발명의 배경 및 필요성

산업혁명 이후의 변화

• 산업혁명이 18세기 말 시작되어 제조 공정에 중대한 변화를 가져오고 화석 연료 사용이 급증함
• 산업 활동 증가로 다양한 오염물질이 환경에 유입되어 생태계와 인간 건강에 미치는 영향을 평가하기 위한 방법 개발이 필요해짐
• 20세기 초 생물학과 화학의 발전으로 생물검정이 중요한 도구로 등장, 초기에는 오염물질이 생명에 미치는 가시적인 효과에 초점을 맞춤
• 독성학과 환경과학의 발전으로 생물검정은 다양한 생물체와 세밀한 독성 지표를 포함하도록 발전함

현대 산업 오염에 대응하는 필요성

• 현대 산업 오염의 복잡성과 규모에 맞춰 생물검정이 직면한 도전은 환경에 방출되는 다양한 화학물질의 상호작용으로 예측할 수 없는 효과를 만듦
• 산업의 세계화로 오염물질이 출처에서 멀리 떨어진 지역에까지 영향을 미치며 규제 노력을 복잡하게 만듦
• 신속한 기술 발전과 경제 성장이 규제 프레임워크의 적응 능력을 앞서면서 오염 감소를 목표로 하는 국제 협약과 국가 규정의 집행이 어려워짐
• 생물기술, 나노기술, 정보기술의 혁신을 통해 더 낮은 농도에서 오염물질을 감지하고, 실시간으로, 더 큰 특이성으로 새로운 도구를 개발하는 추세가 증가함
• 이러한 발전은 환경 오염의 더 적극적이고 정확한 관리를 가능하게 하여 환경 모니터링 및 규제 분야에 변화를 가져올 잠재력을 가짐

구현방법

기술의 원리 및 구현

• 상추 씨앗의 뿌리 성장을 관찰하여 물 속의 독성 물질 영향을 평가
• 상추 씨앗은 다양한 환경 조건에 대한 반응 연구에 적합하며, 시중에서 쉽게 구할 수 있고 가격이 저렴
• 독성 물질이 없는 배양액과 다양한 농도로 희석된 물 샘플 준비
• 상추 씨앗을 배양액에 넣고 배양한 후, 뿌리의 성장 길이나 성장률을 측정하여 물의 독성 평가
• 물 샘플은 해수, 하천, 호수, 폐수 등에서 채취하여 특정 비율로 희석 사용
• 상추 씨앗 배양 전, 물 샘플의 염분 농도와 pH를 조정하여 씨앗이 잘 자랄 수 있는 조건 마련
• 배양 조건으로 적절한 광 조사량과 온도 설정
• 표준 독성 용액에 상추 씨앗을 배양하여 씨앗의 반응 평가로 독성 평가

기술의 장점

• 기존 방법들에 비해 간단하고 빠르며, 높은 민감성과 정확성 제공
• 실험의 객관성을 높이고 독성 평가 기간 단축 가능
• 수질 독성 평가 키트 개발로 미지의 수체 샘플에 대한 수질 독성 효과적 평가 가능

수질 독성 평가를 위한 새로운 방법의 활용 방안 및 기대효과

새로운 수질 독성 평가 방법의 활용

• 하수 및 폐수 처리 과정에서 중금속류 독성 물질의 존재 여부를 신속하게 진단하여 환경 보호 조치를 적시에 취할 수 있음
• 공장 폐수, 도시 하수 등 다양한 수원에서 중금속 오염도를 간편하게 검사하여 수질 관리 기준을 유지함
• 상추 씨앗의 뿌리 생장 관찰을 통해 미지의 독성 물질 탐지 및 생태계에 미칠 영향을 예측할 수 있음
• 생태계 보호 및 인간 건강에 대한 위해 예방을 위한 예측적 접근 방식으로 활용 가능함

기대효과

• 신속하고 정확한 수질 독성 평가 방법 제공으로 환경 보호 및 수질 관리의 효율성 증대함
• 기존 화학적 분석 방식을 넘어서는 새로운 접근 방식으로 더 넓은 범위의 독성 물질 탐지 및 관리가 가능함
• 간편한 검사 방법으로 수질 관리의 접근성을 향상시켜 생태계 및 인간 건강 보호에 기여함
• 중금속 오염 문제에 대한 즉각적인 대응 가능성 증가로 환경 사고 예방 및 대응 속도가 향상될 것으로 기대됨

시장 동향

환경 모니터링 시장 동향

• 양주시 스마트 그린도시 조성사업 일환으로 미세먼지 인벤토리·환경모니터링 플랫폼 및 디지털트윈기반 3차원 공간정보 구축사업 완료하여 대시민 서비스 개시
• 충남도 제3차 기후위기 적응대책 1차년도(2022년) 평가 결과, 매우 우수한 성과 달성
• 충남 기후위기 적응대책의 부문별 우수사례로 물관리, 생태계, 국토, 농수산, 건강, 산업 및 에너지, 적응 주류화 실현 등 다양한 분야에서 성과 보임
• 한국수력원자력, 청송양수 수상태양광발전소 건설로 환경 모니터링 및 친환경 청정에너지 생산에 기여