• 제목/요약/키워드: heavy metal level

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메밀의 항산화 및 카드뮴 방어 효능에 관한 연구 (Studies on the Antioxidative Effect of the Buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) Extract and its Protective Role against Cadmiun-mediated Stress)

  • 윤창순;김남경;정재형;장경진;고인영;최신욱
    • 대한화장품학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.197-206
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    • 2005
  • 본 연구에서는 춘천 지역에서 재배되고 있는 메밀의 부위별(종피, 종자, 줄기) 추출물을 이용하여 MTT assay 항산화 효능(수퍼옥사이드 라디칼, 하이드록실 라디칼 소거능), rutin과 phytic acid에 대한 함량 측정, 대표적인 중금속 중의 하나인 카드뮴에 대한 세포 수준에서 방어 효능을 평가하였고, 이들 자료를 토대로 주된 식품재료로 쓰이고 있는 메밀을 기능성 화장품의 소재로써 개발할 수 있는 가능성을 조사하여 보았다. HaCaT 세포와 B16F10 세포를 이용한 세포 독성 실험에서는 각 추출물 $100 {\mu}g/mL$의 농도 범위에서는 독성이 없는 것으로 나타났다. 수퍼옥사이드 라디칼에 대한 소거능은 종피>줄기>종자 추출물 순이었으며, 종피나 줄기는 거의 비슷한 수준의 효능을 보여 주었으며, 항산화 효능에 관여하는 주요 물질중의 하나인 rutin은 줄기 부위에 가장 많이 함유하고 있었다. 하이드록실 라디칼에 대한 소거능은 각 추출물 모두 거의 없는 것을 확인할 수 있었다. 중금속에 대한 chelate 물질로 알려진 phytic acid는 rutin처럼 줄기 부위에 높은 농도로 함유되어 있었다. 카드뮴에 대한 독성은 HaCaT 세포에서 $50{\mu}M$의 농도일 때 $50\%$ 정도의 치사율을 보였으며, 카드뮴을 추출물과 같이 처리하였을 때는 카드뮴의 독성에 대해 약 $10\%$ 정도 방어 효과를 나타냈다. Confocal laser scanning microscope를 이용하여 카드뮴에 의한 세포내 활성산소종의 생성을 확인하였고. 생성된 활성 산소 종에 대한 방어 효능은 줄기추출물에서 가장 우수한 것을 확인하였다.

저수위시 노출된 저수지 저니 상의 식생과 구리(Cu)의 흡수 (Absorption of Copper(Cu) by Vegetation on Reservoir Sediment Exposed after Drawdown)

  • 이충우;차영일
    • 한국환경과학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.123-133
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    • 1993
  • Shingal reservoir is a relatively small (211ha) and shallow impoundment, and approximately 25 ha of its sediment is exposed after spring drawdown. At least 14 vascular p13n1 species germinate on the exposed sediment, but Persimria vulgaris Webb et Moq. quickly dominates the vegetation. In order to estimate the role of the vegetation in the dynamics of heavy metal pollutants in the reservoir, Cu concentration of water, fallout particles, exposed sediment, and tissues of p. vulgaris, Ivas analyzed. Cu content in reservoir water decreased from $13.10mg/m^2$ on May 15 (before dralvdown) to $3.08mg/m^2$ in June 1 (after drawdown), mainly due to the loiwering of water level. Average atmospheric deposition of Cu by fallout particles was $10.84 {\mu}g/m^2/day$. Cu content in the surface 15cm of exposed sediment decreased from $5.094g1m^2$ right after drawdown, to $0.530g/m^2$ in 41 days, which is a 89.6% decrease. Therefore up to 99.7% of Cu in the reservoir appears to exist in the sediment. only 0.3% in water If the rate of atmospheric Input by fallout particles is assumed to have been the same since 1958, when the reservoir was completed, cumulative input of Cu during the 38 years would have been $150.35mg/m^2$, which is only 3.0% of Cu content in sediment right after drawdown. Therefore, most of Cu in the Shingal reservoir must have been transported by the Shingal-chun flowing into the reservoir, Standing crop of vegetation on the exposed sediment 41 days after drawdown was $730.67g/m^2$, of which 630.91g/m2 was p. vulgaris alone, and Cu content in P vulgaris at this time was $6.612mg/m^2$. This was only 0.13% of Cu in the exposed sediment, but was 50.5% of Cu in water before drawdown, or 167% of the average annual input of Cu by atmospheric deposition. If other plants were assumed to absorb Cu to the same concentration as p. vulgaris, total amount of Cu absorbed in 41 days by vegetation on the exposed sediment is estimated to be 1913.3 g, which is a considerable contribution to the purification of the reservoir water.

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저수위시 노출된 저수지 저니 상의 식생과 구리(Cu)의 흡수 (Absorption of Copper(Cu) by Vegetation on Reservoir Sediment Exposed after Drawdown)

  • 이충우;차영일
    • 한국환경과학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.29-29
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    • 1993
  • Shingal reservoir is a relatively small (211ha) and shallow impoundment, and approximately 25 ha of its sediment is exposed after spring drawdown. At least 14 vascular p13n1 species germinate on the exposed sediment, but Persimria vulgaris Webb et Moq. quickly dominates the vegetation. In order to estimate the role of the vegetation in the dynamics of heavy metal pollutants in the reservoir, Cu concentration of water, fallout particles, exposed sediment, and tissues of p. vulgaris, Ivas analyzed. Cu content in reservoir water decreased from $13.10mg/m^2$ on May 15 (before dralvdown) to $3.08mg/m^2$ in June 1 (after drawdown), mainly due to the loiwering of water level. Average atmospheric deposition of Cu by fallout particles was $10.84 {\mu}g/m^2/day$. Cu content in the surface 15cm of exposed sediment decreased from $5.094g1m^2$ right after drawdown, to $0.530g/m^2$ in 41 days, which is a 89.6% decrease. Therefore up to 99.7% of Cu in the reservoir appears to exist in the sediment. only 0.3% in water If the rate of atmospheric Input by fallout particles is assumed to have been the same since 1958, when the reservoir was completed, cumulative input of Cu during the 38 years would have been $150.35mg/m^2$, which is only 3.0% of Cu content in sediment right after drawdown. Therefore, most of Cu in the Shingal reservoir must have been transported by the Shingal-chun flowing into the reservoir, Standing crop of vegetation on the exposed sediment 41 days after drawdown was $730.67g/m^2$, of which 630.91g/m2 was p. vulgaris alone, and Cu content in P vulgaris at this time was $6.612mg/m^2$. This was only 0.13% of Cu in the exposed sediment, but was 50.5% of Cu in water before drawdown, or 167% of the average annual input of Cu by atmospheric deposition. If other plants were assumed to absorb Cu to the same concentration as p. vulgaris, total amount of Cu absorbed in 41 days by vegetation on the exposed sediment is estimated to be 1913.3 g, which is a considerable contribution to the purification of the reservoir water.

Fe-loaded zeolite로 충진된 투수성 반응벽체를 이용한 지반 내 Cd과 Cr(VI)의 동시제거: 모형 토조 실험 (Simultaneous Removal of Cd and Cr(VI) in the Subsurface Using Permeable Reactive Barrier Filled with Fe-loaded Zeolite: Soil Box Experiment)

  • 이성수;이승학;박준범
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권10호
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    • pp.61-68
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    • 2010
  • 반응벽제 기법을 이용해 지하수내 6가 크롬($CrO_4^{2-}$)과 카드뮴($Cd^{2+}$)을 동시 제거할 경우, 새로운 반응물질인 Fe-loaded zeolite의 적용성을 평가하기 위해 파일럿 규모의 모형 토조 실험을 수행하였다. 이를 위해, 폭 2.5m, 길이 3m, 높이 1.3m의 표가를 가지는 토조를 모래로 채우고, 양단에 수두차를 주어 지하수 흐름을 유도함으로써 대수층을 묘사하였다. 이후 6가 크롬과 카드뮴을 포함한 용액을 대수층에 주입하여 오염운을 발생시키고, 지속적인 모니터링을 통해 Fe-loaded zeolite로 구성된 모형 반응벽체의 오염운 정화거동을 관찰하였다. 실험결과, Fe-loaded zeolite로 구성된 반응벽체는 6가 크롬과 카드륨 오염운을 효과적으로 제거하며, 반응벽에 고정화된 오염물은 재탈착/유출되지 않음을 알 수 있었다. 이를 통해 Fe-loaded zeolite는, Cr(VI)과 Cd과 같이 서로 다른 이온 형태를 가진 무기 오염 물질로 동시에 오염된 지하수 정화에 반응벽체를 적용함에 있어 효과적인 충진물질이 될 수 있다는 결론을 도출하였다.

수은 노출에 대한 기수산 물벼룩 Diaphnosoma celebensis의 항산화 반응 (Antioxidant Responses in Brackish Water Flea Diaphanosoma celebensis - Exposed to Mercury)

  • 배철희;이영미
    • 한국해양생명과학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.74-80
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    • 2018
  • 수은은 다양한 산업활동에 사용되어 해양 환경 내에 지속적으로 유입되며 먹이사슬을 따라 축적되며 생물체 내로 유입 시 해양 생물의 성장, 발생, 생식, 대사 등에 악영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma clelbensis에 대한 수은의 급성 독성과 산화적 스트레스 지표(총 glutathione 함량, GST, GR, GPx 활성)를 이용한 항산화 반응을 조사하였다. 24시간 수은을 노출시킨 결과 생존율이 농도 의존적으로 감소하는 양상을 보였으며, 24시간 LC50 값은 0.589 mg/l (95% C.I. 0.521~0.655 mg/l)로 나타났다. 수은(0.08과 0.4 mg/l)을 24시간 노출시킨 D. celebensis에서 총 glutathione 함량은 유의하게 감소하는 양상을 보였으며, GST, GR, GPx 활성은 유의하게 증가하는 양상을 보였다. 이러한 결과는 수은 노출에 의해 D. celebensis에서 산화적 스트레스가 유도되었음을 의미하며, 이들 산화적 스트레스 지표의 변화는 세포내에서 방어기전으로 작용하였음을 나타낸다. 본 연구는 D. celebensis에서 수은 독성의 분자메커니즘을 이해하는데 도움이 되며, 중금속 오염된 해양 생태계 모니터링과 해양 생물의 건강성 평가에서 이들 분자지표의 활용 가능성을 제시한다.

2007년 봄철 대전지역에서 발생한 황사 및 대기부유물의 지구화학적 특성 및 중 금속의 오염도 (Geochemical Characteristics and Pollution Level of Heavy Metals of Asian Dust in Daejeon Area, 2007 (spring season))

  • 이평구;염승준;배법근
    • 자원환경지질
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    • 제45권3호
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    • pp.217-235
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    • 2012
  • 본 연구에서는 2007년도 봄철 대전 지역에서 발생한 황사(황사 기간) 및 대기부유물(비황사 기간)의 미량원소의 지구화학적 특성과 정량적 오염정도를 평가하였다. 황사 내 미량원소의 함량은 황사발원지 토양의 평균 함량에 비하여 수십에서 수백 배 높은 함량을 보여주고 있으며, 비황사 시기의 대기부유물에서도 유사한 특성을 보이고 있어, 황사 시기뿐만 아니라 비황사 시기에도 중국으로부터 이동되는 오염물질의 영향을 받고 있음을 지시하고 있다. 입도별 미량원소의 함량은 $PM_{2.5}$에서 Cr, Cu, Pb, Zn, V, S, As, Cd, Co, Ni, Mo, Sb, Cs, Rb, Th, Sc, Y 등이, 그리고 TSP에서는 Zr, Sr, Ba, Li, Th, U 등의 함량이 가장 높은 것으로 나타났다. 황사의 S, Cd, Mo, Zn, Pb, Sb, Cu 및 Zr 함량은대기부유물과 큰 차이를 보이지 않으나, 대기오염으로 부화가 발생하지 않는 Li, Cs, Co, U, Cr, Ni, Rb, V, Th, Y, Sr, Sc 등은 황사에서 2-4.2배 높아졌다. 그러므로 이들 원소들을 황사발생의 지시원소로 사용할 수 있으며, 특히 Sr, V, Cr 및 Li 등은 황사 발생을 판단하기 위한 지시원소로 사용하기에 적합한 것으로 보인다. 한편 황사의 이동경로에 따른 미량원소의 함량을 살펴본 결과, 중국의 대도시 및 산업단지를 경유하여 국내 유입된 황사가, 북한을 경유하여 국내에 도달한 황사에 비해서, S, Cd, Zn, Pb, Cu, Mo 및 As 함량이 높게 나타나, 황사의 이동경로가 이들 미량원소 오염 여부 및 오염도를 결정하는데 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다. 황사 및 대기부유물 내 미량원소의 부화지수(Enrichment factor)을 기준으로 오염정도를 분류한 결과, 환경재해 측면에서 가장 문제가 되는 미량원소는 S, Zn, Cu, Pb, As, Mo, Cd이며, 이들은 인간의 건강 뿐만 아니라, 오랜 기간 토양과 수계환경에 퇴적될 경우 환경오염으로 인한 주변 생태계에 해로운 영향을 미치게 될 것으로 판단된다.

유통 중인 과일류의 중금속 모니터링 (Monitoring of Heavy Metals in Fruits in Korea)

  • 이진하;서지우;안은숙;국주희;박지원;배민석;박상욱;유명상
    • 한국식품과학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.230-234
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    • 2011
  • 국내에는 과일류 중 중금속의 기준규격은 없으나, Codex에서는 과일류 중 납 함량 규격을 0.1 mg/kg으로 설정하여 관리하고 있다. 이에 따라 우리나라에서 유통 중인 과일류의 중금속 함량 규격을 설정하고자 일일 섭취량이 많은 과일 8종(오렌지, 사과, 바나나, 배, 감귤, 감, 망고, 키위), 927건을 수거하여 납, 카드뮴, 비소 및 수은 함량을 수은분석기 및 ICP-MS를 이용하여 분석하였다. 표준용액첨가법에 의한 회수율은 납 86.0-110.4%, 카드뮴 81.0-104.0%, 비소 82.0-104.7%를 얻었으며, 수은분석기를 이용한 수은의 회수율은 106.5%이었다. 조사결과 국내유통 중인 과일류의 중금속 평균함량은 납 8.3, 카드뮴 0.7 비소 1.4, 수은 $0.3{\mu}g/kg$으로 조사되었다. 중금속의 주간섭취량을 FAO/WHO에서 안전성 평가를 위해 설정한 PTWI와 비교한 결과, 납, 카드뮴, 수은이 각각 0.17, 0.013 및 0.006%로 그 수준이 매우 낮아 우리나라에서 유통되는 이들 과일로부터 섭취하는 중금은 매우 미미하여 안전한 수준으로 판단된다.

논 관개수에 함유된 토사 중 영양물질의 함량변화와 천연공급량 (Changes of Nutrients Content and Natural Supplies by Suspended Soil Particle in lrrigation Water during the Rice Cultivation)

  • 한강완;전재철;조재영;김성조
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.399-403
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    • 1997
  • 벼 재배기간동안 1.0㏊의 논토양으로 유입되는 관개수의 총유량을 측정하고 관개수중 총부유물질의 함량을 토사의 함량으로 나타내었다. 본 조사기간동안 $4,250m^3$의 관개수중에 함유된 토사를 통한 영양물질과 중금속의 시기적 변화와 논토양으로 유입량은 다음과 같다. 총부유물질의 함량은 52.9${\sim}$125.6mg/L의 범위였으며 유기물 함량은 1.89${\sim}$2.33%의 범위로 관계시기별로 큰 차이를 나타내지 않았다.전질소 함량은 623.5${\sim}$1775.2mg/kg,질산태질소 10.2${\sim}$72.1mg/kg 그리고 암모니아태질소 22.9${\sim}$75.8mg/kg의 범위를 나타내었다.전인산의 함량은 186.7${\sim}$375.7mg/kg 그리고 가용인산은 12.4${\sim}$38.9mg/kg의 범위를 나타내었다. 치환성 양이온중 대표적인 칼슘의 함량은 435.3${\sim}$737.5mg/kg, 마그네슘 127.3${\sim}$204.2mg/kg,칼륨 105.6${\sim}$232.9mg/kg,나트륨 36.6${\sim}$94.9mg/kg의 범위를 나타내었으며,칼슘>마그네슘>칼륨>나트륨의 순이었다. 전중금속함량은 평균 Pb 13.4, Cd 0.6, Ni 8.2, Cu 12.1, Zn 29.8 그리고 Cr 19.7mg/kg 이었으며 Zn>Cr>Pb>Cr>Ni>Cd의 순으로 나타났다. 벼재배기간동안 $4,250m^3$의 관개수중에 함유된 토사의 양은 346.03kg이었으며 토사중에 함유되어 논토양으로 유입되는 유기물량은 7.11kg이었다. 각각의 영양물질 유입량은 전질소 0.50㎏, 질산태질소 0.01kg, 암모니아태질소 0.02kg, 전인산 0.08kg, 가용성인산 약 0.01kg이었다. 양이온의 유입량은 칼슘 0.21kg, 마그네슘 0.06kg, 칼륨 0.06kg, 나트륨 0.02kg이었으며 칼슘>마그네슘=칼륨>나트륨의 순서로 나타났다. 또한 토사를 통하여 논토양으로 유입되는 중금속의 부하량은 극히 작은 수준이었다.

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돈분액비의 시용수준이 벼 생육과 품질 및 토양에 미치는 영향 (Effects of Application Rates of Liquid Pig Manure on Rice Growth, Quality and Soil Properties)

  • 류종원
    • 한국유기농업학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.667-682
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    • 2014
  • 본 연구는 돈분액비의 시용수준이 벼의 생육, 수량구성요소, 수량, 미질과 토양에 미치는 영향을 구명하기 위하여 실시하였다. 돈분액비의 시용수준은 벼의 추천 질소시용량인 9kg N/10a를 기준으로 하여 화학비료 질소 총량을 돈분액비로 대체하는 방법, 즉 100%, 130%, 160% 시용구를 두어 시용시험을 수행하였다. 결과를 요약하면 아래와 같다. 초장과 분얼수는 돈분액비 100, 130% 시용구에서 화학비료와 대등하였다. 돈분액비 160% 시용구는 화학비료 시용구 보다 분얼수가 많았고 초장이 큰 과번무 상태를 나타내었다. 백미수량은 돈분액비 100% 처리구에서 410 kg/10a으로 화학비료 처리구에 비해 3% 낮은 수준을 보였으나 돈분액비 130% 처리구는 화학비료처리구와 대등한 수량을 나타내었다. 그러나 돈분액비 160% 처리구에서 화학비료를 시용한 구에 비해 5%의 수량 감소가 있었는데 등숙율 및 천립중 저하가 수량감소의 원인이었다. 백미의 단백질 함량은 돈분액비 100% 시용구에서 6.8%로 화학비료 처리구의 6.9%와 유사하였다. 그러나 돈분액비 130, 160% 시용구에서 7.20~7.68%로 높은 수준이었다. 식미치는 돈분액비 100% 시용구가 73.7로 가장 좋았고 돈분액비 160% 처리구에서 66.9로 식미치가 낮았다. 완전미 비율이 가장 높은 처리구는 화학비료구로서 92.2%이었던 반면 돈분액비 100, 130% 처리구에서는 약간 감소하였다. 돈분액비 160% 처리구의 완전미 비율이 88.9%로 가장 낮았는데, 주원인은 활청미의 비율이 높았기 때문이었다. 현미의 무기성분 중 질소농도는 0.92~0.99% 범위이었는데 처리간 유의적 차이는 관찰되지 않았다. 벼의 10a당 질소흡수량은 화학비료시용구에서 15.1 kg으로 돈분액비 100% 시용구의 12.5 kg보다 높은 흡수량을 나타냈다. 돈분액비 100%, 130% 시용구의 토양 중금속 함량은 화학비료 시용구와 차이를 나타내지 않았다. 그러나 돈분액비 160% 시용구 토양의 아연, 구리, 비소 함량은 화학비료 시용구 보다 높았다. 따라서 벼의 수량과 품질지수 측면에서는 돈분액비 130%가 유리하였다. 돈분액비 160% 시용구에서는 등숙률과 천립중이 낮아지므로 수량이 감소하였다. 따라서 돈분액비의 양분 이용률을 고려 할 때 130% 범위에서 시용량을 조절하는 것이 벼의 수확량과 품질 그리고 토양의 중금속함량 감소에 유리할 것으로 사료되었다. 그러나 돈분액비 160% 시용구 토양의 아연, 구리, 비소 함량은 화학비료 시용구보다 높았다. 따라서 벼의 수량과 품질지수 측면에서는 돈분액비 130%가 유리하였다. 돈분액비 160% 시용구에서는 등숙률과 천립중이 낮아지므로 수량이 감소하였다. 따라서 돈분액비의 양분 이용률을 고려 할 때 130% 범위에서 시용량을 조절하는 것이 벼의 수확량과 품질 증대, 그리고 토양의 중금속함량 감소에 유리할 것으로 사료되었다.

콩 GAP 모델 확립을 위한 재배환경의 위해요소 조사 및 분석 (Investigation and Analysis of Hazards for Cultivation Environment to Establish the Good Agricultural Practices(GAP) of Soybean)

  • 김경열;송정언;허록원;이원경;남민지;김정숙;심원보;길중권;정찬식;박금룡;정덕화
    • 농업생명과학연구
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    • 제44권6호
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    • pp.121-132
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    • 2010
  • 콩 GAP 모델 확립을 위해 경남 창녕에 소재한 콩 재배농가 3 곳을 선정하여 각 재배환경에 대한 물리적, 화학적(중금속) 및 생물학적(위생지표세균, 병원성 미생물) 위해요소를 분석하였다. 재배환경에 대한 물리적 위해요소로는 토양과 농업용수에 혼입될 수 있는 이물 등으로 확인되었고, 화학적 위해요소 중 토양과 농업용수에서의 중금속 (Cd:0.01~0.103, Cu:0.001~6.036, As:0.006~3.045, Hg:ND~0.041, Pb:0.003~3.952, $Cr^{+6}$:0.007~0.496, Zn:0.001~66.500, Ni:0.003~18.010)이 모두 허용기준치 이하로 검출되었다. 생물학적 위해요소의 경우, 위생지표세균은 토양에서 일반세균과 대장균군이 $6.0{\pm}0.3$$3.6{\pm}1.6$ log CFU/g, 농업용수는 $3.5{\pm}0.7$$1.9{\pm}0.7$ log CFU/mL 수준으로 각각 검출되었고, E. coli는 모든 시료에서 불검출 되었다. 그러나 농업용수에서 대장균군이 허용기준치를 초과하였고, E. coli O157도 토양 중에서 약 22%가 검출됨에 따라 분변오염 방지를 위한 적절한 방안이 필요할 것으로 판단된다. 결론적으로 재배환경 중 물리적 및 화학적 위해요소 (중금속)의 오염수준은 허용기준에 적합했지만, 생물학적 위해요소의 경우 농업용수에서 대장균군이 기준치를 초과함에 따라 최종산물로의 교차오염을 방지하기 위한 체계적인 관리방안이 모색되어야 할 것으로 판단된다.