음용불소가 흰쥐태아의 상아모세포에 간접적으로 미치는 영향과 농도를 확인하기 위해 임신한 흰쥐에 100, 200, 300ppm의 불소가 함유된 음용수를 임신기간 동안 투여하였다. 대조군과 비교하였을 때, 농도에 의존적으로 상아모세포의 미세구조적 변화를 관찰 할 수 있었다. 조면소포체로 부터 리보솜의 탈락과 붕괴, 미토콘드리아의 팽창, 그리고 조면소포체와 미토콘드리아의 변성. 음용 불소의 농도에 따른 미세구조적인 변화로부터 100, 200ppm에서는 가역적인 그리고 300ppm에서는 비가역적인 손상이 유도되는 것을 확인하였다. 또한, 이러한 결과로 미루어 200ppm미만의 농도가 발생중인 흰쥐태아에 영향을 주지 않는 것을 알 수 있다.
본 실험은 한국인 분말법랑질(120~200mesh)을 각 농도의 불소용액, 즉 NaF와 SnF₂용액에 일정시간 작용시킨후 각각의 pH범위내의 acetate buffer용액에 대한 용해도를 관찰하여 얻은 결과는 다음과 가다. 1. 실험한 모든 pH범위내에서 불소를 처리하지 않은 버랑질은 불소를 처리한 법랑질보다 용해도가 크다. 2. NaF농도가 증가하면 할수록 용해도는 감소된다. 3. SnF₂의 용해에 관한 억제효과는 모든 pH범위에서 NaF보다 현저하다.
본 연구는 우리나라 산림골재 주요 공급원이 될 수 있는 암석 내 불소의 지질학적 분포 특성을 조사하기 위해 22개 시군의 224개 지점에서 산림골재(암석) 시료를 채취하여 불소 농도를 조사하였다. 전국 불소 배경농도는 344 mg/kg으로 암석의 지각 평균불소 농도인 625 mg/kg 보다 현저히 낮으며, 세계 토양 평균 불소 농도인 321 mg/kg 보다는 다소 높았다. 권역별 농도분포는 경기도 394 mg/kg, 강원도 336 mg/kg, 충청도 318 mg/kg, 경상도 289 mg/kg, 전라도 271 mg/kg 순서로 조사되었다. 지체구조에 의한 농도분포는 경기육괴가 396 mg/kg 으로 가장 높았으며, 퇴적분지/화산대인 울릉도가 349 mg/kg, 옥천습곡대 291 mg/kg, 영남육괴 281 mg/kg, 경상분지 259 mg/kg 순서로 높았다. 모암의 성인에 의한 농도분포는 변성암이 362 mg/kg 으로 가장 높았으며, 퇴적암 354 mg/kg, 화성암 328 mg/kg 순서로 조사되었다. 지질시대에 의한 농도분포는 고생대가 394 mg/kg 으로 가장 높았으며, 트라이아스기 391 mg/kg, 선캠브리아시대 368 mg/kg, 쥐라기 359 mg/kg, 시대미상 324 mg/kg, 제4기 314 mg/kg, 백악기 304 mg/kg 순서로 높았다. 암종에 따른 불소 농도분포는 섬록암이 515 mg/kg 으로 가장 높았으며, 편마암류 377 mg/kg, 편암류 344 mg/kg, 천매암 306 mg/kg, 화강암류 305 mg/kg, 석영반암 298 mg/kg 순서로 조사되었다. 본 연구결과를 종합해보면 경기도 지역의 지각을 이루는 경기육괴 내 선캠브리아시대 변성암인 편마암류와 편암류가 높은 농도의 불소를 함유하고 있음을 알 수 있다.
본 연구에서는 Polysulfone (PSf), Polyetherimide (PEI)를 각각 비율을 달리하여 아민화하였고, Polyether ether ketone (PEEK)을 설폰화하였다. 합성한 두 이온교환고분자를 더블캐스팅방법으로 SPEEK (sulfonated PEEK)/APSf (aminated PSf) 및 SPEEK/APEI (aminated PEI) 바이폴라막을 제조하였다. 각각의 막 표면을 불소화하고, 아민화 비율에 따라 차아염소산나트륨발생량을 비교하였다. 아민화 비율이 증가할수록 차아염소산나트륨 발생 농도 또한 증가하였다. SPEEK/APSf 3 : 1 막의 경우 불소화 전의 차아염소산나트륨 농도와 총 운전시간은 61.0 ppm, 220 min이고, 불소화한 막의 경우 58.6 ppm, 570 min이다. 또한 SPEEK/APEI 3 : 1 막에서 역시 불소화 전후의 차아염소산나트륨 농도는 각각 60.1 ppm, 58.3 ppm이고, 총 운전시간은 150 min에서 440 min으로 내구성이 크게 향상되었다. 따라서 표면 불소화가 막의 내구성에 중요한 역할을 한다고 사료된다.
본 연구는 전자현미경을 이용하여 음용 불소가 발생중인 경골의 성장변화와 골모세포의 조직학적 특성에 미치는 영향을 관찰하고 에너지분광분석기를 사용하여 불소의 투여 농도에 따른 골기질 성분변화를 알아보고자 하였다. 전자현미경 관찰 결과, 대조군에서는 입방형의 전형적인 골모세포가 관찰되었다. 100 ppm 불소투여군의 경우, 활성이 강한 골모세포에 의해 생성된 여러층의 반전선과 새로 형성된 골성조직이 관찰되었다. 또한 골모세포의 세포질은 잘 발달된 조면세포체와 미토콘드리아가 관찰되었고 세포막 주위에는 많은 분비소포들이 관찰되었으며, 일부는 세포막과 융합되어 분비물질이 세포 밖으로 방출되었다. 200 ppm 불소투여군에서는 활성이 저하된 골모세포가 관찰되었는데, 세포질내에는 미토콘드리아가 팽창되어 있었고 수조의 형태가 파괴되어 나타났다. 또한, 조면소포체의 표면에는 리보솜이 탈락되어 관찰되었다. 300 ppm의 고농도 불소투여군에서는 골내막과 인접한 골모세포는 불규칙하게 배열되어 있었고, 세포막은 파괴되어 세포성분이 세포 밖으로 용출되어 관찰되었다. 한편, 에너지분산분광분석 결과는 대조군에 비해 100 ppm 불소투여군에서 골기질 성분인 인과 칼슘이 증가하였으나 200 ppm 및 300 ppm 불소투여군에서는 더 이상 증가하지 않았다. 따라서 본 연구결과, 투여된 불소에 의해 골모세포의 활동이 활발해지고 왕성한 골기질 합성이 관찰되었으나, 고농도의 불소 투여는 골모세포를 파괴하고 활동을 억제한다는 것을 확인하였다.
Red mud의 염산처리와 열처리에 의한 불소의 제거 특성을 살펴보고자 동역학적 흡착, 평형흡착, pH, 흡착제의 주입량에 따른 흡착특성, 그리고 칼럼을 이용한 연속식 조건에서의 불소흡착 특성을 살펴보았다. Red mud의 산처리는 HCl 0.8 M 농도에서 효과적이었고, 열처리 온도가 높음에 따라 흡착량이 감소하였다. 0.8 M로 산처리한 Red mud (0.8 M-ATRM)의 동역학적실험 결과 초기농도 50 mg-F/L는 30분대에 평형농도에 도달하였고, 초기농도 500 mg-F/L에서는 1시간대 흡착평형을 나타내었다. 0.8 M-ATRM은 단층흡착을 가정한 Langmuir 모델에 잘 부합하였고, 최대흡착량($Q_m$)은 23.162 mg/g으로 나타났다. 또한 낮은 pH에서 높은 불소 흡착경향을 나타내었다. 이는 높은 pH에서 불소와 $OH^-$가 경쟁관계를 형성하기 때문으로 판단된다. 0.8 M-ATRM의 주입량이 증가 할수록 제거율은 높아졌지만, 단위질량당 흡착량은 감소하였다. 본 연구에서 사용된 0.8 M-ATRM은 가격이 저렴할 뿐만 아니라 불소에 높은 흡착능을 나타내어 수중 불소 제거에 효과적인 흡착소재로 판단된다.
크릴에 과량 존재하는 불소를 감량시키고자 전기분해 반응에 의한 electrocondensation 방법을 이용하였다. Electrotocondensation 방법에 의한 크릴 불소의 감량정도는 불소이온의 존재형태 (이온 및 결합상태의 불소, 총불소)와 시료의 부위(육질, 키틴질, 건조크릴)에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 전기분해 반응시간에 따른 불소의 감량곡선을 살펴보면, 반응초기에는 불소의 감량이 빠르게 진행되었으나 일정시간 이후부터는 서서히 감량되는 경향을 나타내어 전기분해반응 120분 후에는 반응전 초기 불소농도의 $30{\sim}70%$ 수준까지 감량시킬 수 있었다. 이상의 결과를 살펴볼 때, electrocondensation 방법으로 크릴에 과량 함유되어 있는 불소를 상당량 제거하였지만. 아직도 많은 양의 불소가 각 시료에 잔재하고 있어, 완전한 불소세거를 위해서는 보다 깊은 연구가 필요로 되는 것으로 생각되었다. 즉 Newman은 세포외 불소가 벼에 집적되는 과정에서 hydroxyl기와의 치환반응을 고찰하였고, Rehbein등은 크릴을 주 먹이사슬로 하는 남극어류의 대부분이 chitinase와 pretense등의 강한 효소활성으로 크릴을 소화하는 과정에서 불소가 유리되어 체외로 방출되는 것으로 고찰하고 있어, 불소의 이동기작 및 집적과정에 대한 깊은 연구와 더불어 electrocondensation 방법을 보다 효율적으로 이용할 수 있는 방안이 모색된다면 크릴의 불소문제는 완전히 해결될 수 있을 것으로 생각되었다.
1975년 6월 8일에서 6월 10일 3일간에 걸쳐 서해안 15개 정점에서 불소이온전극을 사용하여 조사 분석한 불소이온의 농도는 $0.83\~1.00\;ppm$이며 염소량에 대한 불소이온의 비는 $4.60\~5.48\times10^{-5}$이었으며 이 비는 깊이에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 이 해역에 있어서의 불소이온의 농도는 타 해역보다 비교적 낮은 함량이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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