This study had three purposes: (1) to investigate the enrichment levels and dispersion patterns of potentially toxic elements in the rock-soil-plant system; (2) to evaluate the uptake ratios of heavy metals from soils into plants and (3) to assess the chemical speciation of heavy metals in soils. Rock, surface soil and plant samples were collected in the Boeun area underlain by black shales of the Okchon Zone. These samples were analyzed for multi-elements using INAA, ICP-AES and AAS. The maximum abundance of U in black shales is 16 mg/kg and radioactivity counts up to 300 cpm. In particular, Mo, V, Ba, Cd, Pb and U are enriched in black shales. Most of soils derived from black shales show high concentrations of U, As, Mo, Ba, Cu, Cd, Pb, Zn and mean concentrations of As and Mo in soils (20 mg/kg of As and 6.6 mg/kg of Mo) are higher than the permissible level suggested by Kloke (1979). Enrichment index values of soils are calculated and higher than 1.0 in the black shale area with the highest value of 6.4. Mean concentration of Cd in plants is higher than those of Cu, Pb and Zn. The concentration of Cd in plant species decreases in the order of Chinese cabbage > red pepper > soybean=sesame > rice stalk > com > rice grain. The biological absorption coefficients (BAC) in plants are in the order of Cd > Zn=Cu > Pb, which suggests that Cd is more bioavailable to plants than Cu, Pb and Zn. From the results of sequential extraction analysis of soils, relatively high proportion of Cu, Pb and Zn are present as residual fractions whereas that of Cd as non-residual fractions. Cadmuim occurs predominantly as exchangeable/water-acid soluble phase in soils, and Cd is more mobile and bioavailable than Cu, Pb and Zn.
The fluid generally flows through fractures in crystalline rocks where most of underground storage facilities are constructed because of their low hydraulic conductivities. The fractured rock is better to be conceptualized with a discrete fracture concept, rather continuum approach. In the aspect of fluid flow in underground, the simultaneous flow of groundwater and gas should be considered in the cases of generation and leakage of gas in nuclear waste disposal facilities, air sparging process and soil vapor extraction for eliminating contaminants in soil or rock pore, and pneumatic fracturing for the improvement of permeability of rock mass. For the purpose of appropriate analysis of groundwater-gas flow, this study presents an unsteady-state multi-phase FEM fracture network simulator. Numerical simulation has been also conducted to investigate the hydraulic head distribution and air tightness around Ulsan LPG storage cavern. The recorded hydraulic head at the observation well Y was -5 to -10 m. From the results obtained by the developed model, it shows that the discrete fracture model yielded hydraulic head of -10 m, whereas great discrepancy with the field data was observed in the case of equivalent continuum modeling. The air tightness of individual fractures around cavern was examined according to two different operating pressures and as a result, only several numbers of fractures neighboring the cavern did not satisfy the criteria of air tightness at 882 kPa of cavern pressure. In the meantime, when operating pressure is 710.5 kPa, the most areas did not satisfy air tightness criteria. Finally, in the case of gas leaking from cavern to the surrounding rocks, the resulted hydraulic head and flowing pattern was changed and, therefore, gas was leaked out from the cavern ceiling and groundwater was flowed into the cavern through the walls.
In this research, we propose a hybrid group decision support mechanism (H-GDSM) based on Fuzzy AHP (Analytic Hierarchy Process) and FCM (Fuzzy Cognitive Map). The AHP elicits a corresponding priority vector interpreting the preferred information among the decision makers. Corresponding vector was composed of the pairwise comparison values of a set of objects. Since pairwise comparison values are the judgments obtained from an appropriate semantic scale. However, AHP couldn't represent the causal relationship among information, which were used by decision makers. In contrast to AHP, FCM could represent the causal relationship among variables or information. Therefore, FCMs were successfully developed and used in several ill-structured domains, such as strategic decision-making, policy making, and simulations. Nonetheless, many researchers used subjective and voluntary inputs to simulate the FCM. As a result of subjective inputs, it couldn't avoid the rebukes of businessman. To overcome these limitations, we incorporated the Fuzzy membership functions, AHP and FCM into a H-GDSM. In contrast to current AHP methods and FCMs, the H-GDSM method developed herein could concurrently tackle the pairwise comparison involving causal relationships under a group decision-making environment. The strengths and contributions of our mechanism were 1) handling of qualitative knowledge and causal relationships, 2) extraction of objective input value to simulate the FCM, 3) multi-phase group decision support based on H-GDSM. To validate our proposed mechanism we developed a simple prototype system to support negotiation-based decisions in electronic commerce (EC).
아플라톡신은 Aspergillus flavus와 A. parasiticus에 의해 생성되는 독소대사산물로 발암물질이며 곡류(옥수수, 쌀, 보리), 땅콩, 과실류 및 종자류의 생산과 저장과정에서 생성된다. 곰팡이가 생성되기 쉬운 조건에서 오랜 기간 저장된 종자류에서 아플라톡신이 생성될 가능성이 있으며 이를 원료로 하여 유지로 가공 할 때도 아플라톡신이 이행될 우려가 있다. 또한 곡류나 두류 등을 가공하여 만든 영유아용식품도 아플라톡신 오염 가능성이 있다. 따라서 본 연구는 식용유지 및 영유아용식품에 대해 액체 추출법의 아플라톡신 시험법 적용가능 여부를 검토하고 필요시 새로운 분석방법을 확립하고자 하였다. 식용유지에 대한 아플라톡신은 MSPD (Matrix Solid Phase Dispersion)법으로 아플라톡신을 추출해 내고 면역친화성 칼럼을 사용해 정제하여 형광검출기가 장착된 고성능액체크로마토그래피(HPLC/FLD)를 이용해 분석하였다. 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$) 검량선의 직선성은 상관계수가 0.999 이상을 나타냈고 회수율은 85.9~93.0%의 양호한 결과를 얻었으며 상대표준편차는 5.7% 이하였다. 식용유지에서 액체 추출법과 비교해 볼 때, MSPD-면역친화성컬럼법을 사용하여 회수율을 향상시켜 시험법을 확립하였다. 영유아용식품에 대한 아플라톡신 분석방법은 액체 추출법이 적합하였으며 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$)에 대한 회수율은 89.5~92.3%로 양호한 결과를 얻었다.
LC-MS/MS를 이용하여 폴리펩타이드계 동물용의약품인 콜리스틴에 대한 시험법을 확립하여 정량성 및 정밀성을 확보하였으며, 확립된 시험법의 적용성 검증을 위해 국제식품규격위원회 기준에 따라 특이성, 정확성, 직선성, 정밀성, 검출한계, 정량한계 등을 검증하였다. 콜리스틴 표준용액을 잔류허용기준의 농도에 따라 검량선을 작성한 결과 0.99 이상의 직선성을 확인 할 수 있었으며, 본 실험에서의 평균 회수율은 85.9~107%이었다. 또한, 분석오차는 11.8% 이하로 정확성 및 재현성이 우수하였으며, 검출한계는 0.02 mg/kg, 정량한계는 0.05 mg/kg이었다. 또한, 실험실간 교차검증을 통하여 신뢰성을 확보하였다. 확립된 분석법은 양식 수산물 중 잔류할 수 있는 동물용의약품인 콜리스틴에 대한 안전관리에 활용 할 수 있을 것으로 판단된다.
LC-MS/MS를 이용하여 신속하고 정밀한 카벤다짐 분석법을 연구하였다. 농산물 중 카벤다짐은 acetonitrile로 추출한 후 SPE cartridge을 이용하여 전처리를 수행하였으며, 최소 검출한계 및 정량한계는 각각 0.001과 0.004 mg/kg이었다. 농산물에 각각 1.0 mg/kg 및 0.02 mg/kg 농도의 카벤다짐을 첨가하여 분석 시 회수율과 정밀성은 각각 상추가 84.9%, 1.0% 및 87.8%, 3.8% 얼갈이배추가 83.4%, 1.5% 및 86.8%, 2.7% 양배추가 86.4%, 2.0% 및 77.3%, 1.5% 근대가 83.3%, 0.2% 및 86.8%, 2.0 % 이었으며, 콩나물은 85.9%, 3.0% 및 90.1%, 1.3%, 그리고 숙주나물이 83.3%, 2.0% 및 85.9%, 1.9% 로 조사되었다. 본 연구의 시험법은 식품공전의 다성분분석법에 비해 신속하고 정밀한 분석법으로 농산물에 대한 카벤다짐 분석에 적합한 것으로 조사되었다.
본 연구에서는 기존 바이오차의 제한점인 비소 오염 토양 안정화에 대한 낮은 효율과 비산에 의한 유실 가능성을 개선할 수 있는 철 나노입자가 담지된 바이오차 기반 비드 형태 안정화제인 INPBC/bead (Iron Nano-Particles Impregnated BioChar/bead)를 제조하였다. 폐목재 바이오매스를 Fe(III) 용액과 함께 수열 반응을 진행하고 이후 소성을 거쳐 INPBC를 제조하였다. INPBC/bead는 알지네이트의 cross-linking 반응을 통해 제조 하였다. 제조한 INPBC/bead의 특성을 평가하기 위해 FT-IR, XRD, BET 비표 면적, SEM-EDS 분석을 실시하였다. 특성 평가 결과 입자 크기가 1-4 mm인 INPBC/bead는 여러 산소 함유 관능기를 보유하며 표면의 철 결정성은 Fe3O4인 것으로 확인되었다. INPBC/bead의 성능을 평가하기 위해 폐광산 주변 지역에서 채취한 비소 및 중금속 오염 토양을 이용하여 배양 실험을 실시하였다. 4주 동안의 배양이 종료된 후 처리된 토양을 대상으로 TCLP, SPLP 시험을 실시한 결과 안정화제 적용 비율이 증가함에 따라 안정화 효율은 높아지는 것으로 확인되었다. SPLP 시험 결과, INPBC/bead 5%의 비소 안정화 효율은 81.56%이며 납의 경우에는 농도가 검출한계 미만으로 저감되었다. 상기의 결과를 종합하였을 때 INPBC/bead는 토양 중 비소와 납에 대한 안정화 효과를 동시에 보유하고 토양의 pH 변화를 일으키지 않으며 비드 형태로써 적용 과정에서 비산되는 것이 방지할 수 있는 안정화제이기 때문에 비소 및 중금속 복합 오염 토양 안정화에 적용 가능성이 높은 안정화제 인 것으로 판단된다.
페니실린계 항생물질은 ${\beta}$-lactam 계열의 항생물질로서 인간과 동물에게 널리 사용되어지는 항생물질이다. 이러한 항생항균물질들의 오남용은 소비자가 항생제에 노출될 위험성을 증가시킨다. 본 연구에서는 국내 유통 중인 축 수산물을 대상으로 LC-MS/MS를 이용하여 페니실린계 동물용의약품 7종인 아목시실린, 암피실린, 벤질페니실린, 클록사실린, 디클록사실린, 나프실린, 옥사실린에 대한 잔류량을 조사하였다. 특이성, 정밀성, 회수율, 직선성을 통해 시험법의 유효성을 확인하였으며 아목시실린을 제외한 나머지 6종은 모두 76% 이상의 회수율을 보였고, RSD는 10% 이하로 나타내었다. 시료는 80% 아세토니트릴로 추출한 후 고체상 추출 카트리지를 사용하여 정제 한 후 분석하였다. 축 수산물 225건을 대상으로 잔류량을 조사한 결과 벤질페니실린이 축산물에서 12건, 수산물에서 7건으로 총 19건이 검출되었고 나머지 6개 항목인 아목시실린, 암피실린, 클록사실린, 디클록사실린, 나프실린, 옥사실린은 검출되지 않았다. 벤질페니실린이 검출된 축산물은 우유와 알을 제외한 소고기, 돼지고기, 닭고기이었으며 검출 수준은 0.001~0.009 mg/kg으로 잔류허용기준(MRL)인 0.05 mg/kg 이하로 검출되었다. 수산물에서 검출된 7건은 잔류허용기준인 0.03 mg/kg 이하로 검출되었다. 본 연구사업에서 수행한 모니터링 결과 해당항목의 경우 대부분 기준치 이하로 검출되어 비교적 안전한 수준인 것으로 나타났으나, 향후 지속적인 잔류실태조사와 제도적인 관리지도를 통하여 동물용의약품의 오남용에 대한 안전관리가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
곡물류 모니터링 시료인 현미, 보리, 옥수수 3가지 작물을 대상으로 보편적으로 많이 사용되고 등록된 농약을 조사, 76종을 선정하여 QuEChERS AOAC Official 2007. 01. 법과 변형된 QuEChERS 법으로 LC-MS/MS를 이용하여 회수율 시험을 비교하였다. 1% acetic acid를 사용하여 추출하는 QuEChERS AOAC Official 2007. 01. 법의 0.05, 0.2 mg/kg 회수율 결과는 현미 32.4~139.0%, 보리 24.2~123.7%, 옥수수 29.0~117.2%였고, 그 중 sulfonylurea 계통인 azimsulfuron, ethoxysulfuron, flucetosulfuron, imazosulfuron에 대해 회수율이 낮게 나오는 문제가 있었으며, 이들 농약의 평균 회수율은 53.3%였다. 이런 문제를 해결하기 위해 QuEChERS 법의 추출용매를 1% formic acid가 함유된 acetonitrile 용매로 바꾼 결과, 0.05, 0.2 mg/kg 수준의 회수율은 현미 73.2~132.2%, 보리 80.9~136.8%, 옥수수 66.6~143.5%였으며 변이계수는 모두 10% 미만이었다. 문제시 되었던 sulfonylurea 계통의 농약의 회수율도 53.3%에서 90.5%로 증가하였다. 검출한계(limits of detection, LOD)와 정량한계(limits of quantification, LOQ)는 현미 0.24~1.92, 0.79~65.74 ng/g, 보리 0.12~21.12, 0.36~63.36 ng/g, 옥수수 0.28~100.8, 0.86~302.4 ng/g이었다. 변형한 QuEChERS 법을 모니터링 시료 현미, 보리, 옥수수에 적용하여 98개 시료를 분석한 결과 36개의 시료에서 26종의 농약이 검출되었다. 검출 농도가 가장 높은 농약은 tricyclazole로 1.17 mg/kg로 조사되었다. 변형한 QuEChERS법으로 전처리를 하여 질량분석기 뿐만 아니라 현재 많이 보급된 검출기인 ECD, NPD 및 UPLC에서도 분석이 가능한지 실험하였고, 현미, 보리, 옥수수의 평균 회수율은 ECD는 65.3~130.3%, NPD는 61.6~133.0%로 대부분의 농약들이 잔류농약 검색용을 목적으로 하는 다성분 분석의 기준인 70~130% 이내의 회수율과 30%의 미만의 변이계수 조건을 만족하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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