This study employed an integrated field monitoring approach, combining chemical analysis and ecotoxicity testing of multiple environmental matrices—water, sediment, and sediment elutriates—to comprehensively assess the environmental health of the Andong watershed, located near a Zn smelter and mining area. The primary objectives were to evaluate the extent of metal contamination, identify key toxicants contributing to ecological degradation, and trace the sources of these pollutants. Our findings revealed severe metal contamination and significant ecotoxicological effects both in proximity to and downstream from industrial sites. Specifically, Cd, Zn, and Pb were strongly linked to the smelter, while Hg, Ni, Cu, and As were predominantly associated with mining activities in the tributaries. To further assess toxicity of field-collected sediment and their elutriates, a logistic regression analysis was employed to estimate benchmark values for distinguishing between toxic and non-toxic samples, using the sum of toxic units for sediment elutriates and the mean probable effect level (PEL) quotient for sediment toxicity. These models demonstrated greater predictive accuracy than conventional benchmarks for determining toxicity thresholds. Our results highlight that integrating chemical and ecotoxicological monitoring with site-specific concentration–response relationships enhances the precision of ecological risk assessments, facilitating more accurate identification of key toxicants driving mixture toxicity in complex, pollution-impacted aquatic ecosystems.

인간 활동으로 발생하는 부유사로 인해 생태계 및 일부 어족의 어업피해가 발생하고 있다는 의견들이 제시되어왔다. 부유사의 발생량 및 수층 부유사 농도 등 수치의 비교만으로 상호 간에 직접적인 인과관계를 파악하기는 쉽지 않다. 부유사로 인한 국내 유용 어족자원인 붕장어(Astroconger myriaster), 흰다리새우(Litopenaeus vannamei) 그리고 넙치(Paralichthys olivaceus) 3 종의 영향을 생물검정법으로 평가하였고 넙치의 발생단계별 민감도를 평가하였다. 붕장어는 노출 4 일째부터 사망이 관찰되었고 6d-LCSUB50/SUB은 62,335 mg/L, 7d-LCSUB50/SUB은 54,838 mg/L 이었다. 흰다리새우는 부유사 농도가 약 47,152 ± 1691 mg/L 이상에서 최소 5일 이상 노출되었을 때 생존에 영향이 있었고 넙치 치어는 부유사 농도 약 18,185 ± 926 mg/L 이상에서 최소 6 일 이상 노출되었을 때 생존에 영향을 받았다. 그리고 부유사 농도 4,763 ±76 mg/L까지는 넙치 수정란 부화율에 영향을 미치지 않았다. 하지만 부화에는 영향이 없었으나 형태적 기형이 관찰되었다. 넙치 부화자어는 부유사 농도 100.9 ± 2.6 mg/L에 1 일간 노출시 사망한 개체가 관찰되었다. 반수치사농도를 추정한 결과, 4d-LCSUB50/SUB은 99.4 mg/L이었다. 어류인 붕장어나 넙치보다 갑각류인 흰다리새우의 부유사 내성이 더 강함을 확인하였다. 문헌조사에서도 생물들은 높은 농도의 부유사 환경에서도 90% 이상의 생존율을 보여 전반적인 부유사 내성이 강함을 알 수 있었다. 그러나 부화 직후 넙치 자어는 비교적 낮은 부유사 농도 조건에서 영향을 확인하였다. 서식지 주변, 산란기 부유사는 생존에 직접적인 영향을 줄 수 있어, 산란기에 행해지는 부유사 유발 행위는 해역에서 산란하는 어족의 개체군 변동에 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상된다.

본 연구는 미세플라스틱의 퇴적물 침적이 해양 저서성 무척추동물의 생식에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행되었다. 실험에는 해양 단각류 Monocorophium uenoi를 모델 생물로 사용하였으며, 미세플라스틱(PET)을 서식 기질로 대체한 장기 노출 실험을 통해 급성독성 및 생식력(fecundity)에 대한 영향을 확인하였다. 급성 노출(96시간)에서는 유의한 생존율 감소가 관찰되지 않았으나, 1세대의 만성 노출(28일) 시 자손 생산은 대조군 대비 약 55% 수준으로 감소하였다. 2세대의 만성 노출 시 암컷 단독 노출군과 암수 모두 노출군에서 정량적으로 자손 생산이 완전히 억제되었다. 조직 및 장기 내 미세플라스틱은 라만분광법(Raman spectroscopy)을 통해 확인하였으며, 이러한 생식 독성이 미세플라스틱의 물리적 존재와 연관됨을 뒷받침하였다. 본 연구는 퇴적물 내 미세플라스틱이 단순 입자성 물질의 단기적 생존 영향을 넘어, 여러 세대에 걸쳐 단각류의 생식 능력을 완전히 상실시킬 수도 있는 잠재적 위협임을 실증하였다.