To develop the continuous water quality monitoring system using the daphnid Daphnia sp., the growth of test animal, sensitivity, and behaviour response of toxicants were observed. Growth of test animal significantly increased with increasing the food density under the 90~105 mg/L ($CaCO_3$) hardness, except the concentration of food (Chrollela sp.) was exceeded than optimal food supply. Behaviour responses of test animals were continuously analyzed by changes of fractal dimension value (FDV). The FDV sharply decreased after exposure to the concentrations of 0.13 mg/L copper, 0.06 mg/L lead, and 0.38 mg/L cadmium. In these concentrations, mortality and abnormal behaviour of daphnids exhibited within ca. 1.0-h after exposure. Comparison of 24-h $LC_{50}$ values with other zooplankton species indicated that sensitivity of the Daphnia sp. was higher than most zooplankton for lead, and brain shrimp, rotifer, and water flea (Ceriodaphnia dubia, D. magna) for copper, and brain shrimp, water flea (D. lumholzi), and amphipod for cadmium. Based on the above experimental results, significant relationship between toxicity and behaviour response of Daphnia sp. was supported the high potential of water quality monitoring system. Consequently, behavioural monitoring method in this study suggests a good estimation tool for detection of the discharged toxicants in water body and for ecotoxicological assessment aquatic organisms.
In this study, the predictive toxicity of barley Hordeum vulgare was estimated using a modified terrestrial biotic ligand model (TBLM) to account for the toxic effects of $CuOH^+$ and $CuCO_3(aq)$ generated at pH 7 or higher, and this was compared to that from the original TBLM. At pH values higher than 7, the difference in $EA_{50}\{Cu^{2+}\}$ (half maximal effective activity of $Cu^{2+}$) between the two models increased with increasing pH. As Mg concentration increased from 8.24 to 148 mg/L in the pH range of 5.5 to 8.5, the difference in $EA_{50}\{Cu^{2+}\}$ increased, and it reached its maximum at pH 8. The difference in $EC_{50}[Cu]_T$ (half maximal effective concentration of Cu) between the two models increased as dissolved organic carbon (DOC) concentration increased when pH was above 7. Thus, for soils with alkaline pH, the toxic effect of $CuOH^+$ and $CuCO_3(aq)$ are greater at higher salt and DOC concentrations. The acceptable Cu concentration in soil porewater can be estimated by the modified TBLM through deterministic method at pH levels higher than 7, while combination of TBLM and species sensitivity distribution through the probabilistic method could be utilized at pH levels lower than 7.
Bae, Jin-Woo;Rhee, Sung-Keun;Kim, In S.;Hyun, Seung-Hoon;Lee, Sung-Taik
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제12권6호
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pp.901-908
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2002
The relationship between the layered structure of granules in UASB reactors and microbial resistance to toxicity was investigated using disintegrated granules. When no toxic materials were added to the media, the intact and disintegrated granules exhibited almost the same ability to decrease COD and to produce methane. However, when metal ions and organic toxic chemicals were added to a synthetic wastewater, he intact granules were found to be more resistant to toxicity than the disintegrated granules, as determined by the methane production. The difference in resistance between the intact and disintegrated granules was maximal, with toxicant concentrations ranging from 0.5 mM to 2 mM for trichloroethylene with toluene and 5 mM to 20 mM for metal ions (copper, nickel, zinc. chromium, and cadmium ions). The augmented COD removal rate by granulation compared to disintegrated granules was also measured in the treatment of synthetic and real wastewaters; synthetic wastewater, $-2.6\%$; municipal wastewater, $2.8\%$; swine wastewater, $6.4\%$; food wastewater, $25.0\%$; dye works wastewater, $42.9\%$; and landfill leachate, $61.8\%$. Continuous reactor operation also demonstrated that the granules in the UASB reactor were helpful in treating toxic wastewater, such as landfill leachate.
Objectives : Heating process is the traditional processing method that has been applied to reduce the toxicity of dried resin of Toxicodendron vernicifluum (Anacardiacea) used as Geon-chil (乾漆, Lacca Rhois Exsiccata or Toxicodendri Resina). Urushiol, which is found in the plants of Toxicodendron genus, is a toxic compound that is absorbed into the skin and induces allergic dermatitis by being contacted. Hence, the reduction of urushiol level by heating processing of Geon-chil is crucial method for its medicinal application. Methods : Due to lack of Geon-chil processing-related articles, the articles researching the processing of lacquer (漆), as a coating material, were collected and analyzed to investigate the chemical change of urushiol during heating process. Results : The results demonstrate that the resin which was collected from the sap of T. vernicifluum tree was dried under warm and humid conditions repeatedly. During primary drying process, the laccase, a copper-containing enzyme in the resin, participated in the formation of urushiol polymers and thereafter urushiol-related toxicity could be reduced by making a lacquer harder and more stable. Moreover, heating a lacquer over 200℃ could cause thermo-degradation of urushiol polymers, and vaporized thermally degraded urushiol monomers and their by-products, which were determined using pyrolysis/GC-MS. Conclusions : These results support that heating process being performed over 200 ℃, such as stir-frying (炒) or calcination (煅), reduces the urushiol content in Geon-chil and hence, its medicinal use can be more stable without urushiol-related allergic reactions.
토양 세척/세정(soil washing/flushing)기법을 적용하여 카드뮴과 구리로 오염된 토양을 처리하기 위해 최적의 유기산 및 무기산 용출제 선정 실험을 batch 및 column test를 통하여 수행하였다. 널리 알려진 EDTA와 비교한 Citric acid는 저분자 유기산 용출제로 구리와 카드뮴의 제거효율이 EDTA를 제외한 다른 유기산 용출제에 비해 처리효율이 높았으며, 탄산은 독성이 가장 낮으면서 토양공극효과를 동시에 수반할 수 있는 무기산 용출제로 확인되었다. 최적의 유/무기산 혼합용출제는 citric acid와 탄산의 혼합 용출제였으며, 최적 농도비는 citric aicd:탄산 = 10:1이었다. 이때의 카드뮴과 구리의 제거효율은 각각 46%와 39%이였다. 탄산은 공극 막힘 현상을 완화시키는 역할으 하는 것으로 확인되었으며, 이는 EDTA + 탄산과 citric acid+탄산에서 용출제의 유량이 점차 증가하는 것을 확인하였따. 따라서, 유/무기산 혼합 용출제는 카드뮴 및 구리로 오염된 토양 처리를 위한 세정 복원기법의 실제현상 적용 시 발생하는 토양공극 막힘 연상을 개선시켜 줄 수 있다.
In previous paper, it was reported that antibiotic substance such as tetracycline and streptomycin were produced by S'. albus subsp. and S'. globosus. And increase of mycelial growth of two strains, antibiotic production, and changes of pH range are extended to approximately 110-130 hrs in fermenting medium, there-after they decreased with culture period exception of pH range. Two Streptomyces spp. required commonly 4-5% starch as carbon sources and 1.5-2.0% soybean meal as nitrogen sources. However, 0.005-0.01M potassium phosphate dibasic, calcium carbonate (6mg/ml in S.albus subsp. and 2mg/ml in S. globosus), 0.01-0.03M, magnesium sulgate and 0.01M ferric chloride showed as optimal concentration for the growth of 2 strains. Mineral compoments such as zinc, manganese, cobalt, sodium and copper at the level of 10/sup -4/ -10/sup -6/M were observed. Especially, zinc ion showed toxicity to the growth of 2 strains at 0.005M. In relation with pH, there is a little difference in mycelial growth with cultural initial pH.
Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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제10권S_2호
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pp.89-95
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2001
The solidification and leaching characteristics of cyclone ash collected from an industrial incineration plant were investigated. Cement and calcium hydroxide were used as the solidifying materials. The leaching characteristics of the solidified cyclone ash were found to vary depending on both the quantitative and the qualitative aspects of the solidifying materials. Except for copper and lead, all the heavy metal ions in the leachate of the solidified material composed of 10~20 % cement or 10~20 % calcium hydroxide were found to be within their standard limit. Moreover, all the heavy metal ions were also observed to be within satisfactory limits in the leachate obtained from the solidified material composed of 30 % cement or 30 % calcium hydroxide. Therefore, to satisfy the standard compressive intensity and permissible limits of heavy metal ions leached from solidified material, it would appear that a 30 % proportion of either additive in the solidification product can meet the required standard for the leachate. The cost of solidifying cyclone ash per ton for ash-30 % cement and ash-30 % lime was calculated as 26,750 and 26,070 won, respectively. Accordingly, significant reduction in the waste toxicity and mobility as well as an improvement in the engineering properties of the solidified products were successfully achieved.
생태계는 생물에게 매우 다양한 환경조건의 서식처를 제공하며 이 서식처 내에 적응한 생물만이 생존, 성장, 번식하며 해당 서식처에 살아가게 된다. 또한 서식처의 환경조건들은 서식처로 유입한 화학물질의 생물유효도(bioavailability)에 크게 영향을 미쳐 생물들이 받는 부정적 영향이 서로 다를 수 있다. 본 연구에서는 생태독성평가에 적합한 ISO guideline 11276의 독성평가 표준종 중 토양 생태계에 다양한 서식처 조건 중 수변 생태계에서 적응하여 살아가는 Yuukianura szeptyckii의 중금속에 대한 평가 민감성을 확인하고 수변 서식처 중금속 생태독성평가종으로서의 가능성을 확인하는 데 있다. 결과는 카드뮴과 구리 모두 농도에 따른 유의한 독성영향을 보였다. 카드뮴의 경우 LC50은 280 mg kg-1, EC50은 66 mg kg-1, NOEC와 LOEC는 각각 25, 50 mg kg-1으로 나타났으며 구리의 경우에는 LC50은 911 mg kg-1, EC50은 151 mg kg-1, LOEC는 50 mg kg-1으로 나타났다. 기존의 국제표준종인 Folsomia candida와 국내표준종인 Allonychiurus kimi의 이전 결과와 비교하면 더욱 민감한 독성값을 보였으며, 이러한 생존과 번식에 미치는 부정적 영향은 체내의 중금속의 유입 농도와 밀접한 관련을 보였다. Y. szeptyckii는 수분 함량이 높은 토양에서 중금속 생태독성평가에 민감한 종으로 나타났으며, 상대적으로 높은 습도를 보일 가능성이 높은 수변생태계에 적합한 생태독성평가종으로 사용이 가능할 것으로 생각된다.
본 연구의 목표는 CuCl2가 지브라피시에 미치는 영향을 조사하는 것이다. CuCl2에 대한 지브라피시의 반수치사농도를 조사하기 위하여 각기 다른 시간에 따른 농도를 설정하여 노출시켰다. 본 연구에서는 스트레스 반응의 증가를 보기 위하여 whole-body cortisol level 측정과 행동약리학적 변화를 측정하기 위해서 open field test와 novel tank test를 실시하였다. Whole-body cortisol의 sample을 수집하거나 행동실험을 실시하기 전에 CuCl2 또는 vehicle을 1시간 동안 처리하였다. CuCl2의 반수치사농도는 24시간, 48시간, 96시간에서 각각 30.3, 25.3, 14.8 ㎍/l으로 측정되었다. CuCl2에 노출된 지브라피시의 novel tank test의 결과는 총 이동거리, 움직이는 시간 그리고 속도는 유의성이 있게 감소한 반면, turn angle은 최고농도에서 유의성이 있게 증가하였다(p<0.05). 다른 행동실험인 open field test의 결과에서도 총 이동거리, 움직이는 시간 속도가 CuCl2의 노출에 의해서 감소하였으며, turn angle과 meandering이 유의하게 증가하였다(p<0.05). CuCl2에 노출된 지브라피시의 whole-body cortisol은 1.5 or 15 ㎍/l의 농도에서는 유의하게 증가하였으나, 150 ㎍/l의 농도에서는 유의성 있는 변화를 발견하지 못하였다(p<0.05). 본 연구의 결과는 CuCl2의 노출이 지브라피시에서 치사율 증가, 행동 및 내분비의 변화 등을 포함하는 독성 반응을 야기하는 것을 나타낸다.
합리적이며 효율적인 토양환경관리를 위해 대상 지역 혹은 국가의 상황과 조건에 적합한 토양생태위해성평가 기법을 개발하여 적극적으로 활용해야 한다. 우리나라의 경우도 수용체 중심의 환경정책이 본격화됨에 따라, 국내 실정에 맞는 토양생태위해성평가 기법의 개발이 요구되는 실정이다. 한편, 토양생태위해성평가는 다양한 영양단계 내 서식종의 독성자료를 필요로 하며, 독성자료 성격에 따라 예측무영향농도(Predicted No Effect Concentration, PNEC)를 산출하여 이용한다. 그러므로 독성자료 산출에 이용되는 시험종은 합리적이고 신뢰성 높은 위해성평가와 밀접한 연관성을 가진다. 따라서, 본 연구의 목적은 합리적이며 신뢰성 높은 국내형 토양생태위해성평가를 위해 필요한 국내 서식종을 선별하는 것이다. 구리와 니켈을 대상물질로 설정하였으며, 해당 오염물질의 독성자료를 수집하고, 국제 표준기관(ASTM, OECD, USEPA)에서 제시하는 표준 시험종을 조사하였다. 대상 시험종들은 영양단계별로 구분한 후 학술연구와 정부보고서, 생물도감 등을 통해 국내 서식종을 선별하였다. 본 연구결과. 표준시험종과 대상 물질 독성시험종은 각각 166, 120종으로 확인되었으며, 이 중 국내 서식종은 40, 17종인 것으로 확인되었다. 또한 본 연구에서는 국내 특성을 반영한 국내 서식종 선별자료를 아울러 제시하여 국내형 토양생태위해성평가 기법 수립의 기반을 조성하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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