본 연구에서는 다환방형족화합물의 하나인 phenanthrene를 이용하여 천연망간산화물에 흡착/탈착되는 특성을 평가하였다. 토양, 퇴적물이나 수체에 다양한 오염물이 동시에 존재하는 경우를 고려하여 페놀계 오염물이 있는 경우, 다환 방형족화합물의 흡탈착에 미치는 영향을 조사하였다. 망간산화물에 의하여 4-클로로페놀은 효과적으로 산화되었으며 반응산물은 고분자화(휴믹화) 되는 경향을 나타내었다. 4-클로로페놀이 분해됨에 따라 망간산화물 표면에 흡착되는 phenanthrene의 양은 급격히 증가하였다. 또한, 4-클로로페놀이 존재하는 경우 흡착된 phenanthrene의 탈착에 대한 저항성은 4-클로로페놀 농도가 증가할수록 강하게 나타남으로써 고분자화된 4-클로로페놀 반응산물에 phenanthrene이 강하게 흡착되어 있다는 결과를 도출하였다. 결과적으로 망간산화물은 페놀계 오염물과 다환방향족화합물을 동시에 처리하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 보여주었다.
본 연구는 천연계 계면활성제의 하나인 사이클로덱스트린을 이용한 화학적 토양세정을 다룬다. 두가지 polycyclic aromatic hydrocarbon인 phenanthrene과 naphthalene을 오염물질로 선정하고 토양종류 및 세정강도를 주변수로 하여 수직칼럼 상에서의 오염물질 제거효과를 분석, 고찰하였다. 실험실 규모의 연구결과, 오염원 제거효율은 세정액의 유량, 농도, 온도 및 토양칼럼의 공극률에 비례하는 것으로 나타났으며, 형광광도 분석과 methylene blue와 같은 염료 라벨링 분석을 통하여 초기 세정은 토양과 계면활성제의 흡착에 의존하고 세정이 거듭될수록 유체흐름에 의한 전단력이 주요변수임을 확인할 수 있었다. 본 데이터는 향후 pilot 규모의 현장세정시 기초자료로 활용가능하며, 세정전략 (회분식, 연속식)수립에 유용할 것으로 사료된다.
본 연구는 국내 지역별 농작물과 농업환경 중 16종의 PAHs 잔류 양상을 파악하고자 수행하였다. 국내 PAHs 오염 우려지역인 공업단지 및 화력발전소 주변에서 주요 농작물(26점), 농작물 재배 토양(46점) 및 농작물 재배 주변 물(15점) 시료를 채취하여 GC/MSD로 PAHs 잔류량을 분석하였다. 농작물의 경우 최대 5종의 PAHs가 $4.5{\sim}52.2{\mu}g\;kg^{-1}$ 수준으로 검출되었으며, 토양에서는 최대 13종의 PAHs가 $4.3{\sim}662.9{\mu}g\;kg^{-1}$ 범위로 검출되었다. 이 중 발암성이 강한 물질로 알려진 benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(b)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, dibenzo(a,h)-anthracene 등 총 6가지 성분이 $14.2{\sim}167.8{\mu}g\;kg^{-1}$ 범위로 검출되었다. 특히 토양 중 PAHs 잔류함량과 검출빈도는 제철, 중공업단지가 밀집되어있고 교통량이 많은 지역이 다른 지역보다 최대 3배 이상 높게 나타났으며, 산불이 발생했던 지역에서는 최대 6종의 PAHs가 $73{\sim}36.0{\mu}g\;kg^{-1}$ 수준으로 검출되었다. 자동차 배기가스 및 주거난방 시설에서 주로 발생하는 naphthalene, phenanthrene, fluoranthene, pyrene 등의 검출빈도가 다른 성분에 비해 높게 나타났다. 채취한 모든 물 시료에서는 PAHs가 검출되지 않았다. 이는 PAHs의 수용해도가 비교적 낮고, 친유성의 특성을 가지고 있어 물보다는 유기화합물이 풍부한 저니토에 잔류할 가능성이 크기 때문인 것으로 판단되었다. 본 연구 결과 국내농작물과 농업환경 중 일부 PAHs가 분포되어 있는 것을 확인하였으며, 향후 환경 중 PAHs의 농작물 오염경로 및 잔류 특성 등을 규명하는 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.
포접력을 지닌 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin(β-HPCD)을 비롯한 cyclodextrin계 화합물은 소수성 유기물질의 용해도를 증가시킴으로써 미생물에 의한 분해를 촉진시키나 그 외의 자세한 기작은 알려져 있지 않다. 본 실험에서는 β-HPCD 유무에 따라 고분자 PAHs 분해력을 지닌 Novosphingobium pentaromtivorans US6-1 균주의 pyrene라 benzo[a]pyrene(B[a]P)의 분해정도, 이때의 biomass 변화 및 dioxygenase활성을 측정함으로써 PAHs 생분해과정에서 β-HPCD의 역할을 규명하고자 하였다. 실험구는 균주와 PAHs, β-HPCD의 존재 유무에 따라 8개 조건으로 준비하였으며 각 실험구의 배양기간에 따른 PAHs 분해도와 생체량의 변화를 측정하였다. Pyrene의 경우 β-HPCD가 존재함에 따라 분해도가 증진되는 것이 확인되었으며, 특히 B[a]P의 분해에는 β-HPCD가 필수요소로 작용하였다. 생체량의 변화는 PAHs의 존재 유무에 영향을 받지 않았고 β-HPCD의 존재 유무에 따라 차이를 나타내었다. 또한 US6-1 균주는 β-HPCD가 포함된 MM2 무기영양배지에서 전배양 할 때에 ZoBell 배지에서 전배양하는 경우에 비해 catechol-1,2-dioxygenase 효소활성이 높은 것으로 나타났으나 그 값은 빈영양상태에서 배양한 세포의 효소환성과 큰 차이를 보이지는 않았다. 이상의 결과로 볼 때 β-HPCD는 PAHs의 이용성을 높여주는 동시에 탄소원으로 이용되어 균주의 생체량 증가에 기여함으로써 PAMs의 분해력을 증진시키지만 dioxygenase 효소활성에는 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.
다환방향족 탄화수소(PAHs)와 중금속의 거동은 주로 토양 및 퇴적물내의 다양한 성분과의 상호 반응에 의해 결정된다. 토양구성 성분중 스멕타이트는 양적으로 풍부하고 큰 표면적을 가지고 있어서 오염물의 거동에 커다란 영향을 끼친다. 본 실험에서, 헥사데실트리메틸암모니움(HDTMA)으로 표면개질된 스멕타이트로 다환방향족 탄화수소에 대한 흡착 실험을 실시하였을 때, 헥사데실트리메틸암모니움의 첨가량에 따라 선형적으로 오염물의 흡착량이 증가하였다. 그러나, 트리메틸암모니움(TMA)으로 표면개질된 스멕타이트는 헥사데실트리메틸암모니움이나 도데실트리메틸암모니움(DTMA)으로 표면개질된 스멕타이트보다 다환방향족 탄화수소의 흡착능력이 떨어졌다. 한편, 동일한 스멕타이트로 물속에 존재하는 카드뮴을 제거하는 실험에서 계면활성제의 첨가량이 많지 않을 때는 카드뮴 흡착량이 높았으나, 계면활성제의 첨가량이 증가하면서 반대로 카드뮴의 흡착량은 감소하였다. 이러한 결과는 유기점토에 의한 유기 혹은 무기오염물 흡착 경향성이 점토에 첨가되는 계면활성제의 크기와 첨가량에 의해 크게 좌우됨을 보여준다. 이것은 다시 말해, 계면활성제의 첨가량에 따라 점토광물 층간에 형성되는 양이온성 계면활성제의 안정성과 배열 구조가 환경 오염물들의 효과적인 제거를 결정하는 중요한 요소임을 의미한다.
나뭇잎은 친지질성인 대기중 PAHs의 passive sampler로 많이 사용되고 있다. 특히 많은 지역의 PAHs 농도를 측정·비교해야 할 경우나 전기를 사용할 수 없는 먼지역의 농도를 측정해야 할 경우 시간적, 경제적으로 매우 유리한 방법이다. 그러나 부주의하게 시료를 채취하거나 농도를 계산할 때에 기준 선정이 잘못되면 좋지 않은 결과를 얻을수도 있다. 이 연구는 나뭇잎을 대기중 PAHs의 passive sampler로 사용할 때 생기는 이러한 문제점에 대하여 연구한 것으로 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 나뭇잎 중의 수분양, 지질양, 잎의 면적과 건중량 간에는 상관성이 없었고 그로 인하여 나뭇잎에 침착된 PAHs 농도도 잎의 습무게, 건중량, 지질양, 면적 기준으로 계산한 농도가 서로 달랐다. 이중 잎의 건중량(지질양이 포함된 무게) 기준으로 PAHs 농도를 표기하는 것이 나뭇잎의 성상과 자료의 호환성 때문에 가장 좋은 것으로 생각된다. 2) 같은 장소에서 채취한 나뭇잎도 수종간에 침착된 PAHs 농도 차가 상당히 컸으므로 서로 종류가 다른 나뭇잎간 농도를 비교해서는 아니된다. 소나무는 비교적 많은 나라에 자생하고 있고 상록수로서 겨울에도 시료채취가 가능하며 많은 연구자들이 이용하고 있으므로 자료의 호환성 면에서 가장 유리할 것으로 판단된다.
본 연구는 공단지역 주민들의 환경오염물질에 의한 건강피해를 예방하기 위한 기초연구의 일환으로 수행되었다. 이를 위하여 공단지역 및 대조지역에 대한 토양 중의 환경오염물질과 다환방향족탄화수소화합물(PAHs)의 농도수준 및 분포특성을 조사하였다. 시료채취는 공단지역과 대조지역의 토양을 대상으로 실시하였으며, 토양 중의 중금속, VOCs(휘발성 유기화합물), PAHs 및 PCB(폴리클로리 네이티드비페닐) 등 토양오염물질 농도를 분석하였다. 직접노출군에 속하는 가까운 거리의 송도동, 해도동, 제철동 등은 거리가 먼 장기면에 비하여 비교적 높은 농도를 나타났다. 특히 배출원 주변의 직접노출지역(제철동)이 대조지역(장기면) 보다 오염물질의 농도가 높은 것으로 조사되었다. 토양 중의 중금속 농도는 제1지역 우려기준에 비해 대체로 낮은 것으로 나타났으나, 아연은 전 지역이 제1지역 우려기준(300 mg/kg)의 약 20.8~58.9% 수준으로 비교적 높은 농도를 나타내었다. 불소는 모든 지점에서 기준치 이하로 나타났으나, 직접노출지역인 제철동의 경우 제1지역의 우려기준(400 mg/kg)의 약 74% 수준으로 조사되어, 불소에 대한 모니터링과 배출원 관리가 필요한 것으로 판단된다. 또한, 유기인, PCB, 페놀류와 VOCs인 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 등은 분석기기의 검출한계 이하로 나타났고, 석유계총탄화수소(TPH)의 경우에는 송도동이 높게 나타났다. 한편, 토양 중 PAHs 화합물의 농도 수준은 18.71~1744.59 ng/g이었으며, 발암가능물질 6종에 대한 PAHcarc의 농도수준은 6.54~695.94 ng/g을 나타내었다. 송도동에서 가장 높은 농도수준을 나타내어, 직접노출지역인 공업단지로부터 근거리 지점에서의 PAHs 농도가 원거리 지점인 간접노출지역보다 비교적 높은 농도를 나타내었다.
It is well known that increased incidences of lung, skin, and bladder cancers are associated with occupational exposure to PAHs. Animal studies show that certain PAHs also can affect the hematopoietic and immune systems and can produce reproductive, neurologic, and developmental effects. As a consequence, several studies have been attempted to investigate the fate of PAHs in atmospheric environment during the past decades. However, there is still a lack of information in regard to the atmospheric concentration of PAHs during the "Bon Fire Night". In this study, twenty-three polycyclic aromatic hydrocarbons and twenty-eight aliphatics were identified and quantified in the $PM_{10}$ and vapour range in Birmingham ($27^{th}$ November 2001-$19^{th}$ January 2004). The measured concentrations of total particulate and vapour (P+V) PAHs were consistently higher at the BROS in both winter and summer. Arithmetic mean total (P+V) PAH concentrations were $51.04{\pm}47.62$ ng $m^{-3}$ and $22.30{\pm}19.18$ ng $m^{-3}$ at the Bristol Road Observatory Site (BROS) and Elms Road Observatory Site (EROS) respectively. In addition arithmetic mean total (P+V) B[a]P concentrations at the BROS were $0.47{\pm}0.39$ ng $m^{-3}$ which exceeded the EPAQS air quality standard of 0.25 ng $m^{-3}$. On the other hand, the arithmetic mean total (P+V) aliphatics were $81.80{\pm}69.58$ ng $m^{-3}$ and $48.00{\pm}35.38$ ng $m^{-3}$ at the BROS and EROS in that order. The lowest average of CPI and $C_{max}$ measured at the BROS supports the idea of traffic emissions being a principle source of SVOCs in an urban atmosphere. The annual trend of PAHs was investigated by using an independent t-test and oneway independent ANOVA analysis. Generally, there is no evidence of a significant decline of heavier MW PAHs from the two data sets, with only Ac, Fl, Ph, An, 2-MePh, 1+9-MePh, Fluo and B[b+j+k]F showing a statistically significant decline (p<0.05). A further attempt for statistical analysis had been conducted by dividing the data set into three groups (i.e. 2000, 2001-2002 and 2003-2004). For lighter MW compounds a significant level of decline was observed by using one-way independent ANOVA analysis. Since the annual mean of $O_3$ measured in Birmingham City Centre from 2001 to 2004 increased significantly (p<0.05), it may be possible to attribute the annul reduction of more volatile PAHs to the enhanced level of annual average $O_3$. By contrast, the heavier MW PAHs measured at the BROS did not show any significant annual reduction, implying the difficulties of 5- and 6-ring PAHs to be subject to photochemical decomposition. The deviation of SVOCs profile measured at the EROS was visually confirmed during the "Bonfire Night" festival closest to the $6^{th}$ November 2003. In this study, the atmospheric PAH concentrations were generally elevated on this day with concentrations of Fl, Ac, B[a]A, B[b+j+k]F, Ind and B[g,h,i]P being particularly high.
Kaneda, H.;Ishihara, D.;Onaka, T.;Sakon, I.;Suzuki, T.;Kobata, K.;Kondo, T.;Yamagishi, M.;Yasuda, A.
천문학논총
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제27권4호
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pp.237-242
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2012
We have performed a systematic study of interstellar dust grains in various environments of galaxies. AKARI has revealed the detailed properties of dust grains not only in star-forming regions but also in regions not relevant to star formation, some of which are found not to follow our old empirical knowledge. Because of its unique capabilities, AKARI has provided new knowledge on the processing of large grains and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). For example, we detect PAHs from elliptical galaxies, which show unusual spectral features and spatial distributions, demonstrating importance of material processing in the interstellar space. We find that copious amounts of large grains and PAHs are flowing out of starburst galaxies by galactic superwinds, which are being shattered and destroyed in galactic haloes. We discover evidence for graphitization of carbonaceous grains near the center of our Galaxy, providing a clue to understanding the activity of the Galactic center. We review the results obtained from our AKARI program, focusing on the processing of carbonaceous grains in various environments of galaxies.
Pongpiachan, Siwatt;Choochuay, C.;Hattayanone, M.;Kositanont, C.
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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제14권3호
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pp.1879-1887
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2013
To investigate the level of genotoxicity over Bangkok atmosphere, $PM_{10}$ samples were collected at the Klongchan Housing Authority (KHA), Nonsree High School (NHS), Watsing High School (WHS), Electricity Generating Authority of Thailand (EGAT), Chokchai 4 Police Station (CPS), Dindaeng Housing Authority (DHA) and Badindecha High School (BHS). For all monitoring stations, each sample covered a period of 24 hours taken at a normal weekday every month from January-December 2006 forming a database of 84 individual air samples (i.e. $12{\times}7=84$). Atmospheric concentrations of low molecular weight PAHs (i.e. phenanthrene, anthracene, pyrene and fluoranthene) were measured in $PM_{10}$ at seven observatory sites operated by the pollution control department of Thailand (PCD). The mutagenicity of extracts of the samples was compared in Salmonella according to standard Ames test method. The dependence of the effects on sampling time and on sampling location was investigated with the aid of a calculation of mutagenic index (MI). This MI was used to estimate the increase in mutagenicity above background levels (i.e. negative control) at the seven monitoring sites in urban area of Bangkok due to anthropogenic emissions within that area. Applications of the AMES method showed that the average MI of $PM_{10}$ collected at all sampling sites were $1.37{\pm}0.10$ (TA98; +S9), $1.24{\pm}0.08$ (TA98; -S9), $1.45{\pm}0.10$ (TA100; +S9) and $1.30{\pm}0.09$ (TA100; -S9) with relatively less variations. Analytical results reconfirm that the particulate PAH concentrations measured at PCD air quality monitoring stations are moderately low in comparison with previous results observed in other countries. In addition, the concept of incremental lifetime particulate matter exposure (ILPE) was employed to investigate the potential risks of exposure to particulate PAHs in Bangkok atmosphere.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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