The ecosystem provides a diverse array of environmental conditions for organisms, and only those that are capable of successfully adapting to these conditions within their habitats can endure, thrive, and proliferate. Further, the environmental conditions within these habitats can significantly affect the bioavailability of chemicals that are introduced therein, thus resulting in varied adverse impacts on the organisms. The present study aims to evaluate the sensitivity of Yuukianura szeptyckii - a species adapted to riparian - to heavy metals following ISO guideline 11276, with the objective of assessing its potential as an indicator species for ecotoxicological evaluations in riparian habitats. The findings revealed that cadmium and copper both had significant toxic effects depending on their concentrations. For cadmium, the LC50 was 280 mg kg-1, EC50 was 66 mg kg-1, and NOEC and LOEC were 25 and 50 mg kg-1, respectively. For copper, the LC50 was 911 mg kg-1, EC50 was 151 mg kg-1, and LOEC was 50 mg kg-1. Comparative analysis with previous results for the international standard species Folsomia candida and the domestic standard species Allonychiurus kimi indicated that Y. szeptyckii exhibited even greater sensitivity to toxicity values. The adverse effects on survival and reproduction were closely associated with the influx concentration of heavy metals in their bodies. Altogether, the results suggest that Y. szeptyckii is a sensitive species for ecotoxicological assessments in riparian habitats, thus making it suitable as an indicator species, particularly in riparian ecosystems that are characterized by relatively high humidity conditions.

Cadmium (Cd), a heavy metal found in the aquatic environment, accumulates in organisms through the food chain. In the study, we investigated the survival rates, measurement of body Cd levels, and expression analysis of the stress response genes (Heat shock protein 70: HSP70 and Heat shock protein 60: HSP60) and antioxidant enzyme Glutathione S-Transferases (GST) on benthic oligochaete worm Tubifex tubifex exposed three concentrations of Cd, to analyze the bioaccumulation and changes of stress gene expressions to exposure toxicity of the Cd-spiked sediment. Survival rates of T. tubifex exposed to the Cdspiked sediment were 93% at 0.4 mg kg-1 Cd, 96% at 1.87 mg kg-1 Cd, and 93% at 6.09 mg kg-1 Cd for 10 days. Cd concentration in the body of T. tubifex was higher than that in the sediment. After Cd exposures for 10 days, the body Cd levels were 18.4 mg kg-1, 13.06 mg kg-1, and 79.11 mg kg-1 at exposed three concentrations of Cd, respectively. Upregulation of HSP70 gene expression was observed at all concentrations of exposed Cd as a time-dependent manner, whereas transcriptional expression of the HSP60 gene increased as a timedependent manner in T. tubifex exposed to the relative high concentration (6.09 mg kg-1) of Cd. However, GST gene expression increased on day 1 at all concentrations after Cd exposures, and then downregulated until 10 days. These results indicate to ecotoxicological and molecular effects in benthic oligochaete worm T. tubifex to Cd-spiked sediment and provide the basic information for the utilization of environmental toxicity assessment using the T. tubifex as a aquatic pollution indicator species.

국내외적으로 유해물질의 통합 노출에 대한 관심은 높아지고 있다. 이러한 흐름에 따라 다양한 경로를 통해 노출될 수 있는 중금속에 대한 통합 노출 연구가 필요하다. 카드뮴과 납은 각각 신장 독성과 인지 장애 등 다양한 독성을 나타낼 수 있으며 또한 발암 물질로 알려져있다. 따라서 본 연구에서는 카드뮴과 납의 노출량 추정 및 통합 위해성 평가를 진행하였다. 2016, 2017년의 7기 국민건강 영양조사에 참여한 10,733명의 식품, 물, 흡연과 간접흡연, 호흡, 화장품, 여성용 위생용품을 통한 중금속 노출 추정량을 계산하였다. 결과적으로 카드뮴과 납 모두 식품을 통한 노출이 제일 높게 나타났다. 이외에도 흡연은 카드뮴의 주요한 노출원이었으며, 납은 화장품을 통해 높은 농도로 노출되었다. 통합 위해평가에서도 식품이 가장 큰 영향을 미쳤다. 지역적 특성의 차이는 노출 추정량의 차이를 보이지 못하였으나, 연령 별, 성별 간 노출 추정량은 큰 차이를 보였다. 특히, 월경 중인 성인 여성의 경우 카드뮴, 월경 중이지 않은 여성은 납의 노출 추정량이 더 높으며 신체 대사를 고려하였을 때, 그 위험성이 더 클 수 있음을 암시하였다. 결론적으로 노출량 추정 및 통합 위해평가 모두 식품이 주요 노출원이었다. 다만, 잠재적 위험을 방지하기 위해 다른 경로에 대한 노출량 추정 및 위해평가가 요구된다.

인간의 인위적 활동으로 인해 발생하는 중금속 중 카드 뮴 (Cd)과 아연 (Zn)은 다양한 경로를 통해 하천으로 유입 되어 서식생물에게 유해 영향을 준다. 본 연구에서는 도심 하천에서 우점하는 장수깔따구 (Chironomus plumosus)를 이용하여 Cd와 Zn 노출에 따른 생태독성학적 반응을 연구 하였다. 생활사를 고려하여, 생존율, 성장율, 우화율, 성비와 하순기절 기형을 관찰하였다. 장수깔따구 생존율은 Cd 와 Zn 노출에 따라 시간, 농도의존적인 경향을 나타냈다. 성장율은 Cd 노출 후 Day 4와 Day 7, 농도의존적인 감소를 보였으며, 고농도인 50 mg L-1에서 대조군에 비해 급격한 감소를 나타냈다. 또한, 우화율은 10, 50 mg L-1 Cd에서 대조군에 비해 감소함을 관찰하였다. 성비 변화는 100 mg L-1 Zn에서 암컷의 비율이 증가였으나 농도가 높아짐에 따라 수컷의 비율이 높아짐을 보이며 성비불균형이 관찰되었다. 게다가, 장수깔따구의 하순기절에서는 대조군에 비해 Cd와 Zn 노출된 장수깔따구에서 기형이 관찰되었다. 이와 같은 결과는 수생태계로 유입되는 중금속이 하천의 하상저층에 서식하는 저서무척추동물에게 유해한 영향을 주며, 중금속 노출에 따른 생물학적 분석을 위한 현장 지표 종으로서의 가능성을 보여주었다.

카드뮴과 같은 중금속은 독성이 높아 수서 생물과 인간에게 해로운 영향을 미친다고 알려져 있다. 본 연구에서는 해양 섬모충 Euplotes crassus에서 카드뮴이 해독 기전에 관여하는 ABC transporters (ABCs)와 glutathione S-transferase (GST)의 유전자 발현에 미치는 영향을 조사하였 다. 총 7개의 ABCs 유전자와 1개의 GST 유전자 일부를 클로닝하여 유전자 분석을 실시하였고, 카드뮴(0.1~1 mg/l) 노출에 따른 이들 유전자의 발현 양상을 quantitative real time RT-PCR (qRT-PCR)을 이용하여 분석하였다. 염기서열 분석과 계통 분석 결과 이들 ABCs 유전자가 ABC transporter의 특징을 가지며, ABC-B/C family에 속하는 것을 확인하였고, GST 유전자는 theta isoform과 유사한 것으로 나타났다. 카드뮴에 8시간 노출시킨 결과 ABC transporter 유전자의 경우 ABCB21 유전자를 제외하고는 대부분 농도 의존적으로 유전자 발현이 유의하게 증가하였 다. GST 유전자는 0.5 mg/l에서 가장 높은 유전자 발현 양상을 보였으며, 1 mg/l에서는 발현량 이 대조군 수준으로 감소되었다. 본 연구 결과는 E. crassus의 ABC transporter와 GST 유전자가 카드뮴에 의해 유도되는 독성에 대한 방어 기전에 참여하는 것을 의미한다.

본 연구는 중금속으로부터 안전한 약용작물을 생산하기 위한 시비방안을 제시하기 위해 토양의 화학 적 특성과 식물이 이용 가능한 형태의 중금속 함량의 관계를 구명하고자 실시되었다. 전국의 173개 지 점에서 재배중인 약용작물 재배지의 토양을 채취하였으며 1M NH4OAc로 식물이 이용할 수 있는 형태의 중금속인 비소(As), 카드뮴(Cd), 납(Pb)의 함량과 토양의 화학적 특성을 분석하였다. pH가 증가함에 따 라 식물이 이용할 수 있는 형태의 Cd과 Pb은 감소하였지만, As는 증가하였다. 유기물 함량이 증가함에 따라 식물이 이용할 수 있는 Cd와 Pb의 함량은 증가했지만, As는 감소하였다. 유효인산의 함량이 증가 함에 따라 식물이 이용할 수 있는 형태의 As 함량은 증가했지만 Cd과 Pb의 함량은 감소하였다. 위의 결과들은 토양의 pH, 유기물 함량, 인산함량의 차이에 따라 식물이 이용할 수 있는 As의 함량과 식물 이 이용할 수 있는 Cd, Pb의 함량이 대조적으로 나타나는 경향을 명확하게 보여준다. 따라서 약용작물 재배지에서 중금속 안전 농산물을 생산하기 위해서는 대상으로 하는 중금속의 종류를 설정 후 시비를 통한 토양의 pH, 유기물 함량, 유효인산 함량의 관리가 필요할 것으로 판단된다.

경제적이고 우수한 핵확산저항성을 갖는 파이로공정의 핵심 단위공정인 전해제련 공정에서 U와 TRU를 동시에 회수하기 위해 환원전극으로써 LCC가 사용된다. 한가지 원소만을 회수하는 금속음극과는 달리 LCC는 전기화학적으로 U와 TRU의 선택적 분리가 어려워 핵확산저항성을 높이는 기술의 핵심이라고 할 수 있다. LCC를 담아놓는 LCC 도가니는 U나 TRU로만 전착되어야하기 때문에 도가니는 전기적으로 절연되어야 한다. LCC와의 안정성과 회수된 TRU 및 용융염과의 화학적 안전성은 물론 공정 중 전착될 수 있는 금속 Li과의 반응성도 고려되어야하므로 LCC 도가니의 소재 특성은 매우 중요하다. 본 연구에서는 Al2O3, MgO, Y2O3, BeO 네 가지 대체 세라믹 소재의 화학적 안정성을 500℃에서 모의 LCC로 열역학적 및 실험적으로 평가하였다. 세라믹 기판 위의 LCC 접촉각은 화학적 반응성을 예측하기 위해 시간에 따라 측정하였다. Al2O3는 가장 낮은 화학적 안정성 갖고 BeO는 재료 내에 존재하는 기공은 접촉각감소에 영향을 주었다. MgO, Y2O3는 우수한 화학적 안정성을 나타내었다.

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.