및 6PPDQ와 그 범위를 보다 광범위하게 연구하기 위한 비용 효율적이고 인도적인 접근 방법을 확립하는 두 개의 새로운 논문을 발표했습니다. 기타 관련 오염물질은 수생 생태계에 영향을 미칩니다. 이 과학은 도로 유출수를 수집하고 필터링하는 노력을 안내하는 데 도움이 될 수 있는 6PPDQ의 수질 임계값을 알리는 중요한 단계입니다. 이러한 새로운 방법은 타이어용 6PPD 대안을 테스트하는 데에도 사용할 수 있습니다.

Environmental Science & Technology Letters에 발표된 첫 번째 논문은 실험실에서 배양한 어류 세포주를 사용하여 6PPDQ 및 기타 타이어 마모 변형 제품이 어류 건강에 미치는 영향과 활어 테스트에 미치는 영향을 검증합니다. 은연어, 홍연어, 치누크연어, 무지개송어 세포주를 사용하였고, 종간 6PPDQ의 영향 차이는 활어에 대한 시험과 일치하였다. 세포주는 더 저렴하고 다양한 실험실에서 사용할 수 있으며 동물을 죽이지 않습니다. 이는 실험실 실험에서 동물 사용을 줄이려는 세계적인 노력에 부합합니다.

Environmental Science & Technology에 발표된 두 번째 연구는 은연어가 환경에서 6PPDQ를 접할 가능성이 있는 담수 초기 생활 단계를 탐구합니다. 과거 연구에 따르면 나이든 청소년 및 성인 코호는 6PPDQ에 매우 민감하며 환경에서 발견되는 수준에 노출된 후 사망하는 것으로 나타났습니다. 이 새로운 연구는 이를 보완합니다. 이는 일반적으로 강바닥에 낳는 알에 있는 코호 배아가 노출되었을 때 거의 죽지 않는다는 것을 보여줍니다. 그러나 새끼 코호가 부화하자마자 6PPDQ에 매우 민감하여 상당한 사망률을 경험합니다. 기본적으로 코호 연어는 일반적으로 부화 후 담수에서 살다가 성체가 되어 산란하고 알을 낳기 위해 바다에서 담수로 돌아올 때 1~2년 동안 6PPDQ에 의해 살해될 위험이 있습니다.

이 논문에는 또한 6PPDQ가 어떻게 코호 연어를 죽일 가능성이 있는지 보여주는 코호 게놈에 대한 새로운 분석이 포함되어 있습니다. 영향을 받은 유전자에 기초하고 이전 연구에서 생성된 가설과 일치하는 6PPDQ는 동맥, 정맥 및 혈액과 뇌 사이의 장벽을 더 투과성으로 만들 수 있습니다.

서부 수산 연구 센터(Western Fisheries Research Center) 과학자들은 현재 6PPDQ가 질병 저항성 또는 대사 변화와 같은 연어에 치명적인 영향을 미치는지 여부를 확인하고 있습니다. 우리는 또한 많은 수생 생물에 대한 6PPDQ의 영향을 테스트하고 타이어 보호를 위한 대체 화학 물질을 탐색하기 위해 동물 세포주 및 기타 전략의 사용을 발전시키기 위해 노력하고 있습니다.

Florian Graner / Sealife Productions의 회전식 사진 제공