• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.87-99
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• 2016

본 연구에서는 단열을 포함하는 불포화 암반에서의 지하수 유동 흐름을 예측하기 위한 2차원 수치 모델링을 수행하였다. 특히, 불연속 단열망 모델링(Dscrete Fractured Network, DFN)을 통하여 도출된 투수계수의 분포를 나타내는 k-field를 모델링 입력변수로 적용하였다. 투수계수 차이는 불포화대에서 지하수의 이동속도 차이를 야기시키는 중요한 인자로 적용되었다. 연구지역의 지표 토양층으로부터 지하 대수층까지의 불포화대 깊이를 적용하여 지하수 유동 모델링의 초기조건을 실제와 유사하게 설정하였다. 강우의 지표 침투율은 인공구조물과 자연 토양층의 침투율 차이를 적용하여 실제 불포화 암반을 거쳐서 포화대까지 지하수의 이동흐름을 해석하고 시각화하였다. 특히, 오염물질의 이동 시작점이 될 수 있는 인공구조물의 하부에 모니터링 지점을 설정하여 실제 오염물질원이 지하수에 용해되어 불포화대를 이동할 때의 경로를 예측 하였으며 중력방향인 직하부로 이동하는 것을 확인되었다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권6호
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• pp.133-139
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• 2014

In this research, the photocatalytic degradation of benzothiophene in $TiO_2$ aqueous suspension has been studied. $TiO_2$ photocatalysts are prepared by a sol-gel method. The dominant anatase-structure on $TiO_2$ particles is observed after calcining the $TiO_2$ gel at $500^{\circ}C$ for 1hr. Photocatalysts with various transition metals (Nd, Pd and Pt) loading are tested to evaluate the effect of transition metal impurities on photodegradation. The photocatalytic degradation in most cases follows first-order kinetics. The maximum photodegradation efficiency is obtained with $TiO_2$ dosage of 0.4g/L. The photodegradation efficiency with Pt-$TiO_2$ is higher than pure $TiO_2$ powder. The optimal content value of Pt is 0.5wt.%. Also we investigate the applicability of $H_2O_2$ to increase the efficiency of the $TiO_2$ photocatalytic degradation of benzothiophene. The optimal concentration of $H_2O_2$ is 0.05. The effect of pH is investigated; we obtain the maximum photodegradation efficiency at pH 9. Hydroxy-benzothiophenes and dihydroxy-benzothiophenes are identified as reaction intermediates. It is proposed that benzothiophene is oxidized by OH radical to sequentially form hydroxyl-benzothiophenes, dihydroxybenzothiophenes, and benzothiophenedione.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권3호
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• pp.14-22
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• 2024

This study established risk-based fluoride soil contamination standards according to the Korean Soil Contaminant Risk Assessment Guidelines (SRAG). Ten exposure scenarios were evaluated, broadly categorized into Scenario 1, which used the default parameters from the current SRAG, and Scenario 2, which used the latest exposure factors and bio-concentration factors. Fluoride soil standards corresponding to a total hazard index (HI) of 1.0 were determined for each scenario. For children in agricultural areas, the derived risk-based soil fluoride standard was 70 mg/kg for Scenario 1 and 27 mg/kg for Scenario 2. In industrial areas, the risk-based fluoride soil standard was 2200 mg/kg in Scenario 1 and 2300 mg/kg in Scenario 2. This study clearly demonstrated that the crop ingestion exposure pathway exerted predominent influence on the estimated human health risk standards. Additionally, using the Added Risk Approach and considering soil background concentrations, the total fluoride soil standards for residential areas ranged from 232 mg/kg to 444 mg/kg, while the standards for industrial areas ranged from 2405 mg/kg to 2674 mg/kg.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제21권6호
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• pp.56-66
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• 2016

Generally, the contribution of crop-intake pathway (CIP) is remarkable in human health assessment (HHA) of heavy metal contamination. Although the crop exposure concentrations (Cp) should directly be used for calculating the average daily dose (ADD) of CIP, the soil exposure concentration (Cs) multiplied by soil-crop bio-concentration factor (BCF) has frequently been used instead of using Cp values. Thus, the BCF values are significant in the HHA, and care should be taken to ensure the reasonable acquisition of BCF values. Meanwhile, the BCF values are known to be significantly affected by analytical methods. Nevertheless, they have been calculated from the concentrations of soil and crop analyzed by only one method: total digestion (aqua regia extraction). For this reason, this study was initiated to seek appropriate soil analysis methods for effective computation of the ADD of CIP. The concentrations of 5 metal contaminants (As, Cd, Cu, Pb, and Zn) in 127 soil samples obtained from 4 abandoned metal mine areas were analyzed by several methods including total digestion and partial digestions using 0.1/1 N HCl, 1M $NH_4NO_3$, 0.1 M $NaNO_3$, and 0.01M $CaCl_2$. The heavy metal concentrations in 127 crop samples (rice grains) were analyzed by total digestion as well. Using the concentrations of soils and crops, the BCF values of each contaminant were calculated according to the kind of soil extraction methods applied. Finally, the errors between Cp and $C_s{\times}BCF$ were computed to evaluate the relevance of each method. The results indicate that the partial extraction using 0.1 N and 1 N HCl was superior or equivalent to total digestion. In addition, the 0.1M $NaNO_3$ method combined with total digestion is recommended for improving the reliability of BCF values.

• Molecular & Cellular Toxicology
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• 제1권4호
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• pp.230-236
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• 2005

Formaldehyde is a common environmental contaminant found in tobacco smoke, paint, garments, diesel and exhaust, and medical and industrial products. Formaldehyde has been considered to be potentially carcinogenic, making it a subject of major environmental concern. However, only a little information on the mechanism of immunological sensitization and asthma by this compound has been known. So, we performed with Jurkat cell line, a human T lymphocyte, to assess the induction of DNA damage and to identify the DEGs related to immune response or toxicity by formaldehyde. In this study, we investigated the induction of DNA single strand breaks by formaldehyde using single cell gel electrophoresis assay (comet assay). And we compared gene expression between control and formaldehyde treatment to identify genes that are specifically or predominantly expressed by employing annealing control primer (ACP)-based $GeneFishing^{TM}$ method. The cytotoxicity ($IC_{30}$) of formaldehyde was determined above the 0.65 mM in Jurkat cell in 48 h treatment. Based on the $IC_{30}$ value from cytotoxicity test, we performed the comet assay in this concentration. From these results, 0.65 mM of formaldehyde was not revealed significant DNA damages in the absence of S-9 metabolic activation system. And the one differentially expressed gene (DEG) of formaldehyde was identified to zinc finger protein 292 using $GeneFishing^{TM}$ method. Through further investigation, we will identify more meaningful and useful DEGs on formaldehyde, and then can get the information on the associated mechanism and pathway with immune response or other toxicity by formaldehyde exposure.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제27권spc호
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• pp.64-74
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• 2022

The conceptual site model (CSM) is used as a key tool to support decision making in risk based management of contaminated sites. In this work, CSM was applied in Jeonju Industrial Complex where site investigation for groundwater contamination was conducted. Site background information including facility types, physical conditions, contaminants spill history, receptor exposure, and ecological information were collected and cross-checked with tabulated checklist necessary for CSM application. The CSM for contaminants migration utilized DNAPL transport model and narrative CSMs were constructed for source to receptor pathway, ecological exposure route, and contaminants fate and transport in the form of a diagram or flowchart. The component and uncertainty of preliminary CSM were reviewed using the data gap analysis while taking into account the purpose of the survey and the site management stage at the time of the survey. Through this approach, the potential utility of CSM was demonstrated in the site management process, such as assessing site conditions and planning follow-up survey work.

• Toxicological Research
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 1995

Fumonisins are a family of mycotoxins produced by the fungus Fusarium moniliforme which is a common contaminant in corn. Fumonisins are potent inhibitors of sphingosine and sphinganine N-acyltransferase (ceramide synthase), key enzymes in sphingolipid metabolism. The purpose of this study was to provide the evidence that the elevated levels of free sphingoid bases (primarily sphinganine) and depletion of complex sphingolipids were closely related to the inhibition of cell growth in LLC-$PK_1$ cells exposed to fumonisin $B_1$$(\leq 35 {\mu}M)$. Concentrations of fumonisin $B_1$ between 10 and $35 {\mu}M$ were known to inhibit cell growth without cytotoxicity in $LLC-PK_1$ cells (Yoo et al. Toxicol. Appl. Pharmacol. 114, 9-15, 1992). Cells exposed to 35$\mu M$ fumonisin B$_1$ for 48 and 72 hr developed a fibroblast-like (elongated and spindle-shaped) appearance and were less confluent than normal cells. At between 24 and 48 hr after exposure to fumonisin $B_1$ cells were beginning to show the inhibition of cell growth and at 72 hr the number of viable cells in fumonisin-treated cultures was about 50% of concurrent control cultures. During the 24 hr lag period preceding inhibition of cell growth, the free sphinganine levels in cells exposed to $35 {\mu}M$ fumonisin $B_1$ were highly elevated (approximately 230 fold higher than normal cells). The elevated levels of free sphinganine were $435\pm14$$pmoles/{10^6}$ cells at 48 hr and approximately TEX>$333\pm11$$pmoles/{10^6}$ cells in cells exposed to $35{\mu}M$ fumonisin$B_1$ at 72 hr, while the levels of free sphinganine in normal cells were less than 2$pmoles/{10^6}$ cells. Under the same condition, depletion of intracellular complex sphingolipids as a consequence of fumonisin inhibition of de novo sphingolipid biosynthesis and turnover pathway was appeared. Content of free sphingold bases in dividing cells was more elevated than in confluent cells at 24-48 hr after cells were exposed to $20{\mu}M$ fumonisin $B_1$. The dividing cells were showing the inhibition of cell growth at 48-72 hr and $20{\mu}M$ fumonisin $B_1$. The results of this study support the hypothesis that the inhibition of cell growth is very well related to the disruption of sphingolipid metabolism in $LLC-PK_1$ cells.

• 터널과지하공간
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• 제11권1호
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• pp.42-58
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• 2001

지하 공간시설로부터 나오는 오염물질의 유출량이나 유출경로를 예측하려는 일은 인간이 건설한 각종 시설로부터 환경을 보호하려는 노력의 일환이다. 특히 방사성폐기물의 핵종이 심부처분장으로부터 생태계로 도달하기까지의 이동경로 및 소요시간을 예측하는 것은 처분장의 안전성을 평가하는데 기본적인 요소가 된다. 오염물질은 암반 불연속면 내의 지하수를 통하여 이동하게 되므로 지하 암반에서의 불연속면을 통한 지하수의 흐름을 파악하는 것은 처분장의 부지선정이나 안전성을 평가하는데 중요한 요소 중의 하나이다. 본 연구에서는 유류비축기지가 건설될 부지를 연구대상으로 선정하고 풍부한 현장 조사자료를 근거로 기하학적 및 수리학적으로 일치하는 3차원 균열망 모델을 구축하고 이를 근거로 계산된 이방성 수리전도도를 복잡한 산악지형을 반영한 3타원 다공성 연속체모델에 입력하여 지하수의 유동경로 및 유동시간을 계산하였다. 본 연구를 통한 여러 가지 결과로부터 여기서 제시한 지하시설물로부터 유출된 지하수의 유동경로 및 생태계 도달 소요시간을 예측하는 방법이 보다 합리적이면서 타당하다는 결론을 내릴 수 있었으며, 방사성폐기물 처분장의 안전성을 평가하는데 본 연구에서 제시한 방법과 절차를 적용할 필요가 있다고 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제54권3호
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• pp.399-408
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• 2021

배경토양에 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn) 등의 중금속 오염물질을 인위적으로 오염시킨 후 진동센서 등으로 구성된 시스템(ViSSET)을 이용하여 지렁이 움직임 특성을 실시간으로 모니터링하였다. 이로부터 얻어진 지렁이 움직임의 누적 횟수와 전통적인 지렁이 행태지표(실험 전후의 체중 변화, 생체축적농도) 등을 이용하여 중금속 오염물질의 토양 내 생태독성 발현 기작을 규명하였다. 중금속별 농도 증가에 따른 지렁이 움직임을 살펴보면, Cd는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 감소하다가 증가하는 경향을 보였고, Pb는 농도 증가에 따라 지렁이 움직임이 급증하였으며, Zn의 경우는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다. 지렁이의 체중은 Zn 오염 토양에서 가장 크게 감소하였으며, Cd와 Pb에서는 지렁이 체중 변화가 유사한 것으로 조사되었다. 생물축적농도는 Cd, Zn, Pb의 순으로 높게 조사되었고, 특히 Pb의 경우에는 토양 내 농도에 따른 생체축적농도의 변화가 뚜렷하게 나타나지 않았다. Cd는 metallothionein-bound 형태로 결합되어 지렁이 생체 내에 장기간 축적되며, 특히 고농도에서는 임계효과(critical effect)에 의해 지렁이 움직임에 악영향을 주는 것으로 판단된다. Pb는 섭취에 의하여 생태독성이 발현되는 것이 아니고 피부를 자극시키거나 감각기관을 손상시킴으로서 독성을 발현시키는 것으로 생각된다. Zn은 소화기관의 세포막을 손상시키거나 물질대사를 과도하게 증가시킴으로써 지렁이 움직임과 체중이 감소하는 것과 같은 생태독성을 발현시킨다. 지렁이 움직임에 대한 실시간 모니터링 결과를 분석하여 도출한 Pb의 50% 최대 영향농도(half maximal effective concentration, EC50)는 751.2 mg/kg로 기존 연구와 유사한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 기존에 이용되어온 지렁이 행태 지표와 새롭게 제시한 지렁이의 움직임을 실시간으로 모니터링하여 얻어진 결과를 통합적으로 해석함으로써 중금속 오염물질의 생태독성 발현 기작을 규명하는 것이 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제13권2호
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• pp.121-128
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• 1998

곰팡이 독소인 ochratoxin A(OA)는 신장독성, 최기형성, 발암성 및 면역독성을 나타내며, 식품, 곡류 및 정육등에 잔류한다고 알려져 있다. 최근 우리나라의 된장, 간장등 발효식품에서도 OA가 검출되었다는 보고가 있어 OA에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 OA의 전반적인 위해성 평가의 일환으로 OA의 독성 표적장기인 신장에 초점을 맞추어 신장독성 감소방법을 제시하고자 한다. 신장독성을 감소시키기 위한 대상 물질로는 1) 기존에 독성감소 물질로 알려진 phenylalanine(Phe), 2) phenylalanime과 asparitc acid로 구성된 감미료인 아스파탐(Asp), 3) 녹차의 성분이며 free radical scavenger 및 ntioxidant 작용이 있는 polyphenol(PP), 4) 최근 수명연장 효과가 있고 특히 신장 질환에 대한 예방 효과가 있다고 알려진 aloe 추출물(AE)을 선택하였다. 신장독성을 유발시키기 위하여 OA를 2.0 mg/kg의 용량으로 2주간 연속 경구 투여하였다. Phe(40 mg/kg, i.p.)과 Asp(25 mg/kg, p.o.)은 OA(2.0 mg/kg, p.o.)와 병용 투여하였으며, PP(200 mg/kg, p.o)는 OA 투여 2주전부터, AE(50 mg/kg, i.v.) 은 3일전부터 전처리하여 OA(2.0 mg/kg, p.o.)와 2주간 병용 투여하였다. 신장독성의 확인은 혈청중 BUN, creatinine 치 및 뇨중 ${\gamma}-glutamyltranspeptidase와\;N-acetyl-{\beta}-D-glucosaminidase$의 활성을 측정하였고, 신장에 대한 조직 병리 검사를 실시하였다. 실험결과, OA를 2주간 2.0 mg/kg용량으로 투여한 결과 신장독성이 유발되었으며, 독성 감소 물질로 사용한 4개의 화합물 모두 혈액 및 뇨중 신장독성 지표를 유의성 있게 감소시켰다. 조직 병리 검사결과 OA에 의하여 신장의 근위 세뇨관에 변성이 유발되었으며, 4개의 혼합물 처리군에서는 변성이 관찰되지 않았다. 이러한 결과로부터 Phe, Asp, PP 및 AE는 모두 OA에 의한 신장독성을 감소시킬 수 있으며, OA에 의한 신장독성 유발에는 Phe에 대한 경쟁작용 및 free radical 생성이 관여되어 있음을 알 수 있다.