In this study, heavy metal distributions in the tissues of feral pigeon (Columba livia) were characterized using samples collected from bio-monitoring sites (Hangang Park and Hampyeong Park) of the NESB (National Environmental Specimen Bank), Korea, in order to evaluate the feasibility of feral pigeons as an indicator for the environmental monitoring. Cadmium (Cd) was analyzed to be accumulated in kidneys at higher concentration than in the other tissues. Such trend can also be found in the reviews on the Cd accumulations of the 34 cases including 17 avian species which showed that 31 cases had the highest Cd concentrations in the kidney among tissues. However, lead (Pb) was found to be richest in the bones in this study. 17 cases out of 30 reviewed cases had the highest Pb concentration in bones, whereas other 10 cases showed the highest concentration in kidneys, and 3 cases in livers. Therefore, kidneys together with bones can be a main target organ to test cadmium exposure to different habitat environments depending on physiological traits of birds. Zinc (Zn) was found to be the highest concentration in the pigeon livers of Hangang Park, but not in the bones. In contrast, the 13 cases of 16 reviewed cases had the highest Zn concentration in bones, and the 3 cases in livers. In addition, the heavy metal distribution patterns in relations to the metal accumulation mechanisms (a competition between Pb and Ca, a function of methallothionein protein, and etc.) were discussed.
There are numerous closed and abandoned mines in Korea, from which diverse heavy metals (e.g., As, Cd, Cu, Pb, Zn) are released into the surrounding soil, groundwater, surface water, and crops, potentially resulting in detrimental effects on the health of nearby residents. Therefore, we performed human risk assessments of two abandoned metal mines, Yanggok (YG) and Samsanjeil (SJ). The exposure parameters used in this assessment were specific to residents near mines and the included exposure pathways were relevant to areas around metal mines. The computed total excess carcinogenic risks for both areas exceeded the acceptable carcinogenic risk ($1{\times}10^{-6}$), indicating that these areas are likely unsafe due to a carcinogenic hazard. In contrast, the non-carcinogenic risks of the two areas differed among the studied receptors. The hazard indices were higher than the unit risk (=1.0) for male and female adults in YG and male adults in SJ, suggesting that there are non-carcinogenic risks for these groups in the study areas. However, the hazard indices for children in YG and female adults and children in SJ were lower than the unit risk. Consumption of groundwater and crops grown in the area were identified as major exposure pathways for carcinogenic and non-carcinogenic hazards in both areas. Finally, the dominant metals contributing to carcinogenic and non-carcinogenic risks were As and As, Cu, and Pb, respectively. In addition, the carcinogenic and non-carcinogenic risks of YG were evaluated to be 10 and 4 times higher than those of SJ, respectively, resulted from the relatively higher exposure concentration of As in groundwater within SJ area. Because of lacking of several exposure parameters, some of average daily dose (ADD) could not be computed in this study. Furthermore, it is likely that the ADDs of crop-intake pathway included some errors because they were calculated using soil exposure concentrations and bioconcentration factor (BCF) rather than using crop exposure concentrations.
One of the main interests in relation to heavily contaminated gully-pot sediment in urban area is the short term mobility of heavy metals, which depends on the pH of acidic rainwater and on the buffering effects of carbonate minerals. The buffering effects of carbonates are determined by titration (acid addition). Leaching experiments are carried out in solutions with variable initial HN03 contents for 24h. The gully-pot sediment appears to be predominantly buffered by calcite and dolomite. In case of sediment samples, which highly contain carbonates, pH decreases more slowly with increasing acidity. On the other hand, for the sediment samples, which less contain carbonate minerals, pH rapidly drops until it reaches about 2 then it decreases slowly. The leaching reactions are delayed until more acid is added to compensate for the buffering effects of carbonates. The Zn, Cu, Pb and Mn concentrations of leachate rapidly increase with decreased pH, while Cd, Co, Ni, Cr and Fe dissolutions are very slow and limited. The solubility of heavy metals depends not only on thc pH values of leachatc but also on the speciation in which metals are associated with sediment particles. In slightly to moderately acid conditions, Zn, Cd, Co, Ni and Cu dissolutions become increasingly important. As deduced from leaching runs, the relative mobility of heavy metals at pH of 5 is found to be: Zn > Cd > Co > Ni > Cu » Pb > Cr, suggesting that moderately acid rainwater leach Zn, Cd, Co, Ni and Cu from thc contaminated gully-pot sediment, while Pb and Cr would remain fixed. The buffering effects of Ca- and Mg-carbonates play an important role in delaying as well as limiting the leaching reactions of heavy metals from highly contaminated gully-pot sediment. The extent of such a secondary environmental pollution will thus depends on how well the metals in sediment can be leached by somewhat acidic rain water. Changes in the physicochemical environments may result in the severe environmental pollution of heavy metals. These results are to be taken into account in the management of contaminated sediments during rainstorms.
Kim, Ho-Rim;Kim, Kyoung-Ho;Yun, Seong-Taek;Hwang, Sang-Il;Kim, Hyeong-Don;Lee, Gun-Taek;Kim, Young-Ju
Journal of Soil and Groundwater Environment
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v.17
no.6
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pp.69-81
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2012
Diverse geostatistical tools such as kriging have been used to estimate the volume and spatial coverage of contaminated soil needed for remediation. However, many approaches frequently yield estimation errors, due to inherent geostatistical uncertainties. Such errors may yield over- or under-estimation of the amounts of polluted soils, which cause an over-estimation of remediation cost as well as an incomplete clean-up of a contaminated land. Therefore, it is very important to use a better estimation tool considering uncertainties arising from incomplete field investigation (i.e., contamination survey) and mathematical spatial estimation. In the current work, as better estimation tools we propose stochastic simulation approaches which allow the remediation volume to be assessed more accurately along with uncertainty estimation. To test the efficiency of proposed methods, heavy metals (esp., Pb) contaminated soil of a shooting range area was selected. In addition, we suggest a quantitative method to delineate the confident interval of estimated volume (and spatial extent) of polluted soil based on the spatial aspect of uncertainty. The methods proposed in this work can improve a better decision making on soil remediation.
Kim, Kyoung-Bum;Kim, Chang-Il;Yun, Ji-Sun;Jeong, Young Hun;Nahm, Jung Hee;Cho, Jeong-Ho;Paik, Jong-Hoo;Nahm, Sahn;Seong, Tae-Hyeon
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.25
no.12
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pp.943-948
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2012
A new water energy harvester module, which is composed of piezoelectric bimorph cantilevers, harvesting circuit and a shaft with 16 impellers at a center axis, was fabricated for energy harvesting application. High energy density $Pb(Zr_{0.54}Ti_{0.46})O_3$ + 0.2 wt% $Cr_2O_3$ + 1.0 wt% $Nb_2O_5$ (PZT-CN) thick film obtained by tape casting method was used for the bimorph cantilever. The PZT-CN bimorph cantilever with a proof mass of 49 g exhibited extremely high output power of 22.5 mW (24 $mW//cm^3$) at resonance frequency of 11 Hz. In addition, the fabricated water energy harvester has a cylindrical structure with 48 bimorph cantilevers clamped at inner surface. A significantly high output power of 433 mW was obtained at a rotation speed of 120 rpm with a resistive load of $500{\Omega}$ for the water energy harvester.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.17
no.4
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pp.11-17
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2010
The electromigration phenomenon in lead-free flip-chip solder joint has been one of the serious problems. To understand the mechanism of this phenomenon, the crystallographic orientation of Sn grain in the Sn-Ag-Cu solder bump has been analyzed. Different time to failure and different microstructural changes were observed in the all test vehicle and bumps, respectively. Fast failure and serious dissolution of Cu electrode was observed when the c-axis of Sn grain parallel to electron flow. On the contrary of this, slight microstructural changes were observed when the c-axis of Sn perpendicular to electron flow. In addition, underfill could enhance the electromigration reliability to prevent the deformation of solder bump during EM test.
Newly synthesized 15-Crown-5 derivatives including anthracene were used as neutral carriers for ion selective electrodes to determine potassium ion by potentiometry. Among the five neutral carriers studied in this work, N-(4'-benzo-15-crown-5-ether)-anthracene-9-imine was found to be the best in terms of selectivity and stability. The optimal composition of ion selective membrane was 1.0, 33.0 and 66.0 wt% for neutral carrier, PVC and plasticizer, resperctively. Addition of KTpCIPB used as a lipophilic additive improved the Nernst slope and the selectivity of potassium ion over alkali and alkaline earth metals. Especially, the selectivity of potassium ion over ammonium ion was remarkably good ($logK^{pot}_(K^+,NH_4^+}$=-2.59). The response time was also excellent ($t_{100}$=5sec) and continuous use of this electrode for three weeks has not changed the selectivity and analytical characteristics.
These studies were performed to approach the precise pathway inducing the meiotic inhibitory action of hypoxanthine on mouse follicular oocytes and to identify the cause of detrimental effect of hypoxanthine on viability of the oocyte in vitro. In addition, a correlation between the meiotic inhibitory effect and the detrimental effect of hypoxanthine was investigated. Mouse follicular oocytes at germinal vesicle(GV) stage were collected from the ovaries of ICR mice by puncturing the antral follicles with a fine needle, at 48 hours after PMSG injection. Oocytes were cultured in Modified Whittingham's T6 media containing hypoxanthine and several materials that involved in metabolism of hypoxanthine, and the effects of the materials on the actions of hypoxanthine were investigated by observing germinal vesicle breake down (GVBD), 1st polar body (PB) extrusion and viability of the oocytes. Phophodiesterase significantly reduced the meiotic inhibitory effect of dbcAMP but did not influence on the inhibitory effect of hypoxanthine. Allopurinol and 6-MP significantly enhanced the meiotic inhibitory effect of hypoxanthine, but the materials themselves also showed the meiotic inhibitory action like hypoxanthine. Hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase significantly enhanced the meiotic inhibitory effect of hypoxanthine, on the contrary HGPRT itself promoted meiotic resumption of the oocytes. Catalase did not induce any change in the meiotic inhibitory effect of hypoxanthine, but SOD increased the GVBD rate suppressed by hypoxanthine. The detrimental effect of hypoxanthine on viability of the oocytes was significantly reduced by allopurinol and catalase, but SOD increased the GVBD rate suppressed by hypoxanthine. The detrimental effect of hypoxanthine on viability of the oocytes was significantly reduced by allopurinol and catalase, but SOD did not reduce the deterimental effect of hypoxanthine. In conclusion, the meiotic inhibtory effect of hypoxanthine may be caused by guanyl dervartives converted from hypoxanthine via salvage pathway, and superoxide anion may partially participate in the inhibitory effect of hypoxanthine. The detrimental effect of hypoxanthine on viability of the oocytes be cused by hydrogen peroxide produced during the metabolism of hypoxanthine.
Fisher, John G.;Lee, Dae-Gi;Oh, Jeong-Hyeon;Kim, Ha-Nul;Nguyen, Dieu;Kim, Jee-Hoon;Lee, Jong-Sook;Lee, Ho-Yong
Journal of the Korean Ceramic Society
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v.50
no.2
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pp.157-162
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2013
The need for lead-free piezoceramics has caused a renewal of interest in $BaTiO_3$-based systems. Recently, it was found that ceramics in the $(Ba,Ca)(Zr,Ti)O_3$ system have properties comparable to those of $Pb(Zr,Ti)O_3$. However, these ceramics require rather high sintering temperatures of $1450-1550^{\circ}C$. In this work, the effect of $TiO_2$ and CuO addition on the sintering behavior, microstructure, dielectric and piezoelectric properties of $(Ba_{0.85}Ca_{0.15})(Zr_{0.1}Ti_{0.9})O_3$ (BCTZ) ceramics will be discussed. BCTZ ceramics were prepared by the mixed oxide route and 1 mol % of $TiO_2$ or CuO was added. Undoped and doped ceramics were sintered at $1350^{\circ}C$ for 1-5 h. CuO was found to be a very effective sintering aid, with samples sintered for 1 h at $1350^{\circ}C$ having a bulk density of 95% theoretical density; however the piezoelectric properties were greatly reduced, probably due to the small grain size.
Park Yeong-Chul;Park Hae-Mo;Ko Seong-Gyu;Lee Sun-Dong;Park Hong-Duok
Journal of Environmental Health Sciences
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v.32
no.3
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pp.199-206
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2006
Various heavy metals have been known for causing ischemic stroke. In order to describe the causative relationship between the blood levels of various heavy metals and stroke patients, 116 patients with stroke and 111 patients without stroke were selected from one Oriental medical hospital in Wonju, Korea. Total of 9 kinds of metals such as As, Cd, Co, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, and Zn were analyzed in blood from patients with and without stroke. There were no significant differences in the means of metal concentrations between the stroke and nonstroke patients except for the mean of Co concentration. In the case of Co, the means for stroke and non-stroke patients were 0.44 ug/l and 0.40 ug/l showing a significant difference at the level of p-value=0.05. The odds ratios for each metal ranged from 0.96 to 2.86. Most odds ratios were not significant but the odds ratio for Co, $2.86{\pm}1.49$ was significant, indicating that Co increases the risk of stroke by 2.86 times. In order to identify the specific risk level of stroke increased by a multiple interaction of metals, regression coefficients and odds ratio for a pair or multiple pair of metals were reanalyzed. However, all of regression coefficients and odds ratios were not significant. In conclusion, Co showed the significant level in blood from patients with stroke. In addition, the odds ratio of stroke was significantly different from other metals. Thus, it is considered that Co among various metals analyzed in this study is the important metal for increasing the risk of stroke.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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