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□ 극저주파 전자기장 노출에 따른 꿀벌의 인지 기능 및 운동 능력 저하
(Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields impair the Cognitive and Motor Abilities of Honey Bees)
2018.5.21.
출처: Journal of Visualized Experiments
연구기관 : 서울대학교 비뇨기과, 병리학과(한국)
o 개요
- 이 연구는 ‘18년 5월, Scientific reports에 등재되었음
- 꿀벌은 중요한 수분(pollination)의 매개자이며, 이들은 공중 전력선 근처에서 비교적 높은 수준의 전자기장에 노출됨
- 연구에서는 공중선 1m 이내(1,000 uT ~ 7,000 uT) 수준의 EMF 환경이 꿀벌들의 후각 능력, 먹이, 싸움 등 활동에 어떠한 영향을 주었는지 분석하였음
- 전력선을 통한 ELF-EMF 노출은 꿀벌들의 학습능력을 감소시키고, 싸움, 먹이 활동에 영향을 주며 작물에 수분을 공급하는 능력을 저하시킬 수 있음
o 연구 배경
- 꿀벌은 곤충 수분의 약 80%를 차지하며, 꿀벌의 작물 수분능력 감소는 농업 생산을 현저하게 저해할 수 있음
- 살충제 사용은 꿀벌의 건강에 영향을 주며, 꿀벌의 작물 수분능력 감소는 궁극적으로 작물 생산에 영향을 미치는 것으로 확인되었음
- 이러한 상황을 개선하고 수분 매개체 감소를 줄이기 위한 연구가 세계적으로 중요한 도전 과제로 확인되었음
- 공중 전력선에서 발생하는 극저주파 전자기장(ELF-EMF)은 많은 생물학적 영향을 일으키는 것으로 알려져있으나 이에 대한 이해는 부족함
- 이전 연구에서 ELF EMF에 대한 지속적인 노출은 포유류 동물의 주요 스트레스 요인으로 작용하여 기억력 결핍, 스트레스, 불안 행동 및 우울증과 같은 행동으로 이어질 수 있음이 밝혀짐
- 꿀벌은 중요한 수분의 매개자이며, 전력선 근처에서 비교적 높은 수준의 전자기장에 노출됨
- 전력선에서 방출된 고출력의 전자기장이 곤충을 죽일 수 있는지의 연구는 거의 없으나 극저주파 전자기장이 사막 메뚜기의 단백질을 변화시켜 행동에 영향을 준다는 이전 연구 결과가 존재함
- 송전선로 아래(지상)에서 측정된 EMF는 400kV 전력선의 경우 100uT 수준의 자속밀도를 가지지만 곤충은 도체에 가까이 접근하기 때문에 이보다 훨씬 높은 수준(1m의 경우 0.6mT, 1cm의 경우 14mT)의 전자기장에 노출될 수 있음
- 이 연구는 높은 수준의 ELF-EMF 노출이 꿀벌의 학습 능력 및 행동 변화에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하였음
o 실험 설계
o 400 kV 송전선로 모델링 및 EMF 실험 장치
- 전자기장 세기는 시간에 따라 날씨, 도체의 부하량에 따라 달라지며, 회로 당 최대 3,400 A까지 측정될 수 있음
- 실험에서는 가장 높은 등급의 3,400 A 전류에서 전자기장 크기를 모델링하였으며, 50 Hz EMF를 생성하는 이중 구리 코일을 활용하여 중앙에서 그림 (A)와 유사한 수준의 1,000 uT(Ci), 7,000 uT 자기장을 생성하도록 하였음(Cii)
o 연구 결과
- EMF에 노출되지 않은 대조군 꿀벌은 20, 100 및 1000 uT의 ELF-EMF에 노출된 꿀벌과 비교하여 높은 수준의 PER을 나타냄
- 20 uT EMF에 노출된 대조군은 노출 2회째까지 대조군과 큰 차이를 보이지 않았으나 3, 4차에는 대조군에 비해 59%, 63% 낮은 수준의 PER이 나타남
- 100 uT EMF에 노출된 실험군은 실험 3차에서 43%, 5차에서는 42%의 PER이 나타났으며 1,000 uT의 경우 최고 36%까지 나타났음
- 즉, EMF에 대한 단기 노출은 꿀벌의 후각을 감소시킴으로써 꿀벌의 인지 능력에 영향을 미치며, 강한 수준의 EMF에 노출될수록 그 영향이 큰 것으로 나타남
- 100 uT EMF에 노출된 후 채집 대상에서 먹이를 섭취하는 꿀벌의 수는 대조군에 비해 유의하게 감소하였음
o 결론
- 꿀벌은 꽃이나 작물등에 수분을 공급하는 수분 매개체이며, 이들이 비행중 공중선에서 방출하는 EMF에 노출되어 학습능력 및 비행능력에 영향을 받는다고 가정하였음
- 단기 ELF-EMF 환경에 노출된 꿀벌들은 PER가 40% 이하 수준으로 감소하며, 채집 대상에서 먹이 섭취를 하지 않는 등 대조군에 비해 큰 차이를 보임
- EMF 노출은 꿀벌의 학습 능력 및 먹이 섭취 여부에 영향을 미치는 것으로 나타났으며 강한 수준의 EMF에 노출될수록 그 영향이 큰 것으로 드러남
링크 : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5962564/
(리포터 : 안형상 연구원, 미래전파공학연구소) |
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