• 한국환경농학회지
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• 제17권4호
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• pp.312-318
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• 1998

중금속 오염에 대한 식물복원법(phytoremediation)에 적합한 식물종의 탐색과 확립에 필요한 기초자료를 얻기 위하여 본 연구를 수행하였다. 공시 식물은 단풍잎돼지풀, 갓, 소리쟁이, 어저귀와 같은 야생식물을 이용하였다. 이들 종에 중금속으로 카드뮴과 구리를 처리하여 유묘의 출현과 유묘시기의 생육의 변화 및 양액재배를 통해 중금속이 이들 종에 미치는 영향과 축적되는 정도를 알아보았다. 공시종을 모래에 파종 후 중금속을 토양내 위험 수준으로 처리하고 pH를 6.5, 5.5, 4.5 조절하였을 때 pH가 낮아질수록 출현율 및 유묘의 생육은 저하되었으며 카드뮴에 비해 구리의 피해가 좀더 심하였다. 공시종 중 phy-toremediation에 가장 적합한 종은 단풍잎돼지풀이었으며 이종은 중금속에 의한 유묘의 출현과 초기 생육의 영향이 다른 종에 비해 적었으며, 양액 재배에 있어서도 $20{\mu}mol/L$Cd와 $80{\mu}mol/L$ Cu정도의 농도 처리에 의한 피해 정도가 미약하였다. 미국돼지풀은 중금속 축적량이 유묘의 카드뮴 311mg/kg, 구리 369mg/kg 정도가 축적되어 양호한 결과를 나타냈다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권4호
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• pp.293-298
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• 2007

Robinia pseudoacacia var. umbraculifera, commonly called umbrella black locust were regenerated after co-cultivation of internode segments with Agrobacterium tumefaciens which included yeast cadmium factor 1 (YCF 1) gene. The tolerance to cadmium and lead for plants can be increased by the YCF1 gene expression. Moreover, the recent studies have shown that YCF1 gene transgenic plants increase the accumulation of cadmium and lead into plant vacuoles. The effect of plant growth regulator such as 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), ${\alpha}$-naphthaleneacetic acid (NAA), 6-benzyladenine (BA), and thidiazuron (TDZ) were studied to evaluate the propagation of plants through internode explants. The efficient induction of multiple adventitious shoots and callus were observed on a medium supplemented with 0.1 mg/L TDZ + 0.2 mg/L BA. To induce shoot elongation and rooting, regenerated shoots were transferred into basal MS medium without any plant growth regulator. Successful Agrobacterium tumefaciens mediated transformation was obtained by 20 min vacuum-infiltration with $50{\mu}M$ acetosyringone on the optimal multiple shoot induction medium with 30 mg/L hygromycin and 300 mg/L cefotaxime. To confirm the integration and expression of transgene, Polymerase Chain Reaction (PCR) and Reverse Transcriptase PCR (RT-PCR) were performed with specific primers. The frequency of transformation was approximately 18.94%. This study can be used to genetic engineering of phytoremediator.

• 환경정책연구
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• 제12권4호
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• pp.119-132
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• 2013

도시 내 중금속 오염지에 대한 정화방법의 하나인 식물정화재배(phytoremediation)의 효용성을 검증하기 위해 자생 지피식물인 비비추를 대상으로 실험을 수행하였다. 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn)의 중금속을 중심으로 각각 네가지 농도로(0, 100, 250, $500mg{\cdot}kg^{-1}$) 처리한 무배수용기에 비비추를 식재한 후 7개월간 식물과 토양 내 중금속 변화량을 살펴보았다. 비비추 지상부에서의 카드뮴(Cd)과 납(Pb)은 처리농도가 증가할수록 검출량도 증가하였으나, 아연(Zn)은 감소되었다. 지하부에서는 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 납(Pb)처리가 고농도일수록 검출량도 높아지는 경향을 보였다. 식물체 지상부와 지하부간의 축적률인 TF(transportation factor)의 경우, 대부분 중금속 처리에서 80% 이상을 지하부에서 축적하는 것으로 나타났다. 토양 내 중금속의 제거량은 세 가지 중금속 모두 처리농도가 높을수록 비례적으로 증가하였다. 식물체와 토양 내 중금속 농도비인 BF(bioaccumulation factor)의 경우 아연(Zn)이 낮은 반면, 카드뮴(Cd), 납(Pb)의 경우 토양에서 식물체에 의한 축적률이 30% 이상인 것으로 나타났다. 이러한 반응은 오염된 토양에서 식물은 생육이 가능한 한계까지만 활성화할 수 있는 낮은 농도의 중금속을 선택적으로 축적하려는 것으로 판단되며, 지속적인 정화효과를 위해서는 생육과 축적이 가능한 저농도 중금속 오염지를 정화방법으로 적용될 수 있으리라 본다.

• 한국농림기상학회지
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• 제8권3호
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• pp.159-168
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• 2006

대기오염물질을 정화하기에 적합한 수종을 탐색하기 위하여, 공단지역의 가로수로 식재된 27개 수종의 잎에서 항산화 능력, 과산화 지질 함량 및 질소함량을 조사하였다. 2깨 수종 중 항산화 능력이 가장 높은 수종은 개잎갈나무(91.4%) 이었고, 가장 낮은 수종은 벽오동(56.9%) 이었다. MDA함량이 가장 적은 수종은 배롱나무와 은행나무였으나, 양버즘나무, 구실잣밤나무, 후박나무 및 향나무에서는 높은 MDA 함량이 측정되었다. 낙엽활엽수의 항산화 능력은 상록수의 항산화 능력과 뚜렷한 차이가 없었으나, 낙엽활엽수의 MDA 함량은 상록수의 MDA 함량보다 낮게 나타났다. 27개 수종은 항산화 능력과 과산화지질 함량을 기준으로 하여 다음과 같이 4개의 범주로 구분하였다. 범주 I은 높은 항산화 능력과 낮은 과산화지질 함량을 가진 수종, 범주 II는 높은 항산화 능력과 높은 과산화지질 함량을 가진 수종, 범주 III은 낮은 항산화 능력과 낮은 과산화지질 함량을 가진 수종, 범주 IV는 낮은 항산화 능력과 높은 과산화 지질 함량을 가진 수종. 이들 4개 범주에 속하는 수종은 각각 7종(범주 I), 6종(범주 II), 8종(범주 3), 6종(범주 IV) 이었다. 높은 항산화 능력을 가진 범주 I과 II의 수종들은 낮은 질소함량을 나타냈으나, 낮은 항산화능력을 가진 범주 III과 IV의 수종들은 높은 질소함량을 나타냈다. 그러나 범주 I과 II에 속하는 메타세코이아, 굴피나무, 양버즘나무는 예외적으로 높은 항산화 능력과 높은 질소함량을 나타냄으로써 이들 수종들은 공단지역의 식재 수종으로 적합한 것으로 판단되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권5호
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• pp.323-332
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• 2003

전국적으로 산재해있는 2,000여 광산지역의 경우 중금속 오염의 정도와 범위를 고려할 때, 기존의 물리 화학적 복원기술의 적용만으로는 경제성과 실효성의 조화가 어렵다. 이에 기존의 토양 복원기술과 더불어 생물학적 복원기술로써 phytoremediation 기술의 개발이 요구된다. 본 연구는 경기도 광명시에 위치한 폐아연광산 인근 토양 및 식물체내의 중금속 함량과 토양내 Cd의 존재형태별 분포를 파악하여 인근 농경지로의 잠재적 오염원이 되는 부지를 선정하고, 오염 토양에 대한 phytoremediation 적용을 위한 기초 조사를 수행하였다. 17지점에서 채취한 논 밭 및 비경작지 토양의 0.1 N-HCl 추출 Cd 함량은 $0.2-42mg\;kg^{-1}$의 분포를 보였고, Cd 함량이 상대적으로 높은 비경작지 토양의 중금속 함량은 Zn $533-2320mg\;kg^{-1}$, Pb $560-3584mg\;kg^{-1}$, Cu $104-1277mg\;kg^{-1}$, Cd $11-42mg\;kg^{-1}$의 범위로 나타났다. pH를 1에서 3까지 조절하며 수행한 중금속 용출시험 결과 pH 변화에 따른 중금속 용출의 정도는 매우 컸다. 대부분의 토양은 유기물 및 질소함량이 극히 낮고, 평균 토성은 사양토로 전국적으로 분포하는 광산토양의 평균 이화학성 범위 내에 있어 Cd, Zn 및 Pb의 생물학적 복원부지로서의 적합성을 보였다. 본 연구에서 정화식물종으로 선별한 식물은 아연광산에 서식하는 대표적 초본류인 쑥이며, 체내 중금속 함량은 지상부 $43mg\;kg^{-1}$, 지하부 $52mg\;kg^{-1}$의 Cd 함량을 보였다. 채취한 식물체 주변 근권 토양 (rhizosphere soil)과 경계면 토양 (soil-root interface soil)은 각각 15.68, $14.09mg\;kg^{-1}$의 Cd 함량을 나타내었다. 토양에 대한 연쇄추출 결과 $H_2O$(water soluble), NaOH (organically bound), $KNO_3$ (exchangeable), EDTA (oxide/carbonate), $HNO_3$ (sulfide/residual)의 순으로 Cd 추출효율이 증가하였으며, 토양내 치환태 Cd는 평균 $2.4mg\;kg^{-1}$으로 나타났다. 중금속 오염부지에 대한 식물 식재시 퇴비의 투여량은 지하부 표면적 및 뿌리부피와 밀접한 상관관계를 나타내어 오염 토양내 식피조성시 식물체의 활착율을 증대 시킬 수 있을 것으로 사료된다.