• 제목/요약/키워드: Inorganic arsenic

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수중의 비소 종 분리 분석 (Speciation Analysis of Arsenic Species in Surface Water)

  • 정관조;김덕찬
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.621-627
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    • 2008
  • 본 연구에서는 물속 As(III)와 As(V)의 종 규명분석에 필요한 HPLC와 DRC-ICP-MS의 최적조건을 설정하고, 이를 이용하여 한강 팔당수계 10개 지류 천으로부터 채취한 시료중의 As(III)와 As(V)를 분석 검토하였다. 종 분리를 위한 HPLC의 이동상으로는 10 mM ammonium nitrate와 10 mM ammonium phosphate monobasic을 사용하였으며, flushing solvent로는 5% v/v 메탄올을 사용하였다. 검출기는 DRC-ICP-MS를, 반응기체는 산소를 사용하였다. 최적 분석조건을 설정하기 위하여 이동상의 pH, 유량 및 시료 주입량과 DRC의 산소 유량을 달리하여 검토한 결과, 이동상의 pH는 9.4, 유량은 1.5 mL/min, 시료 주입량은 100 $\mu$L, 산소의 유량은 0.5 mL/min이었을 때 가장 좋은 분석조건으로 나타났다. 검정곡선은 As(III)와 As(V)에 대해 모두 r$^2$ = 0.998 이상의 선형성을 나타냈으며, As(III)의 검출한계는 0.10 $\mu$g/L, 정확도(RSD)는 4.3%, 회수율은 95.2%, As(V)의 검출한계는 0.08 $\mu$g/L, 정확도(RSD)는 3.6%, 회수율은 96.4%로 나타났다. 분석시간은 4분이었다. 설정된 파라미터를 적용하여 한강 팔당수계 유입 10개 지류 천에서 채수한 시료를 분석한 결과, As(III)는 0.10$\sim$0.22 $\mu$g/L, As(V)는 0.44$\sim$1.19 $\mu$g/L의 범위로 나타났으며, 총 비소의 93.5%가 As(V)의 형태인 것을 확인할 수 있었다.

토양중(土壤中) 비소(砒素)의 행동(行動)과 수도(水稻)의 비소흡수(砒素吸收)에 의(衣)한 피해생리생태(被害生理生態)에 관(關)한 연구(硏究);V. 토양중(土壤中)의 비소함량(砒素含量)이 수도근(水稻根)의 생태(生態)에 미치는 영향(影響) (Behaviors of Arsenic in Paddy Soils and Effects of Absorbed Arsenic on Physiological and Ecological Characteristics of the Rice Plant;V.Effect of arsenic added to soil on ecological characteristics of the rice plant)

  • 이민효;임수길;박영대;이숙희
    • 한국환경농학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.21-25
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    • 1988
  • 비소(砒素)의 토양처리(土壤處理)에 의(依)한 수도근(水稻根)의 생태적(生態的) 특성(特性)을 조사(調査)하기 위해 비소를 토양이 농도별(濃度別)로 처리(處理)하고 수도(水稻)를 재배(栽培)하여 근의(根) 제형질(諸形質) 및 조직내(組織內)의 변화등(變化等)을 조사(調査)하여 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 수도(水稻)의 근수(根數) 근장(根長) 및 근경(根徑)은 토양중(土壤中) 비소농도(砒素濃度)가 증가(增加)함에 따라 현저히 감소(減少)되었으며 중심주(中心柱)의 직경(直徑)도 크게 좁아졌다. 한편 토양(土壤)에 비소(砒素)를 처리(處理)한 구(區)에서는 수도근(水稻根)의 피층내(皮層內) 이상세포(異常細胞)가 발생(發生)하였으며 비소처리농도(砒素處理濃度)가 높을수록 그 수가(數) 더 증가(增加)하였다. 근의(根) 부위별(部位別) 이들(細胞)의 발생정도(發生程度)를 보면 이들 세포(細胞)는 근단부(根端部)를 제외(除外)한 중간부(中間部)와 상위부(上位部)에서만 발생(發生)하였다. 또한 이들 세포(細胞)는 표피조직(表皮組織)이 없는 근(根)의 형상(形狀)을 하고 있었다. 따라서 토양중(土壤中) 비소처리(砒素處理)에 따라 수도근(水稻根)의 피층내(皮層內) 이상세포(異常細胞)의 발생(發生)은 뿌리에 유해물질(有害物質)을 과다(過多)하게 축적(蓄積)한 근에(根)서는 뿌리의 수분(水分) 및 무기양분(無機養分)의 흡수기능(吸收機能)이 저해(沮害)를 받으므로 이를 보충(補充)하기 위한 수단(手段)으로 이들 세포(細胞)가 발생(發生)되었거나, 뿌리에 유해(有害)한 물질(物質)의 침투(侵透)에 대(對)한 방어수단(防禦手段)으로 발생(發生)된 것으로 추정(推定)된다.

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어린이 건강관련 유해물질 연구방향 (Chemical Risk Factors for Children's Health and Research Strategy)

  • 이효민;정기화
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.276-283
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    • 2008
  • 국내 외 선행연구결과에 의한 어린이 출생 전 후 건강에 영향을 미칠 수 있는 주요 유해물질은 inorganic arsenic, BPA, 2,4-D, dichlorvos, methylmercury, PCBs, pesticide, phthalate, PFOA/PFOS, vinyl chloride 등으로서 국내에서도 이들을 포함한 확인 연구가 수행되어져야 할 것이다. 또한 어린이들의 행동발달과 연관된 생활환경에서의 다양한 인체노출이 확인됨에 따라 탁아소, 유치원과 같은 경우 어린이 활동공간을 대상으로 환경모니터링 및 위해관리활동도 병행되어야 할 것이다. 또한 어린이 건강에 영향을 미치는 유해물질을 중심으로 독성평가, 인체영향연구, 환경 및 인체모니터링과 위해평가를 수행하므로 유해물질의 원인-상관관계를 확인하고 사실자료에 근거한 관리정책을 반영하는 것이 바람직하다.

영가철(Zerovalent Iron)과 제강슬래그를 이용한 비소(V) 및 록살슨(Roxarsone) 오염토양의 비소 안정화 효율 평가 (Stabilization of As (arsenic(V) or roxarsone) Contaminated Soils using Zerovalent Iron and Basic Oxygen Furnace Slag)

  • 임정은;김권래;이상수;권오경;양재의;옥용식
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.631-638
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    • 2010
  • 다양한 오염원을 통해 토양에 유입된 비소는 작물을 통해 인체로 전이되어 심각한 질환을 유발한다. 특히 가금류 사료에 첨가되는 록살슨(roxarsone)의 경우 퇴비 중에 포함되어 토양으로 유입되면 독성이 강한 무기비소로 변환된다. 본 연구에서는 비소 오염토양의 안정화 공법 적용을 위해 산업부산물인 영가철과 제강슬래그를 투입하여 토양 내 비소의 안정화 연구를 수행하였다. 비소(무기비소)와 록살슨(유기비소)으로 오염된 토양에 영가철 및 제강슬래그를 0%(w/w), 1%(w/w), 3%(w/w), 5%(w/w) 처리하고 30일 간 반응시킨 후 비소의 저감정도를 살펴본 결과 왕수추출에 의한 비소의 총함량은 무처리구에서 비소 오염토양이 2,285 mg/kg, 록살슨 오염토양이 6.5 mg/kg으로 나타났다. 1 N HCl 가용성 비소는 비소 오염토양의 무처리구가 1,351 mg/kg, 영가철 처리구가 713~1,034 mg/kg로 무처리구 대비 최대 40% 이상 감소하였다. 제강슬래그 처리구의 경우 1 N HCl 가용성 비소농도가 소폭으로 감소하였으며 5% 처리구(1,245 mg/kg)에서 통계적으로 유의성 있는 감소효과가 나타났다. 록살슨 오염토양에서는 영가철 1~5% 처리 시 비소의 농도가 0.69~3.13 mg/kg으로 처리 간에 유의성 있게 감소하는 경향을 나타내었으며 제강슬래그의 처리는 통계적으로 유의성 있는 감소효과는 발생하지 않았다. 특히 록살슨 오염토양은 영가철과 제강슬래그 처리 시 검출되는 비소의 양이 무처리구보다 증가하는 것으로 나타나 유기비소인 록살슨이 무기비소로 변환되는 과정에서 영가철과 제강슬래그가 영향을 끼친 것으로 판단되었다. 0.01 M $CaCl_2$ 에 의한 추출(유효태 비소) 결과 비소오염토양의 무처리구 유효태 비소농도는 0.85 mg/kg, 영가철 5% 처리구에서 0.06 mg/kg 로 무처리구 대비 90% 이상 감소하였다. 비소오염토양에 대한 제강슬래그 처리에서는 제강슬래그에 함유된 인과 토양 내 비소가 경쟁하면서 처리량이 증가함에 따라 비소농도가 증가하였다. 록살슨 오염토양의 경우 영가철과 제강슬래그 처리량 증가에 따라 비소의 농도가 감소하였으나 무처리구에 비하여 비소가 높게 검출되었다. 이는 토양에 투입된 영가철과 제강슬래그가 유기비소에서 무기비소로의 변환과정에 영향을 준 것으로 판단된다. 특히 토양 내 인산과 비소는 철에 대해서 경쟁반응을 하는데 이는 영가철 처리 시 검출되는 비소농도에 영향을 미친 것으로 판단되었다.

C54구조의 $TiSi_2$와 As 이온 주입된 다결정 Si계에서 고온 열처리에 의한 표면상태 거칠어짐과 TiAs 침전물 형성에 관한 연구 (Investigation of TiAs Precipitate Formation and Morphology Degradation between $TiSi_2$ with C54 Structure and Poly Silicon Doped with Arsenic)

  • 박형호;조경익;이희태;성명모;이상환;권오준;남기수
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권11호
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    • pp.55-61
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    • 1990
  • 비로소 높게 이온주입된 다결정 실리콘에 대한 C54 구조를 갖는 $TiSi_{2}$의 열적 안정성과 $TiSi_{2}{\times}As{\longrightarrow}TiAs{\times}2Si$의 TiAs 석출물 형성반응이 다결정 실리콘 박막의 표면 상태 거칠어짐에 미치는 영향을 살펴보았다.

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Monitoring of Environmental Arsenic by Cultures of the Photosynthetic Bacterial Sensor Illuminated with a Near-Infrared Light Emitting Diode Array

  • Maeda, Isamu;Sakurai, Hirokazu;Yoshida, Kazuyuki;Siddiki, Mohammad Shohel Rana;Shimizu, Tokuo;Fukami, Motohiro;Ueda, Shunsaku
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제21권12호
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    • pp.1306-1311
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    • 2011
  • Recombinant Rhodopseudomonas palustris, harboring the carotenoid-metabolizing gene crtI (CrtIBS), and whose color changes from greenish yellow to red in response to inorganic As(III), was cultured in transparent microplate wells illuminated with a light emitting diode (LED) array. The cells were seen to grow better under near-infrared light, when compared with cells illuminated with blue or green LEDs. The absorbance ratio of 525 to 425 nm after cultivation for 24 h, which reflects red carotenoid accumulation, increased with an increase in As(III) concentrations. The detection limit of cultures illuminated with near-infrared LED was 5 ${\mu}g$/l, which was equivalent to that of cultures in test tubes illuminated with an incandescent lamp. A near-infrared LED array, in combination with a microplate, enabled the simultaneous handling of multiple cultures, including CrtIBS and a control strain, for normalization by the illumination of those with equal photon flux densities. Thus, the introduction of a near-infrared LED array to the assay is advantageous for the monitoring of arsenic in natural water samples that may contain a number of unknown factors and, therefore, need normalization of the reporter event.

HPLC-ICP-MS를 활용한 잡곡의 비소 화학종 및 위해 분석 (Arsenic Speciation and Risk Assessment of Miscellaneous Cereals by HPLC-ICP-MS)

  • 안재민;홍경숙;김성연;김대중;이호진;신희창
    • 한국환경농학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.119-128
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    • 2017
  • 본 연구는 최근 식생활 개선과 더불어 건강식의 원료로 수요가 크게 증가하고 있는 국내 유통 잡곡류에 대한 비소의 농도 수준을 확인하고, 비소를 구성하고 있는 화학종들을 분리 및 정량하여 섭취량에 따른 위해 수준을 확인하고자 하였다. 잡곡 12품목 188점을 현지 수거 후 분석에 활용하였는데, 총비소 분석은 일정량의 시료에 질산과 microwave를 이용하여 전처리한 후 ICP-MS를 이용하여 분석을 하였다. 비소 화학종 분리 및 정량을 위하여 HPLC로 화학종을 선택적으로 분리하고 검출기 역할을 하는 ICP-MS를 결합한 형태인 HPLC-ICP-MS를 이용하여 비소 화학종을 분리 분석하였다. 추출 용매로는 증류수, 말론산, 질산을 이용하여 추출 효율을 비교한 결과 1% 질산이 비소 화학종 모두에서 양호한 추출효율을 보여 최종적으로 1%질산을 추출용매로 선택하였고, 비소 화학종이 적절한 pH에서 전하를 띄는 특성을 고려하여 이동상으로는 ammonium carbonate, ammonium phosphate를 gradient 조건으로 분석하였다. 분석법 검증을 위하여 검출한계, 정량한계, 직선성 및 회수율 모두 AOAC에서 권장하는 기준을 만족하여 총비소 및 비소 화학종 분리 분석 결과에 대한 신뢰성을 확인하였다. 품목별 총비소 평균 농도는 찹쌀 $0.267{\pm}0.090mg/kg$, 검정현미 $0.241{\pm}0.137mg/kg$, 혼합곡 $0.183{\pm}0.045mg/kg$의 순으로 나타났고 무기비소 평균 농도는 찹쌀$0.149{\pm}0.056mg/kg$, 검정현미 $0.136{\pm}0.075mg/kg$, 혼합곡 $0.110{\pm}0.035mg/kg$의 순으로 총비소 결과값과 동일한 순서를 보였다. 총비소와 무기비소 농도의 상관 분석결과 총비소 농도가 높으면 무기비소 농도 또한 높은 농도를 보여 강한 양의 상관관계가 있음을 확인하였다. 위해 평가는 국민건강영양조사 자료(2012)를 근거로 잡곡에 대한 무기비소 위해 정도를 평가하였는데 품목별 무기비소 노출량은 혼합곡에서 $19.91{\mu}g/day$로 가장 높은 노출량을 보였고, 찹쌀 $1.07{\mu}g/day$, 검정현미 $0.77{\mu}g/day$, 보리 $0.13{\mu}g/day$, 콩 $0.11{\mu}g/day$ 순으로 나타났다. 품목별로는 혼합곡이 PTWI 대비 16.89%로 가장 높은 수준을 보였고, 찹쌀 0.91%, 검정현미 0.65%, 보리 0.11%, 콩 0.09%의 순으로 나타났다. 노출량에 따른 위해 수준은 잡곡 12품목 모두 일시에 섭취한다고 가정할 경우 PTWI 대비 18.69% 수준으로, 잡곡류에 대한 무기비소의 인체 노출 및 위해수준은 안전한 것으로 평가되었다.

천연물질을 이용한 AMD및 ARD내의 중금속 저감효율 실내실험 결과 비교연구 (Comparative Study on Laboratory Experimental Results for Removal Efficiencies of Heavy Metals in AMD & ARD using Natural Materials)

  • 최정찬;이민희
    • 자원환경지질
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    • 제37권1호
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    • pp.133-142
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    • 2004
  • 본 연구의 목적은 실내실험을 실시하여 석회석 및 인회석의 ARD 내의 비소제거 효율성을 평가하고, 인회석 및 생선뼈를 이용하여 AMD내의 중금속 제거 효율성을 평가하는 것이다. 실내실험 결과, 석회석과 인회석의 pH, 비소제거율은 유속에 반비례하였으며, ARD 처리에 있어 유속 0.6$m{ell}$/min/kg에서 석회석의 비소제거율은 37%인 반면 인회석은 유속 0.6$m{ell}$/min/kg에서 비소를 100% 제거하였다. 인회석의 용해율은 석회석보다 25배 정도 높았다. AMD 처리에 있어 생선뼈의 용해율은 인회석 보다 높았으며, 유출수의 pH도 생선뼈의 경우가 인회석 보다 더 높게 나타났다. 중금속 제거율은 비소제거율을 제외하면 생선뼈가 인회석 보다 높았다. AMD와 인회석의 반응으로 생긴 침전물은 유기 슬러지 형태를 보이나, 인회석과 반응하여 생성된 침전물의 경우 무기질 입자로서 유기 슬러지에 비해 쉽게 침전되며 침전 된 후 석고에 의해 교결된다. 결론적으로 인회석은 광범위한 pH영역에서 광산배수의 침전제로 사용될 수 있고, 생선뼈는 고농도로 오염된 AMD에 사용할 수 있다.

침철석(goethite)과 비소의 흡착반응 (Adsorption of Arsenic on Goethite)

  • 김순오;이우춘;정현수;조현구
    • 한국광물학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.177-189
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    • 2009
  • 철 (산수)산화물은 높은 반응성과 큰 비표면적 등의 특성을 갖는 이차광물로서 환경관련 산업이나 연구에서 무기 및 유기 오염물질들을 효과적으로 제거할 수 있는 수착제로 널리 활용되어 오고 있다. 이러한 철 (산수)산화물들 중에서 침철석(${\alpha}$-FeOOH)은 지중에서 가장 많이 분포하고 안정된 광물로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 침철석을 이용하여 비소를 제거하는데 있어서 주요한 기작인 흡착반응에 대하여 알아보았다. 순수한 침철석을 얻기 위하여 실험실에서 합성하였으며, 침철석의 다양한 광물학적, 물리화학적 특성들을 분석하여 비소와의 흡착반응을 해석하는데 이용하였다. 그리고 비소의 화학종별 침철석에 대한 흡착특성을 비교하기 위하여 흡착 등온식을 얻기 위한 평형흡착실험, pH에 따른 흡착실험, 흡착반응속도 실험 등을 수행하였다. 합성된 침철석의 영전하점(point of zero charge, PZC)은 7.6으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해서 상대적으로 약간 높은 값으로 측정되었다. 침철석의 비표면적은 $29.2\;m^2/g$으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해 비교적 낮게 나타나서 흡착력이 다소 떨어질 것으로 예상되었다. 침철석에 대한 친화도는 3가 비소(아비산 이온)가 5가 비소(비산 이온)보다 훨씬 더 커서 동일한 pH 조건에서 3가 비소가 5가 비소보다 침철석에 많이 흡착되는 것으로 조사되었다. pH에 따른 비소 화학종별 흡착특성을 살펴보면 3가 비소는 중성의 pH 범위(7.0~9.0)에서 가장 높은 흡착을 보였으며, 산성 또는 염기성 pH 조건에서는 흡착량이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 5가 비소의 경우에는 낮은 pH 조건에서 가장 흡착이 잘 일어났으며 pH가 증가함에 따라서 흡착은 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 거시적인 현상은 pH에 따라서 각 비소종의 화학적 존재형태와 침철석의 표면 전하가 변하기 때문에 발생하는 정전기적인 작용에 의한 것으로 생각된다. 침철석과 비소와의 흡착반응속도를 가장 잘 모사하는 반응속도 모델은 parabolic diffusion 모델인 것으로 평가되었으며, 회귀 분석 결과 5가 비소가 3가 비소보다 반응속도상수가 크게 나타났다.