건국대학교 연구팀이 항균물질로 쓰이는 은나노 입자의 만성적 노출로부터 95% 수준의 수생태계 생물을 보호하려면 수중 은나노물질 농도가 0.614 ㎍/L이하여야 한다는 기준을 처음으로 도출했다 밝혔다. 은 나노입자가 하천 생태계에 미치는 영향을 구체적으로 분석해 보호기준을 마련한 연구는 이번이 처음이다.

건국대학교 생명환경과학대학 보건환경과학과 안윤주 교수(교신저자)와 곽진일 연구원(제1저자) 연구팀은 은나노입자가 수생태계에 미치는 영향에 대한 연구를 미래창조과학부와 한국연구재단이 지원하는 중견연구자지원사업(도약) 및 국립환경과학원 연구과제를 통해 수행하였으며, 연구결과는 독성학 분야의 권위있는 학술지 나노톡시콜로지(NANOTOXICOLOGY) 온라인판 12월 4일자에 게재됐다.

논문명: Multispecies toxicity test for silver nanoparticles to derive hazardous concentration based on species sensitivity distribution for the protection of aquatic ecosystems

건국대 연구팀은 조류, 유글레나류, 갑각류, 어류 등 수상생물 6종에 은 나노입자의 만성독성을 평가하는 실험을 진행했다. 성장과 발달에 문제가 생기지 않는지(성장저해, 발달장애), 수상생물인 만큼 물에서의 활동(유영)에는 지장이 없는지, 생식에는 이상이 없는지(생식영향)를 평가했다.

그 결과, 6종 모두 은 나노물질로 인한 독성으로 영향을 받는 것으로 관찰됐다. 은 나노물질에 12시간 동안 노출된 세균류 2종과 72시간 동안 노출된 조류 2종, 유글레나류 1종은 성장저해 현상을 보였다. 48시간과 21일 동안 노출된 갑각류 1종에서는 유영장애, 치사, 생식감소 현상이 나타났다.

또 16일 또는 7일 동안 노출된 어류 2종은 치사, 기형, 괴사 등 발달장애 현상을 보였다.

이 결과를 토대로 연구팀이 ‘고 신뢰성 환경지침값 산출 방법론’을 적용해 분석한 결과, 은 나노물질에 만성노출될 경우 수생생물종 95%를 보호할 수 있는 농도는 1L에 0.614㎍라는 수치가 나왔다.

 고 신뢰성 환경지침값 산출 방법론이란 수서생태계를 보호하기 위한 환경지침 값을 찾기 위해 호주·뉴질랜드에서 권고하는 방법 중 가장 신뢰성이 높은 방법이다.

항균성이 있는 은나노입자는 다양한 산업분야에 사용돼 세계적으로 400종 이상의 관련 소비재가 생산되고 있다. 하지만 생물체에 유해한 은나노입자 농도는 단일 생물종을 바탕으로 한 보수적 수치만이 제안됐을 뿐 먹이사슬 단계별 다양한 생물종에 대한 기준은 마련돼 있지 않다.

특히 수생태계 보호를 위해서는 은나노입자가 하천이나 호수 등 수계로 오랜 기간 노출되었을 때 미치는 영향을 평가하기 위한 농도 기준을 마련할 필요가 있다.

안 교수는 “은 나노입자가 물에 사는 생물 몸속에 쌓일 경우 먹이 피라미드를 타고 결국 사람에게 도달할 위험성도 있다”며 “경제협력개발기구(OECD)의 은 나노물질 안정성 지원사업의 주무국인 한국의 연구팀이 생태위해성평가에 기여할 수 있는 유해농도를 발표한 데 의의가 크다”고 밝혔다.

 안 교수는 또 “이 연구는 다양한 생물종의 종민감도를 반영해 은나노물질 유해농도를 처음으로 제안한 것으로 나노물질에 대한 생태계보호 필요성을 보여준다”며 “향후 은나노물질 안전성 평가에 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.