• Title/Summary/Keyword: cadmium accumulation

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수경 재배된 도마도(Lycopersicum esculentum Mill)에 의한 Cd의 흡수, 축적과 이에 미치는 Zn, Fe 및 인산의 효과 (Effects of Zinc, Phosphorus and Iron on the Cadmium Uptake and Accumulation by Hydroponically Grown Tomato)

  • 김명종;해리 엘 마토
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제21권1호
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    • pp.40-50
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    • 1978
  • Effects of Zn, P and Fe on Cd uptake and accumulations by tomato (Lycopersicum esculentum Mill) and also their interactions on the uptake of Zn, Fe, Mn, P and Cd were investigated using batch type solution culture technique. Experiment 1 was a factorial scheme with 3 levels of Zn (0, 0.5, 2.5 ppm) and 3 levels of Cd (0, 0.2, 1.0 ppm). At 1.0 ppm Cd, significant yield reduction of dry matter and visual toxicity symptoms (yellowing and necrosis) of Cd was observed for all zinc levels. At this Cd level, increasing Zn treatment from 0 to 2.5 ppm increased Cd concentration from 199 to 235 ppm in leaves and from 124 to 145 ppm in stems. Similarly, Cd treatment did not suppress Zn uptake in leaves, and rather significantly increased in stems. Fe concentrations in leaves and stems were significantly reduced due to Cd treatment while Mn were increased by both Zn and Cd treatment. The results of experiment 2 with 3 levels of P (0.5, 2.0, 4.0m Mol) and 3 levels of Cd (0, 1.0, 2.0 ppm) in a factorial scheme also showed a growth reduction and visual toxic symptons from 1.0 ppm Cd level. Increasing P treatment tend to increase Cd concentrations in leaves and stems although it was not statistically significant. Increasing P concentration due to Cd treatment could be the 'concentration' effect as a result of reduced growth, while there was significant decrease in Fe concentration due to Cd treatment in spite of possible 'concentration' effect. Mn concentration was increased at 1.0 ppm Cd level and then dropped at 2.0 ppm Cd level. Zu concentration in leaves and stems showed significant increase as Cd treatment increased as observed in experiment 1. Experiment 3 had 3 levels of Fe (0.5, 1.0, 2.0 ppm) and 3 levels of Cd (0, 0.8, 1.6 ppm) treatments in a factorial design. Significant growth reduction and visual toxic symptoms as observed in experiment 1 and 2 were also observed from 0.8 ppm Cd level. Increasing Fe treatment obviously alleviated toxic symptoms, improved growth and significantly increased dry matter yield. At 0.8 ppm Cd treatment level, increasing Fe treatment from 0.5 to 2.0 ppm significantly decreased Cd concentration from 141 to 92 ppm in leaves and from 101 to 46 ppm in stems. At 1.6 ppm Cd treatment level the decrease was from 224 to 167 ppm in leaves and from 124 to 109 ppm in stems. As in the case of experiment 1 and 2, Fe concentration in leaves and stems were reduced as Cd treatment increased to 1.6 ppm at 0.5 and 1. 0 Fe treatment levels, whereas at 2.0 ppm Fe level, Cd treatment increased Fe concentration in leaves and stems showing significant interactions of Fe and Cd on Fe uptake. Cd effect on Zn and Mn showed similar results to experiment 1 and 2 and Fe treatments reduced Zn and Mn concentrations in plant tissue. The results of 3 experiments show that P and Zn did not manifest suppressive effect on Cd uptake, Fe significantly demonstrated it. Fe also alleviated Cd toxicity symptoms significantly in terms of visual symptoms and dry matter yield. Visual toxicity symptoms were definitely related to Fe status in plant tissue as well as possible physiological effect of Cd itself, and the results suggest that Fe requirement for normal growth increase as Cd element is present in plant tissue. Zn accumulated more in stems than in leaves whereas Cd, Fe and Mn showed the opposite trend in all experiments.

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환경모니터링을 위한 집비둘기 알 껍데기의 중금속 축적특성 연구 (The Characteristics of Heavy Metal Accumulations in Feral Pigeon (Columba livia) Eggshells for Environmental Monitoring)

  • 이장호;이종천;박종혁;이유진;심규영;김명진;신영규
    • 환경영향평가
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    • 제24권6호
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    • pp.561-577
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    • 2015
  • 본 연구에서는 알 껍데기 시료의 중금속 축적특성을 파악하기 위해 알의 중금속 축적을 연구한 자료들을 정리하여 알 껍데기와 내용물의 축적특성을 비교 검토한 후 집비둘기 알 껍데기의 중금속 모니터링 시료로서의 가능성을 고찰하였다. 먼저 집비둘기(Columba livia)를 포함한 19종의 조류 알을 대상으로 카드뮴(Cd) 등 8종의 중금속 축적농도를 검토한 결과, 알 껍데기 중금속 농도의 변동계수(표준편차/평균)는 알 내용물에 비해 대체적으로 높은 값을 나타냈다. 이는 알 내용물 속 배(embryo)가 중금속 독성에 노출되지 않도록 하는 생리적 항상성 통제기작의 발달과 관련이 있는 것으로 판단된다. 이에 비해 알 껍데기는 서식환경 등에 따라 중금속 축적 변동이 알 내용물보다 크게 나타났는데, 이는 서식환경에 따른 중금속 축적 변동을 알 내용물보다는 더 적절히 반영할 가능성이 있다고 해석될 수 있다. 집비둘기 알 껍데기가 체내 장기 조직 등의 유해 중금속(납, 카드뮴) 축적농도 패턴을 반영하는 지를 검토한 결과, 도심지역 한강공원이 체내 장기 조직 등에서 농촌지역인 함평공원보다 높은 납과 카드뮴 축적농도를 보였고, 이러한 차이는 알 껍데기에서도 두드러지게 나타났지만, 알 내용물에서는 지점 간에 차이가 없었다. 이러한 결과는 알 내용물 속 배(embryo)의 안전한 발달을 위해 중금속 축적을 통제하는 항상성 기작이 알 내용물에 더 강화되어 나타나는 특성과 관련이 있는 것으로 판단된다. 이상의 결과로 볼 때, 알 껍데기가 서식환경에 따른 중금속 축적 변동을 알 내용물보다는 더 적절히 반영할 가능성이 크다고 판단된다.

농작물 재배지 토양 내 비소, 납 및 카드뮴의 농산물로의 전이계수 산출 (Transfer Factor of Heavy Metals from Agricultural Soil to Agricultural Products)

  • 김지영;이지호;;강대원;김민지;류지혁;김두호;이영자;김원일
    • 한국환경농학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.300-307
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    • 2012
  • 본 연구에서는 농산물 중 중금속 함량과 토양 중 중금속 함량을 확인하여 이들의 상관성 및 전이계수를 확인하고자 하였다. 대상 농산물로는 곡류(쌀, 보리, 옥수수), 과채류(콩류, 상추류, 호박류, 사과류, 배류, 감귤류) 9종에 대한 주산단지를 중심으로 비소, 카드뮴 및 납의 함량을 조사하였다. 농산물 및 토양 중 중금속 함량을 조사한 결과 비소, 카드뮴, 납의 농산물로의 전이는 토양 내 이들의 침출성 함량이 주 영향요인으로 작용하였다. 비소의 전이계수는 평균 0.006~0.309, 카드뮴의 전이계수는 평균 0.002~6.185, 납은 평균 0.003~0.602로 카드뮴의 침출성 함량이 다른 금속에 비하여 전이계수가 높게 산정되었다. 토양 내 중금속 침출성 함량에 대한 농산물의 전이능 순서는 비소는 쌀(0.309), 카드뮴은 상추(6.185), 배(0.717), 납은 상추(0.602), 호박(0.536)순으로 비소의 경우 쌀에서, 카드뮴 및 납의 경우, 과채류에서 높게 나타났다. 쌀의 비소 함량은 토양 내 비소 전 함량과 높은 상관성(r=0.41, p < 0.05)을, 콩류 내 카드뮴 함량은 토양 내 카드뮴 전 함량과 높은 상관성(r=0.44, p < 0.05)을, 호박의 카드뮴 함량은 토양 내 카드뮴 전 함량과 높은 상관성(r=0.38, p < 0.05)을 나타내었으며, 영향을 미치는 주 요인으로 작용하였다. 본 연구 결과, 농산물 군에 따라 전이율이 다르나 본 연구 대상 농산물 중 비소의 경우 과채류에 비하여 곡류 중 쌀의 전이율이 높았으며, 이에 대한 기준 설정 및 추가 연구가 필요하며, 카드뮴 및 납은 토양과 근접한 상추 등과 같은 작물에서 높은 전이율을 나타내었다. 또한, 토양 중 중금속 함량이 증가함으로써 작물 내 중금속 함량이 증가함을 확인하였다. 추후 농산물에 대한 전이계수를 산출하면 토양에 따른 농산물의 흡수이행 함량을 예측할 수 있으며, 토양과 농산물간 위해성 평가 및 흡수이행 연구에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

수영만 퇴적물의 퇴적속도와 중금속 오염 (Pollution of Heavy Metals and Sedimentation Rate in the Sediments of Suyeong Bay, Pusan)

  • 양한섭;김성수
    • 한국수산과학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.643-658
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    • 1994
  • 수영만 퇴적물중 중금속 원소의 오염역사와 인위적 오염부하량을 알아보기 위하여 1993년 5월 수영만에서 4개의 주상퇴적물을 채취하여 $^{210}Pb$, TIL, TOC, TON 및 중금속 원소(Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Co, Cd, Ni)를 측정하였다. 1. 퇴적속도는 정점 S3에서 2.4 mm/yr($0.12g/cm^2/yr$)로 가장 느리고, 나머지 3개 정점에서는 $3.5{\sim}4.0 mm/yr(0.18{\sim}0.20g/cm^2/yr)$ 범위로 정점별 차이가 크지 않았다. TIL과 TOC의 농도는 가장 바깥 정점인 정점 S4에서 가장 높고, 용호만 입구쪽에 위치한 정점 S3에서 가장 낫은 반면에 TON은 정점 S2에서 가장 높고, 정점 S1에서 가장 낮았다. 반면, Co를 제외한 중금속의 농도는 대체적으로 수영강 하구쪽에 가장 가까운 정점 S1에서 가장 높고, 정점 S3에서 가장 낮았다. 2. 수영강 하구에 가까운 정점 S1과 정점 S2에서는 Pb, Zn 및 Cu의 농도가 1930년대부터 점차 증가하고 $1960{\sim}1970$년경에 극대값을 보이다가 그 이후에 점차 감소하는 경향이다. 그러나, Fe, Mn, Cd은 대체적으로 상부퇴적층에서 높고 하부퇴적층에서 낮으나, Co와 Ni은 오히려 하부퇴적층에서의 농도가 상부퇴적층보다 높다. 3. 4개 정점에 대한 인위적인 오염 총부하량은 Pb이 $9{\sim}291{\mu}g/cm^2$, Zn이 $165{\sim}1,122{\mu}g/cm^2$, Cu가 $20{\sim}208{\mu}g/cm^2$의 범위로 Zn이 가장 컸으며, 정점별로는 정점 S1과 S2가 정점 S3와 S4에 비해 수십 배 크다. 1900년 이후의 총퇴적량(anthropogenic+natural)에 대한 인위적 오염부하량의 비율은 정점 S1과 S2의 경우 Pb과 Cu는 $28{\sim}35\%$이고, Zn은 $32{\sim}42\%$에 상당한다. 그러나, 정점 S3와 S4에서는Pb이 $4\%$ 이하이고, Cu가 $11\%$ 이하이나 Zn은 $10{\sim}22\%$의 수준이다. 4. 성분 상호간의 관계를 보면, C/N비값은 TON과 좋은 정의 상관성(r=0.68)을 보이는 것으로 보아 C/N 비값의 수직분포는 TON에 의해 좌우된다고 할 수 있다. 인위적인 오염이 많은 Pb, Zn, Cu은 상관계수 0.7 이상으로 비교적 좋은 상관성을 보여 이들 물질의 공급원 및 지구화학적 거동이 유사함을 의미한다. 또한, Cd-Ni 및 Cd-TON은 상관계수 0.8 이상으로 좋은 정의 상관성을 보인다. 특히, Cd은 퇴적물내에서도 수주중에서와 마찬가지로 TON과 비슷한 거동을 한다고 판단된다.

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