Elemental mercury has a very high volatility allowing easy dissipation from water or soil into air. To better understand how the kinetics of diffusion of elemental mercury through a medium, which is soil in this study, a mercury diffusion column experiment was done. The correlation between temperature and equilibrium concentrations of mercury in standardized soil samples and a pure mercury standard were determined. Total mercury concentrations were analysed using CVAFS. The effect of time and soil depth to the kinetics of mercury diffusion were determined. Differences in mercury concentrations at different sampling probes were observed during the first few gas phase analyses. Equilibrium was reached through the column after 72 hours.

수은은 온도계, 혈압계, 치과용 아말감, 전지, 형광등과 의약품 등 많이 사용되고 산업적으로도 전기 스위치, 촉매 등으로 중요하게 사용된다. 수은은 증기 흡입 시 폐렴을 유발하고 중추신경계와 신장에 영향을 줄 수 있을 정도로 매우 위험하여 수은과 수은 화합물의 사용이 금지되거나 제한을 받고 있으며, 대체물질과 대체 공정의 개발을 위한 노력이 행해지고 있다. 최근 연이은 병원, 학교 등의 혈압계, 온도계의 수은 누출사고와 형광등 생산시설인 (주)남영전구 광주공장의 해체 및 철거 중 수은 누출로 인한 근로자의 수은 중독 및 환경오염 사고와 비철금속업체의 수은 폐기물 처리문제가 대두되었다. 전국 병원 2,500개소 설문조사 결과, 143개 병원에서 혈압 및 체온계의 약 4천여개(수은량 : 약 140 kg)가 회수와 폐기가 필요한 것으로 조사되었다. 또한 미나마타 협약에서 요구되는 수은 수출･입, 공급원 파악, 임시보관 및 유통･보관, 회수, 처리 등 단계별 수은의 회수, 유통, 관리에 대한 체계 구축이 미흡하다. 수은폐기물은 미나마타협약에 의하여 ‘수은 구성 폐기물’, ‘수은 함유 폐기물’, ‘수은 오염 폐기물’로 나눠지고 본 연구에서는 ‘수은 함유 폐기물과 오염 폐기물’의 수입, 유통, 회수, 폐기 등 전과정 단계별 흐름 분석을 통하여 수은의 국내 흐름을 파악하고 관련 법 제도의 문제점을 분석하고자 함에 있다. 또한 수은 관련 유통량을 조사하고 폐기물의 처리 공정을 파악하여 대상 물질, 원료 사용량, 시스템 경계 설정, 데이터 수집 및 분석, 계산과 검증 등의 절차를 걸쳐 물질수지에 근거하여 ‘물질흐름도’를 작성하여 도출하였다. 물질흐름분석을 보다 쉽게 활용하고 적용할 수 있도록 ‘물질흐름분석 소프트웨어(STAN 2.5)를 활용하여 공정 내의 데이터 유입과 유출을 Shankey diagram 형태로 표현하였다. 연구 결과, 원자재 수은의 국내 유통량은 2014년 기준 국내 유입량은 약 3톤(제조량: 1 ton, 수입량: 2 ton)으로 집계되고 수입된 수은은 대부분 형광램프 제조(2.01 ton), 시약(0.76 ton), 촉매(0.12 ton) 등의 용도로 사용된 것으로 나타났다. 회수량은 문헌 조사 결과 수은 함유 부산물 및 폐기물 관리를 위해 도입되는 시나리오별 두 가지 기준을 적용하여 회수 가능량을 추정하였다. 시나리오에 따라 27.3 ton/yr, 25.4 ton/yr으로 예측하였다. 원자재 수은의 국내 재고량은 대략 0.5 ton/yr으로 보인다.

This study focused on the evaluation of stability of mercury compounds in byproducts from industrial facilities. Stability testing was conducted using a 5-step sequential extraction procedure using six kinds of byproducts. The mercury compounds extracted were categorized as ion-exchangeable (F1), acid soluble (F2), organic matter-bound (F3), strong complex (F4), and residual (F5) mercury compounds. The amount of mercury in each step was calculated and compared with total mercury amount; a 51% to 92% recovery rate was estimated. Hg-extracted F1, F2, and F3 were easily released into environment. It is necessary to apply an appropriate method to handle byproducts that contain these portions of mercury. On the other hand, mercury in F4 and F5 fraction is relatively more stable. F4 fraction means strong complex and elemental mercury. Byproduct from metal production facility has a higher elemental mercury fraction. It was found that 89% and 65% of mercury were contained in F4 fractions from fly ash and sludge, respectively. The goal of this study is to investigate stability of Hg compounds in different byproducts to suggest appropriate treatment methods for each byproduct on its Hg compound characteristics.

2013년 UNEP(United Nations Environment Programme)에서 미나마타 협약이 채택되어 수은의 전생애(Life-cycle) 관리를 요구하는 등, 수은(Mercury)은 장거리이동 및 생태계 축적 등으로 인해 인간의 건강 및 환경에 악영향을 끼칠 수 있기 때문에 국제적으로 우선순위 관리대상 물질로 관리되고 있다. 이러한 국제적인 움직임에 대응하기 위해 국내에서도 “국가 화학물질 기본계획”, “수은 폐기물의 환경 친화적 관리를 위한 기술 지침서” 및 “수은관리 종합대책” 등 다양한 제도 및 처리 방안을 준비하고 있다. 따라서 이러한 국내･외 수은 협약 및 정책에 대응하기 위해서는 국내 폐기물의 수은 배출실태 조사가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 수은 함유 폐기물의 배출시설 중 문헌조사와 국립환경과학원과 협의하여 수은 배출량이 많을 것으로 예상되는 산업폐기물 소각시설과 의료폐기물 소각시설을 선정하여 수은 물질흐름을 조사하였다. 본 연구에서는 2014년 대전광역시 소재의 산업폐기물소각시설(A시설)과 경상북도 경산시 소재의 의료폐기물소각시설(B시설)을 대상으로 수은의 물질흐름을 분석하고자 하였다. 본 연구에서는 산업폐기물 소각시설(A시설)과 의료폐기물 소각시설(B시설)의 공정도를 중심으로 연속3일 샘플링을 실시하였다. 따라서 물질흐름분석의 경계는 소각시설 공정도로 설정하여 연구를 진행하였다. 수집된 조사 데이터와 샘플링 데이터를 토대로 STAN 2.5 소프트웨어를 이용하여 물질흐름을 분석하였다. 본 연구 결과, 산업폐기물소각시설(A시설)의 수은처리량은 40.48±14.77 g/day으로 분석되었으며, 수은배출량 중 대기로 배출되는 양이 가장 많았으며 바닥재, 폐수처리슬러지로 많이 배출되는 것으로 분석되었다. 의료폐기물 소각시설(B시설)의 수은처리량은 DSI/FF/Scrubber기준(0.178)으로 54.16±8.59 g/day, DSI/Carbon Injection/FF(4.87)기준으로 124.54±37.46 g/day 으로 분석되었으며, 수은의 상당량이 내부에 축적되지 않고 대기 중 배출, 폐수 그리고 비산재로 많이 배출되는 것으로 분석되었다.

This study provides an experimental result of thermal mercury reduction and condensation characteristics for inventing a mercury recovery technology from the waste sludge which contains high concentration of mercury. Thermal treatment was conducted in the temperature range of up to 900oC from 600oC with different residence time using a waste sludge from domestic industrial facility. Properties of powder material condensed after thermal treatment were analyzed to assess the effectiveness of thermal processing. Leaching characteristics of bottom ash and condensed powder material were analyzed by Korean Standard Leaching Test method (KSLT). Cold vapor atomic absorption spectroscopy (CVAAS) Hg analyzer was used for the analysis of mercury content in solid and liquid samples. We found that mercury contents was concentrated compared with waste sludge. However, the mercury concentration of leached solution from the condensed powder material was very low. The chemical characteristics of condensed powder material was estimated using experimental analysis and literature survey. In order to recover purified elemental mercury, the further researches of refining experiments would be required.

본 연구는 돌연변이원(mutagen)의 하나인 메틸수은(methylmercuric chloride, MMC)의 세포독성을 알아보기 위하여 배양 NIH3T3 섬유모세포를 재료로 메틸수은의 독성을 산화적 손상측 면에서 조사하였으며, 또한 메틸수은의 세포독성에 대한 꿀풀 (Prunella vulgaris L. var lilacina Nakai) 추출물의 영향을 세포 생존율을 비롯한 SOD-유사 활성(SOD-like activity) 및 지질과산 화(lipid peroxidation, LP) 저해능과 같은 항산화 측면에서 분석 하였다. 본 실험에서 배양 NIH3T3 섬유모세포에 15∼35uM의 메 틸수은을 처리한 결과 처리농도에 비례하여 세포생존율이 대조군 에 비하여 유의하게 감소하였으며, 또한 XTT50값이 34.2uM에서 나타나 고독성(highly-toxic)인 것으로 나타났다. 한편, 항산화제 인 vitamin E는 메틸수은에 의하여 감소된 세포생존율을 유의하게 증가시켰다. 메틸수은의 세포독성에 대한 꿀풀 추출물의 영향에 있 어서, 꿀풀 추출물은 메틸수은에 의하여 감소된 세포생존율을 유의 하게 증가시킴으로서 메틸수은의 세포독성을 방어하였으며, 동시 에, SOD-유사 활성 및 지질과산화 저해능을 보임으로서 항산화능 을 나타냈다. 위의 결과로 부터 메틸수은의 세포독성에 산화적 손 상이 관여하고 있으며, 동시에 꿀풀 추출물은 항산화능에 의하여 메틸수은의 산화적 손상을 효과적으로 방어하였다. 따라서, 꿀풀 추출물과 같은 천연물질은 메틸수은과 같이 산화적 손상과 관련된 중금속의 독성을 방어 내지는 치료하는데 있어 항산화 소재로서의 유효한 기능이 있음을 제시하고 있다.

In a mercury leaching test for waste using the Korean Standard Method (ES 06404.1), the pre-treatment process of an eluate is very complicated with a high possibility of contamination and low mercury recovery rate. It is also difficult to analyze multiple samples in a short time and the process generates experimental wastes. Accordingly, a direct mercury analyzer (DMA) applying thermal decomposition gold-amalgamation analysis has been recently used. The method shows a relatively high recovery rate for solid samples without complicated pre-treatment and it can be applied to both liquid and solid samples as the EPA method 7473 does. In order to use the auto-sampler in DMA for analyzing many elution samples from waste, this study checked recovery rates depending on acid solutions and additives during continuous analysis. The result showed a significant drop in recovery and precision except for an L-cysteine added sample. Considering commonly used acid-treatment of wastes, three types of acid solutions (nitrate, hydrochloric acid and sulfate) were chosen for analysis, and precision and accuracy were relatively high in nitric acid solution. It has been determined that accuracy and precision improved when 0.01% L-cysteine was added as an additive and this reduced the impact of continuous measurement. Therefore, during analysis of liquid samples or eluted samples using DMA continuously, introducing suitable additives is necessary depending on pre-treatment method in order to improve accuracy and precision in the analysis of mercury.

본 연구에서는 선형가속기의 소조사면에 보다 정확한 선량계측이 가능하고, 빔 분포 영상화가 가능 계측시스템 개발을 위해 반도체화합물을 이용한 검출 센서를 제작하여 성능평가를 하였다. 센서 제작은 대면적 필름 형성을 위해 입자침전법을 이용하였다. 고에너지 X선에 대한 검출 특성은 암전류, 출력전류, 상승시간, 하강시간, 응답지연 측정을 통해 조사되었다. 측정 결과, TiO2가 혼합된 HgI2 센서가 PbI2, PbO, HgI2 보다 우수한 특성을 보였다. 선형가속기를 이용하여 선형성, 재현성 및 정확성 평가를 수행하였으며, 결과적으로 실제 임상에 적용되고 있는 선량 검출기와 감응 특성을 비교 시 재현성, 선형성 및 정확성 등에서 매우 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 입자 침전법으로 제작된 HgO와 PbO 기반 영상 센서의 유방촬영 영역에서의 적용 가능성을 조사하였다. 이를 위하여, 다양한 두께에 따른 HgO와 PbO 필름의 물리적 특성과 x선에 대한 양자 효율을 측정하였으며, 몬테카를로 시뮬레이션 결과와 비교 평가하였다. 또한, 입자 침강법을 이용하여 인듐 주석 산화물로 코팅 된 투명 유리기판 위에 대면적 다결정 박막을 제작하였다. 본 연구에서는 단결정의 효율과 비슷한 양자 효율을 얻기 위하여 필름의 두께와 제작 조건을 변화시켜 최적화 하였다. 본 연구의 결과를 기반으로 차후 대면적 a-Si:H 패널에 적합한 대면적 필름의 제작 기술과 최적화 연구가 가능할 것으로 판단된다.

자외선/가시선 분광법에서는 수은을 황산 산성에서 디티존사염화탄소로 추출하고 브롬화칼륨 존재 하에 황산 산성에서 역추출하여 방해성분과 분리한 다음 알칼리성에서 디티존사염화탄소로 수은을 추출하는 복잡한 과정을 거쳐 490nm파장에서 측정한다. 반면에 고상･액상 시료를 직접 주입하여 분석하는 열분해 금-아말감 수은분석기는 분석시간과 전처리 과정에서의 오염 가능성을 줄일 수 있어 전세계적으로 전처리가 까다로운 퇴적물, 토양과 같은 고형시료에 널리 이용되고 있으며, 최근 국내 토양공정시험기준과 수질(퇴적물)공정시험기준에도 추가되었다. 그러나 이 시험법을 액상시료에 대하여 적용할 경우, 최대용량(200ul)을 주입하더라도 오토샘플러(Autosampler)내에서 증발 현상이 일어날 수 있어 회수율 및 재현성을 검토해 볼 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 폐기물 용출시료를 가정한 액상시료를 대상으로 오토샘플러 거치시간과 샘플위치에 따른 수은 손실을 검토해 보았다. 각 매질별(3% HNO3, HCl, H2SO4) 10개의 시료를 오토샘플러에 동시에 거치하고 순차적으로 분석하여 연속 측정에 따른 영향을 살펴 본 결과, 대기 시간이 길수록 최대 43%까지 회수율이 떨어지고 매질별 재현성이 상이한 것으로 나타났다. 또한 10셀×10층=100개로 구성되어 있는 오토샘플러에 연속 측정을 할 경우, 편차가 2.84로 매우 큰 반면 한셀씩 건너뛰어 측정할 경우 1.70, 층별로 하나씩 찍을 경우 1.08로 나타나 오토샘플러 위치에 따라서 영향이 있는 것으로 나타났다. 이는 히터에서 분석완료된 시료보트의 열이 분석 전 대기 중인 시료에 영향을 미치쳐 수은이 손실되었기 때문인 것으로 판단된다.

수은은 인체의 신경계뿐만 아니라 인체 내 다른 여러 부정적인 영향을 준다. 수은의 위해성이 알려짐에 따라 최근에는 국제적인 움직임으로 UNEP(United Nations Environment Programme)에서 수은협약(Minamata Convention on Mercury)이 채택되었다. 이 협약의 목적은 수은 및 수은화합물의 인위적 배출로부터 공중보건 및 환경을 보호하는 것이다. 주요 협약 내용을 살펴보면 수은 및 수은화합물의 생산부터 폐기까지의 전과정을 관리하고, 수은제품을 단계적 금지, 배출원 파악 및 배출량 저감 등 다양한 내용을 담고 있다. 국내에서는 국제 사회의 요구에 따라 환경부와 국립환경과학원을 중심으로 하여 수은 유통 기초조사 및 수은 함유 폐기물 배출 실태조사 등이 이루어지고 있다. 다만 아직까지 폐기물처리시설 내에서 수은의 거동특성에 대해 연구자료는 해외에 비해 다소 부족한 실정으로, 이에 대해 좀 더 자세히 살펴볼 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 수은함유 폐기물 처리시설 내 수은의 물질흐름분석을 통해 시설 내 수은의 거동특성을 자세히 살펴보고자 한다. 본 연구에서는 문헌조사를 통해 수은 배출이 많을 것으로 판단되는 시설을 선정하여 현장조사를 실시하였다. 현장조사를 통해 확보된 데이터와 시설 내 수은의 샘플링을 통해 수은의 물질흐름 데이터를 분석하였다. 물질흐름분석은 Stan 2.5 Software를 통해 실시하였다. 연구결과, 하/폐수처리시설에서는 수은의 상당량이 슬러지형태로 배출되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 소각시설에서는 수은의 상당량이 비산재 형태로 배출되어 시설의 후단집진설비에 의해 폐기물로 배출되었다.

국내에서 폐형광등은 수은을 포함한 유해폐기물로 분류되어있으며, 2004년 이후 생산자책임재활용제(Extended Producer Responsibility) 품목으로 지정되어 관리 중이다. 유엔환경계획(UNEP)은 2013년 10월 일본 구마모토에서 수은의 배출량을 줄이기 위한 ‘수은에 관한 미나마타 협약’ 을 발효하였으며 2014년부터 우리나라는 백열전구의 생산, 수입이 전면 금지되었고, 2018년부터 형광램프는 수은을 투입하여 제조하거나 수입하는 것이 금지 될 예정이나 현재는 사용 중인 폐형광등이 지속적으로 발생되어 이에 따른 철저한 관리가 필요한 실정이다. 폐조명기기는 2011년 기준으로 연간 146,000,000개 정도 발생하는 것으로 추정하고 있고 이 중에서 약 37,950,000개가 재활용되고 있어 26% 정도 재활용되고 있으며, 폐직관형형광등(Spent Linear Fluorescent Lamp, SLFL)은 80,300,000개가 발생되어 약 20,872,500개가 재활용되는 것으로 나타났으며 폐소형형광등(Spent Compact Fluorescent Lamp, SCFL)은 14,600,000개 발생되어 약 3,795,000개가 재활용되는 것으로 집계되고 있다. 본 연구에서는 폐직관형형광등(LFL)과 폐소형형광등(CFL)을 파쇄 및 분리하여 배출된 구성성분에 대한 수은 분포를 비교 검토하고자 하였다. 폐형광등 시료는 폐직관형형광등(LFL)과 폐소형형광등(CFL) A, B, C사를 무작위로 10개씩 선택하여 사용하였으며, 실험장치는 회전충격파쇄기(Rotary impact crusher)를 사용하여 파쇄하였다. 구성성분별로 선별된 시료는 DMA-80 수은 분석기를 통해 구성성분별 수은농도를 측정하였다. 또한, 선별 된 시료는 국내용출시험(KET; Korea Extraction Test)과 미국용출시험(TCLP; Toxicity Characteristic Leaching Procedure)으로 분석하였으며, 폐직관형형광등(LFL)과 폐소형형광등(CFL)을 비교하여 유해특성을 평가하였다.

Mercury distribution and hazardous characteristics of major components from SCFLs (Spent compact fluorescent lamps)for 3 lamp manufactures (A, B, C) are estimated by the analysis of mercury concentration and leaching tests such asKorean Extraction Test (KET) and Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP). SCFLs can be separated into glasstube, phosphor powder, metals, ballast, plastics, and binder. Through the analysis of mercury in major components forSCFL, mercury concentration in phosphor powder is much higher than that in other components regardless manufacturesof lamp. Also, mercury concentration in phosphor powder is dependent of the manufactures of lamp. From the leachingtests, all components except phosphor powder from 3 lamp manufactures are verified to be non-hazardous waste becauseall leaching concentrations are below the regulatory level. However, the leaching concentration of mercury in phosphorpowder of SCFLs is higher than the regulatory level in both KET and TCLP regardless manufactures of lamp. Hence,phosphor powder should be managed as a hazardous waste and should be separately managed to control mercury.

This study provides a result of thermal mercury reduction for inventing a mercury recovery technology from the sludgewhich contains high concentration of mercury. Physical, chemical and thermal properties of the sludge were analyzed andmercury degradation at elevated temperatures was investigated to find out the optimum temperature range for thermalrecovery of mercury from the sludge generated from an industrial facility, which contained high concentration of mercury.The study was carried out in the temperature range of up to 650oC from 200oC, and 500~710µm particle size of wastesludge samples were selected from such industries. As primary thermal tests the sludge was heated up to observe weightdegradation at a continuous weight measurable thermogravimetric analyzer and a muffle furnace and the degradationcurves from both devices were found to be well matched. Mercury conversion to gaseous form was investigated fromthe analyzed data of mercury concentrations sampled every 25oC from a muffle furnace. Cold vapor atomic absorptionspectroscopy (CVAAS) Hg analyzer was used for the analysis of mercury content in solid and liquid samples. Most ofmercury was degraded and released as gas phase at the temperature range from 300oC to 550oC, which could be theoptimum temperature of mercury recovery by thermal method for the sludge containing high concentration of mercury.Based on these thermal mercury reduction studies, degradation kinetics study of mercury was conducted to provide thereaction kinetics data for further reactor design to recover mercury using a thermal method.

Ocean dumping of sewage sludge has been prohibited since 2012. Therefore, various methods to recycle sewage sludgeare studied And the adsorption is used to remove mercury released to the atmosphere. Chlorine and Iodine impregnatedadsorbent is used to remove mercury in the flue gas. In our study, we studied the method to recycle sewage sludge andbrewers grain as an adsorbent to remove mercury. Thermal treating time and temperature, and mixing ratio of sewage sludgeand brewers grain are discussed for the preparation of adsorbent. According to the results, the optimal condition oftemperature, time and mixing ratio was 400oC, 45min and 7:3 of sewage sludge/brewers grain, respectively. Theimpregnation of I is needed to keep the concentration of KI above 7%. I and Cl are dispersed uniformly in prepared adsorbent.

대부분의 국가에서는 수은이 함유된 제품이나 각종 산업공정에서 사용되는 수은은 단계적으로 제거해 나가고 있으며 특히 선진국에서는 수은의 독성, 생물농축 및 환경에의 유해성으로 인하여 수은이 함유된 제품이나 수은을 사용하는 산업공정을 대체하기 위하여 노력하고 있다. 그러나 여전히 수은이나 수은을 함유한 제품은 특정 공정이나 오래된 공정에서 사용되고 있으며 지금까지는 수은 함유 폐기물을 재활용하거나 처리하는 것은 폐기물 관리 분야에서 주요 관심사가 아니었다. 수은의 국제적 규약 및 관리 동향이 1차적으로는 대기배출 수은에 치중되어 왔으나 배출원에서의 제어 및 회수된 수은이 부산물과 폐수 중에 남게 되면서 선진국에서는 이를 안정화하며 회수 저장하는 문제와 수은의 매체 간 통합적인 관리로의 접근이 시도되고 있어 우리나라도 이에 대한 방안 마련이 필요한 상황이다. 2013년 2월 제5차 INC (Intergovernmental Nagotiating Committee)의 결정에 따라 국제수은협약의 주요 조항으로 수은함유 폐기물의 관리 강화 및 환경친화적 수은 저장 능력 증대가 포함됨에 따라 향후 국제적인 규제 조치 시행이 예상되고 있다. EU는 수은화합물 수출 금지 및 수은 저장 의무화 규제 시행 (‘11.3.15 발효, Regulation (EC) No 1102/2008, 22 Oct. 2008)하여 원자재 수은을 폐기물로 규정하고, 클로랄-알칼리 분야, 비철금속 채광 및 제련, 천연가스 정제 및 금채광시설의 수은 회수 및 저장을 의무화하였다. 미국 또한 금속 수은 및 특정 수은화합물의 수출금지 법안을 발표하였으며, 미국 DNSC (Defense National Stockpile Center)는 1970년대 부터 4,400 톤 이상의 원자재용 수은을 보관해왔으며, 이를 영구저장시설로의 이전 사업이 추진 중이다. US EPA에서는 LDR 기준을 통해 수은 함유 폐기물 중 260 ppm 이상의 폐기물의 경우 일반 매립지로 갈 수 없으며 특수 설계 매립지를 통해 매립을 하거나 수은 저감 처리방법을 통해 수은 함유 농도 저감을 해야 한다고 규정하였다. 따라서 본 연구에서는 실험실 규모의 반응기를 구축하여 국내 고수은함유 폐기물을 대상으로 열적처리를 통한 수은 감량 특성을 연구하였다. 이는 TG 분석 결과를 바탕으로 온도범위를 700 ~ 800 ℃로 설정하여 각 온도조건에서 체류시간에 따를 수은 감량 특성을 평가하였으며, 각 조건 별로 수은 증기를 냉각시켜 수은 회수율을 평가하였다.

The response of the freshwater microalga Chlorella vulgaris to mercuric ion (Hg2+) stress was examined using chlorophyll a fluorescence image analysis and O-J-I-P analysis as a way to monitor the toxic effects of mercury on water ecosystems. The levels of photosynthetic pigments, such as chlorophyll a and b and carotenoids, decreased with increasing Hg2+ concentration. The maximum photochemical efficiency of photosystem Ⅱ(Fv/Fm) changed remarkably with increasing Hg2+ concentration and treatment time. In particular, above 200 μM Hg2+, considerable mercury toxicity was seen within 2 h. The chlorophyll a fluorescence transient O-J-I-P was also remarkably affected by Hg2+; the fluorescence emission decreased considerably in steps J, I, and P with an increase in Hg2+ concentration when treated for 4 h. Subsequently, the JIP-test parameters (Fm, Fv/Fo, RC/CS, TRo/CS, ETo/CS, ΦPO, ΨO and ΦEO) decreased with increasing Hg2+ concentration, while N, Sm, ABS/RC, DIo/RC and DIo/CS increased. Therefore, a useful biomarker for investigating mercury stress in water ecosystems, and the parameters Fm, ΦPO, ΨO, and RC/CS can be used to monitor the environmental stress in water ecosystems quantitatively.

Linear type SFL (spent fluorescent lamp) can be classified by 3-banded lamp and general lamp. Linear type SFL is separated by the end-cutting technique to examine the distribution of mercury in the major components such as base cap, glass part and phosphor powder. In this study, the concentration of mercury is analyzed by DMA (Direct Mercury Analysis) method for major components in linear type SFL. From the results of mercury distribution for 3 companies, the concentration of mercury in 3-banded lamp is less than that in general lamp. And phosphor powder has greater than 80% of total mercury amount in SFL and the mercury concentration in phosphor powder is measured between 1,250 ppm and 1,740 ppm. The mercury concentration in phosphor powder can be changed by the type of lamp, company, and period of usage. KET and TCLP are carried out for phosphor powder, glass, and base cap to estimate the hazardous characteristic. From the results of KET and TCLP test for general lamp and 3-banded lamp, phosphor powder from general lamp and 3-banded lamp should be controlled separately by stabilization or other methods to reuse as a renewable material because the phosphor powder is determined as a hazardous waste.

무당개구리(B. orientalis)의 수정란은 수정 후 약 24h에 원구입술을 형성하며, 이 원구의 고리를 통해 이동하는 세포가 중배엽을 형성하고, 중배엽의 수렴확장에는 noggin, chordin, follistatin이 큰 영향을 미친다. Mercuric chloride는 높은 독성, 생물 농축적 특성을 갖는 가장 위험한 중금속 중 하나이다. 본 연구는 양서류 초기배아의 중배엽 형성과정에서 수은 이온에 의해 유발되는 중배엽 발생저해 효과를 DMZ explants를 이용하여 체외분석 및 유전자 발현 분석하였다. 무당개구리 배아는 hCG를 주사하여 획득하였으며, 획득한 배아는 22℃에서 발생시켰다. 동물극 유도 시에는 후기 포배의 배아 동물극 정중앙을 1～2 mm 크기로 절개하여 이용하였고, DMZ 분리는 원구입술의 크기가 배아 둘레 기준으로 약 1/8 정도 확장된 배아가 되었을 때 절개하여 실험에 사용하였다. 24-well tissue culture plate에 1X MR로 조제한 1.5% agarose 고체배지 500μl에 1X MR, penicillin(1μl/ml), streptomycin(10μl/ml), BSA(0.25μl/ml)로 조제한 액체 배양액 500μl를 첨가하여 배양하였다. 동물극의 중배엽 유도를 위한 실험군에는 추가적으로 Activin-A를 2.0 ng/ml의 농도로 처리하였다. Mercuric Chloride는 3차 증류수에 녹인 후 0(vehicle control group), 0.1, 1, 10 μM의 농도로 배양액에 처리하여 20℃에서 배양하며, 12시간 경과 후 DMZ explant의 수렴확장 정도를 이미지 분석프로그램을 통해 수치화 하였다. 배양된 explants는 RT-PCR을 이용하여 cDNA로 합성하고, noggin, chordin, follistatin의 발현량을 측정하였다. 실험결과, 동물극의 중배엽 유도 실험에서는 확장 정도를 의미하는 길이신장은 10μM(2.715 mg/L) 처리군에서 유의적으로 감소하였다. 수렴 정도를 의미하는 동물극 신장 부위의 두께는 10μM(2.715 mg/L) 처리군에서 유의적으로 감소하였다. 반면, 종합적인 수렴확장 정도의 비교를 위한 길이/폭 비율에서는 유의적인 차이가 발견되지 않았다. DMZ explant의 확장 정도를 의미하는 길이신장은 10μM(2.715 mg/L) 처리군에서 유의적으로 감소하였다. 반면, 수렴 정도를 의미하는 DMZ explant 두께는 수은이온처리에 따른 차이가 발견되지 않았다. 종합적인 수렴확장 정도의 비교를 위한 길이/폭 비율은 10μM(2.715 mg/L)의 수은이온 처리군에서 유의적으로 감소하였다. 유전자 발현량 측정 결과, 동물극의 중배엽 유도 실험에서는 noggin의 경우 1, 10μM에서, chordin의 경우 0.1, 1, 10μM에서, follistatin의 경우 1, 10μM에서 감소하는 양상을 보였다. DMZ explant 배양에서는 통계적으로 유의한 수렴확장저해가 확인되지 않았다. 무당개구리 배아를 이용한 Mercuric Chloride의 중배엽 형성저해 분석 결과, 10μM(2.715 mg/L) 이상의 농도는 DMZ의 길이 성장, 길이/폭 비율을 저해시키며, 동물극의 중배엽 형성 유도에서는 길이 성장, 폭 성장을 저해시키는 것으로 확인되었다. 동물극의 중배엽 유도군에서 수렴 확장 정도에서의 변화가 나타나지 않은 것은 길이와 폭의 성장이 모두 저해되었기 때문에 비율의 변화값이 고정되었음에 따른 것으로 사료된다. 또한 유전자 발현양상을 분석한 결과 길이 측정결과에서 보였던 결과와 마찬가지로 농도 의존적으로 감소하는 양상을 보였으므로 수은이 중배엽 형성을 저해하는 효과를 가졌음을 확인할 수 있었다. 단, DMZ explant 군에서의 변화양상이 없는 것으로 보아, 차후 중배엽 형성 저해 실험을 관찰할 때에는 동물극 유도 실험군을 이용하는 것이 더 바람직할 것으로 사료된다.