• 한국환경농학회지
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• 제37권4호
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• pp.291-301
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• 2018

본 연구에서는 최근 국제적으로 논란이 되고 있는 쌀의 안전성과 관련하여, 무기비소 오염도 파악을 위한 분석법 확립과 국내에서 생산되는 쌀(현미, 백미)의 섭취량을 고려한 무기비소 위해수준을 확인하고자 하였다. 실험재료는 지역별 대표성을 고려하여 경상북도 전 지역에 걸쳐 생산된 벼 137점(현미 상태 137, 백미 가공 137)을 생산농가에서 직접 수거한 시료를 활용하였다. 총비소 분석은 일정량의 시료에 질산을 주가한 다음 microwave digestion system을 활용하여 전처리한 후 ICP-MS를 이용하여 정량 분석하였다. 무기비소 화학종의 분리 및 정량을 위하여 국제적으로 많이 활용되고 있는 HPLC를 이용하여 비소 종을 선택적으로 분리하고, 검출기 역할을 하는 ICP-MS를 결합한 형태인 HPLC-ICP-MS를 이용하여 비소 화학종을 분리하고 정량하였다. 추출 용매 선정 및 분석법 확립을 위하여 0.28 M nitric acid, 5 mM malonic acid, 그리고 1% nitric acid를 이용한 3가지 추출 방법 중 추출 효율 및 안전성 등이 가장 양호한 5 mM malonic acid를 이용한 추출법(동일한 조건으로 조제한 이동상)을 최종 시험법으로 선택하였다. 시험법 검증을 위하여 기기검출한계, 정량한계, 직선성 및 회수율 등 모두 AOAC에서 권장하는 기준을 만족하여 총비소 및 무기비소 시험법과 결과에 대한 신뢰성을 확인하였다. 비소 분석에 있어서 시료 전처리부터 기기분석까지 발생할 수 있는 다양한 분석오차 요인들을 일련의 과정을 통하여 추적한 결과, 각 불확도 요인이 전체 불확도에서 차지하는 비율은 검량곡선의 직선성 유지가 88.67%로 가장 높았고, 표준용액 제조 과정에서 11.09%, 시료 전처리 과정에서 0.24%로 가장 낮은 비율을 보였다. 현미의 총비소 함량은 평균 $0.142{\pm}0.061mg/kg$, 무기비소 함량은 평균 $0.077{\pm}0.038mg/kg$, 백미의 총비소 함량은 평균 $0.083{\pm}0.037mg/kg$, 무기비소 함량은 평균 $0.047{\pm}0.020mg/kg$으로 조사되었고, 총비소 함량 대비 무기비소 함량 비율은 53-88%(현미 평균 54.2%, 백미 평균 56.6%) 범위에 있음을 확인하였다. 우리나라 국민들의 일상적인 식이 섭취량에서 무기비소 위해 정도를 평가하였는데, 연령별 현미 섭취로 인한 1일 단위체중당 평균 노출량은 $4.97{\times}10^{-3}$(${\geq}20$세) $-1.36{\times}10^{-2}$(${\leq}2$세) ${\mu}g/kg\;b.w./day$로 위해도는 0.23-0.63% 수준으로 상당히 낮은 것으로 평가되었고, 연령별 백미 섭취로 인한 1일 단위체중당 평균 노출량은 $1.39{\times}10^{-1}$(${\geq}20$세) $-3.21{\times}10^{-1}$(${\leq}2$세) ${\mu}g/kg\;b.w./day$로 위해도는 6.47-15.00% 수준으로 백미 섭취로 인한 무기비소의 인체 노출수준 및 위해 정도는 우려할 수준이 아닌 것으로 확인되었다.

• 환경영향평가
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• 제31권5호
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• pp.296-309
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• 2022

본 연구에서는 논 토양이나 하천 퇴적토와 같이 환원조건의 담수 토양환경에서 식물체 전이특성을 가지는 토양 무기원소(As, Cd, Pb, Zn)의 존재형태를 벼 재배를 포함하는 포트실험을 통해 확인하였다. 일반적으로 산 추출형(교환가능형, 탄산염결합형, 특이적/비특이적 흡착형태)으로 존재하는 무기원소가 이동성을 갖는 것으로 알려져 있다. 그러나 담수상태의 토양에서 성장한 벼 뿌리의 무기원소 농도는 원소별 다른 인과관계를 보였는데, 비소는 토양 내 산 추출형과 환원성 형태, 카드뮴과 납은 토양 내 환원성 형태의 농도와 높은 선형의 관계를 보였다. 식물체 생장의 필수원소인 아연은 존재형태별 토양농도와 식물체 전이농도간 인과관계를 나타내지 않았다. 그러므로 토양 무기원소의 이동성 평가 시 담수여부와 같은 부지특성(산화환원 환경)을 우선적으로 확인할 필요가 있을 것이다. 아울러, 철·망간에 결합된 비소, 카드뮴, 납의 경우 담수된 논 토양과 같은 환원환경에서 이동성이 증가할 수 있으므로, 환원형 형태의 농도 역시 추가적으로 검토할 필요가 있는 것으로 나타났다.

• 한국환경보건학회지
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• 제35권5호
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• pp.402-410
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• 2009

This study was carried out to examine the optimal analytical method for determination of urinary toxic arsenic (inorganic arsenic and its metabolites) by HG-AAS (hydride generation-atomic absorption spectrometry). In the analysis of SRMs (standard reference materials), method E (addition of 0.4% L-cysteine to pre-reductant and use 0.04M HCl as carrier acid) showed the most accurate results compared with the reference values. In the analysis of 30 urinary samples, analytical results were significantly different depend on the component of pre-reductant and the concentration of carrier acid. When the concentration of carrier acid was higher, the analytical result was lower. The recovery rates of MMA (monomethylarsonic acid) and DMA (dimethylarsenic acid) were varied by the concentration of pre-treatment acid and carrier acid and hydride generation reagents. When the concentration of carrier acid was 1.62 M (5% HCl), the recovery rates of DMA was 1%. The recovery rates of MMA and DMA in method E (=V) were 102% and 100%, respectively. The results of this study suggest that the component and concentration of pre-reductant and carrier acid must be carefully adjusted in the analysis of urinary arsenic, and method E is recommendable as the most precise analytical method for determination of urinary toxic arsenic.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.59-65
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• 2012

본 연구에서는 비소 오염 토양의 비소 처리를 위해 고형화/안정화 공법을 적용하였으며, 4가지 종류의 바인더(시멘트, 영가철(Zero Valent iron, ZVI), monosulfate와 ettringite(시멘트계 합성물질))를 이용하였다. 1 N HCl 용출법을 통해 비교한 결과 바인더 함유량 20%에서, 시멘트(71.41%) > monosulfate(47.45%) > ettringite(46.36%) > 영가철(33.08%)의 비소가 용출되었다. 또한, 시멘트에 첨가제(monosulfate, ettringite, calcium sulfoaluminate, CSA)를 혼합하여 바인더를 제작하여 비소 저감 능력을 평가하였다. 1N HCl 용출법을 통해 비교한 결과 3가지 혼합바인더 모두 혼합비 4:1에서 최대의 비소농도 저감효과를 나타냈으며, CSA(86.27%) > monosulfate(84.78%) > ettringite(84.71%) > 시멘트(71.41%)의 비소를 안정화하여 기존의 시멘트만 단독으로 사용했을 경우보다 더 높은 비소(As(V)) 저감 능력을 가지고 있는 것으로 평가된다.

• Toxicological Research
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• 제17권
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• pp.59-69
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• 2001

Arsenic exposure is associated with several human diseases, including cancers, atherosclerosis, hypertension, and cerebrovascular diseases. In cultured cells, arsenite, an inorganic arsenic com-pound, was demonstrated to interfere with many physiological functions, such as enhancement of oxidative stress, delay of cell cycle progression, and induction of structural and numerical changes of chromosomes. The objective of this study is to investigate the effects of arsenic exposure on gene expression profiles by colorimetric cDNA microarray technique. HFW (normal human diploid skin fibroblasts), CL3 (human lung adenocarcinoma cell line), and HaCaT (immortalized human keratinocyte cell line) were treated with 5 $\mu\textrm{M}$ or 10 $\mu\textrm{M}$ sodium arsenite for 6 or 16 h, respectively. By a dual-color detection system, the expression profile of arsenite-treated cultures was compared to that of control cultures. Several genes expressed differentially were identified on the microarray membranes. For example, MDM2, SWI/SNF, ubiquitin specific protease 4, MAP3K11, RecQ protein-like 5, and Ribosomal protein Ll0a were consistently induced in all three cell types by arsenite, whereas prohibitin, cyclin D1, nucleolar protein 1, PCNA, Nm23, and immediate early protein (ETR101) were apparently inhibited. The present results suggest that arsenite insults altered the expression of several genes participating in cellular responses to DNA damage, stress, transcription, and cell cycle arrest.

• 분석과학
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• 제12권4호
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• pp.273-278
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• 1999

수은과 비소를 동일한 반응조건으로 환원 증기 발생법-유도결합 플라즈마 원자방출 분광계로 동시에 분석할 수 있는 방법을 연구하였다. 수은과 비소는 휘발성이 강하므로 시료를 마이크로파 용해 장치와 산을 이용한 추출법으로 전처리를 실시하였다. 환원 증기 발생법 반응조건은 6N HCl과 2% $NaBH_4$로 비교적 농도를 진하게 사용하였으며, 이 조건에서 검출한계는 수은과 비소가 각각 0.06 ppb, 0.08 ppb를 얻었다. 수은은 모두 표준시료의 검증값에 일치하였으며 비소도 무기물 시료에서는 검증값에 일치하였으나 유기물 시료에서는 약 80%의 회수율을 얻었다.

• Toxicological Research
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• 제35권4호
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• pp.311-317
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• 2019

The transport systems for metals play crucial roles in both the physiological functions of essential metals and the toxic effects of hazardous metals in mammals and plants. In mammalian cells, Zn transporters such as ZIP8 and ZIP14 have been found to function as the transporters for Mn(II) and Cd(II), contributing to the maintenance of Mn homeostasis and metallothionein-independent transports of Cd, respectively. In rice, the Mn transporter OsNramp5 expressed in the root is used for the uptake of Cd from the soil. Japan began to cultivate OsNramp5 mutant rice, which was found to accumulate little Cd, to prevent Cd accumulation. Inorganic trivalent arsenic (As(III)) is absorbed into mammalian cells via aquaglyceroporin, a water and glycerol channel. The ortholog of aquaporin in rice, OsLsi1, was found to be an Si transporter expressed in rice root, and is responsible for the absorption of soil As(III) into the root. Since rice is a hyperaccumulator of Si, higher amounts of As(III) are incorporated into rice compared to other plants. Thus, the transporters of essential metals are also utilized to incorporate toxic metals in both mammals and plants, and understanding the mechanisms of metal transports is important for the development of mitigation strategies against food contamination.

• 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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• 한국환경성돌연변이발암원학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.100-100
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• 2004

• 한국환경보건학회지
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• 제47권6호
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• pp.530-539
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• 2021

Background: In South Korea, areas around abandoned metal mines are designated as regions with high arsenic (As) contamination. However, studies assessing urinary As exposure, As metabolism, and relevant genetic polymorphisms in residents of these metal mine areas are lacking. Objectives: To identify factors associated with As exposure and evaluate the effects of MTHFR, As3MT, and GSTO1 genetic polymorphisms on As metabolism in residents of abandoned metal mine areas by measuring urinary As species. Methods: Urinary As species (arsenite [As³⁺], arsenate [As⁵⁺], monomethyl arsonic acid, and dimethylarsinic acid) were isolated using high-performance liquid chromatography in combination with inductively coupled plasma mass spectrometry (HPLC-ICP-MS). Four genetic polymorphisms (MTHFR A222V, MTHFR E429A, GSTO1 A140D, As3MT M287T) were analyzed in 144 residents of four areas around abandoned metal mines. Results: The study sample was comprised of 34.7% men and 65.3% women, with a mean age of 70.7±10.9 years. The urinary inorganic As concentration was higher among those consuming more than half locally produced rice (0.31 ㎍/L) than those consuming less than half such rice (0.18 ㎍/L). The urinary dimethylarsinic acid concentration was higher in the group that had consumed seafood in the past day (31.68 ㎍/L) than in those who had not (22.37 ㎍/L). Furthermore, individuals heterozygous in the MTHFR A222V and GSTO1 A140D polymorphism had higher urinary arsenic species concentrations than did individuals with a wild type or homozygous for the variant allele. Conclusions: Consumption of locally produced rice was associated with inorganic As exposure, whereas seafood consumption was associated with organic As exposure among residents of abandoned metal mine areas. There was no clear association between MTHFR A222V and GSTO1 A140D polymorphisms and As metabolism.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.689-697
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• 2006

비소 오염이 심각한 것으로 알려진 울산광산과 인근지역의 수환경에 대한 비소 오염도와 종 분포 특성을 조사하였다. 채취한 광산 내 지하수 시료의 62%에서 우리나라 먹는물 수질 기준인 0.05 mg/l를 초과하는 비소 농도가 검출되었다. 비소는 모두 무기종으로, As(V)가 우세하고 일부 지점에서 As(III)이 검출되었다. 지하수 내 비소는 관측정을 통한 산화환원환경의 변화로 인해 새로운 평형으로 이동하는 과정 중으로 유추된다. 주변수계는 울산광산과 천곡약수가 비소의 주 오염원으로 파악되며, 지하수와 하천수 시료의 $30{\sim}33%$가 총 비소농도 0.05 mg/l를, $60{\sim}67%$ 시료가 0.01 mg/l를 초과하였다. 특히 천곡약수는 0.345 mg/l의 비소 농도를 보여 먹는물 수질기준의 7배에 달하는 오염도를 보인다. 지하수와 천곡약수에서 비소는 모두 As(V) 형태로 존재하였으나, 농도가 높은 일부 지점에서는 As(III)이 검출되었다. 한 지점에서는 DMA, AsB와 같은 유기비소가 소량 검출되어, 비소의 종 변이 또는 유기적 기작의 관련성을 제시한다.