• Reproductive and Developmental Biology
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• 제38권3호
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• pp.107-114
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• 2014

Oral exposure of humans by excess amounts of arsenic may cause disturbances of the reproductive system. In the present study, such exposure was modelled in rats, with the support of sperm principal parameters and histopathological observations. Male Sprague-Dawley rats were randomly divided into three groups where the group I was served as a normal control, group II was received sodium meta-arsenite as arsenic (10 mg/kg b.w/day) and a combination of sodium meta-arsenite and sodium selenite (3 mg/kg b.w/day) in group III. After 6 weeks, there was no significant change in testis weight and in total motility of all the three experimental groups, whereas, rapid moving spermatozoa, moderately moving spermatozoa and slow moving spermatozoa were significantly decreased in arsenic treated rats as compared to control rats. The other sperm principal parameters like progressiveness, average path velocity, straightness linear velocity (VSL), curvilinear velocity (VCL), straightness, linearity sperm head elongation ratio, area, linearity amplitude of lateral head department (ALH) and beat cross frequency (BCF) were found to be reduced in arsenic intoxicated rats. These results are not correlated with the histological studies. On oral administration of selenium ameliorated the adverse effects of arsenic as compared to arsenic alone treated rats. Our findings clearly demonstrate that administration of selenium could prevent some of the deleterious effects of arsenic in the testis.

• 한국환경보건학회:학술대회논문집
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• 한국환경보건학회 2004년도 International Conference Current Challenges and Advances in Environmental Health
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• pp.51-62
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• 2004

Lime based stabilization/solidification (S/S) can be an effective remediation alternative for the immobilization of arsenic (As) in contaminated soils and sludges. However, the exact immobilization mechanism has not been well established, Based on previous research, As immobilization could be attributed to sorption and/or inclusion in pozzolanic reaction products and/or the formation of calcium-arsenic (Ca-As) precipitates. In this study, suspensions of lime-As were studied in an attempt to elucidate the controlling mechanism of As immobilization in lime treated soils. Aqueous lime-As suspensions (slurries) with varying Ca/As molar ratios (1:1, 1.5:1, 2:1, 2.5:1 and 4:1) were prepared and soluble As concentrations were determined. X-ray diffraction (XRD) analyses were used to establish the resulting mineralogy of crystalline precipitate formation. Depending on the redox state of the As source, different As precipitates were identified. When As (III) was used, the main precipitate formation was Ca-As-O. With As(V) as the source, Ca4(OH)2(AsO4)2${\cdot}$4H2O formed at Ca/As molar ratios greater than 1:1. A significant increase in As (III) immobilization was observed at Ca/As molar ratios greater than 1:1. Similarly, a substantial increase in As (V) immobilization was noted at Ca/As molar ratios greater than or equal to 2.5: 1. This observation was also confirmed by XRD. The effectiveness of both As (III) and As(V) immobilization in these slurries appeared to increase with increasing Ca/As molar ratios.

• 한국환경농학회지
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• 제39권1호
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• pp.10-19
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• 2020

본 연구에서는 대구·경북지역 36개 폐광산 인근지역에서 생산되는 25개 농산물 1,059건에 대하여 카드뮴, 납, 비소 오염도 조사와 더불어 위험평가를 실시하였다. 정량한계는 카드뮴 0.59 ㎍/kg, 납 0.42 ㎍/kg, 총비소 0.55 ㎍/kg, 무기비소 화학종에서는 arsenite [(As(III)) 1.74 ㎍/kg], arsenate[(As(V)) 2.25 ㎍/kg]이었으며, 직선성은 모두 0.9995 이상으로 나타났고, 무기비소의 함량은 arsenite (As(III))와 arsenate(As(V))의 합으로 하였다. 평균 회수율은 카드뮴 96.3-97.7%, 납 95.8-98.2%, 총비소 96.1-98.0%, arsenite 94.8%, arsenate 115.4% 이었고, C.V.% (Coefficient of Varidation)는 모두 5% 미만으로 나타났다. 농산물의 중금속 평균 함량은 도라지 0.244±0.164 mg/kg, 대파 0.145±0.133 mg/kg, 참깨 0.124±0.136 mg/kg, 고사리 0.109±0.070 mg/kg, 취나물 0.103±0.093 mg/kg, 마늘 0.071±0.063 mg/kg의 순으로 카드뮴의 오염도가 높았고, 납은 참깨 0.040±0.085 mg/kg, 도라지 0.039±0.056 mg/kg, 고구마 0.034±0.058 mg/kg, 들깻잎 0.034±0.016 mg/kg, 호박 0.032±0.065 mg/kg, 매실 0.028±0.012 mg/kg의 순으로 높은 오염도를 보였다. 무기비소는 쌀에 한하여 조사되었는데 평균 0.082±0.035 mg/kg의 오염도를 보였다. 카드뮴의 경우 쌀 1.19×10^-1 ㎍/kg b.w./day(14.37% of PTMI), 대파 2.77×10^-2 ㎍/kg b.w./day(3.34% of PTMI), 감자 2.08×10^-2 ㎍/kg b.w./day(2.51% of PTMI), 사과 1.39×10^-2 ㎍/kg b.w./day(1.67% of PTMI), 양파 1.13×10^-2 ㎍/kg b.w./day(1.37% of PTMI)의 순이었고, 납의 경우 사과 1.29×10^-2 ㎍/kg b.w./day (2.05% of PTWI), 고구마 7.49×10^-3 ㎍/kg b.w./day (1.19% of PTWI), 쌀 7.15×10^-3 ㎍/kg b.w./day (1.14% of PTWI), 호박 5.01×10^-3 ㎍/kg b.w./day (0.79% of PTWI), 양파 4.80×10^-3 ㎍/kg b.w./day (0.76% of PTWI)의 순으로 납 노출량이 높았다. 본 연구의 조사대상 25개 품목 농산물을 모두 일시에 섭취한다고 가정하였을 경우, 카드뮴은 PTMI 대비 28.21%, 납은 PTWI 대비 7.94%, 무기비소는 쌀 단일품목에 한해 PTWI 대비 15.16%의 위해도를 보임으로써, 본 연구에서 진행하였던 중금속에 대한 인체 위해정도는 우려할 수준이 아닌 것으로 확인되었다.

• 한국광물학회지
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• 제25권4호
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• pp.197-210
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• 2012

철 (산수)산화물들 중 지표환경에서 가장 안정된 형태로 알려진 적철석의 비소에 대한 흡착제로서의 다양한 특성을 조사하고 비소와의 흡착특성을 규명하였다. 본 연구에서 합성된 적철석은 $31.8g\;m^2/g$의 비표면적을 가졌으며, 전위차 적정법(potentiometric titration)에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 8.5로 비소에 대한 높은 흡착능은 이러한 적철석의 특성들에 기인한 것으로 판단된다. 동일한 수용상 농도와 pH 2.0~12 범위에서 3가 비소와 5가 비소의 적철석에 대한 흡착량을 비교한 결과 3가 비소가 5가 비소보다 큰 흡착량을 보였다. 그리고 pH에 따른 흡착경향은 3가 비소의 경우에는 pH 9.2까지 지속적으로 흡착량이 증가하다가 그 이상의 pH에서는 흡착량이 급격하게 감소한 반면, 5가 비소는 pH 2.0에서 가장 높은 흡착량을 나타내다가 pH가 증가하면서 지속적으로 감소하는 것으로 조사되었다. 이러한 pH에 따른 흡착특성은 pH에 따라서 적철석의 표면전하 특성과 비소 화학종의 존재형태가 변화하기 때문인 것으로 판단된다. 흡착 반응속도에 대한 실험 결과에 의하면, 두 비소 종 모두 20시간 이내에 평형 흡착에 도달하는 것으로 나타났다. 그리고 비소의 화학종과 관계없이 적철석과의 흡착반응속도를 가장 잘 모사하는 반응속도 모델로는 유사이차(Pseudo-second-order) 모델로 평가되었으며, 5가 비소가 3가 비소보다 반응속도상수가 크게 나타났다.

• 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.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권4호
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• pp.32-39
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• 2013

This research focused on the effects of heavy metals on the biomonitoring activity of genetically engineered bioluminescent bacteria, Pseudomonas putida mt-2 KG1206. KG1206 was exposed to single or binary mixtures of different heavy metals as well as soils contaminated with heavy metals. In case of single exposure with different inducer pollutant, the toxicity order was as followings : As(III) > Cd, As(V) >> Cu, Cr(VI). The toxic effects of the binary mixtures was compared to the expected effect based on a simple theory of probabilities. The interactive effects were mostly additive, while in few cases antgonistic and synergistic mode of action was observed for some concentration combinations. No considerable correlation was found between the total metal contents in soils and the bioluminescence activity of each sample. However, statistically significant differences (p = 0.0102) were observed between two groups, classified based on arsenite contamination. These results demonstrate the usage of recombinant bioluminescent microorganism in biomonitoring and the complex interactive effects of metals.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2004년도 International Symposium
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• pp.9-28
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• 2004

Concern about arsenic is increasing throughout the world, including areas of the United States. Elevated levels of arsenic above current drinking-water regulations in ground and surface water can be the result of purely natural phenomena, but often are due to anthropogenic activities, such as mining and agriculture. The current study correlates arsenic speciation in acid mine drainage and mining influenced water with the important water-chemistry properties Eh, pH, and iron(III) concentration. The results show that arsenic speciation is generally in equilibrium with iron chemistry in low pH AMD, which is often not the case in other natural-water matrices. High pH mine waters and groundwater do not 짐ways hold to the redox predictions as well as low pH AMD samples. The oxidation and precipitation of oxyhydroxides depletes iron from some systems, and this also affects arsenite and arsenate concentrations differently through sorption processes.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제13권3_4호
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• pp.95-104
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• 1998

확률론적 해석방법은 환경독성물질에 의한 인체위해도 평가시 사용된 각 입력인자들의 불확실성까지 고려하는 방법론이다. 기존의 위해도 평가방법은 불확실성을 고려하지 않고 단순히 결과치의 포인트 값만을 제공하는데 비해 이러한 확률론적 해석방법은 입력인자들의 불확실성이 고려되고 결과치에 대한 이들의 중요도가 산출될 수 있는 등 더 많은 정보를 제공하므로써 환경위해도를 기반으로 한 환경정책 결정시 용이하게 사용될 수 있다. 본 논문은 현재 미국에서 음용수 기준설정시 논란이 많은 무기비소에 대해 확률론적 평가방법론을 적용하였다. 우선 인체위해도평가에 필요한 무기비소의 각종 자료들을 수집, 정리하고 이를 바탕으로 각 인자들의 불확실성을 계산하였다. 최종적으로 이들로부터 무기비소가 포함된 음용수를 마신 일반인의 피부암 위해도를 확률적으로 계산하였다. 또한 계산된 결과치와 여러 위해도기준치를 비교하여 정책결정에 필요한 의사결정에 대해서도 살펴보았다. 계산결과에 의하면 다수의 일반인들이 무기비소를 함유한 음용수섭취를 통해 현재 위해도설정치(10$^{-6}$)보다 높은 ] 피부암 위해를 입고 있는 것으로 나타나 이에 대한 규제가 필요하다고 본다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제15권1호
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• pp.19-25
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• 2002

The objectives of this study were to understand the possible mechanism of duck sperm toxicity induced by arsenic exposure in vivo, and to investigate the roles of the antioxidant L-ascorbic acid in ameliorating the arsenic-induced sperm impairment. To test the acute toxicity, the percentages of mortality of mature drakes treated with different concentrations of trivalent sodium arsenite, As (III), and pentavalent sodium arsenate, As (V) were measured. The LD50 value of As (III) for mature drakes was $4.89{\pm}1.49$ ppm. Although As (V) didn't cause any deaths even at a concentration of 40 ppm, the chronic toxicity of As (V) on sperm quality was shown by a decreased fertilization rate. When the concentrations of As (V) were above 0.4 ppm, fertilization rates were lower than those of 0.04 ppm and control. Drakes treated with 40 ppm of As (V) had the highest malondialdehyde (MDA) level in the testis tissue, $3.100{\pm}0.218{\mu}mole/g$ testis. This showed that 40 ppm of As (V) significantly induced lipid peroxidation in testis tissue. For the 1.2 ppm As (III) treatment, several significant effects were observed: (1) sperm motility was decreased most dramatically by $52.0{\pm}9.1$% after three days of incubation; (2) fertilization rate of artificially inseminated semen was the lowest, $26.4{\pm}15.4$; (3) the MDA concentration in testis tissue, $7.846{\pm}0.246{\mu}mole/g$ testis, was significantly higher than the others (p<0.05); (4) the sperm number, $1.17{\pm}0.40({\times}10^9)$, was significantly lower than with the 60 ppb and control treatments (p<0.05); (5) a black appearance and soft texture was observed in the testis tissue. The antioxidant L-ascorbic acid administered along with 1.2 ppm As (III) decreased the toxicity of arsenic. The ameliorating effects included: improved sperm motility, increased sperm number and fertilization rate, and decreased MDA concentration in the testis tissue. This study suggests that the toxicity of the trivalent arsenic on sperm quality is partly from free radicals generated by its metabolic pathway, and the antioxidant ascorbic acid ameliorates arsenic-caused sperm impairment.

• 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.