• 대한환경공학회지
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• 제34권12호
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• pp.828-834
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• 2012

본 연구는 발광박테리아(Vibrio fischeri)를 생물종으로 이용하는 생태독성 검출장치의 개발을 목적으로 수행되었다. 시험용으로 제작된 생태독성 검출장치(Test jig)를 이용하여 6가 크롬, 아연, 납, 카드뮴, 구리, 수은 등 6종의 중금속류에 대한 독성 검출특성을 검토하였다. 결과적으로, 검토된 Test jig로 각 중금속류의 농도에 따라 발광박테리아의 상대적인 발광값(Relative Luminescence Unit, RLU)이 일정하게 감소하는 검출특성을 얻을 수 있었다. 타 중금속류와 달리, 납과 수은은 저농도에서 일정한 감소경향을 갖는 RLU가 얻어졌으나, 수은의 경우는 0.13 mg/L에서 0.25 mg/L로 농도를 증가시켰을 때, RLU의 감소가 급격히 진행되는 것으로 나타났다. $EC_{50}$ 산출 결과, 6가 크롬, 아연, 납, 카드뮴 등은 노출 후 시간이 경과함에 따라 $EC_{50}$이 점차적으로 감소하였다. 반면, 구리와 수은의 경우에는 $EC_{50}$이 노출 이후 시간경과에 따라 크게 변동이 없는 나타났다. 한편, Reference device와의 비교를 통해 Test jig의 독성검출 정확도를 확인한 결과, 두 장치의 $EC_{50}$값에 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며, 또한, 기존 문헌에 제시된 $EC_{50}$값들과도 거의 유사한 수준인 것으로 확인되었다. 결과적으로, Test jig의 중금속류에 대한 생태독성 검출 장치로써의 적용가능성을 확인할 수 있었으며, 본 실험에서 얻어진 중금속류에 대한 발광박테리아의 독성 검출값들은 실시간 생태독성 모니터링 장치 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국물환경학회지
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• 제34권1호
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• pp.77-83
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• 2018

This paper aims to evaluate the results of toxicity testing with Daphnia magna and Vibrio fischeri on wastewater samples which might be influenced by ion imbalance. The effluents from factories were found to be more toxic with high salinity levels than those from public wastewater treatment plant (WTP) and sewage treatment plant (SWP). Clion composition was highest in the effluent, in terms of percentage, which was followed by $Na^+$, $SO_4^{2-}$ and $Ca^{2+}$. $K^+$ and $Mg^{2+}$ ion was relatively low. The sensitivity of D. magna test results was higher than V. fischeri. Among samples which were proved by V. fischeri testing to be nontoxic, the composition ratio of each ion whether toxic samples or nontoxic samples which were decided by D. magna toxicity testing, were compared. $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$ ion composition ratio showed high level in nontoxic samples whereas $SO_4^{2-}$ and $Cl^-$ ion composition ratio was high in toxic samples. Accordingly, $SO_4^{2-}$ and $Cl^-$ ion seemed to be considered the ions causing toxicity in effluent. Toxicity from some categories of industries (Mining of non-metallic minerals, Manufacture of basic organic petrochemicals, Manufacture of other basic organic chemicals, Manufacture of other chemical products etc.) seemed to be influenced by salinity. The Ion concentration in influent and effluent were similar. Concentration of $Na^+$, $Cl^-$, $K^+$, $Ca^{2+}$ ions were high in influent, however $Mg^{2+}$ and $SO_4^{2-}$ ions were high in effluent.

• 한국물환경학회지
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• 제30권3호
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• pp.261-268
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• 2014

Four clays (both natural and commercial types) mainly used in Korea were tested for removal efficiency of Microcystis spp. and ecotoxicity on Daphnia magna and Vibrio fischeri. Four clays (clay A~D) were composed of 91.9~100% of sand (0.02~0.2 mm in particle size). Clay D consisted of lager particles than other clays. Major elements of the four clays were $SiO_2$ (45.3~62.8%), $Al_2O_3$ (18.5~29.7%) and $Fe_2O_3$ (5.4~7.9%). They contained kaolinite (clay mineral), quartz, muscovite, and so on. Clay C and D contained montmorillonite, one of the clay minerals improving clay-cell aggregation. For clay A, B and C, removal efficiency of Microcystis spp. was over 60% at 2 g/L. It reached about 100% at over 5 g/L. For clay D, it was over 60% and 95~100% at 5 g/L and 20 g/L respectively. After adding clays, pH decreased. The greatest drop of pH appeared at clay C. Except for addition of 100 g/L clay C, ecotoxicity on D. magna and V. fischeri didn't appeared at all dose of clays.

• 한국환경보건학회:학술대회논문집
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• 한국환경보건학회 2003년도 Challenges and Achievements in Environmental Health
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• pp.158-161
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• 2003

Toxicity evaluations of 3-tert-butyl-, 2-isopropyl-, 3-isopropyl- and 4-propyl-phenol and their binary mixtures were performed with the Microtox$\^$(R) / assay and compared to invertebrates and fish. The single chemical, 4-isopropylphenol, exhibited the greatest relative toxicity to the Microtox organism (Vibrio fischeri). The relative electrophilicity (LUMO) of the phenols, in contrast to the lipophilicity (Log P), was strongly correlated with toxicity to V fischeri (r$^2$=0.96, p<0.01). In contrast, relative electrophilicity alone could not explain variances in toxicity of the phenols to Ceriodaphnia dubia. Results suggest that electrophilicity in conjunction with lipophilicity provide better correlation with toxicity to C. dubia and Pimephales promelas. Microtox results from the binary mixture toxicity tests of selected phenolics indicate a mechanism of interaction governed by suppression/antagonism.

• 한국도시환경학회지
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• 제18권4호
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• pp.547-555
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• 2018

북미, 유럽 뿐 아니라 우리나라에서도 유해물질 관리제도가 도입되는 등 매년 크게 증가하는 화학물질의 생산, 유통으로 인한 독성 피해에 대응하고 있다. 유해물질의 생물독성을 평가하는 방법은 널리 소개되어 왔으나, 모델링을 위한 정량적이고 신속한 정보가 요구된다. 본 연구에서는 발광 미생물인 Vibrio fischeri를 이용하여 아연, 구리, 크롬, 카드뮴, 수은, 납 등 중금속 6종에 대한 독성 평가를 실시하고, 독성 모델링을 통해 생존율을 재현하였다. 발광 미생물의 활성 정도 및 중금속에 의한 독성은 photomultiplier가 내장된 감광 장치를 이용하여 상대발광도를 측정, 독성의 영향을 판단하였다. 30분 내 저해율이 20% 미만에 이르는 농도 및 $EC_{50}$ 등을 통해 독성을 평가하였다. 그 결과, 생물 독성은 수은, 납, 구리, 크롬, 아연, 카드뮴 순으로 나타났다. 시간별 $EC_{50}$의 추세선을 통해 얻은 $EC_{{50},{\infty}}$는 독성 모델링의 주요 파라미터와 선형 관계가 높았다. 실험결과로부터 DAM, TDM 모델링에 필요한 주요 파라미터를 얻었으며, 재현된 독성 영향은 아연, 구리, 크롬, 카드뮴 등에서 오차율 평균 10.2%이었다. Vibrio fischeri를 및 감광 장치를 이용한 미생물 독성 측정 방법은 짧은 시간에서 $EC_{{50},{\infty}}$ 및 독성 모델링 구현에 필요한 주요한 인자들을 신속하게 얻을 있어 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권2호
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• pp.106-111
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• 2008

해양생태독성평가를 위한 공정시험방법으로서 해양생태계의 분해자, 기초생산자 및 소비자를 대표하는 6개 생물군을 이용하여 각각의 생물에 대한 생태독성시험용 표준시험방법(standard methods)을 개발 또는 정립하였다. 본 시험방법은 미환경보호국, 국제기구 및 유럽국가의 표준시험방법을 참고하였으며, 독성시험에 사용되는 표준시험생물은 우리나라에 서식하는 해양성 또는 광염성 생물(euryhaline species)로 선정하였다. 각 시험방법은 표준시험생물의 배양 및 사육, 시험방법 및 과정, 시험의 재현성 및 적합도 기준 등을 포함한다. 표준시험생물은 총 9종으로서 해산발광박테리아(Vibrio fischeri), 해산규조류(Skeletonema costatum), 녹조구멍갈파래(Ulva pertusa), 해산윤충류(Brachionus plicatilis), 저서요각류(Tigriopus japonicus), 저서단각류 2종(Mandibulophoxus mai and Monocorophium acherusicum) 및 어류 2종(Oryzias latipes and Paralichthys olivaceus)을 포함한다. 표준시험생물은 해양생태계의 기초생산자, 분해자 및 소비자를 대표하며, 생태독성 시험시 각 영양 단계별 최소 1종을 포함하는 총 3종의 "battery test"를 권장한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권2호
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• pp.156-163
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• 2008

해양 기원의 발광박테리아 Vibrio fischeri를 이용한 발광박테리아 독성시험법은 1980년대 초반에 소개된 이후 많은 연구자들에 의해 이용되어오다 1998년 국제공인시험법으로 등재되어 지금은 전 세계적으로 이용되고 있다. 이 시험법은 테스트하고자하는 화학물질이나 환경시료에 발광박테리아를 30분간 노출시킨 후 나타나는 발광량 감소의 정도로서 독성 유무나 강도를 평가하는 방법으로서 신속성, 정밀성, 민감성, 경제성이 뛰어나다는 평가를 받고 있으며, 시험생물의 유지/배양없이 상용화된 키트 제품을 이용하여 독성 시험을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 해양성 발광 박테리아 독성평가 키트로 판매되는 상용화제품(N-Tox)을 이용하여 수행된 결과를 제시하였다. 시험법 개발 및 표준화를 위한 시험항목으로는 시료 주입량, 발광량과 같은 기본 항목 테스트와 표준독성물질을 이용한 정도관리 테스트, 화학물질 및 현장시료에 대한 테스트가 포함되었다. 이 시험법은 자동화되어 누구나 쉽게 수행이 가능하면서도, 시험 결과 독성물질에 대한 용량-반응 관계가 확실하게 평가되고, 정밀도가 뛰어나며, 현장시료 독성평가에 이용할 수 있을 정도의 민감성을 지닌 것으로 입증되었다. 따라서 아직 생물검정이 보편화되지 않은 국내에서 편리하게 이용할 수 있는 표준독성시험방법의 하나로서 활용 가능하다고 사료된다.

• 한국수산과학회지
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• 제48권5호
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• pp.639-643
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• 2015

In this study, we cloned and sequenced the 15,204-bp DNA region containing the gene cluster for urease production from the chromosome of the environmental Photobacterium sp. strain HA-2. We identified 15 open reading frames (ORFs) and the G+C content was 40.3%. The urease gene cluster of Photobacterium sp. strain HA-2 consisted of seven genes, namely, ureDABCEF and ureG. There were five ORFs of urease genes in the opposite direction, which were homologous to the nickel transport operons (nik) of Vibrio parahaemolyticus and Escherichia coli. The genetic organization and sequences of the urease genes of Photobacterium sp. strain HA-2 resembled those found in Vibrio fischeri and V. parahaemolyticus.

• Ocean Science Journal
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• 제40권2호
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• pp.91-100
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• 2005

Bioassay using the marine bacteria, Vibrio fischeri and rotifer, Brachionus plicatilis, and chemical analyses were conducted to assess the toxicity of the various sewage sludges, one of the major ocean dumped materials in the Yellow Sea of Korea. Sludge elutriates extracted by filtered seawater were used to estimate the ecotoxicity of the sludge. Chemical characterization included the analyses of organic contents, heavy metals, and persistent organic pollutants in sludge. Bacterial bioluminescent inhibition (15 min), rotifer mortality (24 hr) and rotifer population growth inhibition (48 hr) assay were conducted to estimate the sludge toxicity. EC50 15 min (inhibition concentration of bioluminescence after 15 minutes exposed) values by Microtox(R) bioassay clearly revealed different toxicity levels depending on the sludge sources. Highest toxicity for the bacteria was found with the sludge extract from dyeing waste and followed by industrial waste, livestock waste, and leather processing waste. Clear toxic effects on the bacteria were not found in the sludge extract from filtration bed sludge and rural sewage sludge. Consistent with Microtox(R) results, rotifer neonate mortality and population growth inhibition test also showed highest toxicity in dyeing waste and low in filtration bed and rural sewage sludge. High concentrations of persistent organic pollutants (POPs) and heavy metals were measured in the samples from the industrial wastes, leather processing plant waste sludge, and urban sewage sludge. However, there was no significant correlation between pollutant concentration levels and the toxicity values of the sludge. This suggests that the ecotoxicity in addition to the chemical analyses of various sludge samples must be estimated before release of potential harmful waste in the natural environment as part of an ecological risk assessment.

• 한국물환경학회지
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• 제23권1호
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• pp.144-154
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• 2007

The acute and chronic toxicity of ambient and effluent water discharged to Lake Shihwa were investigated by using Vibrio fischeri, Daphnia magna and Oryzias latipes. Physicochemical characteristics including biochemical oxygen demand (BOD) and nine heavy metals in a total of 15 water samples were evaluated and were satisfied with relevant Korean Water Quality Standards (KWQS) except for Hg in one sample. Acute toxicity was observed in five samples collected from three sampling locations. When impacts on reproduction and growth after chronic exposure were evaluated with D. magna, all the samples showed significant chronic effects. Reproduction appeared relatively more sensitive endpoint. In 21 days chronic tests on O. latipes, survival, mean egg number per female per day, hatching success rate and time to hatch were affected by increasing sample concentration. The organ-level changes such as gonadosomatic index (GSI), and hepatosomatic index (HSI), and molecular biomarker of vitellogenin (Vtg) induction that evaluated with O. latipes increased as exposure concentrations increased. It is noteworthy that the samples that did not exceed the KWQS resulted in acute and chronic toxicities. The results suggested that numeric criteria based on physicochemical parameters may not be protective of aquatic ecosystem. Acute and chronic toxicity tests with organisms representing different trophic groups should be supplemented in order to provide adequate level of environmental protection.