• Applied Biological Chemistry
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• 제42권4호
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• pp.330-335
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• 1999

Peroxidase, laccase, tyresinase와 같은 산화환원효소와 birnessite와 같은 무기촉매로 매개되는 oxidative coupling을 통한 PCP의 효율적인 제거 가능성을 규명하고자 하였다. 산화환원 촉매를 이용하여 PCP를 반응시켰을 경우 peroxidase로 매개되었을 때 transformation이 가장 높게 나타났고, tyrosinase로 매개된 반응에서는 거의 관찰되지 않았다 사용된 산화환원 촉매중 가장 높은 활성을 나타낸 peroxidase를 이용하여 반응조건에 따른 PCP의 transformation정도를 조사한 결과 PCP의 transformation은 pH 5.6 그리고 $16^{\circ}C$의 반응조건에서 가잘 높았다. 그리고 PCP의 transformation은 반응 30분까지 급속하게 증가되며 30분 이후부터 180분까지는 서서히 증가되다가 180분 이후에는 transformation의 증가가 관찰되지 않았다. 또한 peroxidase의 처리량을 증가시킴에 따라서 PCP의 transformation이 증가되는 것으로 나타났다. 보조 기질물질로서 다양한 humic monomer를 이용하여 PCP의 transformation에 미치는 보조 기질물질의 영향을 조사한 결과 보조 기질물질의 존재시 PCP의 transformation은 peroxidase, laccase 또는 birnessite로 매개되었을 경우에는 대부분의 경우 PCP의 transformation이 감소되었다. 그러나 tyrosinase로 매개된 경우에는 보조 기질물질이 존재할 때 PCP의 transformation이 대부분의 경우 증가되었다. 이상의 결과들로부터 PCP는 수중에서 biotic또는 abiotic 산화환윈 촉매로 매개된 oxidative coupling을 통해 제거될 수 있는 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.49-52
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• 2005

In this study, abiotic transformation of 1-naphthol via oxidative-coupling reaction was evaluated using Mn oxide which is ubiquitous in natural soils. The transformation of 1-naphthol catalyzed by synthetic birnessite $({\delta}-MnO_2)$ followed pseudo-lst order reaction, and the rate constants was in the range of $0.053{\sim}0.13\;min^{-1}$ with birnessite loadings of $12.5{\sim}50\;mg/20\;mL$. Since the oxidation of 1-naphthol was occurred on the reactive surface of the oxide particles, the rate constants with various birnessite loadings were correlated with birnessite surface area concentration. The correlation showed a strong linearity, which confirms the supposition of the surface reaction. From the correlation, therefore, the surface area normalized rate constant, $k_{surf}$, was determined to be 0.032 $L/m^2\;min$.

• 한국환경보건학회지
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• 제33권1호
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• pp.63-67
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• 2007

Laccase catalyzes the oxidation and polymerization of aromatic compounds in the presence of molecular oxygen. The oxidative transformation of chlorophene with laccase was conducted in a closed, temperature controlled system. The optimal pH for transformation of chlorophene was proven to be about 5-6. As the temperature rose up to $55^{\circ}C$, the transformation of chlorophene increased. The chlorophene transformation was not enhanced in the presence of soluble polymers. The toxicity of the reaction mixture was increased two times than that of initial reaction mixture after the enzymatic treatment. ABTS has enhanced chlorophene transformation at 0.1 mM and showed negative linear relationship with residual chlorophene by the reaction.

• 대한환경공학회지
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• 제28권5호
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• pp.535-542
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• 2006

본 연구에서는 일반 토양 중에 존재하는 망간산화물의 하나인 버네사이트(birnessite)를 이용한 1-naphthol의 산화-공유결합 반응에 의한 제거 특성을 다양한 반응조건(반응시간, 버네사이트 주입량 및 pH 등)에서 회분식 실험을 통하여 조사하였다. 버네사이트에 의한 1-naphthol의 제거효율은 모든 반응조건에서 우수하였으며, 생성되는 반응산물은 1-naphthol의 산화-공유결합 반응에 의한 중합체임을 반응 후 상등액에 대한 UV-vis. 흡광 분석 및 질량분석기를 이용한 분자량 분석을 통해 확인하였다. 버네사이트 첨가량에 따른 1-naphthol의 산화 변환 실험 결과는 유사-일차 반응속도 식을 적용하여 반응 속도 상수, k를 구하였으며, 이 유사-일차 속도상수를 버네사이트의 비표면적으로 표준화하여 도출한 반응속도상수($k_{surf}$)는 $9.31{\times}10^{-4}(L/m^2{\cdot}min)$이었다. 또한, 버네사이트에 의한 1-naphthol의 산화 변환 효율은 수용액의 pH에 영향을 받았으며, pH가 10에서 4로 감소하면서 유사-일차 반응속도 상수는 $0.129min^{-1}$에서 $0.187min^{-1}$로 증가하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.43-46
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• 2004

Explosive chemicals have been major soil and groundwater contaminants especially in the nations with active military activities. Of these explosives, 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) is the most refractory one due to its structural characteristics. Although its efficient reduction by Fe(0) is well-known, the reduction products - mainly aminotoluenes - still possess toxicities to terrestrial biota, and are resistant to biological degradation. In this study, therefore, abiotic transformation of TNT reduction products via oxidative-coupling reaction was evaluated using Mn oxide which is ubiquitous in natural soils. The transformation efficiency is increased with the number of amino groups. Considering the very efficient reduction rate of TNT by Fe(0), Mn oxide can be successfully used for the removal of TNT reduction products.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.476-485
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• 2005

본 연구에서는 망간산화물을 이용하여 TNT 환원부산물들의 산화-결합반응(oxidative-coupling reaction)에 의한 변환반응을 조사하였다. 회분식 실험으로부터 일반 토양중에 존재하는 망간산화물의 하나인 버네사이트(birnessite)에 의해 실험에 사용한 TNT 환원부산물들이 완전히 변환되고 있음을 확인하였다. 또한 이러한 변환의 주요 원인은 산화-결합반응을 통한 중합체 형성에 기인한 것임을 M/S 분석을 통해 확인할 수 있었다. 각 TNT 환원부산물을 대상으로 버네사이트의 양에 따른 반응속도 실험을 통해 유사-일차 반응상수를 구하였고, 이로부터 버네사이트 비표면적에 대해 표준화한 반응상수, $k_{surf}$를 도출하였다. 아민기를 두 개 가지고 있는 diaminonitrotoluenes (DATs)의 $k_{surf}$값($1.49{\sim}1.91\;L/m^2{\cdot}day$)이 아민기를 하나 가지고 있는 dinitroaminotoluenes (DNTs)의 $k_{surf}$값($1.15{\times}10^{-2}{\sim}2.09{\times}10^{-2}\;L/m^2{\cdot}day$)에 비해 약 $10^2$배 정도 큼을 확인할 수 있었다. 또한 DNTs 혹은 DATs들간의 $k_{surf}$값을 비교함으로써 ortho 위치에 있는 아민기가 para 위치의 아민기에 비해 버네사이트에 의한 산화반응에 유리함을 확인할 수 있었다. TNT가 다양한 반응매개체(mediator)의 존재 하에서 상호결합 반응(cross-coupling)에 의해 제거되기는 어려우나, $Fe^0$ 및 망간산화물에 의한 연속처리로부터 TNT를 효과적으로 처리할 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.989-996
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• 2007

본 연구에서는 망간산화물 존재 하에서의 1-naphthol(1-NP)의 산화-결합반응을 통한 변환반응과 반응산물을 조사하였다. 변환 반응에 의해 생성된 반응산물을 대상으로 한 용매 추출과 HPLC, GC/MS, LC/MS 및 UV-Vis. 흡광특성 분석 등을 통해 반응산물의 분자 구조특성을 규명하였다. 반응 상등액에서 검출된 반응산물은 모두 1-NP에 비하여 높은 극성을 보였다. 주요 반응산물로는 1,4-naphthoquinon(1,4-NPQ)와 dimer, trimer 등의 소 중합체(oligomers)를 포함하며 특히, 용매추출$(CH_2Cl_2)$ 후 수용액에 잔류하는 친수성 형태의 반응산물은 다양한 분자량의(m/z=$400\sim2000$) 중합체로서 토양 휴믹물질(풀빅산)과 유사한 형태의 UV-Vis 흡광특성을 보였다. 또한, 비 반응성 생성물인 1,4-NPQ는 1-NP 존재 하에서 망간산화물에 의한 교차-결합(cross-coupling)을 통해 중합체로 변환될 수 있음을 확인하였다. 본 실험조건(20.5 mg/L, 1-NP, 2.5 g/L $MnO_2$, pH 5)에서 산화-결합 반응에 의한 중합체 형성으로 제거되는 1-NP의 양(mg/L)은 초기농도 대비 약 83%에 해당하며, 이들 중 약 30% 정도는 침전층에서 중류수와 메탄올$(CH_3OH)$에 의해 추출되지 않는 안정화된 형태의 불용성 중합체 생성물로 존재하였다. 이상의 결과는 망간산화물에 의한 산화-결합반응이 naphthol 오염토양의 처리에 있어서 소 중합체와 중합체 침전물로의 변환을 통한 오염 저감 및 제거 효과를 나타냄을 제시한다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권2호
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• pp.73-80
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• 2015

본 연구에서는 잔류의약물질로써 환경에서 노출 빈도가 높은 항생물질인 Tetracycline (TTC)을 대상으로 수용액 상에서의 망간산화물(birnessite)을 이용한 산화-변환 반응을 통한 제거와 용존성 자연유기물인 휴믹산(HA) 존재에 따른 영향을 조사하였다. TTC의 산화-변환 제거 특성 실험은 다양한 반응조건(반응시간, 망간산화물 주입량 및 pH 등)에서 회분식으로 조사하였으며, HA의 영향은 pH (3~9)와 HA농도 변화에 따라 조사하였다. 실험결과는 유사-일차 반응속도식을 적용하여 해석하였으며, 본 실험조건(TTC=0.25 mM, ${\delta}-MnO_2=1.0g/L$)에서의 TTC의 산화-변환 제거 반응속도상수(k, $hr^{-1}$)는 pH가 감소함에 따라 0.98 (pH 9)에서 2.97 (pH 3)로 일정하게 증가하였고, 망간산화물 주입량(1~2 g/L)이 2배 증가할 때 반응속도 상수는 약 1.3배 정도 증가하였다. HA (5 mg-C/L) 존재 시 망간산화물에 의한 TTC 변환제거는 $pH{\geq}6$에서 반응효율 상승을 나타냈으며, HA의 주입농도(1~10 mg-C/L, at pH 6)의 증가에 따라 일정하게 증가함을 확인하였다. 이상에서 얻은 연구결과는 기존 문헌에 제시된 TTC 반응기작과 비교 해석하였고, 망간산화물을 매개로 한 TTC의 산환-변환 제거 반응특성과 HA의 존재가 미치는 영향에 대하여 고찰하였다.

• 식물조직배양학회지
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• 제28권2호
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• pp.87-90
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• 2001

배추 유래의 cytosolic glutathione reductase 유전자 (BcGR1)의 지속적 발현과 형질전환 식물체의 oxidative stress에 대한 내성과의 관계를 분석하기 위하여, BcGR1 유전자를 CaMV 35S promoter의 하류에 연결한 다음, 담배에 형질전환하였다. PCR 및 Southern blot 분석을 통하여 BcGR1 유전자가 정상적으로 삽입된 32 계통의 T$_{0}$ 식물체를 선발하였다. Northern blot 분석 결과, 도입된 유전자가 형질 전환 식물체 내에서 항상적으로 발현된다는 것을 확인하였으며, 도입 유전자의 copy number와 발현량 사이에는 정의 상관관계를 보이지 않았다.

• 한국환경농학회지
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• 제17권3호
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• pp.239-245
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• 1998

부식형성과정에서 nitroaromatics와 그 환원산물들의 구조에 따른 bound residue형성 양상을 밝히기 위하여 nitrotoluene류, nitrophenol류와 그 환원형태의 화합물 및 nitro기를 가진 살충제 parathion과 amino기를 가진 제초제 asulam을 단독으로 또는 부식을 구성하는 humic monomer들이 존재하는 반응 조건에서 laccase와 HRP를 촉매로 사용하여 그 반응 양상을 조사하였다. Laccase와 HRP를 촉매로 하여 반응시킨 경우, humic monomer의 유무, 종류, nitro기의 결합위치와 수에 관계없이 nitrotoluene류와 nitrophenol류는 laccase와 HRP에 의해 거의 전환되지 않았고, aminotoluene류 및 amino-nitrophenol류는 전부 전환되었다. 일부가 환원된 형태인 amino-nitrotoluene류는 humic monomer에 따라 다른 전환율을 나타내는 데, catechol, syringaldehyde와 protocatechuic acid에서 가장 높은 전환율을 나타내었다. Nitro기가 있는 살충제 parathion은 humic monomer가 존재하는 반응 조건에서 거의 전환되지 않았고, 그 분해산물 4-nitrophenol의 경우도 protocatechuic acid를 제외하고는 거의 전환되지 않았다. Amino기가 있는 제초제 asulam의 경우, humic monomer가 존재하지 않는 조건에서는 거의 전환되지 않았지만 catechol, syringaldehyde, protocatechuic acid 및 caffeic acid의 경우, 비교적 높은 전환율을 나타났다.