Using Megabalanus rosa a sessile filterfeeder, its scope for growth (SFG) by analysis of energy budget were examined and free amino acids composition of whole body tissue were analyzed under the exposure to different concentrations of Hg Cu and Cd. The $96\;hr-LC_{50}$ of the barnacle after 96 hr exposure to Hg, Cu, and Cd were 0.220, 0.269 and $1.380\;mgL^{-1}$, respectively. Hg and Cu showed stronger toxicity than Cd, while Hg and Cu had similar influence on the survival of the barnacle. SFG of the barnacles exposed to sublethal concentrations of mercury was 18.936 $Jgdrywt.^{-1}hr^{-1}$ in control group and as increase of mercury concentration the SFG remarkably reduced to 0.041 $Jgdrywt.^{-1}hr^{-1}\;at\;0.1\;mgL^{-1}$ concentration of Hg. In the case of Cu, the SFG was 29.841 $Jgdrywt.^{-1}hr^{-1}$ in control group and as increase of concentration, the SFG remarkably reduced to -8.304 $Jgdrywt.^{-1}hr^{-1}\;at\;0.1\;mgL^{-1}$ concentration. In Cd the SFG was 15.852 $Jgdrywt.^{-1}hr^{-1}$ in control group, and as increasing concentration, the SFG remarkably reduced to -19.490 $Jgdrywt.^{-1}hr^{-1}\;at\;0.1\;mgL^{-1}.$ Content of free amino acid (FAA) of whole body tissue of the barnacle was 45084 $mgkg^{-1}$ in control group, but it was reduced remarkably to 28,130, 37,500 and 37,106 $mgkg^{-1}$ at 0.1 $mgL^{-1}$ concentration of Hg and Cu, and 0.4 $mgL^{-1}$of Cd, respectively. Sum of threonine + serine was 1,334 $mgkg^{-1}$ if control but reduced remarkably to 1,223, 849 and 888 $mgkg^{-1}$ at 0.1 $mgL^{-1}$ of Hg and Cu, and 0.4 $mgL^{-1}$ of Cd, respectively.
Recently, because diffusion of cordless machine and smart card and so on, and concern of unpolluted materials, one are concerned with Li secondary batteries. Li secondary batteries have high voltage, high energy density and high power density, and heavy metal pollution problems are little. Mn is low price and is distributed much quantity. Therefore, we investigated $MnO_2$. In this study, we worked the electrochemical properties and charge/discharge characteristics of $MnO_2/Li$ cells. In results, the more heating temperature is high, the more ${\gamma}-phase$ varied ${\beta}-phase$, and when $MnO_2$ is heated at $320^{\circ}C$ and super-s-black 20wt% is mixed, characteristics are the best.
As concerns regarding water pollution grow, the need increases for a fast and accurate assessment of ecological risk. In this context, many studies have been conducted to identify biomarkers which can sensitively indicate exposure to and effects of various contaminants in a water environment. However, the utility of most such biomarkers in the real water environment is not yet validated. In this paper, we conducted a thorough review of publications that were related to developing or evaluating molecular and biochemical biomarkers of freshwater fish in ecological risk assessment, and evaluated whether these biomarkers of interest could link to the effects on higher biological levels, such as histopathology and above. Biomarkers of interest included those associated with metabolism, oxidative stress, reproduction and endocrine disruption, genotoxicity, and defense against heavy metal exposure. We found that, when used alone, most molecular and biochemical biomarkers are not sufficient to understand the effects of toxic substances in higher biological levels, due to defense or acclimation mechanisms of organisms. Moreover, some biomarkers respond not only to hazardous substances but also to the changes in water quality and disease outbreak. Molecular and biochemical biomarkers may be most useful in understanding the potential biological effects of toxic compounds when used in parallel with relevant endpoints of higher biological levels.
대한민국은 도시화 과정과 인접 국가에서부터 대기를 통한 유입 등으로 납과 같은 중금속의 토양 오염 문제가 관심을 받고 있다. 이에 가로수 수종으로 많이 쓰이고 있는 자생종 4종을 대상으로 토양 내 납 오염에 대한 엽록소 함량, 항산화 효소, 광합성량, 생물량과 같은 생리-생태적인 반응과 흡수능력을 연구하여 납 오염에 대응하는 가로수로 적합한 수종을 제시하고자 하였다. 연구 대상종인 은행나무, 왕벚나무, 느티나무, 이팝나무는 200 mg Pb/kg 이상의 처리구에서 엽록소 함량, 항산화 효소에서 납 독성에 대한 반응을 보였다. 반면에 생물량이나 광합성량의 경우 고농도 (5,000 mg/kg)를 제외하고는 큰 차이를 나타내지 않았다. 특히 은행나무는 항산화 효소, 광합성 및 생물량에서 고농도에서도 납의 부정적인 영향이 나타내지 않았다. 실제 환경에서 나타날 수 있는 저농도 처리구에서 은행나무와 벚나무의 경우 연구 대상종 중 높은 납 흡수율을 보였다. 이처럼 은행나무와 같이 납에 대한 저항력과 흡수능력을 가진 수종을 선발하여 가로수로 식재하여 도로 주변 납 오염에 대응하는 방안이 필요할 것이다.
전자폐기물의 발생량이 급증하고 있고, 전자폐기물로 인한 환경오염 혹은 자원낭비등과 같은 문제를 야기하고 있다. 따라서 전자 폐기물 안에 포함된 중금속을 재활용할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 한편, 채움재(콘크리트 혹은 모르타르)는 방사성폐기물의 차폐를 위해 사용되나, 방사성 차폐 성능을 확보한 재료를 적용하고 있지 않다. 따라서 채움재는 차폐성능에 관한 신뢰가 부족한 상황이다. 그러므로 본 연구에서는, 전자폐기물을 채움재의 잔골재로 적용하기 위하여 콘크리트의 역학적 특성을 평가하였다. 실험결과, 압축강도, 휨강도, 탄성계수 및 $1{\mu}m$ 영역의 공극이 상당히 영향을 받는 것으로 나타났으나, 광물질 혼화재를 결합재로 사용하면 성능이 개선되었다. 따라서 전자폐기물은 채움재의 잔골재로써 적용이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구는 반추가축에 있어서 단백질 Bypass처리가 광물질의 체내이용에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 반추위 Cannula를 장착한 면양 3두에 나이론백 실험방법을 이용하여 사양시험을 실시하였다. 시험사료로는 대두박과 채종박을 사용하였으며, 본 시험사료에 가열($133^{\circ}C$, $143^{\circ}C$) 처리와 포름알데이드(0.3%, 0.5%)처리를 하고 나이론 백을 사용하여 반추위내에서 배양한 후 Phytate와 P, Ca, Mg, Cu, Fe, Cu에 대해 각 항목의 반추위내의 소실율을 구하였다. 시험결과에 의하면 대두박과 채종박에 대한 단백질 Bypass처리는 Phytate를 포함한 모든 광물질에서 단백질 Bypass 처리의 강도가 높아짐에 따라 반추위내의 각 광물질의 소실율이 유의하게 감소하였다(P<0.05). 그리고 각 광물질간의 비교에서 Cu, Zn, Ca의 소실율이 타광물질에 비하여 낮은 경향을 보여 특히 본 광물질의 이용성 감소가 예상된다. 이상의 결과로 반추가축에 있어서 이용률이 매우 높은 것으로 알려진 Phytate는 단백질 Bypass처리를 함으로써 Phytate와 결합되어 사료내에 존재하는 광물질의 반추위내의 분해 율을 감소시켜 반추가축에 있어서의 광물질 부족 및 분으로의 배설 증가로 인한 토양의 오염증가가 예상된다.
물유리계 그라우팅 공법은 침투주입 그라우팅으로 자주 적용되고 있으나, 시간경과에 따른 내구성 저하와 환경에 부정적 영향에 대한 문제가 부각되고 있다. 이에 마이크로시멘트계 무기질 재료의 ENG 공법이 이러한 물유리계 그라우팅 공법의 문제점을 극복하면서 우수한 침투성을 목표로 하여 개발되었다. ENG의 적용성을 파악하기 위해 체적변형시험, 용탈실험, 일축압축실험, 실내 투수실험 및 현장투수실험 그리고 중금속검출실험을 실시하였다. 그 결과 체적변형, 용탈량, 일축압축강도는 물유리 공법보다 월등히 우수하였으며, 투수실험에 있어서도 차수효과가 나타났다. 또한 중금속 검출량도 미미하여 환경에 부정적인 효과도 적을 것으로 판단된다.
Min Ju Kim;Se‑Been Jeon;Hyo‑Gu Kang;Bong‑Seok Song;Bo‑Woong Sim;Sun‑Uk Kim;Pil‑Soo Jeong;Seong‑Keun Cho
한국동물생명공학회지
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제39권1호
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pp.48-57
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2024
Background: Cadmium (Cd) is toxic heavy metal that accumulates in organisms after passing through their respiratory and digestive tracts. Although several studies have reported the toxic effects of Cd exposure on human health, its role in embryonic development during preimplantation stage remains unclear. We investigated the effects of Cd on porcine embryonic development and elucidated the mechanism. Methods: We cultured parthenogenetic embryos in media treated with 0, 20, 40, or 60 µM Cd for 6 days and evaluated the rates of cleavage and blastocyst formation. To investigate the mechanism of Cd toxicity, we examined intracellular reactive oxygen species (ROS) and glutathione (GSH) levels. Moreover, we examined mitochondrial content, membrane potential, and ROS. Results: Cleavage and blastocyst formation rates began to decrease significantly in the 40 µM Cd group compared with the control. During post-blastulation, development was significantly delayed in the Cd group. Cd exposure significantly decreased cell number and increased apoptosis rate compared with the control. Embryos exposed to Cd had significantly higher ROS and lower GSH levels, as well as lower expression of antioxidant enzymes, compared with the control. Moreover, embryos exposed to Cd exhibited a significant decrease in mitochondrial content, mitochondrial membrane potential, and expression of mitochondrial genes and an increase in mitochondrial ROS compared to the control. Conclusions: We demonstrated that Cd exposure impairs porcine embryonic development by inducing oxidative stress and mitochondrial dysfunction. Our findings provide insights into the toxicity of Cd exposure on mammalian embryonic development and highlight the importance of preventing Cd pollution.
본(本) 연구(硏究)를 위한 조사대상지(調査對象地)로는 도시지역(都市地域)으로 서울, 공단지역(工團地域)으로 여천(麗川)과 울산(蔚山), 비오염(非汚染) 청정지역(淸淨地域)으로는 강원도(江原道) 지역(地域)을 선정(選定)하였다. 이들 지역(地域)에서 대기(大氣) 오염물질(汚染物質)들과 산성(酸性) 퇴적물(堆積物)이 연차별(年次別)로 삼림생태계(森林生態系)의 토양산도(土壤酸度) 및 양료분포(養料分布)에 미치는 영향을 조사(調査), 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같았다. 한국(韓國)의 삼림토양(森林土壤)은 오염원(汚染源)을 중심으로 시간이 경과함에 따라 토양(土壤) 산성화(酸性化)가 계속 진행되고 있으며 1988년도(年度)의 토양중(土壤中) 수소(水素)이온 농도(濃度)의 증가율(增加率)은 전년도(前年度) 농도(濃度)의 약 60%에 해당된다. 침엽수림(針葉樹林) 토양(土壤) pH의 평균치(平均値)를 보면 서울지역(地域)이 4.45로서 제일 낮았고 다음이 여천(麗川), 울산(蔚山) 및 강원도(江原道順)으로 각각 4.54, 4.81 및 6.03이었다. 모든 지역(地域)이 동일하게 오염원(汚染源)으로 부터 거리가 멀어질수록 토양(土壤) pH가 일정한 비율로 증가하였다. 한편 모든 지역(地域)에서 삼림토양(森林土壤) pH가 감소(減少)하는 것과는 대조적으로 여천외(麗川外) 모든 지역(地域)에서는 대기중(大氣中) $SO_2$ 까스 농도(濃度)와 토양중(土壤中) 유황농도(硫黃濃度)가 감소(減少)하고 있으며 이는 유황산화물(硫黃酸化物) 외의 물질(物質) 즉 질소산화물(窒素酸化物) 등(等)에 의한 토양산성화(土壤酸性化)에의 기여도가 증가하고 있는 것으로 사료(思料)된다. 토양중(土壤中) 염기포화도(鹽基飽和度)는 70%의 강원도지역(江原道地域)을 제외하고는 모든 지역(地域)이 20%미만으로 매우 낮은 수준(水準)에 있다. 토양중(土壤中) 활성(活性) 알루미늄 농도(濃度)는 토양(土壤) 산성화(酸性化)와 함께 증가하고 있으며 강원도(江原道) 지역(地域)이 제일 낮은 수준(水準)이었고 다음이 서울, 울산(蔚山) 및 여천(麗川)의 순(順)이었다. 수목체내(樹木體內)의 중금속농도(重金屬濃度)는 구리 및 아연 모두 강원도(江原道) 지역(地域)에서 제일 낮았고, 다음이 여천(麗川), 서울 및 울산(蔚山)의 순(順)이었다.
유기물의 열분해로 생성되는 바이오차는 토양 탄소 저장량을 증가시킴으로써 기후변화를 완화할 수 있는 전략으로 소개되고 있다. 또한 바이오차는 토양의 흡착능을 증대시켜 중금속으로 오염된 토양을 정화할 수 있다고 보고된다. 본 연구는 두 종류 바이오차의 토양 중금속 제거 효과와 함께 기후변화 완화효과를 동시에 알아보기 위해 수행되었다. 두 종류의 바이오차는 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스를 열분해 하여 준비했다. 납으로 오염된 농경지 토양은 바이오차 및 바이오매스와 혼합되어 60일 동안 배양하였다. $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$는 배양 기간 동안 주기적으로 측정되었고 토양 분석은 배양 종료 후 아세트산을 이용한 납 추출량을 비롯한 생화학적 요소에 대해 수행하였다. 그 결과, 배양 후 납의 양은 BC_Ch에서 71% 만큼 감소했다. 배양 중 $CO_2$와 $N_2O$ 발생은 BC_Ch, TW_Ch에서 각각 BC_Bm, TW_Bm 대비 약 24%, 34% 감소하였다. $CH_4$ 발생은 바이오차 처리에 의한 유의한 차이를 나타내지 않았다. GWP 계산 과정에서 온실가스($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$), 토양에 처리한 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스와 바이오차, 토양 내 총 탄소량을 고려하였으며, 바이오차 투입으로 토양 내 납의 농도가 감소한 BC_Ch를 제외한 나머지 처리구와 대조구에 제올라이트를 투입하였다고 가정하여 GWP 계산을 수행하였다. BC_Ch가 GWP 측면에서 가장 유리한 것을 보였는데, 이는 가시박 바이오차가 높은 납 흡착과 토양 내 탄소 격리 효과를 나타냈기 때문으로 사료된다. 결론적으로, 가시박으로부터 생성한 바이오차를 투입하는 것이 토양 오염 저감과 기후변화 완화 효과를 동시에 기대할 수 있는 전략임을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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