• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제51권1호
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• pp.36-44
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• 2008

Organic forms of arsenic (As) were determined through fractionation procedure of soil organic matter (SOM) in soil, sediments and mine tailing samples from the Myungbong, Dongil, and Okdong mining areas of southern Korea. An alkaline extraction method was applied to soil samples followed by the fractionation procedures of SOM by the DAX-8 and XAD-4 resin adsorption method. Major fraction of organic As species (42% to 98%) was found in acid-soluble fraction, whereas minor fraction (0.1 % to 67.8%) was present in the humic-associated As. In acid-soluble fractions, the transphillic- and hydrophilic-associated As were dominant in addition to As binding with humic and fulvic SOM. Arsenic binding was the strongest between pH 6 to 8 and reduced to about 70% at both low and high pH regions. The amount of both transphillic and hydrophillic associated As was less changed than humic and fulvic-associated As, in both low and high pH regions. This apparently indicates that As has stronger affinity towards hydrophillic rather than hydrophobic organics. From the experimental observation of As-binding SOM in natural soil, the ligand exchange model may be a feasible explanation of transphillic and hydrophillic affinity of As.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.689-697
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• 2006

비소 오염이 심각한 것으로 알려진 울산광산과 인근지역의 수환경에 대한 비소 오염도와 종 분포 특성을 조사하였다. 채취한 광산 내 지하수 시료의 62%에서 우리나라 먹는물 수질 기준인 0.05 mg/l를 초과하는 비소 농도가 검출되었다. 비소는 모두 무기종으로, As(V)가 우세하고 일부 지점에서 As(III)이 검출되었다. 지하수 내 비소는 관측정을 통한 산화환원환경의 변화로 인해 새로운 평형으로 이동하는 과정 중으로 유추된다. 주변수계는 울산광산과 천곡약수가 비소의 주 오염원으로 파악되며, 지하수와 하천수 시료의 $30{\sim}33%$가 총 비소농도 0.05 mg/l를, $60{\sim}67%$ 시료가 0.01 mg/l를 초과하였다. 특히 천곡약수는 0.345 mg/l의 비소 농도를 보여 먹는물 수질기준의 7배에 달하는 오염도를 보인다. 지하수와 천곡약수에서 비소는 모두 As(V) 형태로 존재하였으나, 농도가 높은 일부 지점에서는 As(III)이 검출되었다. 한 지점에서는 DMA, AsB와 같은 유기비소가 소량 검출되어, 비소의 종 변이 또는 유기적 기작의 관련성을 제시한다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.318-322
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• 2004

Arsenic is a toxic and carcinogenic metalloid, whose sources in nature include mineral dissolution and volcanic eruption. Abandoned mines and hazardous waste disposal sites are another major source of arsenic contamination of soil and aquatic systems. To predict concentrations of the toxic inorganic arsenic in aqueous phase. the biogeochemical redox processes and transport behavior need to be studied together and be coupled in a reactive transport model. A new reaction module describing the fate and transport of inorganic arsenic species (As(II)), dissolved oxygen, nitrate, ferrous iron, sulfate, and dissolved organic carbon are developed and incorporated into the RT3D code.

• 한국환경보건학회지
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• 제46권6호
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• pp.655-666
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• 2020

Objectives: The purpose of this study was to evaluate urinary arsenic concentrations by arsenic species and to identify related factors among local residents near abandoned metal mines in Korea. Methods: Among the subjects of the Health Survey of Residents Near Abandoned Metal Mines for 2013-2017, 664 people were enrolled in this study. Urinary arsenic species analysis was performed using ICP/MS. Result: The geometric means (95% Confidence Interval) by urinary arsenic species were 0.15 (0.13-0.17) ㎍/L for AsIII, 0.64 (0.55-0.75) ㎍/L for AsV, and 1.21 (1.05-1.40) ㎍/L for inorganic arsenic. The geometric means of urinary MMA and DMA were 1.58 (1.35-1.86) ㎍/L and 77.93 (72.61-83.63) ㎍/L, respectively, and that of organic arsenic was 83.15 (77.80-88.88) ㎍/L. The concentration of inorganic arsenic in the group using groundwater as drinking water was 1.36 (1.13-1.64) ㎍/L, which was statistically significantly higher than the 1.00 (0.80-1.25) ㎍/L in the other drinking water groups. Regarding rice consumption, the concentration of inorganic arsenic in urine in the group whose consumption was more than half rice produced in the residential area was 1.32 ㎍/L, which was statistically significantly higher than that of the 1.12 ㎍/L for the group whose consumption was less than half. Conclusion: In the analysis of the factors affecting the urinary inorganic arsenic concentration of the residents of the abandoned metal mine area, the use of groundwater as drinking water and consumption of rice produced in the residential area were considered related factors.

• 자원환경지질
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• 제38권1호
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• pp.23-31
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• 2005

본 연구는 이성분계의 화학종 모델링과 삼성분계의 흡착 모델링으로부터 As(III)와 As(V)의 적철석 표면 흡착에 휴 믹산의 영향과 그 결합기작을 고찰하였다. 비소와 휴믹산의 유기 결합의 모델링은 음이온 사이의 정전기적인 반발력 과 비소의 유기 결합을 위한 결합금속의 영향을 고려한 결합 모델이 적합하였다. 삼성분계의 흡착 실험 자료와 비교 할 때 이성분계의 고유상수를 사용한 음이온 경쟁 모델이 음이온 경쟁에 따른 비소의 흡착량과 일치하였다. 반면, 비 소의 유기 결합량의 감소와 휴믹산과의 음이온 흡착경쟁이 흡착량을 감소시키기 때문에 단순합모델은 양이온 중금속 과는 반대로 모델의 편차를 보였다. 반응 기작의 관점에서 휴믹산의 공존하에 비소 유기결합 화학종과 중성화학종의 As(III) 및 음이온의 As(V)가 속착물을 형성하며, 경쟁적으로 적철석 표면으로 이동하여 흡착하게 된다.

• 분석과학
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• 제36권3호
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• pp.135-142
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• 2023

어류콜라겐 56건을 ICP-MS (Inductively coupled plasma-mass spectrometer)를 이용한 총비소 분석과 HPLC-ICP-MS (High performance liquid chromatography-Inductively coupled plasma-mass spectrometer)를 이용한 비소화학종 분석을 진행하였다. 그 결과 총비소 평균농도는 40.103±81.133 ㎍/kg (N.D.~586.686), 비소화학종 평균농도는 30.070±50.378 ㎍/kg (N.D.~313.871), 비소화학종 중 무기비소(As(III)와 As(V)의 합)의 평균농도는 24.610±32.706 ㎍/kg (N.D.~129.331)이었으며, As(V)가 가장 높은 비율을 차지했다. 콜라겐 제품 유형은 비소에 대한 기준·규격이 없으며, 본 연구 결과는 국내외 비소 기준과 기존 연구결과와 비교하였을 때 상대적으로 안전한 수준이라고 판단되었다. 그러나 1개 제품에서 총비소 586.686 ㎍/kg, 무기비소 8.119 ㎍/kg, 유기비소인 Dimethyl arsenate (DMA)가 305.752 ㎍/kg으로 캐나다의 유기비소 기준과 비교하였을 때 높게 검출되었다. 따라서 콜라겐 제품의 비소 안전을 확보하기 위해 지속적인 모니터링과 기준·규격 설정이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권3호
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• pp.266-272
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• 2010

국내 유통되고 있는 농산물에 대한 비소 함량을 확인하여 국민의 식품별 섭취량을 고려한 비소 위해성을 평가하였다. 총 비소 함량은 microwave장치를 이용해 전처리한 후 ICP/MS로 측정하였으며, 농산물 중 유기 (AsC, AsB, MMA, DMA) 및 무기비소 (As(III), As(V)) 함량을 측정하기 위해 50% 메탄올을 이용한 액액추출법과 이온교환크로마토그래피를 활용한 HPLC-ICP/MS법을 사용하였다. 비소 함량 실태조사를 위해 국내 유통 중인 농산물 20개 품목, 329건을 수거하였으며, 농산물 중 총 비소 함량은 0.001~0.718 mg/kg인 반면 무기 및 유기비소 함량은 모든 시료에서 검출한계 이하이었다. 노출 및 위해평가를 위해 농산물별 섭취를 통한 비소 노출량을 산출한 후, JECFA에서 설정한 PTWI값 대비 위해도를 평가하였으며 비소의 PTWI 는 무기비소로써 15 ${\mu}g$/kg b.w./week이다. 쌀을 제외한 농산물 섭취를 통한 총 비소 및 무기비소의 중간노출량은 0.0002~0.012, 0.0001~0.001 ${\mu}g$/kg b.w./day 이었으며, 이는 PTWI 대비 0.01~0.5%, 0.002~0.1%에 해당 하였다. 쌀을 통한 총 비소 및 무기비소 중간노출량은 0.603, 0.041 ${\mu}g$/kg b.w./day이었으며, 각각 PTWI 대비 28.1%, 1.9%에 해당하였다. 따라서, 국내 유통되는 농산물 섭취를 통한 비소의 노출량은 JECFA의 안전권고치보다 낮았으며, 우리나라 국민은 농산물에 존재하는 비소의 위해성으로부터 안전한 것으로 사료된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제37권6호
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• pp.385-393
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• 2022

본 연구는 유통 중인 곡류 87건 및 그 가공식품 66건을 대상으로 발암물질인 무기비소의 오염도를 조사하였다. 높은 분리능과 감도를 가진 HPLC-ICP/MS를 이용하여 무기비소 As(III), As(V) 및 유기비소 MMA, DMA, AsB, AsC를 분석했으며, ICP/MS로 총비소를 정량하였다. 모든 곡류에서 무기비소가 검출되었으며, 곡류의 총비소는 약 70-85%의 무기비소와 약 10-20%의 DMA로 구성되었다. 곡류 분석 결과, 담수재배 종인 쌀과 흑미에서 높았고, 밭재배 잡곡은 오염도가 낮았다. 쌀의 평균 무기비소 농도는 쌀눈 0.160 mg/kg, 현미 0.135 mg/kg, 백미 0.083 mg/kg으로 외피에 비소가 많은 것으로 조사되었다. 곡류 가공식품은 원재료의 종류와 함량에 따라 무기비소 농도가 달랐으며, 현미와 쌀눈 가공 제품에서 검출량이 많았다. 모든 시료는 기준규격을 초과하지 않았지만, 섭취 빈도가 높으므로 식품 안전을 위해 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제47권6호
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• pp.530-539
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• 2021

Background: In South Korea, areas around abandoned metal mines are designated as regions with high arsenic (As) contamination. However, studies assessing urinary As exposure, As metabolism, and relevant genetic polymorphisms in residents of these metal mine areas are lacking. Objectives: To identify factors associated with As exposure and evaluate the effects of MTHFR, As3MT, and GSTO1 genetic polymorphisms on As metabolism in residents of abandoned metal mine areas by measuring urinary As species. Methods: Urinary As species (arsenite [As³⁺], arsenate [As⁵⁺], monomethyl arsonic acid, and dimethylarsinic acid) were isolated using high-performance liquid chromatography in combination with inductively coupled plasma mass spectrometry (HPLC-ICP-MS). Four genetic polymorphisms (MTHFR A222V, MTHFR E429A, GSTO1 A140D, As3MT M287T) were analyzed in 144 residents of four areas around abandoned metal mines. Results: The study sample was comprised of 34.7% men and 65.3% women, with a mean age of 70.7±10.9 years. The urinary inorganic As concentration was higher among those consuming more than half locally produced rice (0.31 ㎍/L) than those consuming less than half such rice (0.18 ㎍/L). The urinary dimethylarsinic acid concentration was higher in the group that had consumed seafood in the past day (31.68 ㎍/L) than in those who had not (22.37 ㎍/L). Furthermore, individuals heterozygous in the MTHFR A222V and GSTO1 A140D polymorphism had higher urinary arsenic species concentrations than did individuals with a wild type or homozygous for the variant allele. Conclusions: Consumption of locally produced rice was associated with inorganic As exposure, whereas seafood consumption was associated with organic As exposure among residents of abandoned metal mine areas. There was no clear association between MTHFR A222V and GSTO1 A140D polymorphisms and As metabolism.

• 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.