• 현장농수산연구지
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• 제24권4호
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• pp.18-29
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• 2022

청정지역 지리산에서 자생하는 5종(누리장나무, 구릿대, 층꽃나무, 인동덩굴, 박쥐나물)의 식물을 선정하여 5월부터 9월까지 자생지에서 꽃이 활짝 개화한 상태에서 채집하였다. 채집한 식물은 전초는 추출하여 17종의 폴리페놀 성분을 분석하고, 다음으로 꽃, 잎, 줄기, 뿌리를 분리하여 각 부위의 추출물로 DPPH, ABTS, 폴리페놀, 플라보노이드에 관한 실험을 진행한 결과는 다음과 같다. 1. 지리산에 자생하는 5종의 식물에 함유된 폴리페놀 성분은 총 8가지였으며, 그중 가장 많은 것은 chlorogenic acid(4종)였고, 다음으로 caffeic acid(2종)가 많았다. 2. DPPH radical 소거 활성을 살펴본 결과 박쥐나물 줄기가 가장 좋았으며, 누리장나무는 특정 부위와 상관없이 좋았으며, 구릿대는 꽃, 인동덩굴에서는 잎에서 활성소거능이 좋았다. 3. ABTS radical 소거 활성도가 가장 높은 것은 누리장나무로 EC₅₀ 값은 38.73~66.28ppm으로 나타났고, 다음으로는 인동덩굴이었으며, 구릿대와 박쥐나물의 잎과 줄기, 층꽃나무 잎과 줄기 순이었다. 4. 총폴리페놀 함량이 가장 많은 것은 누리장나무 잎의 154.83 mgGAE/g이었고, 다음으로 누리장나무 꽃과 박쥐나물 줄기로 약 130 mgGAE/g이었다. 가장 낮은 것은 구릿대 줄기로 26.27 mgGAE/g인 것으로 나타났다. 5. 총플라보노이드 함량은 박쥐나물 가지는 256.34 mgGAE/g으로 가장 높았고, 다음으로 누리장나무 잎으로 179.26 mgGAE/g이었다.

• 생명과학회지
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• 제32권6호
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• pp.430-437
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• 2022

본 연구에서는 분비나무의 생리활성 및 미백 활성을 검증하여 화장품 소재로써의 가능성을 검증하였다. 분비나무 추출물의 항산화 효과를 확인하기 위해 전자공여능을 측정한 결과, 분비나무 줄기와 잎 추출물 모두 농도 의존적으로 활성이 증가하여 각각 1,000 ㎍/ml 농도에서 89.4%, 90.9%의 높은 전자공여능을 나타내었다. ABTS⁺ radical scavenging activity assay 측정 결과, 농도가 증가함에 따라 활성이 증가하였으며, 두 추출물 모두 1,000 ㎍/ml에서 약 90% 이상의 활성을 나타내었다. 미백 효과를 알아보기 위해 tyrosinase 저해 활성을 측정한 결과, 분비나무 줄기와 잎 추출물은 1,000 ㎍/ml에서 각각 48.5%, 31.1%의 저해율을 나타냈으며 농도가 증가함에 따라 저해활성이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. MTT assay를 통해 세포 생존율을 확인한 결과, 멜라노마 세포(B16F10)에서 농도구간이 500 ㎍/ml 일 때 분비나무 줄기와 잎 추출물은 98.3%, 94.4%의 생존율을 나타내었다. 이에 따라 세포 관련 실험을 세포의 생존율이 100%에 가까운 25, 50, 100 ㎍/ml 농도로 진행하였다. B16F10 세포에 분비나무 추출물을 처리하여 단백질 발현을 측정한 결과, 분비나무 줄기 추출물은 TRP-1과 tyrosinase, 분비나무 잎 추출물은 MITF의 인자에서 대조군인 kojic acid 보다 단백질 발현 억제가 우수한 것을 확인할 수 있었다. B16F10 세포에 분비나무 추출물을 처리하여 mRNA 발현을 측정한 결과, 농도가 높아질수록 mRNA 발현양이 억제되는 것을 확인할 수 있었으며, 분비나무 줄기 추출물은 tyrosinase의 인자에서 모든 농도구간이 대조군인 kojic acid 보다 mRNA 발현 억제가 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라 분비나무 추출물의 우수한 미백활성을 확인하였고, 기능성 활성이 우수하여 화장품 천연물 및 기능성 소재로써의 응용가능성을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권4호
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• pp.8-17
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• 2004

수목을 보다 효율적으로 이용하기 위해 항산화제, 식품첨가제 및 농약 개발에 필요한 항균 및 항산화활성을 검정하였다. 즉, 65와 263종의 수목을 목부, 잎 및 수피로 나누어 에탄올로 추출한 후 항진균활성은 균사생장억제율을, 항세균활성은 생육저지환직경을 그리고 항산화활성은 프리라디칼소거능을 측정하여 검정하고 과별에 따른 활성을 비교하였다. 그 결과 항진균활성 우수수종으로는 소나무와 수종 5종(잣나무, 소나무, 리기다소나무, 개잎갈나무, 방크스소나무), 측백나무와 수종 3종(노간주나무, 향나무, 편백) 그리고 콩과 수종 3종(자귀나무, 다릅나무, 회화나무)이 각각 선발되었다. 항세균활성은 자작나무와 6종(개서어나무, 소사나무, 산오리나무, 서어나무, 박달나무, 사방오리나무), 참나무과 5종(구실잣밤나무, 졸참나무, 갈참나무, 신갈나무, 밤나무), 대극과 4종(유동, 오구나무, 예덕나무, 사람주나무) 그리고 보리수나무와 3종(보리수나무, 보리밥나무, 보리장나무)이 활성이 우수한 것으로 나타났다. 특히, 느릅나무와의 느티나무, 소나무과의 소나무, 콩과의 다릅나무, 측백나무와의 편백 및 향나무는 항진균 및 항세균활성이 공히 우수한 것으로 나타나 향후 생물농약 및 천연보존제 개발에 이용이 가능할 것으로 사료되었다. 항산화활성을 검정한 결과 96% 이상의 프리라디칼소거능을 나타낸 시료는 장미과에 속하는 식물이 8종(비파나무, 섬벚나무, 왕벚나무, 귀룽나무, 살구나무, 모과나무, 국수나무, 찔레꽃)으로 가장 많았으며 그 다음이 진달래과로 총 5종(진달래, 철쭉꽃, 산철쭉, 모새나무, 정금나무)이었다. 한편, 공시시료로 사용된 장미과 시료 총 48종 중에 6종만 라디칼 소거능이 80%이하인 것으로 나타나 항산화활성과 관련된 성분이 장미과 식물 공통으로 존재할 기능성이 시사되었다.

• 생명과학회지
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• 제32권12호
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• pp.979-988
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• 2022

비만은 당뇨, 고혈압, 심근경색 등 심혈관 질환을 유발하는 주요 원인으로 이와 관련된 질환의 발병률이 증가하고 있다. 이로 인해 비만 치료 및 예방에 대한 관심이 급증하는 추세이며, 비만 치료제가 전 세계적으로 개발되고 있지만 많은 부작용을 초래하여 시판이 중단되거나 장기복용이 금지되어 있다. 이러한 문제를 막기 위해 부작용이 적으면서 항비만 효과를 가지는 천연 소재를 활용한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서 사용된 해당화(Rosa rugosa)는 장미과에 속하는 낙엽활엽관목으로서 토혈, 하리, 월경과다 등에 이용되고 있으며, 항염증, 항산화 효과, 노화방지, 혈당 강하작용, 혈청 콜레스테롤 수치 저하작용, HIV protease 저해 등에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 해당화 추출물 및 분획물 4종(H₂O, n-BuOH, 85% aq. MeOH, n-Hex)의 지방세포분화에 미치는 효과에 대한 연구를 진행하였다. 3T3-L1 지방전구세포를 지방세포로의 분화를 유도하여 Oil-Red O staining으로 지방생성 억제 정도를 측정하였다. 그 결과, 갯완두 추출물 및 분획물 처리군에서 농도 의존적으로 지방세포 형성이 억제되는 것을 확인하였다. 또한 지방세포분화에 관여하는 PPARγ, C/EBPα 및 SREBP1c와 같은 인자의 mRNA 및 단백질 발현에 미치는 효과를 확인한 결과, 지방세포분화 조절인자의 발현이 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인하였다. 이는 AMPK 신호전달경로를 통한 지방분화인자의 억제를 통한 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구결과로부터 해당화 추출물 및 분획물의 항비만 효과를 확인하였으며, 나아가 비만 치료제의 소재로 개발될 수 있는 가능성을 제시할 것으로 기대된다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.367-376
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• 2022

본 연구는 섭입대 환경에서 다양한 액체들과 제올라이트와의 반응을 이해하기 위한 선행단계로, 섭입대 내 대표 제올라이트 중 하나인 스틸바이트(NaCa₄(Al₉Si₂₇)O₇₂·28(H₂O))의 압축거동을 관찰하였다. 물과 NaHCO₃ 용액을 매개체로 사용하였으며, 상압에서 최대 2.5 GPa까지 가압하였다. 1.0 GPa 이하에서는 두 실험 모두 0.001~0.004 GPa^-1 범위의 낮은 선형압축률과 220(1) GPa의 높은 체적탄성률을 보였다. 이는 물분자 또는 양이온이 스틸바이트의 채널 내부로 유입되면서 구조가 매우 치밀해졌기 때문으로 추측된다. 반면, 1.0 GPa 이상에서는 두 실험의 경향이 다르게 관찰되었다. 물의 실험에서는 c축, NaHCO₃의 실험에서는 b, c축의 선형압축률이 모두 0.006(1) GPa^-1으로 급격하게 증가하였다. 체적탄성률은 물과 NaHCO₃의 실험에서 각각 40(1), 52(7) GPa의 값을 보여, 1.0 GPa 이전과 비교했을 때 압축률이 4배 이상 높아졌다. 이는 1.0 GPa 이상의 압력에서 압력매개체 내 물이 얼기 시작하면서 스틸바이트 내부로 유입이 멈추었고, 단지 채널 내에서 양이온 및 물분자가 이동함에 따라서 생기는 현상으로 판단된다. 특히 NaHCO₃의 실험에서는 소듐 양이온이 치환됨에 따라 구조 내부의 분포가 달라졌을 것으로 추측되며, 이는 (001)과 (020)피크의 상대강도 비율이 물의 실험과 다른 경향으로 나타난 것을 근거로 예상해볼 수 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권3호
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• pp.337-346
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• 2022

최근 국내 기후 변화로 인해 열대 과일 재배가 가능해지게 되었다. 특히 대표적으로 제주도에서 애플망고의 재배가 활발히 이루어지고 있으며 이로 인해 소비자들의 수요가 증가하고 있다. 그러나 애플망고 과육을 제외한 껍질과 같은 부산물은 활용도가 떨어져 폐기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 부산물로서 폐기되어지는 애플망고 껍질을 활용하기 위해 이를 이용하여 항산화 및 항염증 효과를 검증하고자 열수 및 70% 에탄올로 추출하여 실험을 진행하였다. 먼저 애플망고 껍질의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량을 확인하였으며, 그 결과 66.08 ± 0.12 mg TAE/100 g, 100.13 ± 0.23 mg TAE/100 g의 함량을 나타내었다. 항산화 활성을 측정하기 위해 전자공여능과 2,2'- azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) 라디칼 소거능을 측정하였다. 전자공여능 측정결과, 1,000 ㎍/ml 농도에서 열수 추출물은 86.89%가 나타났고, 70% 에탄올 추출물은 94.06%를 확인하였다. ABTS 라디칼 소거능을 측정 결과로 1,000 ㎍/ml 농도에서 열수 추출물은 80.62% 를 나타내었고, 70% 에탄올 추출물은 98.66%의 소거능을 확인하였다. 이로 인해 애플망고 껍질 추출물의 항산화 활성은 대조군인 비타민 C와 유사한 효과를 가진 것을 확인하였다. 애플망고 껍질 추출물의 세포 생존율을 측정한 결과, 대식세포인 RAW 264.7 세포에서는 500 ㎍/ml 농도에서 99% 이상의 세포 생존율을 확인하였다. 이후 세포실험은 세포생존율이 99% 이상인 농도구간을 설정하여 진행하였다. 염증성 매개 물질로 알려진 nitric oxide (NO)에 대한 생성 억제 효과를 확인한 결과, 애플망고 껍질의 열수 추출물은 46%의 억제 효과가 나타났고, 70% 에탄올 추출물은 40%의 억제 효과를 확인하여 애플망고 추출물의 NO 생성량 저해 효과를 가진 것을 확인하였다. 염증 매개 인자의 억제 효과를 확인하기 위해 RAW 264.7 세포를 이용하여 iNOS와 COX-2의 단백질 및 mRNA 발현량을 측정하였다. 그 결과, LPS 단독 처리군에 비해 애플망고 껍질 추출물을 처리하였을 때 iNOS와 COX-2의 단백질 발현량은 최종 농도인 500 ㎍/ml에서 열수 추출물은 12%, 97% 억제하는 것을 확인하였고, 70% 에탄올 추출물은 62%, 91% 억제하는 것을 확인하였다. 또한 LPS 단독 처리군에 비해 iNOS와 COX-2의 mRNA 발현량 결과, 500 ㎍/ml 농도에서 열수 추출물은 3%, 33%의 억제효과를 확인하였고, 70% 에탄올 추출물은 29%, 36%의 억제효과가 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구 결과들을 토대로 애플망고 껍질이 항산화 및 항염증 활성을 갖고 있는 것을 검증하여 천연 소재로서의 활용 가치가 높을 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.167-183
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• 2023

사용 후 핵연료(SNF: spent nuclear fuel) 지하 처분장에서 발생된 가스는 처분장 내에서 자체로 이동성이 클 뿐 아니라, 처분장 내 방사성핵종 거동에도 영향을 줄 수 있다. 지하 처분장 방벽 내에서 가스-핵종 발생 및 거동 기작에 대한 연구와 가스 거동이 처분장의 안전성에 미치는 영향에 대한 연구가 처분장 건설 이전에 충분히 수행되어져야 함에도 불구하고, 처분장 다중 방벽내 가스-핵종 거동에 대한 연구는 국내는 물론 국외에서 조차 매우 초보적인 단계이다. 본 연구에서는 지하 SNF 처분장 내 가스 발생과 거동 특성과 관련된 국내외 선행연구 결과들을 고찰하여, 가스 발생/거동 기작을 처분장의 수리지질학적 진화과정에 따라 분류하여 설명하였다. 처분장 내 가스 발생을 크게 SNF의 핵분열에 의한 방사성 가스 생성, SNF 저장 용기의 부식에 의한 가스 발생, 지하수의 산화-환원 반응에 의한 가스 생성, 미생물 활동과 천연 방벽 내 지화학적 반응에 의한 가스 생성 등 총 5가지 유형으로 구분하여 정리하였다. 처분장 다중 방벽 내 가스 거동과 관련된 선행연구 자료들을 정리하여, 방벽 내 가스 거동 시나리오를 다공성 매체에서 일어나는 거동 형태에 따라, 총 4가지 형태(① visco-capillary 흐름을 포함하는 공극 내 자유상 가스 이동, ② 공극 수 내 용존상 기체로서 이류 및 확산 이동, ③ 체적팽창에 의한 거동(dilatant pathway), ④ 가압파쇄에 의한 인장 절리 흐름 등)로 구분하여 제시하였다. 본 연구를 통해 고찰한 SNF 처분장의 다중 방벽 시스템 내 가스 발생 기작과 거동 특성자료들은, 향 후 지하 SNF 처분장 내 가스-핵종 거동관련 다양한 실험 및 모델링 연구를 계획하고, 국내 건설할 처분장의 안전성을 가스 거동관점에서 평가하는데 유용하게 사용될 것으로 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제33권9호
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• pp.713-723
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• 2023

폐암은 전 세계적으로 사망률이 높은 암으로서 소세포성 폐암(small cell lung cancer, SCLC)과 비소세포성 폐암(non-small cell lung cancer, NSCLC)으로 분류된다. 오늘날까지 폐암 치료를 위해 많은 화학요법이 사용되어 왔으나 장기간 화학요법에 의한 부작용 및 항암제 내성 유발로 인해 항암 치료에 한계가 있으므로, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 현재는 천연물로부터 유래한 항암물질을 탐색하는 추세이다. Curcumin은 강황의 뿌리에서 추출된 polyphenol 화합물로서 항균, 항암, 항산화 및 항염증 작용이 보고되어 현재까지 꾸준히 항암 연구가 진행되어 왔으나 인간 폐암 세포주의 종류에 따른 항암 효과는 거의 연구되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 여러 종류의 인간 폐암 세포주에 대한 curcumin의 항암 효과를 조사하고자 하였다. 그 결과, 10, 30, 50 μM 농도의 curcumin은 폐암 세포주에 따라 경미한 차이가 나타내면서 농도 의존적으로 세포 생존을 저해하였다. 또한 A549 (NSCLC) 및 DMS53 (SCLC) 세포주를 대상으로 apoptosis, autophagy, reactive oxygen species (ROS)를 flow cytometry로 측정한 결과, 농도 의존적으로 이러한 현상들이 증가되었으며 각각의 저해제를 처리했을 때 이러한 현상들이 회복되는 것이 관찰되었다. Apoptosis와 관련된 단백질인 Bax, PARP, pro-caspase-3 및 Bcl-2의 발현이 curcumin 농도 의존적으로 조절되었으며, 특히 DMS53에서 Bax/Bcl-2 비율이 더 높았다. 또한, autophagy 단백질인 p-AKT, p62 및 LC3B도 curcumin 농도 의존적으로 조절되었다. 한편, ROS 저해제인 diphenyleneiodonium 처리 시, curcumin에 의해 유도된 apoptosis와 autophagy 수준이 저해되었으며 관련 단백질의 발현도 조절되었다. 이를 통해 curcumin의 항암 작용은 curcumin에 의해 생산된 ROS를 매개로 하여 폐암 세포주의 apoptosis 및 autophagy의 유도를 통해 나타나는 것으로 확인되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제40권3호
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• pp.534-546
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• 2023

본 연구에서는 시엽의 기능성 화장품 소재로서의 활용 가능성을 평가하기 위해 항산화와 인간섬유아세포인 CCD-986sk 세포에서의 항주름 효과를 알아보았다. 전자공여능 측정, ABTS⁺ radical 소거능 측정을 통해 항산화 활성을 확인한 결과, 시엽은 1,000 ㎍/ml 농도에서 대조군인 ascorbic acid와 농도 의존적으로 유사한 항산화 활성을 보였다. Elastase 저해 활성 측정, Collagenase 저해 활성 측정을 통해 항주름 효과를 확인한 결과, 시엽은 1,000 ㎍/ml 농도에서 대조군인 epigallocatechin gallate와 농도 의존적으로 유사한 항주름 효과를 나타내었다. UVB로 유도된 CCD-986sk 세포 내 pro-collagen type I의 합성률과 MMP-1의 저해률을 측정한 결과 대조군인 EGCG는 20 ㎍/ml에서 90.2%, 시엽은 30 ㎍/ml에서 88.5%의 pro-collagen 합성률을 보였다. 또한 EGCG 20 ㎍/ml와 시엽 30 ㎍/ml에서 각각 33.0%, 40.8%의 MMP-1 저해율을 확인하였다. Western blot을 통하여 시엽의 pro-collagen type I과 MMP-1의 단백질 발현량을 측정한 결과 UVB 단독군 대비 시엽을 함께 처리했을 때 pro-collagen type I의 단백질 발현량이 증가하고 MMP-1의 단백질 발현량이 감소하는 것을 확인하였다. 위 실험결과에 따라 시엽이 UVB 자극에 의한 광노화를 예방하고 항산화, 항주름 효과가 있음을 확인하여 화장품의 천연물 소재로서의 이용이 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.421-433
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• 2023

원자력발전소의 사용후핵연료(Spent Nuclear Fuel: SNF)에 대한 최종처분은 지하 심부의 지질학적 저장소에서 이루어진다. 사용후핵연료를 감싸는 금속처분용기는 주철과 구리 등으로 제작되어 방사성핵종을 장기간 격리할 예정이며, 공학적방벽과 천연방벽으로 구성된 다중방벽처분시스템에 의해 보호를 받도록 설계된다. 지하 심부의 환경(심층처분환경)은 점차 무산소의 환원환경으로 바뀌게 되며, 이러한 환경에서 구리처분용기의 부식을 일으킬 수 있는 유력한 물질 중 하나는 황화물이다. 황화물에 의한 응력균열부식은 구리처분용기의 안정성을 크게 저하시켜 처분장의 장기안전성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 심층처분환경에는 황산염이 다양한 형태로 존재 또는 유입될 수 있으며, 황산염환원미생물에 의해 황화물로 전환되어 구리처분용기의 부식에 기여할 수 있다. 완충재와 뒤채움재의 유력한 후보물질인 벤토나이트에는 주로 석고(CaSO₄)와 같은 산화형태의 황산염 광물이 포함되어 있다. 심층처분환경 내에 미생물이 생장할 만한 공간이 있고 유기 탄소 등 전자공여체가 충분히 공급된다면 미생물 활동에 의해 황산염이 황화물로 환원될 수 있다. 하지만 근계영역에서 생성된 황화물과 지권으로부터 유입되는 황화물 중 대부분은 완충재에 의해 차단되어 극히 일부만이 처분용기에 도달할 것이다. 처분환경에서 존재가능한 황화철 광물 중 하나인 황철석은 용해과정에서 황산염을 발생시켜 구리처분용기의 부식에 기여할 수 있다. 하지만 황철석의 극히 낮은 용해도로 인해 산화 생성물의 양은 매우 적을 것이고 포화된 벤토나이트의 낮은 수리전도도로 인해 처분용기로 산화 생성물의 이동은 제한될 것이다. 우리는 심층처분환경에서 황산염의 존재와 환원 그리고 황화물과 황철석의 형성 및 거동 특성 등에 관한 주요 연구 사례 등을 종합적으로 분석, 정리하였고, 고준위방사성폐기물 처분장의 장기안전성에 대한 황산염과 황화물의 영향을 이해하고자 하였다.