The chloroacetanilide herbicide alachlor (2-chloro-2', 6'-diethyl-N-(methoxymethyl)-acetanilide) and organochlorine insecticide endosulfan (6, 7, 8, 9, 10, 10-hexachloro-l, 5, 5a, 6, 9, 9a-hexahydro-6, 9-methano-2, 3, 4-benzodioxathiepin-3-oxide)are the highly toxic agricultural chemicals. Bombina orientalis is one of the most common amphibians in the world and comprises a large proportion of their total number. B. orientalis spawns in the farming regions at Spring when the massive application of agricultural chemicals occurs. These chemicals in farmland may threaten the reproduction of this frog. Therefore, we examined the embryotoxic and survival effects of alachlor and endosulfan at various concentrations in B. orientalis embryos. The survival rates of embryos at 312h post fertilization treated with alachlor and endosulfan were decreased with concentration dependent manner. Also, developmental malformations appeared by alachlor and endosulfan in B. orientalis embryos. The malformations showed in order of frequency with bent trunk, tail dysplasia, bent tail, thick-set body and ventral blister in alachlor treated embryos. The exposure of endosulfan produced 7 types of severe external malformations with tail dysplasia, pectoral blister, bent trunk, bent tail, cephalic dysplasia, ventral blister, and thick-set body. Following exposure to alachlor and endosulfan the types of malformations were diverse, suggesting these chemicals target multiple events in embryonic and larval development in this species. These results suggested that alachlor and endosulfan were detrimental for survival and development of B. orientalis embryos.
유기염소계 살충제 엔도설판은 2012년 국제적으로 사용이 금지되었으나 인도와 중국을 비롯한 국가들에서 여전히 사용되고 있으며 높은 잔류성과 이동성으로 인해 다양한 환경에서 검출되고 있다. 본 연구에서는 엔도설판이 토양세균의 군집구조에 미치는 영향을 16S rRNA 유전자 파이로시퀀싱 기법을 이용하여 분석하였다. 엔도설판을 100 mg/kg의 수준으로 밭토양에 처리했을 때 세균의 Operational taxonomic unit (OTU) 수와 다양성 지수가 감소했다가 서서히 증가하였으며 Proteobacteria와 Verrucomicrobia 문의 점유율은 증가하고 Chloroflexi와 Spirochaetes 문의 점유율은 감소한 것으로 나타나 엔도설판 처리가 토양세균 군집구조를 변화시키는 것을 확인하였다. 엔도설판 처리 시 Sphingomonas와 Burkholderia 속에 속하는 OTU의 점유율이 배양 초기에 높게 나타났으며 Pseudonocardia와 Opitutus 속에 속하는 OTU의 점유율은 배양 후기에 높게 나타났다. 이전 연구에서 Sphingomonas, Burkholderia, Pseudonocardia 속에 속하는 균주들이 엔도설판을 분해하였으므로 이 속에 속하는 OTU들이 토양에서 엔도설판의 분해에 단계적으로 관여했을 것으로 추정된다.
유기염소계 살충제 endosulfan과 이의 토양 중 주 분해산물인 endosulfan sulfate의 ZVI에 의한 분해정도와 분해산물을 조사하였다. ZVI처리에 의해서 수용액내에서 endosulfan과 endosulfan sulfate는 pH가 낮을수록 분해율이 높았으며 pH 3.0에서 ${\alpha}$-endosulfan은 28%, endosulfan sulfate는 90%정도 분해되었고 acetone/water(50/50, v/v) 용액에서는 ${\alpha}$-endosulfan은 65%, endosulfan sulfate는 92%정도 분해되었다. ZVI에 의해 ${\alpha}$-endosulfan 및 endosulfan sulfate는 분해되어 2개의 미확인 물질을 생성하였다. 반응시간에 따른 반응속도와 반감기를 비교해 보면 endosulfan sulfate가 ${\alpha}$-endosulfan에 비해 빠르게 분해되는 양상을 보였다. ZVI의 처리에 인해 ${\alpha}$-endosulfan과 endosulfan sulfate에서 생성된 2개의 미확인 물질은 GC-MS로 분석한 결과, 하나의 $Cl^-$가 $H^+$로 치환된 구조이성질체로 나타났다.
For the development of immunodetection method of 4,4'-dichlorodipheny-2,2,2-trichloroethane (p,p'-DDT), a persistent and broad toxic organochlorine insecticide, various DDT derivatives were synthesized and characterized for the use of immunogens and the coating ligands for the antibody evaluation. The appropriate lengths of linkers were introduced to investigate more efficient DDT derivatives. Among these hapten derivatives, 2,2-Bis(4-chlorophenyl)acetic acid (DDA), 5,5-Bis(4-chlorophenyl)-5-hydroxypentanoic acid (DDHP) and 5,5-Bis(4-chlorophenyl)-5-chloropentanoic acid (DDCP) were conjugated with keyhole limpet hemocyanin (KLH) for the use of immunogen to produce antibodies. 6,6-Bis(4-chlorophenyl)-6-hydroxyhexanoic acid (DDHH) and 3-[6,6-Bis(4-chlorophenyl)-6-hydroxyhexanoylamino]propanoic acid (DDHHAP) in addition to above hapten derivatives were conjugated to ovualbumin (OVA) and bovine serum albumin (BSA) for the use of coating ligands to measure the titration level of antibody and the displacement of free analytes. Three matching pairs of antibodies and coating ligands were selected for the simultaneous detection of p,p'-DDT and its related compounds of DDA and 2,2-bis(4-chlorophenyl)-1,1-dichloroethylene (p,p'-DDE) by investingating the displacement of free analytes in an indirect ELISA. These were PAb #1 and coating ligand DDCP-OVA, PAb #1 and DDHHAP-OVA, and PAb #3 and DDHHAP-OVA. The most useful immunoreaction for DDT analytes were obtained using PAb #3 and coating ligand DDHHAP-OVA showing 3.4 ng/mL of lower limit of detection. These results indicated that titration level and free analytes displacement were greatly influenced by hapten derivatized and carrier proteins conjugated.
우리나라에서 유일하게 사용되고 있는 유기염소계 살충제 endosulfan을 미생물학적 방법으로 분해하기 위하여 총 182점의 토양, 퇴비 및 액상의 미생물 시료를 접종원으로 실시한 endosulfan 집식(enrichment) 실험으로부터 endosulfan을 endosulfan diol 형태로 경유하여 분해하는 균주를 선발하고 그 이름을 Bacillus sp. E64-2로 명명하였다. 분리균주는 7일만에 배지에 함유된 10 mg/L 농도의 endosulfan을 99% 이상 분해하였다. 또한 분리균주 Bacillus sp. E64-2의 조효소액은 endosulfan을 endosulfan diol로 전환하는 활성을 가지고 있었으며 균주 자체는 생육 중에 배지의 pH를 배양 7일 만에 pH 7.0에서 pH 8.4로 올릴 수 있었다. 이러한 효소활성과 pH 증가 능력은 분리균주 E64-2에 의한 endosulfan 분해의 주된 작용 인자인 것으로 판단되며 이 균주는 효소에 의한 분해작용과 pH 상승작용을 통하여 토양에 잔류는 난분해성 물질인 endosulfan을 bioremediation하기 위한 연구의 기초 균주로서의 가치가있을 것으로 판단된다.
Cadusafos, an organophosphorus insecticide, has been commonly used against various pests worldwide. Organophosphorus pesticides have shorter half-lives and lower toxicities than organochlorine pesticides. However, excessive use of Cadusafos can increase pest resistance and issues with acetylcholine biomagnification, potentially resulting in human toxicity. In this study, we investigated the effect of a Cadusafos-degrading microbial agent (CDMA) prepared using Sphingobium sp. Cam5-1, which was previously reported to effectively degrade residual Cadusafos in soil. Experiments were conducted under both controlled laboratory and greenhouse field conditions. Under laboratory conditions, CDMA (106 cfu/g soil application rate) decomposed 97% of Cadusafos in the soil in the untreated control after 21 days. Additionally, when CDMA (106 cfu/g soil) was mixed with quicklime, 99% of Cadusafos was decomposed within 3 days. Under greenhouse field conditions, the combined effect of CDMA (106 cfu/g soil) and quicklime was not observed. However, CDMA (106 cfu/g soil) application alone was capable of decomposing 91% of Cadusafos after 3 days. These results indicate that CDMA can effectively decompose high residual levels of Cadusafos in soils under field conditions using a low inoculum rate.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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