화제의 PFAS: 꿀벌(Apis mellifera)과 꿀벌이 수집한 꽃가루를 이용한 계절별 생물 모니터링 ☆ > 그린키퍼 뉴스

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화제의 PFAS: 꿀벌(Apis mellifera)과 꿀벌이 수집한 꽃가루를 이용한 계절별 생물 모니터링 ☆

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PFAS는 꿀벌과 꽃가루에서 정량화 가능한 수준으로 검출되었습니다.
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개화 시기와 강우량을 포함한 계절적 변화는 PFAS 흡수에 영향을 미칩니다.
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꿀벌과 꽃가루는 오염 물질의 급성 및 계절적 변화를 모니터링할 수 있도록 합니다.

초록
과불화알킬 물질(PFAS)과 폴리플루오로알킬 물질(PFAS)은 지속성, 생물축적 가능성 및 생태독성학적 관련성이 알려진 신종 환경 오염 물질입니다. 본 연구는 꿀벌 관련 기질(꽃가루, 채집벌, 벌집벌)에서 PFAS의 발생, 분포 및 잠재적 노출 경로를 조사합니다. 다양한 토지 이용(도시, 준도시, 농촌 및 농업)을 나타내는 6개 지점에서 한 시즌 동안 샘플을 수집했습니다. 90개의 샘플에서 총 9가지 PFAS가 검출되었으며, 4:2 FTS, PFPS, PFBS와 같은 단쇄 화합물이 우세했습니다. 벌집벌은 목표 PFAS 농도의 평균 합(5.29 ng g)이 가장 높았고, 그 뒤를 이어 채집벌(1.93 ng g)과 꽃가루(1.10 ng g)가 뒤따랐습니다. 표본 유형 간 PFAS 발생량 차이, 특히 채집벌과 벌집벌 간의 PFPS 발생 차이는 꽃가루 섭취, 대기 중 침전, 오염된 표면 접촉 등 다양한 노출 경로를 시사했습니다. 시간적, 공간적 차이가 두드러졌습니다. 특정 장소의 PFAS 패턴은 불소계 살충제 사용과 같은 잠재적 오염원을 보여주는 반면, 계절적 변화는 식물 페놀로지와 강우의 영향을 시사했습니다. 주성분 분석(PCA) 결과, 공통된 PFAS 프로파일이 우세함을 확인했으며, 일부 이상치 표본에서는 고유한 특징이 나타났습니다. PFPS와 PFBS는 총 불소(TF) 농도와 양의 상관관계를 보였으며, 4:2 FTS는 특정 장소와 강한 연관성을 보였습니다. 추출 가능 유기 불소(EOF)는 검출 한계(800 ng F g) 미만으로 유지되었지만, TF는 모든 시료에서 LOD(500 ng F g) 이상에서 존재하여 미확인 불소화 화합물의 존재를 확인했습니다. EOF와 PFAS 농도는 다양했지만, 채집벌은 체내 또는 꽃꿀이나 꽃가루와 같은 오염된 자원을 통해 PFAS를 벌집으로 유입할 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 결과는 꿀벌이 PFAS 오염의 생물 지표로서 적합함을 보여주지만, PFAS 노출 역학을 완전히 평가하기 위해서는 조화로운 샘플링이 필요함을 강조합니다.

그래픽 초록
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서론
과불화알킬 및 폴리플루오로알킬 물질(PFAS)은 강력한 CF 결합으로 인해 뛰어난 화학적 및 열적 안정성을 가지고 있어 환경에 대한 우려가 커지고 있습니다. 이는 PFAS의 생물축적을 유발하는데, 이는 장쇄(C > 8)뿐만 아니라 단쇄(C < 8) 및 초단쇄(C < 3) PFAS에서도 관찰됩니다. 인간을 포함한 감시 동물을 활용하는 것은 환경 중 PFAS 오염물질을 모니터링하는 효과적인 방법입니다(Aristizabal-Henao et al., 2021; Andrews et al., 2023; Rock et al., 2023; Khalid et al., 2024; Libenson et al., 2024).
꿀벌은 일반적으로 벌집 반경 2~3km를 돌아다니며 먹이를 찾습니다(Garbuzov 등, 2015, 2020; Danner 등, 2017). 따라서 꿀벌은 살충제(Murcia-Morales 등, 2020a, 2020b; Catalano 등, 2024; Donley 등, 2024), 미세 플라스틱(Edo 등, 2021), 중금속(Zarić 등, 2022; Bora 등, 2023), 다환 방향족 탄화수소(PAHs)(Lambert 등, 2012; Murcia-Morales 등, 2024; Catalano 등, 2024), 다이옥신 및 다이옥신 유사 화합물(Catalano 등, 2024), 미세 입자(Meza-Figueroa 등, 2024), 미세먼지(Marcoccia 등, 2024), 폭발물(Filipi 등, 2022)뿐만 아니라 항균제 내성(Resci 등, 2024)도 있습니다. 가장 많이 연구된 기질은 꿀인데, 오염 물질을 저장할 수 있을 뿐만 아니라 인간의 음식이기도 하기 때문입니다(예: Bora 등, 2023; Nowak & Nowak, 2021; Smith 등, 2019). 또한 살아 있거나 죽은 벌이 흔히 샘플링됩니다(Zarić 등, 2022). 활발한 채집 기간 동안 꿀벌 일벌은 몇 주밖에 살지 못하기 때문에 분석할 수 있는 시간 간격이 늘어납니다. 더욱이 꿀벌은 흥미로운 분업 구조를 보입니다. 어린 벌은 벌집에 머물며 벌빵(저장된 꽃가루)을 섭취하고 유충에게 먹이를 주는 반면, 나이 든 벌은 꽃꿀, 단물, 꽃가루를 얻기 위해 식물을 찾아 날아다닙니다(Seeley, 2009).
꿀벌과 벌 생산품의 PFAS에 대한 연구는 제한적이지만, 산업 지역에서 생산된 꿀은 비산업 지역에서 생산된 꿀보다 과불화카르복실산(PFCA) 농도가 20% 더 높은 것으로 나타났습니다(Surma et al., 2016). 또한 과불화옥탄설폰산(PFOS)에 노출된 벌 군체는 군체 활동, 벌집 유지 및 방어 등에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다(Sonter et al., 2021). 이러한 모든 결과는 벌과 벌집 생산품의 PFAS 연구의 중요성을 강조합니다. 그러나 식물은 환경 조건(예: 물/비)에 따라 PFAS를 다른 속도로 축적하는 경향이 있으므로 샘플링 시 고려해야 할 사항이 많습니다. 불소계 살충제를 사용하는 경우, 이러한 살충제는 시간이 지남에 따라 트리플루오로아세트산(TFA)으로 분해되므로 PFAS 농도와 흡수에 영향을 미칠 수 있습니다(Joerss et al., 2024).
위에 언급된 출판물들은 벌 제품에 PFAS가 존재하고 PFAS가 군집에 미칠 수 있는 부작용을 보여주었지만, 궁극적으로 환경과 접촉하게 되는 벌의 PFAS 오염에 대한 구체적인 내용은 제시하지 않았습니다. 따라서 본 연구의 목적은 액체 크로마토그래피와 전기분무 탠덤 질량 분석기(LC-ESI-MS/MS)를 결합한 다중 플랫폼 접근법을 통해 다양한 군집의 PFAS를 조사하는 것이었습니다. 또한, 벌과 벌 제품을 생물 모니터링 도구로 활용하여 환경 내 PFAS 오염에 대한 더 나은 개요를 제공하기 위해 질량 수지 접근법을 활용했습니다.

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