In this study, voltammetry system for realizing high sensitivity nano-labeled sensor of detecting heavy metals was designed, and optimal system operating conditions were determined. High precision digital to analog converter (DAC) circuit was designed to control applied unit voltage at working electrode and analog to digital converter (ADC) circuit was designed to measure the current range of at counter electrode. Main control unit (MCU) circuit for controlling voltammetry system with 150 MHz clock speed, main memory circuit for the mathematical operation processing of the measured current value and independent power circuit for analog/digital circuit parts to reduce various noise were designed. From result of voltammetry system operation, oxidation current peaks which are proportional to the concentrations of Zn, Cd and Pb ions were found at each oxidation potential with high precision.

넙치(Paralichthys olivaceus) 수정란의 부화율에 대한 중금속(Cd, Cu, Zn)의 급성독성을 조사하였다. Cd, Cu 및 Zn (0, 10, 100, 500, 1000, 2500, 5000 ppb)에 수정란을 48h 노출시킨 후, 정상 부화율을 백분율로 나타내었다. Cd, Cu 및 Zn을 포함하지 않는 대조구에서는 정상 부화율이 80% 이상을 나타냈으나, 중금속 농도가 증가할수록 정상 부화율은 급격히 감소하였다. 정상 부화율은 Cd, Cu 및 Zn에 대해 농도 의존적으로 감소하였으며, 각각 1000, 100, 100 ppb 이상의 농도에서 유의적이 차이를 나타내었다. P. olivaceus의 정상 부화율에 대한 Cd, Cu 및 Zn의 반수영향농도(EC50)를 이용한 독성은 Zn¤Cu¤Cd 순으로 강한 것으로 나타났으며, 이들 중금속에 대한 EC50는 각각 584, 1015, 1282 ppb를 나타내었다. Cd에 대한 NOEC는 500 ppb를 나타냈고 LOEC는 500 ppb를 나타내었다. Cu와 Zn의 NOEC와 LOEC 각각 100 ppb와 500 ppb로 유사한 값을 나타내었다. NOEC와 LOEC 결과로부터 자연생태계 내에서 Cu와 Zn 농도는 100 ppb, Cd 농도는 500 ppb를 초과할 경우 P. olivaceus 수정란의 정상 부화율은 감소할 것으로 판단된다. 본 연구결과를 바탕으로, P. olivaceus의 정상 부화율을 이용한 생물학적 시험은 중금속과 같은 유해물질에 대한 해양생태계의 영향을 판단하기 위한 시험방법으로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

Movement and accumulation of cadmium in male Sprague-Dawley rats, fed with brown rice from nearby Janghang smeltery area were investigated. The rat fed with five different cadmium level diets made with Cdpolluted during 12 weeks. The brown rice-polluted with 0.87 ppm Cd (PBR) was sampled from products in the Janghang smeltery area. Diets of brown rice group were brown rice (BR, 0.002 ppm Cd), each 50% of BR and PBR (BR+PBR 50%, 0.44 ppm Cd) and PBR (PBR 100%, 0.87 ppm Cd). To compare with BR+PBR 50%, the another group diet composed the feed (FE, 0.002 Cd ppm) and each 50% of FE and PBR (FE+PBR 50%, 0.44 ppm Cd). Accumulation of Cd, Zn and Cu in blood, liver and kidney rats was measured by GF-AAS. The weight gain in BR groups and FE groups were different 0.22-0.26 and 1.08-1.26 g/day, respectively. Daily intake cadmium was 10.77 and 22.36 μg/rat in BR+PBR 50% and PBR 100%, and 8.83 μg/rat in FE+PBR 50%. Cadmium contents in diets were higher, and total intake of the heavy metals was more increased on the whole. Weights of liver and kidney in FE+PBR 50% group was 2.64 and 2.27 folds higher than those in BR+PBR 50% group. Cadmium contents in blood were increased with intake of BR diet, but Zn and Cu were decreased with them. In the diet groups with the same Cd concentration, Cd content of FE+PBR 50% was higher 1.27 times than that of BR+PBR 50%. In the diet group of BR, BR+PBR 50%, and PBR 100%, the increase of Cd concentration was significantly different to the increase of Cd content in the livers. In the same condition of Cd concentration, Cd contents were higher in the BR+PBR 50% group. In the diet groups of BR, BR+PBR 50%, and PBR 100%, the increase of Cd content in the kidneys led to the increase of Zn and Cu contents. In the same condition of Cd concentration, the diet group with the addition of BR was shown to be 3.11 times higher than with the addition of FE. In view of the results so far achieved, It was closely related with Cd, Zn, and Cu content.

본 연구는 충남 청양의 폐광산 지역과 인근 대조구에 분포하는 Artenmisia princeps var. orientalis(쑥), Equisetum arvense(쇠뜨기)를 이용하여 식물체 내 중금속 함량이 미생물의 활성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 낙엽 회수시 측정한 호흡량은 처음 회수시 가장 높은 값을 나타내었으며, 시간이 지날수록 발생량은 감소하는 경향을 나타내었으며, 중금속의 함량이 높은 낙엽에서 미생물의 호흡량이 낮았으며 대조구에서 채집하여 대조구에서 분해시킨 쑥과 쇠뜨기에서 가장 빠른 분해를 보인 것으로 나타났다. 쑥과 쇠뜨기 모두 중금속 함량이 적은 낙엽에서 높은 미생물량을 나타내었다. 낙엽의 분해율과 누적호흡량, 낙엽의 분해율과 미생물량사이에는 각각 뚜렷한 양의 상관관계를 나타내었다. 따라서 본 연구결과 식물체 내의 중금속이 분해과정에 관여하는 미생물의 생장과 활성에 부정적인 영향을 미친 결과라 할 수 있다.

본 연구에서는 폐금속 광산 주변 비소와 중금속으로 오염된 논토양을 효과적으로 복원하기 위한 안정화 제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 그 적용성을 검토하기 위해 담수답의 환원 환경을 적용한 컬럼 실험을 실시하였다. 실험결과 담수된 논토양의 환원 환경에서는 철과 망간 성분이 환원되어 급격하게 용출되는 시점에 중금속 성분도 급격하게 용출되는 경향이 나타났으며, 대조구(무처리)의 경우 침출수에서 오염기준을 초과한 시료가 나타났다. 그러나 석회석 5%와 제강슬래그 5%로 각각 처리한 토양은 모두 오염기준 이하로 대조구보다 중금속 농도가 매우 낮게 검출되었다. 석회석과 제강슬래그 모두 담수답의 환원 환경에서 좋은 처리효과를 나타내어 효과적인 안정화제로 판단되었으며, 특히 제강슬래그는 담수답 환 경에서 지속적으로 증가하는 비소 성분에 대해서 좋은 처리효과를 나타내었다.

본 연구는 돈분슬러지에 함유되어 있는 구리와 아연을 제거하여 합리적인 돈분슬러지 자원화비료 생산법을 연구하였고, 돈분슬러지 자원화비료를 시비 후 사일리지 옥수수의 생육특성과 사료가치를 조사하여 돈분슬러지 자원화비료의 효용성을 평가하였다. 돈분슬러지의 화학적 특성으로 질소와 인산의 함량은 각각 4.4와 6.29%였으며, 구리와 아연의 함량은 각각 805와 이었다. 구연산을 유기산 용액으로 제조하여 돈분슬러지의 구리와 아연 제거율은 유기산용액의 혼합비율이

2010년 1월부터 1011년 9월에 걸쳐 조선철강 업체가 밀집하고 있는 목포내항, 광양만 그리고 비교구인 신안증도 해역 을 중심으로 저층퇴적물 내의 중금속 함량을 조사하여 지점별 해역별 오염도를 비교 분석하였다. 목포내항에서는 비교구 지점보다 높게 분포하고 있었고 특히, 선박수리 해체 업체의 플로팅도크 주변해역에서 높게 분포하고 있었다. EPA 기준치와 ERL의 기준치와 비교해서는 카드뮴과 구리, 크롬은 높았고 납은 3개 정점이 초과 하였으나 그 외 정점에서는 기준치 이하 농도였다. 아연은 전 정점에서 기준치보다 낮게 분포하였다. 앞으로 광양만과 신안군 증도 해역의 퇴적물내의 중금속 함량과 비교하고 부화지수와 농집지수 등을 통해 퇴적물의 중금속의 오염도를 평가할 계획이다

Smilax china L. rhizome extract(SCE), called ``Tobokreung`` in Korean traditional medicine was investigated the influence on heavy metal contents(particularly Pb, Cd, As, and Hg) in Sprague-Dawley rats for 3 weeks. The test groups were divided into 4 group, normal, control, and SCE feeding groups, SC1(13 ㎎/㎏) and SC2(26 ㎎/㎏), respectively. The three group except normal group, were fed heavy metal such as Pb, Cd, As, and Hg. Body weight gain and the weight of target organs (liver and kidney) were determined and had not shown significant differences. Pb, Cd, and As contents in the kidney of SCE feeding groups were tended to decrease after 3 weeks, and SC2 group showed remarkably decrease of them. In the liver, the 3 heavy metal contents except Cd of SC2 group, were decreased rather than that of control group. Pb contents in the serum and the hair of the SC2 group showed significantly decreasing. All the taken together, we investigated the effect of SCE on the 4 heavy metal contents in rats for 3 weeks, and found out that more dosage of SCE made lower heavy metal contents in vivo, for the first time.

The study was conducted to estimate the contents of heavy metal in commercial herbal medicines (1047 samples of 132 species) which were collected from markets in Seoul and to analyze the contents of heavy metals of herbal medicines by classifying them by parts. The samples were digested using microwave method. The contents of heavy metal (Pb, Cd, and As) and Hg were determined using Inductively coupled plasma-Mass spectrometer (ICP/MS). And the contents of Hg were obtained by Mercury analyzer. The average values of heavy metal in herbal medicines were as follows [mean (minimum-maximum), mg/kg]; Pb 0.870 (ND-69.200), As 0.148 (ND-2.965), Cd 0.092(ND-2.010), and Hg 0.007 (ND-0.137). And the average values of heavy metal by parts in herbal medicines were as follows [mean (minimum-maximum), mg/kg]; Ramulus 2.046 (0.065-4.474), Herba 1.886 (0.048-10.404), Flos 1.874(0.052-5.393), Cortex 1.377 (0.011-4.837), Radix 1.165 (0.012-70.111), Rhizoma 1.116 (0.016-5.490, Fructus 0.838(0.017-4.527), Perithecium 0.729 (0.013-4.953), Semen 0.646 (0.006-4.416). The average values of heavy metal of imported herbal medicines except Radix were higher than domestic ones. By decoction of herbal medicines exceeding the tolerances, average intake rates of Pb, As, Cd and Hg were obtained as 6.1%, 40.3%, 4.7%, and 2.2%, respectively.

Elution effect was studied by the reactions between Electric arc furnace(EAF)dust and conc. or dil. sulfuric acid for the purpose of recoverying of the useful metals afterwards. The methods of mixing with acids and EAF dust for the elutions were depend on the ratios of acid/EAF dust. Experimental results showed that increased the ratios of sulfuric acids, decreased the elution effects are on the Zn, Fe and Mn, and conc. sulfuric acid showed higher elution effects than dil. sulfuric acids for the all metals. But in case of Pb, dil. sulfuric acid showed higher elution effects than conc. sulfuric acids conversely. Furthermore, the reason of the extreamly low quantities of eluted Pb is caused by the low solubilities by sulfuric acids compared to the other metals, as the results of the insoluble Pb is removed by the process of filtering.

미치는 영향을 조사하기 위하여, 중금속이 오염된 토양에 토마토를 심고, 뿌리 혹선충의 알을 접종한 후 토마토의 생육상과 뿌리혹선충의 밀도를 조사하였다. 실 험에 사용된 토양은 Cd은 3.0~10.6(mg/kg), Pb은 128.6~339.0(mg/kg), Zn은 123.7~262.19(mg/kg)이 농축되어 있으며, 농경지의 중금속 기준 농축량 높았다. 중금속이 오염된 토마토 지상부의 평균 높이와 무게는 각각 19.5cm와 3.6g 이었으 며, 중금속이 오염되지 않은 토양에서 자란 토마토의 평균 키와 무게는 51.9cm와 12.5g이었다. 토마토의 키는 신뢰한계 99%에서 통계적으로 유의성을 보였으나, 무게는 편차가 커서 유의성을 보이지 않았다. 중금속이 오염된 토양에서 자란 토 마토 뿌리의 평균 길이와 무게는 각각 5.9cm와 4.3g이었으며, 오염되지 않은 토양 에서 자란 토마토 뿌리의 평균 길이와 무게는 각각 15.0cm와 8.1g이었다. 뿌리의 길이는 99% 신뢰수준에서 통계적으로 유의성을 보였으나, 무게는 유의성이 없었 다. 뿌리혹선충에 의한 토마토 뿌리의 gall index는 오염토양이 1.3이었으며, 오염 되지 않은 토양의 gall index는 4.3으로 오염되지 않은 토양에서 자란 토마토가 뿌 리혹선충의 혹이 더욱 많았으며, 통계적으로 차이를 보였다. 선충의 밀도는 유의 성이 없었다. 중금속이 토양내에서 농도가 높을 수록 토마토의 생육과는 음의 상 관관계를 보이며, 특히 Pb은 상관계수가 -0.62로 높았다. 또한 식물기생선충인 뿌 리혹선충(Meloidogyne incognita)에 의한 혹형성과 토양내 중금속의 농도에 대한 상관계수도 -0.62로 높았다. 중금속이 토양내 고농도로 축적되어 있으면, 토마토 의 생육에 영향을 주고, 생육중 시들음 증상이 증가하며, 식물기생선충인 뿌리혹 선충의 활동에도 영향을 주는 것으로 조사되었다.

본 연구는 사문암 토양의 화학적 성질과 토양미생물량 및 토양효소 등 토양의 생물학적 활성을 대조구의 비사문암 토양과 비교하고, 사문암과 비사문암에서 공통으로 서식하는 새(Arundinella hirta)와 억새(Miscanthus sinensis var. purpurascens)의 낙엽이 입지가 다른 사문암지역과 비사문암 지역에서 분해될 때 분해율의 차이가 어떻게 유발되는지 9개월 동안 야외에서 교차 실험하였다. 사문암 토양은 비사문암 토양에 비하여 높은 pH, 낮은 dehydrogenase 와 urease활성을 나타내었으며 alkaliphosphatase의 활성은 높았다. 두 토양에서 microbial biomass-C와 N의 차이는 유의하지 않았으나 사문암 토양에서 microbial biomass-N함량이 더 높게 나타나 비사문암 토양에서 보다 낮은 토양의 C/N을 나타내는 원인이 되었다. 사문암지역에서의 낙엽분해실험에서는 사문암지역에서 획득한 새와 억새 낙엽이 각각 39.8%, 38.5%의 중량감소를 보였으며, 비사문암 토양에서 획득한 낙엽은 각각 41.1%, 41.7%의 중량감소를 나타내었다. 비사문암지역에서의 낙엽분해실험에서는 사문암낙엽이 46.8%, 42.2% 그리고 비사문암낙엽은 44.8%, 37.4%의 중량감소를 각각 보였다. 이러한 결과는 중금속을 포함하는 토양의 영향보다는 낙엽의 질적 차이가 분해율에 더 큰 영향을 미쳤음을 나타내준다. 일반적으로 낮은 C/N을 갖는 낙엽이 더 빨리 분해된다는 결과와는 달리 낮은 C/N을 갖는 사문암낙엽의 분해가 느린 것은 낙엽에 포함된 중금속의 저해가 낙엽의 C/N이나 lignin/N과 같은 낙엽의 질적 차이에서 유발되는 낙엽분해의 저해보다 큰 영양을 미친다는 결과를 보여주었다. 또한 낙엽분해가 진행되는 동안 낙엽내의 Cr, Ni과 Mg, Fe의 농도는 점차 증가하였으며 이러한 경향은 사문암지역에서 현저하였다.

본 연구는 중금속이 낙엽의 분해에 미치는 영향을 알아보기 위하여 충남 청양의 폐금광의 광미에 분포하는 쑥(Artemisia princeps var. orientalis)과 쇠뜨기(Equisetum arvense)를 이용하여 실험하였다. 광미는 높은 중금속 함량과 낮은 유기물 함량을 가지고 있었다. 광미의 중금속 함량은 대조구 토양에 비해 비소(As)는 약 13배, 카드뮴(Cd)은 약 28배 높은 것으로 나타났다. 또한 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 아연(Zn)은 약 3배에서 6배 높게 측정되었다. 광미와 대조구 토양에서 채집한 식물체내의 중금속 함량은 광미에서 채집한 식물에서 현저히 높게 나타났으며, 쑥 잎의 경우 As는 약 23배, Cd은 25배 높게 나타났으며, 쇠뜨기 지상부의 경우 As는 58배, Cd은 11배 높은 것으로 나타났다. 대조구에서 분해 결과 중금속 농도가 높은 쑥의 잎과 대조구에서 채취한 잎이 각각 50.4%, 65.7%가 분해되었다. 또한 광미에서 진행된 분해 결과 쑥의 잎은 폐광지역에서 채취한 잎과 대조구에서 채취한 잎이 각각 31.6%, 57.5%가 분해되었다. 쑥의 줄기의 분해결과도 잎의 분해율과 비슷한 양상을 나타내었다. 쇠뜨기의 지상부의 분해는 대조구에서 분해된 결과 광미에서 채집된 쇠뜨기와 대조구에서 채집한 쇠뜨기가 각각 77.8%와 89.3%가 분해되었으며, 광미지역에서 분해 결과 각각 67.6%와 82.1%가 분해된 것으로 나타났다. 따라서 광미에서 생육하는 식물체의 중금속의 함량이 높을수록 분해가 느린 것으로 나타났으며, 이는 중금속이 낙엽의 분해에 영향을 미친 것이라고 판단된다.

The investigation was initiated with data from 27 abandoned mines along with 12 locations in Kyongbuk abandoned mines. The analyses for soil pollution by heavy metal pollutants were conducted by using correlation analysis, cluster analysis, and principal component analysis. The correlation analysis indicated that Ni and pH were highly correlated compared to those of other heavy metal ions. The principal component analyses showed that the heavy metal ions might be classified into two catagories, such as antropogenic and lithogenic components. The cluster analysis was also clearly divided by two groups. The respective two groups might be Pb-Zn-Cd-Cu and As-Hg-Ni.