광주

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다양한 수생 종에서의

생물 변환 생성물의 식별

- 유기 오염물질 유입으로 인한 수생환경의 독성 영향 예측

- BTP 독성 예측을 통한 수생환경 내의 TPHP 영향 추정

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수계에는 다양한 종류의 유기 오염물질이 유입되고 이는 다양한 메커니즘에

의해 변형될 수 있다. 지스트 김상돈 교수(지구·환경공학부) 연구팀은 세계

최초로 다양한 수생 종에서의 Triphenyl phosphate(TPHP)의 생물 변환 생

성물(Biotransformation products, BTP)을 식별하고 독성을 예측하였다.

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본 연구팀은 생산자, 1차 소비자, 2차 소비자, 분해자를 사용하여 유기 오염

물질이 어떻게 수생 생태계에서 변형되고 축적되는지를 밝혀냈다. 본 연구는

수생 생태계 내에서 유기 오염물질의 BTP가 검출된다면 조류, 무척추동물,

어류 등의 발생 경로를 예측할 수 있다는 것에 의의가 있다.

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Triphenyl phosphate(TPHP)는 난연제 또는 가소제로 널리 사용되어온 화합

물로 피부 또는 경구 접촉에 의해 인간에게 급성 독성을 나타낸다. TPHP는

생태학적으로 해로운 영향을 미칠 만큼 환경에 넓게 존재하고 있으며 특히

수생생물에서 잠재적으로 오래 지속되는 효과를 가지고 있어 수생환경 보호

를 위하여 이를 지속적으로 관찰할 필요가 있다.

[그림] 조류에서의 TPHP 생체 변환 경로

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수생태계 내의 TPHP의 BTP를 식별하기 위해 본 연구에서는 표적, 추정, 비

표적 분석을 수행하였다. 총 29종의 BTP가 모든 종에서 공통적으로 수산화

및 가수분해를 제외하고 각 유기체의 특정 메커니즘에 의해 생성되고 식별

되었다. 독성이 감소하는 형태는 생물 종과 관계없이 감소하는 추세를 보였

고 증가할 때도 같은 양상을 보였다.

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검출된 대부분의 BTP는 모 화합물인 TPHP보다 독성이 낮았지만, 일부는

독성이 강한 것으로 예측되었다. 이는 수생환경의 보호를 위해 단일 종뿐만

아니라 연결된 종에 대한 통합적 접근이 필수적임을 시사한다. 또한, 수계에

대한 총 독성 영향은 모 화합물뿐만 아니라 BTP의 독성 값을 통해 추정될

수 있음을 증명하였다.

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지스트 김상돈 교수가 주도하고 최여울 연구원, 창원대학교 전준호 교수가

참여한 이번 연구는 한국 환경부가 지원하는 한국환경산업기술원의 지원으

로 수행되었으며, 환경공학 분야 상위 2.8% 논문인 국제학술지 Water

Research (IF=11.236)에 2021년 5월 5일 자로 온라인 게재되었다. <끝>

[그림] Triphenyl phosphate의 생체 변환 생성물의 해조류, 무척추동물, 물고기에 대

한 독성 값을 나타낸 그래프

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논문의 주요 내용

1. 논문명, 저자정보

- 저널명 : Water Research (IF=11.236)

- 논문명 : Identification of biotransformation products of organophosphate

ester from various aquatic species by suspect and non-target

screening approach

- 저자 정보 : 최여울 (제 1 저자, 광주과학기술원), 전준호 (공저자,

창원대학교), 김상돈 (교신저자, 광주과학기술원)

생물 변환(Biotransformation)

○ 생체 변환이라고도 하며 생체 내로 침입한 이물질을 다른 물질로 변화시키거나

체내의 대사산물과 결합하도록 하는 생체대사 반응이다.

2. Triphenyl phosphate(TPHP)

○ TPHP는 옥시염화인산과 페놀의 SN2 반응에 의해 제조된 화합물이다. 이는

오랜기간동안 전자기기, PVC, 접착제, 매니큐어 등에서 난연제로 또는 라커,

바니쉬 등에서 가소제로도 사용되어 왔다.

용 어 설 명

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김상돈 교수[교신저자] 이력사항

1. 인적사항

○ 소 속 : 광주과학기술원 지구환경공학부 환경독성화학연구실

○ 전 화 : 062-715-2445

○ e-mail : sdkim@gist.ac.kr

2. 학력

○ 1992 : B.S(Biotechnology), Yonsei University

○ 1996 : M.S(Environmental Engineering), Illinois Institute of

Technology

○ 1999 : Ph.D(Civil and Environmental Engineering), University of

Delaware

3. 경력사항

○ 1996~1999 University of Delaware, Research Assistant

○ 1999~2000 University Delaware, Post Doctoral Fellow

○ 2000~2002 GIST, Research Professor

○ 2002~2005 GIST, Assistant Professor

○ 2006~2010 GIST, Associate Professor

○ 2010~present GIST, Professor

○ 2012~present Director of Korean Society on Water Environment

○ 2012~2015 GIST, Vice chairman of Korean Society of

Environmental Health & Toxicology

○ 2013~2015 GIST, Dean of School of Environmental Science and

Engineering

○ 2013~2015 Chairman of Scientific Committee of Korea Society for

Environmental Analysis

○ 2013~2015 GIST, Director of BK21 PLUS program

○ 2014~2015 GIST, Director of Environmental Analysis Center

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○ 2016~2017 Executive vice chairman of Korean Society of

Environmental Health & Toxicology

○ 2018~2019 Chairman of Korean Society of Environmental Health

& Toxicology

○ 2019~2021 Director of GIST Central Research Facilities (GCRF)

○ 2017~present GIST, Director of Chemical Risk Assessment Center

○ 2019~present GIST, Director of Environmental Analysis Center

○ 2020~present Member of Korean Academy of Environmental

Science

○ 2022~present GIST, Dean, Office of Academic Affairs

4. 전문 분야 정보

○ Aquatic toxicology

○ Water chemistry

○ Bioavailability of trace metals

○ Chemical analyses and toxicity bioassays

○ Fate and effects of pollutants in water, sediment and soil

environments

○ Development of environmental standards

○ Ecological risk assessment

○ Biological monitoring in aquatic system

5. 연구지원정보

○ This work was supported by Korea Environment Industry &

Technology Institute (KEITI) through “Development of

target/suspect/nontarget screening method for analysis of

micropollutants and unknown substances”, funded by Korea Ministry

of Environment (MOE) (No. 20190027100051).