• 생태와환경
• /
• 제56권4호
• /
• pp.320-329
• /
• 2023

환경에 존재하는 중금속인 Cd은 생물에게 유입되며 먹이사슬을 통해 생물에게 축적된다. 본 연구에서는 카드뮴 노출에 따른 오염지표생물인 실지렁이(Tubifex tubifex)의 체내 농축 반응 및 스트레스 유전자 발현 패턴을 분석하기 위해, 퇴적물 내 카드뮴 노출 후 생존율 변화, 체내 농축 농도 측정, 그리고 스트레스 반응 유전자인 열 충격 단백질(HSP60 and HSP70)과 항산화효소인 GST의 발현 패턴을 관찰하였다, Cd 노출 퇴적물에 노출된 T. tubifex의 생존율은 노출 10일에 0.4 mg kg^-1 Cd에서 93%, 1.87 mg kg^-1 Cd에서 96%, 6.09 mg kg^-1 Cd에서 93%로 관찰되었다. T. tubifex의 체내 Cd 농도는 퇴적물 내 Cd 농도에 비해 높게 나타났으며, 0.4 mg kg^-1 Cd에서는 실험 10일에 18.4 mg kg^-1 Cd, 1.87 mg kg^-1 Cd에서 실험 1일에 13.06 mg kg^-1 Cd, 6.09 mg kg^-1 Cd에서 실험 10일에 79.11 mg kg^-1 Cd로 가장 높게 나타났다. HSP60 유전자 발현은 6.09 mg kg^-1 Cd 노출 퇴적물에서 시간 의존적으로 발현이 대조군에 비해 증가였으며, HSP70은 모든 농도에서 대조군에 비해 시간 의존적인 발현의 증가를 보였다. 또한, GST는 모든 농도에서 실험 1일에 대조군에 비해 발현이 증가한 후, 실험 10일까지 발현이 감소하였다. 이러한 연구결과는 퇴적물 내에 존재하는 Cd에 대한 실지렁이의 생태독성학적 및 분자유전학적 독성영향을 확인한 결과로, 환경 내 오염지표종으로 실지렁이를 이용한 환경독성평가의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
• /
• 제31권
• /
• pp.21.1-21.7
• /
• 2016

Objectives The present study analyzes metal contamination in sediment of the East Kolkata Wetlands, a Ramsar site, which is receiving a huge amount of domestic and industrial wastewater from surrounding areas. The subsequent uptake and accumulation of metals in different macrophytes are also examined in regard to their phytoremediation potential. Methods Metals like cadmium (Cd), copper (Cu), manganese (Mn), and lead (Pb) were estimated in sediment, water and different parts of the macrophytes Colocasia esculenta and Scirpus articulatus. Results The concentration of metals in sediment were, from highest to lowest, Mn ($205.0{\pm}65.5mg/kg$)>Cu ($29.9{\pm}10.2mg/kg$)>Pb ($22.7{\pm}10.3mg/kg$)>Cd ($3.7{\pm}2.2mg/kg$). The phytoaccumulation tendency of these metals showed similar trends in both native aquatic macrophyte species. The rate of accumulation of metals in roots was higher than in shoots. There were strong positive correlations (p <0.001) between soil organic carbon (OC) percentage and Mn (r =0.771), and sediment OC percentage and Pb (r=0.832). Cation exchange capacity (CEC) also showed a positive correlation (p <0.001) with Cu (r=0.721), Mn (r=0.713), and Pb (r=0.788), while correlations between sediment OC percentage and Cu (r=0.628), sediment OC percentage and Cd (r=0.559), and CEC and Cd (r=0.625) were significant at the p <0.05 level. Conclusions Bioaccumulation factor and translocation factors of these two plants revealed that S. articulatus was comparatively more efficient for phytoremediation, whereas phytostabilization potential was higher in C. esculenta.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제26권3호
• /
• pp.503-510
• /
• 2016

The accumulation (internal and superficial distribution) of magnesium ions (Mg²⁺) by the green freshwater microalga Chlorella vulgaris (C. vulgaris) was investigated under autotrophic culture in a stirred photobioreactor. The concentrations of the three forms of Mg²⁺ (dissolved, extracellular, and intracellular) were determined with atomic absorption spectroscopy during the course of C. vulgaris growth. The proportions of adsorbed (extracellular) and absorbed (intracellular) Mg²⁺ were quantified. The concentration of the most important pigment in algal cells, chlorophyll a, increased over time in proportion to the increase in the biomass concentration, indicating a constant chlorophyll/biomass ratio during the linear growth phase. The mean-average rate of Mg²⁺ uptake by C. vulgaris grown in a culture medium starting with 16 mg/l of Mg²⁺ concentration was measured. A clear relationship between the biomass concentration and the proportion of the Mg²⁺ removal from the medium was observed. Of the total Mg²⁺ present in the culture medium, 18% was adsorbed on the cell wall and 51% was absorbed by the biomass by the end of the experiment (765 h). Overall, 69% of the initial Mg²⁺ were found to be removed from the medium. This study supported the kinetic model based on a reversible first-order reaction for Mg²⁺ bioaccumulation in C. vulgaris, which was consistent with the experimental data.

• 생태와환경
• /
• 제47권spc호
• /
• pp.19-30
• /
• 2014

Microcystins (MCs) produced by cyanobacteria are severe hepatotoxins for mammalian and protein phosphatase inhibitors. Irrigation water for grain and vegetables is often contaminated with cyanobacteria and microcystin during warm seasons. We assessed the effects of various concentrations (0, 0.01 to $10{\mu}gmL^{-1}$) of microcystin-LR (MC-LR) and microcystin-RR (MC-RR) exposure on Oryza sativa (rice) and Brassica oleraces var. italica (broccoli). The $EC_{50}$ of leaves and roots of rice was 0.9 and $1.1{\mu}gMC-LRmL^{-1}$, respectively. The no observed effect level (NOEL) of rice was less than $0.1{\mu}gmL^{-1}$ ($100{\mu}gL^{-1}$). The $EC_{50}$ of the stems and roots of broccoli was 8.7 and $7.2{\mu}gMC-RRmL^{-1}$, respectively. There was no difference in the germination rate of broccoli among microcystin-RR concentrations. After exposure to 0, 0.01 to $10{\mu}gmL^{-1}$ MC-RR for seven days, 14, 89 and 154 ng mg-1 (dry weight) MC-RR accumulated in B. oleracea. These $EC_{50}$ values showed that microcystin-LR and -RR affected the growth of rice and broccoli. These findings suggest that MC is carried into terrestrial ecosystems via irrigation, and that the biota of higher ecological niches can be influenced by MC through bioaccumulation. Therefore, a guideline for MC concentrations in irrigation water should be set using the NOEL.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제40권4호
• /
• pp.298-310
• /
• 2007

본 연구는 동판 건물 주변의 구리 오염 토양과 지렁이를 이용해 microcosm soil test를 실시함으로써 지렁이 체내에 농축된 구리 농도와 몇 가지의 토양 내 중금속 침출 방법으로 측정한 토양 내 구리 농도간의 상관관계를 비교하기 위하여 수행하였다. 조사 지역의 토양 시료를 이용해 control, 1C(Contamination level, 최저 처리 농도), 2C, 4C, 8C, 16C(최고 처리 농도)의 여섯 가지 처리구를 통해 microcosm soil test를 실시한 결과, 토양 내 구리의 농도와 실험 기간이 경과함에 따라 지렁이의 생장량과 지렁이 체내 농축 구리 농도가 함께 증가하는 것으로 조사되었으며, 그 정도는 microcosm 내 토양의 구리 처리 농도와 같은 순서였다. 토양 내 구리 농도를 조사하기 위해 공정시험법을 사용하였고 토양 내 구리 총함량을 조사하기 위해 EPA 3051 방법을 사용하였다. 공정시험법으로 침출한 토양 내 구리 농도와 토양 내 구리 총함량간의 상관계수(r)는 0.9875~0.9993로 고도의 정의 상관관계가 존재하였다. 위의 두 결과와 지렁이 체내에 농축된 구리 농도와의 상관관계를 비교해 본 결과, 공정시험법으로 침출한 토양 내 구리 농도와 지렁이 체내 농축 구리 농도간의 상관계수와 토양 내 구리 총함량과 지렁이 체내 농축 구리 농도간의 상관계수는 각각 0.9193~0.9728과 0.9282~0.9844로 고도의 정의 상관관계를 나타내었다. 토양 내 구리 농도와 지렁이 체내 농축 구리 농도 간에 상당히 높은 수준의 상관관계를 보임에 따라 지렁이는 토양 내 구리 오염에 대한 유용한 생물지표종(biological indicator species) 또는 생물모니터링(biomonitoring)에 적합한 종의 역할을 할 수 있을 것이라 판단하였다.

• Toxicological Research
• /
• 제18권1호
• /
• pp.13-22
• /
• 2002

In Korea, 2,320 tonnes of acetanilide were mostly wed as intermediates for synthesis in phar-maceuticals or additives in synthesizing hydrogen peroxide, varnishes, polymers and rubber. Only small amount of 120 kg were wed as a stabilizer for hydrogen peroxide solution for hair colouring agents in 1998. Readily available environmental or human exposure data do not exist in Korea at the present time. However, potential human exposures from drinking water, food, ambient water and in work places are expected to be negligible because this chemical is produced in the closed system in only one company in Korea and the processing factory is equipped with local ventilation and air filtering system. Acetanilide could be distributed mainly to water based on EQC model. This substance is readily biodegradable and its bioaccumulation is low. Acute toxicity of acetanilide is low since the L $D_{50}$ of oral exposure in rats is 1,959 mg/kg bw. The chemical is not irritating to skin, but slightly irritating to the eyes of rabbits. horn repeated dose toxicity, the adverse effects in rats were red pulp hyperplasia of spleen, bone marrow hyperplasia of femur and decreased hemoglobin, hematocrit and mean corpuscular hemoglobin concentration. The LOAEL for repeated dose toxicity in rats was 22 mg/kg/day for both sexes. Acetanilide is not considered to be genotoxic. In a reproductive/developmental toxicity study, no treatment-related changes in precoital time and rate of copulation, impregnation, pregnancy were shown in all treated groups. The NOAELs for reproduction and developmental toxicity (off-spring toxicity) are considered to be 200 mg/kg bw/day and 67 mg/kg bw/day, respectively. Ecotoxicity data has been generated in a limited number of aquatic species of algae (72 hr- $E_{b}$ $C_{50}$; 13.5 mg/l), daphnid (48hr-E $C_{50}$ > 100 mg/l) and fish (Oryzias latipes, 96hr-L $C_{50}$; 100 mg/l). Form the acute toxicity values, the predicted no effect concentration (PNEC) of 0.135 mg/1 was derived win an assessment factor of 100. On the basis of these data, acetanilide was suggested as currently of low priority for further post-SIDS work in OECD.in OECD.D.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
• /
• 제19권1호
• /
• pp.33-40
• /
• 2004

Benzoyl peroxide is a High Production Volume Chemical, which is produced about 1,371 tons/year in Korea as of 2001 survey. The substance is mainly used as initiators in polymerization, catalysts in the plastics industry, bleaching agents for flour and medication for acne vulgaris. In this study, Quantitative Structure-Activity Relationships (QSAR) are used for getting adequate information on the physical -chemical properties of this chemical. And hydrolysis in water, acute toxicity to aquatic and terrestrial organisms for benzoyl peroxide were studied. The physical -chemical properties of benzoyl peroxide were estimated as followed; vapor pressure=0.00929 Pa, Log $K_{ow}$ = 3.43, Henry's Law constant=3.54${\times}$10$^{-6}$ atm-㎥/mole at $25^{\circ}C$, the half-life of photodegradation=3 days and bioconcentration factor (BCF)=92. Hydrolysis half-life of benzoyl peroxide in water was 5.2 hr at pH 7 at $25^{\circ}C$ and according to the structure of this substance hydrolysis product was expected to benzoic acid. Benzoyl peroxide has toxic effects on the aquatic organisms. 72 hr-Er $C_{50}$ (growth rate) for algae was 0.44 mg/1.,48 hr-E $C_{50}$ for daphnia was 0.07mg/L and the 96hr-L $C_{50}$ of acute toxicity to fish was 0.24mg/L. Acute toxicity to terrestrial organisms (earth worm) of benzoyl peroxide was low (14 day-L $C_{50}$ = > 1,000 mg/kg). Although benzoyl peroxide is high toxic to aquatic organisms, the substance if not bioaccumulated because of the rapid removal by hydrolysis (half-life=5.2 hr at pH 7 at $25^{\circ}C$) and biodegradation (83% by BOD after 21 days). The toxicity observed is assumed to be due to benzoyl peroxide rather than benzoic acid, which shows much lower toxicity to aquatic organisms. One can assume that effects occur before hydrolysis takes place. From the acute toxicity value of algae, daphnia and fish, an assessment factor of 100 was used to determine the predicted no effect concentration (PNEC). The PNEC was calculated to be 0.7$\mu\textrm{g}$/L based on the 48 hr-E $C_{50}$ daphnia (0.07 mg/L). The substance shows high acute toxicity to aquatic organisms and some information indicates wide-dispersive ore of this substance. So this substance is, a candidate for further work, even if it hydrolysis rapidly and has a low bioaccumulation potential. This could lead to local concern for the aquatic environment and therefore environmental exposure assessment is recommended.

• 한국환경농학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.24-29
• /
• 1983

가무락조개(Cyclina sinensis)에 의한 방사성핵종(放射性核種) $^{137}Cs$의 흡수(吸收)와 잔류(殘留)에 미치는 온도(溫度)의 영향을 알기 위하여 실험실 조건하에서 조사(調査)한 결과는 다음과 같다. 1) 가무락조개는 $15^{\circ}C$에서 적응(適應)시킨 것보다 $25^{\circ}C$에서 적응시킨 경우에 더 높은 생물농축계수(生物濃縮係數)를 나타냈다. 2) 가무락조개를 14일간 $^{137}Cs$에 노출시킨 후의 생물농축계수(生物濃縮係數)는 여러 조직(組織)중에서 내장(內臟)이 가장 높았으나 조직간(組織間) $^{137}Cs$의 분포상(分布相)은 노출온도에 의하여 큰 영향을 받지 않았다. 3) 가무락조개에 의한 $^{137}Cs$의 흡수속도(吸收速度)는 노출온도 $25^{\circ}C$에서 보다는 $15^{\circ}C$에서 약간 높이 나타났으며 5주간 노출후의 생물농축계수(生物濃縮係數)는 최고 5.5에 도달하였다. 4) 가무락조개에 의하여 흡수(吸收)된 $^{137}Cs$은 방사성핵종(放射性核種)이 없는 바다물에 노출시 이단계(二段階) 모델에 의하여 다시 방출(放出)되었다. 흡수(吸收)된 $^{137}Cs$ 중 장수명성분(長壽命成分)의 생물학적(生物學的) 반감기(半減期)는 노출온도가 $10^{\circ}C$상승함에 따라 $\frac{1}{2}$로 감소되었으나 단수명성분(短壽命成分)의 그것은 변화되지 않았다.

• 생명과학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.164-173
• /
• 2015

유산 균주들을 신생아 및 성인의 분변으로부터 분리하여 그 중에서도 가장 중금속 흡착능이 크고 중금속에 내성이 있다고 사료되는 균주 KP-3를 선별하여 동정한 결과 Lactobacillus sp.으로 밝혀졌다. 동물 실험에서는 생후 4주령의 Sprague dawley male rat에게 선별한 균주 KP-3를 투여하여 혈액 및 장기 내의 중금속 축적 저해효과가 어느 정도인지 조사하였다. 실험군으로는 SD rat 한 마리당 Lactobacillus sp. KP-3와 중금속 10 ppm을 혼합하여 약 100 ml/day씩 7일간 투여하였다. 대조군으로 중금속과 멸균 생리 식염수를 혼합하여 투여한 군과 Lactobacillus sp. KP-3와 멸균 생리 식염수를 혼합하여 투여한 군, 멸균 생리 식염수 만을 투여한 군으로 분리하여 SD rat 한 마리당 약 100 ml/day씩 7일간 투여하였다. 혈액, 간장 및 신장의 시료를 채취하여 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 납(Pb) 등의 중금속 축적량을 측정하였다. 측정 결과 크롬(Cr)은 신장에 주로 축적되었고, 납(Pb)은 간장과 신장에 주로 많은 축적을 보였고, 실험군인 Lactobacillus sp. KP-3와 중금속을 혼합하여 투여한 군에서는 중금속만을 투여한 군보다 중금속 축적량이 낮은 것으로 나타났다. 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 납(Pb)의 평균 중금속 축적 저해율은 각각 41.8%, 33.4% 44.2%로 나타났다. 특히, 혈액에서의 중금속 축적 저해율은 약 70%로 매우 높게 나타났고 혈액에서의 카드뮴 축적 저해율은 100%로 나타났다. 본 실험에서 탐색하여 최적화된 유산균이라고 생각되는 Lactobacillus sp. KP-3균주는 실험 결과에 의하면 중금속 축적 저해에 효과가 있는 것으로 여겨지며, 또한 유산균이 함유된 식품을 지속적으로 섭취함으로써 체내의 중금속의 축적 억제에 도움이 크게 되리라 생각된다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.672-678
• /
• 2015

국내에서 해상을 통하여 운송되는 위험 유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substances)의 종류는 약 6천여 종이고, 그 유통량은 2억5천1백만톤으로 전체 해상운송량의 약 19 %를 차지하며 해상 HNS 무역량 증가율은 세계 평균증가율의 2.5배에 해당한다. 이를 반영하듯 최근 국내 해상에서 HNS 유출사고가 빈번하게 발생하고 있어 이에 대한 대비 대응 사후처리 및 복원기술 개발에 대한 사회적 요구가 증대되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내외 화학물질 관리 우선순위 기법을 검토하여 해상 HNS를 관리하기 위한 우선순위선정기법을 개발하고 적용하였다. 우선순위 선정을 위해 물리 화학적 특성, 인체 및 수생태독성, 잔류성, 축적성, 해상운송량에 대한 DB를 구축하였다. 우선순위는 인체위해성과 수생태위해성에 대해 각각 노출지표들과 독성지표들의 곱으로 점수화하고, 최종적으로 인체위해성과 수생태위해성 점수를 합하여 물질별 위해성 점수를 산정하였다. 우선순위산정 결과, Aniline을 포함한 상위 20개 물질이 제시되었으나 순위에 의한 단순한 관리보다는 점수별 물질 군으로 구분하여 관리해야 할 것으로 판단된다. 또한, 위해성 DB 구축과정에서 인체 및 수생태 만성독성 자료와 해양생물독성에 대한 자료가 매우 빈약한 것으로 나타났으므로 우선순위 물질들을 대상으로 자료 부재여부를 조사하여 관련 독성시험 연구를 진행해야 할 것으로 생각된다. 본 연구에서 개발된 우선순위시스템 및 우선순위 물질들은 향후 자료보완 및 전문가 검토가 이루어질 경우 HNS 사고 관리 및 관련기술 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.