• 제목/요약/키워드: heavy metal level

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Expression of a Glutathione Reductase from Brassica rapa subsp. pekinensis Enhanced Cellular Redox Homeostasis by Modulating Antioxidant Proteins in Escherichia coli

  • Kim, Il-Sup;Shin, Sun-Young;Kim, Young-Saeng;Kim, Hyun-Young;Yoon, Ho-Sung
    • Molecules and Cells
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    • 제28권5호
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    • pp.479-487
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    • 2009
  • Glutathione reductase (GR) is an enzyme that recycles a key cellular antioxidant molecule glutathione (GSH) from its oxidized form (GSSG) thus maintaining cellular redox homeostasis. A recombinant plasmid to overexpress a GR of Brassica rapa subsp. pekinensis (BrGR) in E. coli BL21 (DE3) was constructed using an expression vector pKM260. Expression of the introduced gene was confirmed by semi-quantitative RT-PCR, immunoblotting and enzyme assays. Purification of the BrGR protein was performed by IMAC method and indicated that the BrGR was a dimmer. The BrGR required NADPH as a cofactor and specific activity was approximately 458 U. The BrGR-expressing E. coli cells showed increased GR activity and tolerance to $H_2O_2$, menadione, and heavy metal ($CdCl_2$, $ZnCl_2$ and $AlCl_2$)-mediated growth inhibition. The ectopic expression of BrGR provoked the co-regulation of a variety of antioxidant enzymes including catalase, superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and glucose-6-phosphate dehydrogenase. Consequently, the transformed cells showed decreased hydroperoxide levels when exposed to stressful conditions. A proteomic analysis demonstrated the higher level of induction of proteins involved in glycolysis, detoxification/oxidative stress response, protein folding, transport/binding proteins, cell envelope/porins, and protein translation and modification when exposed to $H_2O_2$ stress. Taken together, these results indicate that the plant GR protein is functional in a cooperative way in the E. coli system to protect cells against oxidative stress.

폐기물 소각시 생성되는 유해 중금속물질의 증발.응축현상에 대한 연구 (Vaporization and condensation of metallic species in hazardous waste incineration)

  • 송유석;황정호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권6호
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    • pp.1983-1993
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    • 1996
  • For selected (pure and compound) metallic species effects of saturation ratio, temperature, particle size and number density on condensation mechanisms are first reviewed. The tendencies for vaporization and condensation differ between metallic species because of the significant differences in their saturation pressures. Then particle pressure of a metal vapor species at incineration temperature is calculated by simplifying waste as a compound of methane, chlorine and small amounts of metals and assuming a thermodynamic equilibrium state. Next the condition is assessed for which supersaturation of combustion gases by the species above the critical level for homogeneous condensation may occur, when the gases contain a large number of pre-existing particles such as entrained ashes. Regardless of the presence of chlorine in the waste, the homogeneous condensation of PbO vapors may occur, depending on number density of the pre-existing particles. However, when chlorine exists in the waste, the homogeneous condensation of PbCl$_2$vapors does not occur, which is similar to the case of Cd and Hg vapors. Thus these highly volatile species, PbCl$_2$, Cd, and Hg, may emit to atmosphere as vapor phase. In general, for reducing the emission of hazardous metallic species into the atmosphere, the number density of pre-existing particles has to be increased. For fixed particle number density, the temperature drop rate must be kept in low if the temperature at which a condensable vapor species emits from a incineration system is fixed, while the temperature drop rate must be kept in high if the residence time for which a condensable species stays in the system is fixed.

박류의 단백질 Bypass 처리가 면양의 광물질 이용효율에 미치는 영향 (Effects of Protein Bypass Treatments in Oilseed Meals on Availability of Mineral in Sheep)

  • 박웅렬
    • 한국유기농업학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.331-339
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    • 2008
  • 본 연구는 반추가축에 있어서 단백질 Bypass처리가 광물질의 체내이용에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 반추위 Cannula를 장착한 면양 3두에 나이론백 실험방법을 이용하여 사양시험을 실시하였다. 시험사료로는 대두박과 채종박을 사용하였으며, 본 시험사료에 가열($133^{\circ}C$, $143^{\circ}C$) 처리와 포름알데이드(0.3%, 0.5%)처리를 하고 나이론 백을 사용하여 반추위내에서 배양한 후 Phytate와 P, Ca, Mg, Cu, Fe, Cu에 대해 각 항목의 반추위내의 소실율을 구하였다. 시험결과에 의하면 대두박과 채종박에 대한 단백질 Bypass처리는 Phytate를 포함한 모든 광물질에서 단백질 Bypass 처리의 강도가 높아짐에 따라 반추위내의 각 광물질의 소실율이 유의하게 감소하였다(P<0.05). 그리고 각 광물질간의 비교에서 Cu, Zn, Ca의 소실율이 타광물질에 비하여 낮은 경향을 보여 특히 본 광물질의 이용성 감소가 예상된다. 이상의 결과로 반추가축에 있어서 이용률이 매우 높은 것으로 알려진 Phytate는 단백질 Bypass처리를 함으로써 Phytate와 결합되어 사료내에 존재하는 광물질의 반추위내의 분해 율을 감소시켜 반추가축에 있어서의 광물질 부족 및 분으로의 배설 증가로 인한 토양의 오염증가가 예상된다.

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유기점토에 의한 다환방향족 탄화수소와 카드뮴의 흡착특성 연구 (A Study on the Sorption Characteristics of Polycyclic Aromatic Hydro-carbons(PAHs) and Cadmium by Organoclays)

  • Seung Yeop Lee;Soo Jin Kim
    • 자원환경지질
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    • 제36권3호
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    • pp.171-176
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    • 2003
  • 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.

산업공단에서의 지표유출수 오염물질 특성 (Pollutants Characteristics of Surface Runoff from the Industrial Complex)

  • 김연권;신응배;이두진;배요섭;윤현식
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.689-698
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    • 2000
  • 강우시 발생되는 강우유출수는 배수구역내 지표오염물질로부터 기인한 다양한 오엽물질을 포함하고 있으며 전세계적으로 이에 대한 많은 연구가 진행중에 있다. 초기강우시 신업공단에서 발생되는 지표유출수내 오염물질의 특성은 아직도 완벽하게 이해되지 못하고 있다. 일반적으로 분류식 배제방식이 채택된 공단에서 발생되는 우수유출수는 다양한 오염물질을 함유한 채 미처리 상태로 전량 지천으로 배출되고 있다. 본 연구는 산업공단을 대상으로 강우시 지표유출수의 수질과 특성을 분석 평가하였고 시료 채취는 공단을 배수구역별 4개 구역으로 구획 후 해당 배수구역에 대해 grab sampling 방법을 적용하였다. 석유 화학산업과 일반 야적장 등에서는 BOD, COD, SS, TN 등의 일반오염물 항목들이 주로 검출된 반면, 기계 금속산업, 고철 야적장 지역에서는 중금속항목의 오염물이 고농도로 측정되었다. 초기강우유출시 전 조사지점의 지표유출수에서 Fe, Zn, Cu 등의 항목이 주로 검출된 반면, Pb, As, Cd, Cr, Ni 등은 미량으로 검출되었고 Hg는 어느 지점에서도 검출되지 않았다. 산업공단에서 발생하는 지표유출수내 오염물질들은 대부분 업종과 연관성을 나타내었고, 각 지점별 발생 오염물질의 농도는 오염물질의 노출정도 및 강우사상의 특성에 따라 결정되어지는 것으로 나타났다.

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노출실험을 통한 진주담치(Mytilus edulis) 넙치(Paralichthys olivaceus)의 Pb 및 Cd 축적에 관한 연구 (Bioaccumulation of Pb and Cd in Blue Mussel (Mytilus edulis) and Oliver Flounder (Paralichthys olivaceus) Exposed to Rearing Media)

  • 조영길;김기범
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.21-28
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    • 2007
  • 진주담치와 넙치를 치사농도 이하의 납과 카드뮴을 첨가한 배양수조에 2주간 노출시킨 후 해당 중금속의 생물농축을 조사하였다. 노출 후 생물체내 중금속 농도는 배양액의 중금속 농도에 비례하여 증가하였으며, 진주담치에서 그 경향이 뚜렷하였다. 체내에 농축되어진 중금속 농도는 모두 고농도의 배양액에 노출시킨 시료에서 최대치를 기록하였으며, 납 5.0 mg/L 배양액에서 넙치 및 담치의 납 최대농도는 각각 $170({\pm}10)\;{\mu}g/g$, $5,260({\pm}70)\;{\mu}g/g$, 카드뮴 1.0 mg/L 배양액에서 넙치 및 담치의 카드뮴 최대농도는 각각 $72({\pm}4)\;{\mu}g/g$, $1,040({\pm}40)\;{\mu}g/g$으로 두 금속의 생물축적이 배양액 농도와 직접 관련이 있음을 나타냈다. 납과 카드뮴의 생물농축비(배양액 노출농도에 대한 분석시료의 농도비)는 두 중금속 모두 배양액의 농도에 반비례하여 낮은 노출농도에서 최대치를 보였고, 특히 진주담치에서 납의 생물농축비는 배양액 농도 0.01 mg/L에서 무려 12,100(${\pm}1,400$)을 보여주었다. 이러한 사실은 두 실험생물이 중금속 농도가 낮은 용액에 노출되었을 때 더 빨리 중금속을 섭취한다는 사실을 뒷받침한다. 한편, 진주담치의 중금속 축적을 기관별로 비교, 분석한 결과 납은 내장낭보다 아가미에서 다소 높은 반면 카드뮴은 내장낭에서 더 높은 농축특성을 보였다.

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국내 유통 식품용 유리제의 중금속 노출 평가 (Exposure Assessment of Heavy Metals Migrated from Glassware on the Korean Market)

  • 김은비;황정분;이정은;최재천;박세종;이종권
    • 한국포장학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.15-21
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    • 2022
  • 본 연구는 국내 유통 되는 식품용 유리제 총 110개 제품을 대상으로 유리제에서 식품으로 이행될 우려가 있는 납, 카드뮴 및 바륨에 대하여 이행량을 조사하고 안전성 평가를 실시하였다. 납, 카드뮴 및 바륨은 ICP-OES로 측정되었고, 시험법은 직선성, 검출한계, 정량한계, 회수율, 정밀도 및 측정불확도 추정에 의해 검증되었다. 납과 바륨의 이행량은 각각 불검출 ~ 0.7949 mg/L 및 불검출 ~ 0.1823 mg/L 이었으며, 카드뮴은 모든 시료에서 검출되지 않았다. 식이를 통한 이행물질의 일일추정섭취량 및 위해도를 확인한 결과 국내 유통되는 식품용 유리제는 안전하게 관리되고 있음을 확인하였다.

광상유형에 따른 광물찌꺼기의 물리화학적 특성 (Physicochemical Characteristics of Tailings from the Various Types of Mineral Deposits)

  • 이평구;염승준;정명채;이진수;권현호
    • 자원환경지질
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    • 제43권3호
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    • pp.235-248
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    • 2010
  • 광물찌꺼기의 특성평가 방법의 표준화를 위하여 21개 광산을 대상으로 총 26개의 광물찌꺼기를 채취하여 광물찌꺼기의 비중, paste pH, 입도, 광물조성 및 중금속 함량을 분석하였다. 광물찌꺼기의 비중은 2.61-4.31(평균 3.04)의 범위를 보이며, 입도분포는 모래와 실트의 함량이 우세한 것으로 나타났다. 광물찌꺼기의 paste pH는 2.1-9.5의 범위를 보이는데, 정마그마광상, 스카른광상 및 열수교대광상의 경우에는 7.1-9.2, 그리고 열수맥상광상의 경우에는 2.1-9.5의 분포를 보인다. 열수맥상광상 유형은 paste pH에 따라 paste pH>7.0, 4.0

금강유역 농업지대의 토양 및 수질오염 (Effects of Farming on Soil Contamination and Water Quality in Keum River Districts)

  • 한강완;조재영;김성조
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.19-24
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    • 1997
  • 금강수계 상류 및 남대천 수계, 금강호유역 중에서 비교적 농업 활동이 많이 이루어지고 있는 수도작지역과 복합영농지역의 토양 및 수질의 오염실태를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 금강수계 토양의 pH는 비교적 산간지대로서 전형적인 농업지대인 상류와 남대천 수계의 경우 약 $5.56{\sim}7.09$ 수준이었으며, 대전공업단지와 농공단지가 주변에 산재해 있는 금강호 유역의 경우 $5.07{\sim}7.21$ 정도의 수준을 유지하고 있었다. 2. 호소에서 부영양화를 유발하는 영양염류 중 대표적인 전질소는 상류와 하류에서 큰 차이를 나타내지 않았으나 질소질비료 시비시기와 부분적으로 배출되는 축산폐수의 영향을 받았으며, 전인산의 함량도 비슷한 경향이었다. 3. 금강수계 수질의 pH는 $6.59{\sim}7.80$으로 양호한 상태였으며, EC의 경우도 상류 및 남대천 유역의 경우 오염 물질의 유입이 적은 관계로 $15{\mu}S/cm$이하를 유지하고 있었으나, 대전공업단지와 부여${\cdot}$공주지역의 농공단지를 거쳐 하류로 유입되는 지점에서 $50{\mu}S/cm$이상을 유지하는 곳도 있었다. 4. 금강상류 및 남대천 수계의 수질 중 COD는 1.0mg/l이하로 상수원수 1급수 수준을 유지하고 있는 반면 금강호 유역에서는 큰 도시나 농공단지 등에서 배출되는 산업폐수와 생활하수의 유입으로 인하여 부분적으로 약간 높게 나타나고 있으나 대부분 2.0mg/l이하로 상수원수 2급수 수준을 나타내고 있었다. 5. 금강수계 상류와 금강호 유역 수질 중 질소원 함량은 큰 차이를 보이지 않았으나 분얼비와 기비를 시비한 시기에 증가하는 경향을 나타내었다. 이것으로 보아 질소질비료의 시비시기에 따른 강우에 의한 토양 유출수 중 영양염류의 집중관리가 수계로 유입되는 영양염류의 농도를 감소시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 6. 금강상류와 금강호 유역 수질 중 인산원의 농도는 전반적으로 0.50mg/l이하였으나, 금강호 유역은 대도시의 형성에 따른 가정하수와 농공단지에서 배출되는 산업폐수가 부분적으로 유입되는 일부 지점에서 높게 나타나고 있었다. 7. 금강수계 상류와 금강호 유역의 토양과 수질 중 중금속함량은 불검출에서 자연함유량 수준으로 아직까지 오염의 우려는 없는 것으로 생각된다.

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Rat의 hepatocyte에서 $amyloid-{\beta$}$로 유발된 세포사, 지질과산화 및 세포산화에 대한 귀전우 열수 추출물의 보호효과 (Physiological Activity and Effects on Lipid Peroxidation of Hot Water-Extract Obtained from Euonymus alatus in Cultured Rat Hepatocyte)

  • Soo-Sung, Kim;Jong-Dae, Kim
    • 대한한의학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.53-63
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    • 2001
  • 목적 : 귀전우 Euonymus alatus (Thunb.) Sieb로부터 얻은 추출물에 대하여 생리활성(항산화 활성)을 검토하였고, $amyloid-{\beta}{\;}(A{\beta})$가 지니는 Rat의 배양 Hepatocyte 세포독성에 대한 세포보호효과 및 세포막 지질의 과산화에 미치는 영향을 검토하였다. 방법 : 귀전우 추출물과 항산화제인 BHT. ascorbic acid 및 ${\alpha}-tocopherol$을 각각 linoleic acid에 소정량 첨가하고 $50^{\circ}C$에서 일정기간 저장하여 linoleic acid의 산화 안정성을 비교 검토하였으며, 또한 유지 자동산화의 촉진인자인 금속이온($Fe^{3+},{\;}Zn^{2+}$) 을 첨가하여 귀전우 추출물의 금속이온봉쇄효과를 조사하였다. 결과 :세포성지질의 과산화의 지표인 malondialdehyde(MDA)생성이 A{\beta}처리로 크게 증가하였으나 세포막파괴에 의한 세포파괴의 전형적인 현상이 귀전우 열수 추출물의 전처리와 후처리로 크게 감소되었다. 귀전우 추출물의 농도에 따른 항산화 효과는 전 농도별에서 높은 항산화 효과를 나타내었다. 그리고 시간 경과에 따른 항산화 효과에 있어서도 정도의 차이는 있지만 각 농도(5mg, 10mg 및 25mg)에서 유도기의 연장효과가 상당히 우수한 것으로 나타났다. 귀전우 추출물과 항산화제와의 비교에 있어서는 합성 항산화제인 BHT 및 ascorbic acid 만큼 우수한 항산화력을 나타내었으며, 천연 항산화제인 ${\alpha}-tocopherol$ 보다는 아주 우수한 것으로 나타났다. 귀전우 추출물의 금속이온 봉쇄효과에 있어서는 linoleic acid에 귀전우 추출물과 $Fe^{3+}$$Zn^{2+}$을 첨가한 군이 귀전우 추출물을 첨가하지 않은 군보다 항산화 효과가 아주 우수한 것으로 나타나 금속이온 봉쇄력이 강한 것으로 나타났다. 결론 : 귀전우 열수 추출물은 $A{\beta}$ 의한 세포파괴를 감소시키는 활성을 가지며 예방 및 보호효과를 나타내었고, hepatocyte에 대한 보호효과와 세포막지질 과산화의 저해 및 $A{\beta}$처리와 같은 독성에 대한 적응능력 향상을 통한 세포보호효과를 주는 것으로 간세포 보호 등의 임상적 응용에 그 효과가 기대된다.

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