• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.93-102
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• 2011

본 연구에서는 부산신항만 준설퇴적물에 포함된 중금속의 총농도, 이동성, 생체이용률, 독성을 알아보기 위하여 총함량분석과 연속추출실험을 실시하였다. 준설퇴적물의 중금속 총농도는 다음과 같이 비교적 낮았다: Al (2.36~2.96 wt.%), As (1.6~3.3 mg/kg), Ba (30.0~33.8 mg/kg), Cd (0.12~0.18 mg/kg), Cr (27.5~35.0 mg/kg), Cu (11.3~15.0 mg/kg), Fe (2.91~3.51 wt.%), Mn (324~408 mg/kg), Ni (18.8~23.8 mg/kg), Pb (23.8~31.3 mg/kg), Zn (70.0~86.3 mg/kg). 또한 대부분의 중금속이 residual fraction으로 존재하였는데, 이는 오염원이 자연발생적일 가능성이 높음을 의미한다: Al (87.5~95.9%), As (74.1~93.8%), Ba (71.8~77.6%), Cr (69.5~94.3%), Cu (50.0~78.7%), Fe (70.8~87.6%), Ni (64.5~75.3%), Pb (53.4~64.3%), Zn (62.5~81.7%). 반면에 Cd과 Mn은 주로 non-residual fraction으로 존재했다. 준설퇴적물의 유해중금속 농도가 낮고 residual fraction 비율이 높기 때문에, 이를 벽돌, 도로포장재료 등으로 재활용하는 것이 가능하다고 사료된다.

• 생태와환경
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• 제52권1호
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• pp.13-20
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• 2019

인간의 산업활동 증가로 인해 발생하는 크롬과 구리 중금속은 강우와 폐수를 통해 환경으로 유입되어 서식 생물에 유해한 영향을 준다. 본 연구에서는 하천 수생태계 오염 지표 생물인 Chironomus plumosus를 대상으로 크롬과 구리 노출에 따른 생존율, 성장률, 우화율, 성비 등의 생물학적 반응과 하순기절 기형의 형태적 영향을 관찰하였다. C. plumosus의 생존율은 크롬과 구리 노출 시간-농도의존적인 감소를 나타냈다. 성장률은 크롬 노출 후 4일째 감소하였고 구리 노출 시에는 상대적으로 고농도인 $1000mg\;L^{-1}$에서 모든 노출 시간에 감소함을 확인하였다. 또한 $1000mg\;L^{-1}$ 구리 노출에서 대조군에 비해 우화율이 급격히 감소함을 관찰하였다. 크롬 노출 시 성비는 상대적 저농도에서(10과 $50mg\;L^{-1}$) 대조군과 달리 암컷의 비율이 증가했지만 구리 노출 시에는 상대적으로 고농도인 $1000mg\;L^{-1}$에서 수컷의 비율이 눈에 띄게 증가하는 성비불균형을 확인하였다. 나아가 C. plumosus 하순기절 형태적 기형은 크롬과 구리 노출에 따라 노출군에서 발생함을 관찰하였다. 이러한 결과는 크롬과 구리의 수생태계 유입이 서식하는 저서무척추동물인 C. plumosus의 생물학적, 형태적 유해 스트레스를 제공하며 C. plumosus가 크롬과 구리 같은 중금속 독성평가에 민감하게 반응하는 지표종임을 제시한다.

• Toxicological Research
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• 제25권4호
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• pp.175-180
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• 2009

Lead (Pb) is a ubiquitously occurring environmental heavy metal which is widely used in industry and human life. Possibly due to a global industrial expansion, recent studies have revealed the prevalent human exposure to Pb and increased risk of Pb toxicity. Once ingested by human, 95% of absorbed Pb is accumulated into erythrocytes and erythrocytes are known to be a prime target for Pb toxicity. Most of the studies were however, focused on $Pb^{2+}$ whereas the effects of $Pb^{4+}$, another major form of Pb on erythrocytes are poorly understood yet. In this study, we investigated and compared the effects of $Pb^{4+}$, $Pb^{2+}$ and other heavy metals on procoagulant activation of erythrocytes, an important factor for the participation of erythrocytes in thrombotic events in an effort to address the cardiovascular toxicity of $Pb^{4+}$. Freshly isolated erythrocytes from human were incubated with $Pb^{4+}$, $Pb^{2+}$, $Cd^{2+}$ and $Ag^+$ and the exposure of phosphatidylserine (PS), key marker for procoagulant activation was measured using flow cytometry. As a result, while $Cd^{2+}$ and $Ag^+$ did not affect PS exposure, $Pb^{4+}$ and $Pb^{2+}$ induced significantly PS exposure in a dose-dependent manner. Of a particular note, $Pb^{4+}$ induced PS exposure with a similar potency with $Pb^{2+}$. PS bearing microvesicle (MV), another important contributor to procoagulant activation was also generated by $Pb^{4+}$. These PS exposure and MV generation by $Pb^{4+}$ were well in line with the shape change of erythrocyte from normal discocytes to MV shedding echinocytes following $Pb^{4+}$ treatment. Meanwhile, nonspecific hemolysis was not observed suggesting the specificity of $Pb^{4+}$-induced PS exposure and MV generation. These results indicated that $Pb^{4+}$ could induce procoagulant activation of erythrocytes through PS exposure and MV generation, suggesting that $Pb^{4+}$ exposure might ultimately lead to increased thrombotic events.

• 환경생물
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• 제36권4호
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• pp.694-700
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• 2018

중금속이 곤충에 미치는 영향을 조사하기 위하여 빨간집모기(Culex pipiens pallens) 금속용액(Cu, Cd, Hg, Pb, Zn)에서 사육한 후 50% 치사농도($LC_{50}$) 용화시기, 총 지질함량, 지질조성, 총 단백질 함량변화를 측정하였다. 50% 치사농도($LC_{50}$)는 3령 유충으로 24시간 처리한 Hg 처리군에서 $0.45mg\;kg^{-1}$으로 나타나 다른 금속에 비해 독성이 강한 것으로 나타났고, 용화 시기는 처리군이 대조군(129시간)에 비해 지연되었으며 Cd가 처리군 중 273시간으로 가장 늦게 용화되었다. 중금속에 노출된 모기시료에서 총 여섯 종류의 지질 band가 분리되었으며, 이 중 5종의 지질이 동정되었다(phospholipid, cholesterol, fatty acid, triglyceride, cholesterol ester). 모든 처리군의 총 지질함량은 대조군에 비해 감소하였다. 또한, 대조군의 단백질 함량($0.51mg\;ind.^{-1}$)이 처리군의 단백질 함량에 비해 높게 나타났으며, 처리군 중 Hg과 Cd을 처리한 유충의 단백질 함량이 매우 낮게 나타났다. 결론적으로 중금속이 처리된 용액에서 사육된 모기유충은 오염된 환경에 의한 먹이 섭취의 장애 및 중금속의 독성으로 인해 단백질 함량과 지질의 감소가 일어나 발육이 느려지고 용화시기가 길어지는 것으로 생각되며 이는 중금속에 의한 체내 물질대사의 변화를 의미한다. 이러한 결과는 중금속 오염이 모기의 생존과 성장을 억제시켜 모기 개체군 크기에 영향을 줄 것을 나타내며, 추후 연구를 통해 모기의 생육정도를 이용한 오염도 측정에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.13-21
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• 2020

본 연구는 마산만과 낙동강 하구 인근의 해양퇴적토에 포함된 중금속 농도를 측정하여 기존 오염도 산정방법을 이용하여 6개 중금속에 대한 오염도를 평가하고자 하였다. 미국 환경청 기준에 따르면 Cu의 경우 B1지역은 심한오염으로 분류되었고 Ni과 Zn의 경우 일부지역에서 중간정도 오염으로 분류되었다. Igeo, EF, PERF의 분류에 따르면, A와 B 지역은 Cd에 의해 오염이 된 것으로 나타났다. 특히, B1 지역의 경우 Igeo, EF, PERF 값이 전 지역을 통틀어 제일 높은 값을 나타내어 심각한 오염으로 평가되었다. 6개 중금속 모두의 영향을 고려한 mean PEL quotient 분류에 따르면 모든 지역에서 중금속으로 인해 독성이 발생할 확률은 21%로 파악되었다. B1 지역의 Cd 농도는 1.5mg/kg으로 가장 높은 값을 보였고 이는 기존의 연구와 비교해서도 가장 높은 값임을 알 수 있었다. 따라서, 마산만 인근의 퇴적토에 포함된 Cd의 오염이 심각하므로 이에 대한 원인을 밝히고 향후 처리방안에 대해 신중한 접근이 필요할 것으로 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제32권6호
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• pp.431-436
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• 2023

산업이 발전함에 따라 생태계로 유입되는 중금속의 양이 증가하고 있다. 중금속은 분해가 어려워 생태계 내에 장기간 잔류하고 독성을 유발한다. 이러한 중금속은 수처리 시 흡착, 여과, 화학적 침전 등 물리 화학적 방법으로 제거된다. 본 연구에서는 중금속 흡착 및 제거용 킬레이트 수지로 알긴산 비드를 선정하고 이에 따른 중금속 흡착효율을 평가하기 위하여 JEI (Jellyfish extract at immunity reaction)를 혼합하였다. JEI를 혼합한 비드는 알지네이트의 특성에 따라 납(79-99%)과 구리(64-70%)에서 높은 흡착효율을 보였으며 카드뮴(25-37%)과 아연(5-6%)에서 낮은 흡착효율을 나타내었다. 중금속 흡착은 JEI의 함량에 비례하여 증가하지 않았으나 50%와 100% JEI 비드가 유의미한 증가를 나타내었다. 반응 속도식을 적용한 결과 유사 1차 반응식보다 유사 2차 반응식에 더 적합한 것으로 나타났다. 결론적으로 비드의 생산 단가나 중금속 흡착제거 효율을 비교해보면 50% JEI 비드가 중금속 흡착제거에 적합한 것으로 사료된다.

• 상하수도학회지
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• 제28권2호
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• pp.207-215
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• 2014

Wastewater containing heavy metals such as copper (Cu) and nickel (Ni) is harmful to humans and the environment due to its high toxicity. Crystallization in a fluidized bed reactor (FBR) has recently received significant attention for heavy metal removal and recovery. It is necessary to find optimum reaction conditions to enhance crystallization efficacy. In this study, the effects of crystallization reagent and pH were investigated to maximize crystallization efficacy of Cu-S and Ni-S in a FBR. CaS and $Na_2S{\cdot}9H_2O$ were used as crystallization reagent, and pH were varied in the range of 1 to 7. Additionally, each optimum crystallization condition for Cu and Ni were sequentially employed in two FBRs for their selective removal from the mixture of Cu and Ni. As major results, the crystallization of Cu was most effective in the range of pH 1-2 for both CaS and $Na_2S{\cdot}9H_2O$ reagents. At pH 1, Cu was completely removed within five minutes. Ni showed a superior reactivity with S in $Na_2S{\cdot}9H_2O$ compared to that in CaS at pH 7. When applying each optimum crystallization condition sequentially, only Cu was firstly crystallized at pH 1 with CaS, and then, in the second FBR, the residual Ni was completely removed at pH 7 with $Na_2S{\cdot}9H_2O$. Each crystal recovered from two different FBRs was mainly composed of CuxSy and NiS, respectively. Our results revealed that Cu and Ni can be selectively recovered as reusable resources from the mixture by controlling pH and choosing crystallization reagent accordingly.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권11호
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• pp.1271-1277
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• 2017

가미십전대보탕(이하 KSD로 표기) 추출물은 생약 성분으로 인체 및 동물에 투여 시 세포 독성 및 장기에 중금속 등에 의한 독성 물질이 발생할 수 있어 안전성이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 KSD의 안전성 확보를 위해 중금속 검사, 간과 신장 기능 지표 검사 및 RAW 264.7 세포 생존 시험을 거친 후 RAW 264.7 세포를 이용하여 KSD 추출물의 항산화 및 항염증 효과를 알아보았다. KSD 추출물에서 중금속은 발견되지 않거나 기준치 미만으로 검출되었다. 간기능지표인 AST, ALT는 정상군에 비해 낮게 나타났으며 신기능 지표인 Cr, BUN도 정상군과 같거나 낮아 인체에 안전함을 확인하였다. RAW 264.7 세포 독성은 대조군 대비 농도별 생존율에 차이가 없었다. KSD 추출물의 항산화 효능 측정 결과 DPPH 라디칼 소거능과 ABTS 라디칼 소거능은 $10{\mu}g/mL$ 이상의 농도에서 의존적으로 활성이 증가하였다. 항염증 효과 측정 결과 NO 생성량은 대조군에 비해 10, $100{\mu}g/mL$에서 유의성 있는 감소를 보였으며, $IL-1{\beta}$와 IL-6는 농도 의존적으로 발현량이 감소하였고, $TNF-{\alpha}$는 유의적 차이점을 발견할 수 없었다. 이상의 결과를 보아 KSD는 골절 치료를 위한 생약으로 안전성 및 항산화 및 염증 감소에 효과가 있을 것으로 생각된다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제53권4호
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• pp.363-370
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• 2021

본 연구는 중금속화합물인 초산납(LA)의 피부독성을 B16/F10 멜라닌세포를 배양하여 조사하였으며, LA의 독성에 대한 싸리나무(Lespedeza bicolor, LB) 추출물의 보호효과를 조사하였다. 본 연구를 위하여 세포생존율을 비롯하여 항산화능 분석인 전자공여능(EDA)활성 억제능과 총 멜라닌량 저해능을 조사하였다. 그 결과 LA는 배양 세포에 처리한 농도 의존적으로 세포생존율을 유의하게 감소시킴으로써 독성을 나타냈다. 이 때 XTT₅₀값은 52.7 µM로서 고독성(highly-toxic)인 것으로 나타났다. 한편, 항산화제인 kaempferol (KAE)은 LA의 독성에 손상된 세포생존율을 유의하게 증가시켰다. 또한, LA의 독성에 대한 LB 추출물의 보호효과에 있어서, LB 추출물은 LA만의 처리에 비하여 세포생존율을 유의하게 증가시켰으며, 이와 동시에 전자공여능(EDA) 활성 억제능과 멜라닌 저해능과 같은 항산화 효과 및 멜라닌화의 억제를 나타냈다. 이상의 결과로부터 LA의 독성에 산화적 손상이 관여하고 있으며, LB 추출물은 항산화와 멜라닌화의 저해 효과에 의하여 LA의 독성을 효과적으로 방어하였다. 따라서, LB 추출물과 같은 천연물질은 LA와 같이 산화적 손상과 관련이 있는 중금속화합물의 독성방어나 또는 멜라닌화로 인한 질환을 위한 치료 및 간호중재 보완물질로 개발할 가치가 있다고 생각된다. 본 연구결과를 기반으로 산화적 손상이 원인인 질환에 LB 추출물을 적용가능한 형태 및 방법에 대해 추가 연구가 필요함을 제언한다.

• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.107-107
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• 2003

The heavy metal cadmium is a xenobiotic toxicant of environmental and occupational concern and it has been classified as a human carcinogen. Inhalation of cadmium has been implicated in the development of emphysema and pulmonary fibrosis, but, the detailed mechanism by which cadmium induces adverse biological effects is not yet known. Therefore, we undertook the investigation of genes that are induced after cadmium exposure to illustrate the mechanism of cadmium toxicity For this purpose, we employed the polymerase chain reaction-based suppression subtractive hybridization technique. We identified 29 different cadmium-inducible genes in human peripheral mononuclear cells, such as macrophage migration inhibitory factor, lysophosphatidic acid acyltransferase-${\alpha}$, enolase-1${\alpha}$, VEGF, Bax, neuron-derived orphan receptor-1, and Nur77, which are known to be associated with inflammation, cell survival, and apoptosis. Induction of these genes by cadmium treatment was further confirmed by semi-quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction. Further, we found that these genes were also induced after cadmium exposure in normal human lung fibroblast cell line, WI-38, suggesting potential use of this induction profile to monitor cadmium toxicity in the lung. Next, Nur77, one of cadmium-inducible genes, was further studied since the products of Nur77 are known to be involved in the apoptotic process of lung cells. Following cadmium treatment, Nur77 gene expression was increased at protein-level in A549 cells. Consistently, the reporter containing Nur77 binding sequence was activated by 2.5-fold after exposure to cadmium in reporter gene analysis by transient transfection experiments. When the plasmid encoding dominant negative Nur77 that represses the transcriptional function of wild-type Nur77 was transfected into A549 cells, the expression of Bax was significantly reduced, suggesting that induction of Nur77 was an important process in cadmium-induced apoptosis in the cells. Cadmium induced the expression of Nur77 in vivo, confirming the relevance of the data obtained in viro. Together our results suggest that Nur77 gene expression in exposure to cadmium leads apoptosis of lung cells which may cause pathological changes in lung.