• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.63-69
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• 2004

금속광산 일대의 비소오염 지중 복원기술로써 투수성 반응벽체의 흡착제로 철산화물인 적철석 피복 모래의 적용가능성을 평가했다. 이를 위해서 흡착곡선실험, 비소제거속도실험 및 컬럼내 비소 제거 실험을 통해서 철산화물 피복 모래에 의한 비소 3가와 비소 5가의 제거 효율 및 유동환경에서의 비소 제거능력에 대해 고찰하였다. 적철석 피복 모래는 1.0 mg/L 수준의 낮은 비소 농도에서 높은 흡착력을 보이는 선형 등온 흡착곡선을 보였다. 컬럼실험에서 높은 피복모래의 안은 비소제거효율을 높였으나, 비소 3가가 비소 5가보다 흡착력이 떨어지고 지하수의 유동적인 환경에서 비소의 물리적 확산 현상으로 흡착반응속도의 저하 때문에 제거양이 감소했다. 따라서, 유동적인 환경에서 피복모래의 상대적인 양, 비소화학종의 흡착력, 흡착반응속도가 제거 효율을 좌우했다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권3호
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• pp.238-248
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• 2014

The metalloid arsenic (Z = 33) is considered to be a significant potential threat to human health due to its ubiquity and toxicity, even in rural regions. In this study a rural region contaminated with arsenic, located at longitude $85^{\circ}$ 32'E and latitude $25^{\circ}$ 11'N, was initially examined. Arsenic tolerant bacteria from the rhizosphere of Amaranthas viridis were found and identified as Bacillus licheniformis through 16S rRNA gene sequencing. The potential for the uptake and removal of arsenic at 3, 6 and 9 mM [As(V)], and 2, 4 and 6 mM [As(III)], and for the reduction of the above concentrations of As(V) to As(III) by the Bacillus licheniformis were then assessed. The minimal inhibitory concentrations (MIC) for As(V) and As(III) was determined to be 10 and 7 mM, respectively. At 3 mM 100% As(V) was uptaken by the bacteria with the liberation of 42% As(III) into the medium, whereas at 6 mM As(V), 76% AS(V) was removed from the media and 56% was reduced to As(III). At 2 mM As(III), the bacteria consumed 100%, whereas at 6 mM, the As(III) consumption was only 40%. The role of pH was significant for the speciation, availability and toxicity of the arsenic, which was measured as the variation in growth, uptake and content of cell protein. Both As(V) and As(III) were most toxic at around a neutral pH, whereas both acidic and basic pH favored growth, but at variable levels. Contrary to many reports, the total cell protein content in the bacteria was enhanced by both As(V) and As(III) stress.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권2호
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• pp.73-80
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• 2015

Arsenic which is found in several different chemical forms and oxidation states and causes acute and chronic adverse health effects is a toxic trace element widely distributed in soils and aquifers from both geologic and anthropogenic sources. Arsenic which has a mysterious ability to change color, behavior, reactivity, and toxicity has diverse chemical behavior in the natural environment. Arsenic which has stronger ability to readily change oxidation state than nitrogen and phosphorus due to a consequence of the electronic configuration of its valence orbitals with partially filled states capable of both electron donation and acceptance although the electronegativity of arsenic is greater than that of nitrogen and similar to that of phosphorus. Arsenate (V) is the thermodynamically stable form of As under aerobic condition and interacts strongly with solid matrix. However, it has been known that adsorption and oxidation reactions of arsenite (III) which is more soluble and mobile than As(V) in soils are two important factors affecting the fate and transport of arsenic in the environment. That is, the movement of As in soils and aquifers is highly dependent on the adsorption-desorption reactions in the solid phase. This article, however, focuses primarily on understanding the fate and speciation of As in soils and what fate arsenic will have after it is incorporated into soils.

• Membrane and Water Treatment
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• 제7권3호
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• pp.241-255
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• 2016

In this study, the treatability of arsenic (As) contaminated water by direct contact membrane distillation (DCMD) at different delta temperatures (${\Delta}T$) 30, 40 and $50^{\circ}C$ has been investigated. Two different pore sizes ($0.22{\mu}m$ and $0.45{\mu}m$) of hydrophobic membranes made of polyvinylidene fluoride (PVDF) were used. The membrane pore sizes, the operating temperatures, the feed solution As concentration and conductivity have been varied during the experimental tests to follow the removal efficiency and flux behavior. Both membranes tested had high removal efficiency of arsenite (As (III)) and arsenate (As (V)) and all permeates presented As concentration far lower than recommended $10{\mu}g/L$ of world health organization (WHO). As concentration was below detection limit in many permeates. Conductivity reduction efficiency was over 99% and the transmembrane flux (TMF) reached $19L/m^2.h$ at delta temperature (${\Delta}T$) of $50^{\circ}C$ with PVDF $0.45{\mu}m$ membrane. The experimental results also indicated that $0.45{\mu}m$ pore sizes PVDF membranes presented higher flux than $0.22{\mu}m$ pore sizes membranes. Regardless of all operating conditions, highest fluxes were observed at highest ${\Delta}T$ ($50^{\circ}C$).

• Animal cells and systems
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2007

Recently, we have shown that some endocrine disruptors, heavy metals, organotins and azoles suppressed steroidogenic enzymes such as P450 side-chain cleavage enzyme (P450scc) and aromatase in bullfrog ovarian follicles. In the present study, by using an amphibian ovarian follicle culture system, we examined the effects of these endocrine disruptors on maturation and ovulation of oocytes from Rana dybowskii in vitro. Ovarian fragments or isolated follicles were cultured for 24 h in a medium containing frog pituitary homogenate (FPH) or progesterone ($P_{4}$) with or without endocrine disruptors, and oocyte maturation (germinal vesicle breakdown, GVBD) and ovulation were examined. Among the organotins, tributyltin (TBT) strongly inhibited both FPH-and $P_{4}-induced$ oocyte maturation ($ED_{50}$:0.6 and 0.7 ${\mu}M$, respectively); however, tetrabutyltin (TTBT) and dibutyltin (DBT) showed only partial suppression, while monobutyltin (MBT) showed no inhibitory effect. All of the organotins suppressed $P_{4}-induced$ oocyte ovulation very effectively at a low concentration, and TBT and DBT exerted an inhibitory effect on FPH-induced ovulation. Among the heavy metals, mercury (Hg), cadmium (Cd) and cobalt (Co) were very effective in inhibiting FPH-induced oocyte maturation and ovulation, while lead (Pb), arsenite (As) and zinc (Zn) were less effective. However, all of the heavy metals suppressed FPH-induced oocyte ovulation at a high dose ($100{\mu}M$). Among the azoles, itraconazole (ICZ), ketoconazole (KCZ) and clotrimazole (CTZ) effectively inhibited FPH-induced oocyte maturation and ovulation, while econazole (ECZ), miconazole (MCZ) and fluconazole (FCZ) were considerably less effective. These results demonstrated that the abovementioned endocrine disruptors exhibited differential effects on oocyte maturation and ovulation in amphibian follicles and that the frog ovarian culture system could be used as an effective experimental tool to screen and evaluate the toxicity of various endocrine disruptors in vitro.

• 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.

• 한국광물학회지
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• 제26권4호
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• pp.229-244
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• 2013

비소의 오염은 다양한 자연적 또는 인위적 원인들로 인하여 발생할 수 있다. 비소의 자연상 다양한 화학종 중 3가와 5가 형태로 대부분 존재하고, 비소의 거동은 Al, Fe, Mn 산화물 등에 의해 영향을 받는다. 이에 본 연구는 Mn, Si, Ca 등의 성분이 많이 포함된 망간슬래그를 이용한 비소 수착특성을 규명하기 위해 수행되어졌다. 망간슬래그의 수착제로서의 주요한 특성을 조사하고 평형론과 반응 속도론 실험을 통해 비소 화학종별 수착양상을 고찰하였다. 망간슬래그의 비표면적은 $4.04m^2/g$, 전위차 적정법에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 7.73으로 측정되었다. pH 4, 7, 10의 조건으로 두 비소 화학종의 수착반응에 대한 평형실험 결과 3가 비소보다 5가 비소가 수착량이 더 컸으며 망간슬래그와의 친화력이 더 높은 것으로 나타났다. 3가 비소는 pH 7에서, 5가 비소는 pH 4에서 수착량이 가장 높게 나타났는데 이는 pH에 따른 두 비소 화학종의 존재형태와 망간슬래그의 표면전하 간 상호작용에 기인한 것이다. 수착반응은 3가 비소와 5가 비소 모두 2시간 이내에 최대 수착량에 도달하였고, 반응속도 실험결과를 다양한 반응속도 모델들에 모사하였을 때, 유사이차(pseudo-second-order)와 포물선(parabolic) 모델이 가장 적합한 모델로 조사되었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제58권4호
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• pp.375-384
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• 2005

목 적 : 폐포상피세포의 LPS 전처치 여부에 따라 HSP70 유도가 추가 LPS 자극에 의한 IL-6 생성능 및 세포생존도에 미치는 영향과 그 기전에 HSP70이 관여하는 지를 관찰하였다. 방 법 : 쥐의 폐포상피세포를 배양하여 LPS 전처치군과 비처치군으로 분류한 후, 각 군을 다시 대조군, quercetin 단독투여군, HSP70 유도군, HSP70 억제군으로 나누어 추가 LPS자극 후에 HSP70 발현, IL-6 생성능 및 세포생존도를 관찰하였다. HSP70 유도에는 sodium arsenite(SA)를, HSP70 억제에는 quercetin을 사용하였으며, HSP70 발현은 western blot으로, IL-6 생성능은 ELISA로 측정하였다. 세포생존도는 단순화한 MTT 측정법으로 관찰하였다. 결 과 : 세포 생존도에 영향을 미치지 않으면서 충분한 HSP70 발현을 유도하는 SA 농도는 $50{\mu}M$, HSP70 발현을 억제하는 quercetin 농도는 $100{\mu}M$이었다. LPS 전치치 여부에 상관없이 HSP70 유도군은 대조군에 비해 추가 LPS자극에 의한 IL-6 생성능이 현저히 감소하였으며, HSP70 억제군은 HSP70 유도군에 비해 추가 LPS자극에 의한 IL-6 생성능이 유의하게 다시 증가하였다. 세포생존도는 LPS 비처치군에서는 각 실험군이 대조군에 비해 유의하게 증가하였지만, LPS 전처치군에서는 각 군 간에 차이가 없었다. 결 론 : 이와 같은 결과는 쥐폐포상피세포에서 LPS 전처치 후에 HSP70 유도를 하면 세포생존도에는 영향을 미치지 않으면서 추가 LPS 자극에 따른 IL-6 생성능이 억제되며, 이러한 현상이 나타나는 기전에는 HSP70 자체가 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다.

• 생태와환경
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• 제36권4호통권105호
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• pp.434-446
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• 2003

습지에서 중금속이나 방사성 물질의 성상과 이동은 전자수용체와 유기탄소를 이용하는 미생물의 대사작용의 결과로 나타나는 지질화학적 작용과 밀접한 관계를 가지고 있으며, 이러한 지질화학적반응의 공간적인 분포는 주변 환경의 특성에 의해 영향을 받게 된다. 습지에서의 이러한 현상을 수학적으로 모의하기 위하여 식물의 존재 여부에 따른 퇴적물 내에서의 중금속 거동에 대한 일반적인 수학적 모형을 개발하였다. 본 모형에서 고려되는 주요 기작은 습지에서의 침적과 식물 뿌리의 존재가 퇴적물 내 지질화학적 반응과 이송 기작 및 혼합과정에 미치는 영향 등이며, 정상상태에 관한 수식들이 퇴적물 환경의 모의에 적용되었다. 수치모의 실험의 결과에 따르면, 열거된 물리학적기작들이 미생물의 유기 탄소원 분해작용의 결과로 나타나는 일련의 전자수용체, 그에 따른 반응물, 모형에서 고려된 중금속 물질인 비소 등 퇴적물내 화학 물질들의 수직적 분포에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 본 모형에서는 특정한 생물학적 변환 과정이 열역학적으로 호의적인 영역에서만 발생하는 것으로 고려되었음에도, 비생물학적 작용과 혼합 기작에 의하여 각각의전자수용체 분포의 수직적 중첩이나 역전 등 현장에서 실제 관측되는 현상 들을 잘 모사할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제48권3호
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• pp.261-271
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• 2015

본 총설 논문에서는 다양한 급성독성법을 이용하여 중금속, 나노입자, 중금속 오염 토양에 의한 영향 평가 결과를 소개하였다. 평가는 씨앗발아, 생물발광, 효소활성 및 유전자 변이 평가법을 이용하였으며, 오염물 종류 및 방법에 따라 상이한 민감도를 보였다. 씨앗의 경우에는 상추(Lactucus)와 알타리무(Raphanus)가 대체적으로 높은 민감도를 보였다. 단일 금속 노출에서는 일반적으로 As(III)가 높은 독성을 나타내었다. As(III) 1 mg/L 조건에서 높은 유전자변이(MR=5.1)가 관찰되었다. 혼합 중금속에 대한 영향은 명확한 경향을 찾기 어려웠지만, 씨앗 발아의 경우에는 상승 효과가 보편적으로 관찰되었다. 중금속 오염 토양에 대한 평가에서는 시료별 총중금속 농도와 독성 영향 간의 상관성을 예측하기는 어려웠다. 일반적으로 나노입자의 씨앗발아에 근거한 영향은 다음의 순서로 조사되었다: CuO > ZnO > NiO > $TiO_2$, $Fe_2O_3$, $Co_3O_4$. 특히 $TiO_2$, $Fe_2O_3$와 $Co_3O_4$는 최대 노출 농도 1,000 mg/L 농도에서도 뚜렷한 영향을 나타내지 않았다. 다양한 독성 생물검정법에 대한 통합 자료는 향후 다양한 오염물 기초 독성평가에 유용하게 사용할 수 있을 것이다.