가속화되는 산업화로 인해 중금속 이온의 침출이 환경문제로 떠오르고 있다. 수질 정화를 위한 몇 가지 방법 중 기능성 고분자 섬유를 이용한 흡착은 효율적이며 경제적이라는 장점이 있다. 특히, 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile, PAN)은 금속 이온을 흡착할 수 있는 작용기가 많아 관심을 끌고 있다. PAN은 쉽게 전기방사를 통해 고분자 나노 섬유화될 수 있으며 높은 표면적을 가질 수 있다. 본 총설에서 다룰 복합 PAN 섬유는 폐수 처리를 위한 또 다른 유형의 고분자이다.

Nowadays micro-dust is a serious problem in Korea. In particular micro-dust contains heavy metals such as Pb (lead) and Cd (cadmium) which negatively effect on human health. In this study, we intended to isolate lactic acid bacteria which can scavenge the heavy metals. Firstly we isolated two lactic acid bacteria which were resistant to Ag, Cu, and Zn (30-100 mM AgNO3, CuSO4, ZnSO4 in MRS broth). The two lactic acid bacteria CJNU 1877 and JG 15 were identified Lactobacillus paracasei and Enterococcus faecium, respectively. Subsequently the strains were inoculated in MRS broth and agar plate where 100 ppm of Pb(NO3)2 and CdSO4 were added, respectively. They did grow in the conditions and we found aggregations from 24 h cultures, indicating the strains can absorb the heavy metals, which was further proved by scanning electron microscopy (SEM) and Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometer. Therefore the isolated lactic acid bacteria can be used as a probiotics harboring heavy metal scavenging activity.

In this study, 40 residents of the Gwangyang and Yeosu areas were assessed for their level of exposure to heavy metals (As, Cd, Ni) from April 2017 to June 2018. The aim was to understand the differences in levels of indoor exposure to heavy metals (As, Cd, Ni), and a health risk assessment was conducted to determine whether there was any fatal cause from carcinogenic elements. The mean concentrations of PM10 particles indoors were As 0.24 μg/m3, Cd 0.07 μg/m3, and Ni 0.89 μg/m3. The health risk assessment for the arsenic, cadmium, and nickel in indoor air confirmed that the mean values exceeded the cancer risk tolerances specified by the U.S. EPA, for As (males 3.07 × 10−4, females 3.35 × 10−4), Cd (males 3.83 × 10−5, females 4.18 × 10−5), and Ni (males 6.36 × 10−5, females 6.95 × 10−5).

중금속이 곤충에 미치는 영향을 조사하기 위하여 빨간집모기 (Culex pipiens pallens) 금속용액 (Cu, Cd, Hg, Pb, Zn)에서 사육한 후 50% 치사농도 (LC50) 용화시기, 총 지질함량, 지질조성, 총 단백질 함량변화를 측정하였다. 50% 치사농도 (LC50)는 3령 유충으로 24시간 처리한 Hg 처리군에서 0.45 mg kg-1으로 나타나 다른 금속에 비해 독성이 강한 것으로 나타났고, 용화 시기는 처리군이 대조군 (129시간)에 비해 지연되었으며 Cd가 처리군 중 273시간으로 가장 늦게 용화되었다. 중금속에 노출된 모기시료에서 총 여섯 종류의 지질 band가 분리되었으며, 이 중 5종의 지질이 동정되었다 (phospholipid, cholesterol, fatty acid, triglyceride, cholesterol ester). 모든 처리군의 총 지질함량은 대조군에 비해 감소하였다. 또한, 대조군의 단백질 함량 (0.51 mg ind.-1)이 처리군의 단백질 함량에 비해 높게 나타났으며, 처리군 중 Hg과 Cd을 처리한 유충의 단백질 함량이 매우 낮게 나타났다. 결론적으로 중금속이 처리된 용액에서 사육된 모기유충은 오염된 환경에 의한 먹이섭취의 장애 및 중금속의 독성으로 인해 단백질 함량과 지질의 감소가 일어나 발육이 느려지고 용화시기가 길어지는 것으로 생각되며 이는 중금속에 의한 체내 물질대사의 변화를 의미한다. 이러한 결과는 중금속 오염이 모기의 생존과 성장을 억제시켜 모기 개체군 크기에 영향을 줄 것을 나타내며, 추후 연구를 통해 모기의 생육정도를 이용한 오염도 측정에 활용이 가능할 것으로 기대된다

다양한 산업분야에서 중금속의 사용이 증가할수록, 중금속으로 인한 환경오염과 생물학적 위해성에 대한 우려의 목소리가 커지고 있다. 통계 지수는 배경농도 값과의 비교를 통해 중금속 오염농도를 정규화 시킴으로써 토양 오염의 정도를 수치화하고, 단계 별로 오염 정도를 판단 할 수 있어 많이 사용된다. 본 연구에서는 농축인자(Enrichment factor, EF), 축적 계수(accumulation index), 잠재적 생물학적 위험 지표(potential ecological risk index)등을 이용하여 중공업 근처 토양 내 중금속 오염가능성을 평가하였다. 연구결과, 중금속의 오염 정도는 정부 가이드라인에 비하여 낮은 수준이었으나, 특정 위치에서 아연, 구리, 납 등의 중금속 오염이 관찰 되었다. 농축인자, 축적계수, 생물학적 위험 지표를 통해 일부 토양 내 중금속 오염이 우려할 수준이며, 주변에 존재하는 인위적 오염원에 의한 오염가능성이 있음을 확인하였다. 연구대상지의 추가 시료채취 및 추정되는 오염원의 시료 확보 후, 동위원소 분석 및 x-ray 기반 분석을 통해 오염원 추적연구가 필요할 것으로 판단된다.

Cu(II) can cause health problem for human being and phosphate is a key pollutant induces eutrophication in rivers and ponds. To remove of Cu(II) and phosphate from solution, chitosan as adsorbent was chosen and used as a form of hydrogel bead. Due to the chemical instability of hydrogel chitosan bead (HCB), the crosslinked HCB by glutaraldehyde (GA) was prepared (HCB-G). HCB-G maintained the spherical bead type at 1% HCl without a loss of chitosan. A variety of batch experiment tests were carried out to determine the removal efficiency (%), maximum uptake (Q, mg/g), and reaction rate. In the single presence of Cu(II) or phosphate, the removal efficiency was obtained to 17 and 16%, respectively. However, the removal efficiency of Cu(II) and phosphate was increased to 50~55% at a mixed solution. The maximum uptake (Q) for Cu(II) and phosphate was enhanced from 11.3 to74.4 mg/g and from 3.34 to 36.6 mg/g, respectively. While the reaction rate of Cu(II) and phosphate was almost finished within 24 and 6 h at single solution, it was not changed for Cu(II) but was retarded for phosphate at mixed solution.

폴리락타이드 재질의 식품용 기구 및 용기·포장에서 식품으로 이행될 우려가 있는 유해 중금속인 납, 카드뮴 및 비소의 이행량을 측정하고 안전성을 평가하기 위하여 국내에 유통중인 폴리락타이드 시료 총 211건을 수거하였다. 용출실험은 ‘식품용 기구 및 용기·포장 공전’의 조건 에 따라 식품모사용매인 4% acetic acid로 하였으며 온도 조건으로 70oC와 가혹사용조건인 100oC 모두 적용하여 이 행량을 비교하였다. 납, 카드뮴 및 비소의 이행량은 모두 70oC보다 100oC의 조건에서 증가하는 경향을 보였으나, 납 의 최대 이행량은 기준·규격과 비교하여 1.0%의 낮은 수 준이었고, 카드뮴은 모두 미량이 검출되었으며, 비소의 최대 이행량은 기준·규격 대비 3.9%의 낮은 수준으로 기준·규격을 초과하는 시료는 없었다. 이행량 결과를 바탕으로 납, 카드뮴 및 비소의 일일추정섭취량을 산출한 후 잠정주간섭취허용량 등과 비교하는 안전성평가를 진행하였으며, 국내에 유통되는 식품용 폴리락타이드 기구 및 용기·포장을 통한 납, 카드뮴 및 비소의 일일추정섭취량은 2.5 × 10−5~ 2.0 × 10−3μg/kg bw/day인 것으로 산출되었다. 용출조건별로는 70oC, 30분에서 카드뮴의 일일추정섭취량이 가장 낮았고, 100oC, 30분에서의 납 일일추정섭취량이 2.0 × 10−3μg/kg bw/day로 제일 높게 나타났으나, 납의 위해도는 인체안전기준(25 μg/kg bw/week)과 비교시 0.055% 수준으로 매우 낮음을 확인되었다. 이를 통하여 국내 유통 폴리락타이드 재질 식품용 기구 및 용기·포장에서의 납, 카드뮴 및 비소의 이행량은 매우 낮은 수준임을 확인하였고, 본 연구의 결과는 향후 식품용 기구 및 용기· 포 장의 안전관리를 위한 과학적인 근거자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

This study was carried out to investigate the presence of a correlation between heavy metals in urine samples and upper airway diseases. For the study, 51 household residents of Gwangyang, both with and without upper airway disease, were targeted. Urine samples were collected from the subjects along with a questionnaire from April 24th to 27th, 2017. The heavy metals in the urine samples were preprocessed and analyzed using an inductively coupled plasma/mass spectrometer. The geometric mean concentration of urinary arsenic and cadmium was 138.66 μg/L and 0.75 μg/g creatinine among those with upper airway disease and 166.42 μg/L and 1.19 μg/ g creatinine among those without upper airway disease. This was not a statistically significant difference. The concentration of urinary arsenic and cadmium was found to be increased by 1.19 times (95% CI; 0.15-9.31) and 1.26 times (95% CI; 0.31-5.04) in household residents with upper airway diseases with more than 144.86 μg/L and 0.85 μg/g creatinine, respectively.

자란만 퇴적물 중 유기물과 중금속의 농도분포와 오염현황을 파악하기 위하여 2014년 11월 15개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하여 입도, 총유기탄소(TOC), 총질소(TN) 및 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)을 분석하였다. 평균입도(Mz)는 8.6-9.8Ø(9.3±0.3Ø) 사이였으며, 니(Mud)와 점토(Clay)의 세립한 퇴적물로 구성되어 있었다. TOC와 TN은 각각 1.51-2.39%(1.74±0.22%), 0.20-0.33%(0.23±0.03%)의 범위로 전반적으로 공간적인 농도차이를 보이지 않았다. 모든 퇴적물에서 C/N 비 값은 5-10 사이를 보여 자란만 표층 퇴적물 중 유기물은 주로 해역 내에서 발생한 해양기원성 유기물인 것으로 파악되었다. 중금속 중 Cr, Fe, Mn은 만의 입구 쪽에서 높고 그 외 중금속(As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn)은 자란만의 안쪽에서 높은 농도를 보였다. 한편, 퇴적물 기준(SQGs), 농축계수(EF), 농집지수(Igeo), 오염부하량지수(PLI), 생태계위해도지수(ERI) 등 다양한 평가기법을 이용하여 자란만 표층 퇴적물의 중금속에 대한 오염정도를 살펴본 결과, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn은 오염되지 않은 상태이거나 일부해역에서 오염된 상태를 보였지만 As는 전 해역에서 높은 오염도를 보였다. 또한, 분석된 모든 중금속 농도를 고려한 전체적인 오염도를 살펴본 결과, 모든 해역에서 중금속에 대하여 오염되었고 특히, 일부 해역에서는 저서생물에 위해성을 줄 수 있는 상태인 것으로 파악되었다. 따라서, 자란만 내 양식 수산물의 안전성 확보와 지속적인 어장 생산성 유지를 위해서 자란만 퇴적물 내 유기물과 중금속의 오염원에 대한 체계적인 관리가 필요하다.

연구는 자가제조퇴비를 사용하는 유기농가와 관행농 가로 구분하여 생산되는 배추와 토양의 위생지표세균(Aerobic plate count, coliform count, yeast & mold)과 식중독발병 가능성이 있는 유해미생물(Staphylococcus aureus, Environmental listeria, Bacillus cereus)의 밀도를 분석하였다. 그 결과, 토양과 식물체 모두 식품에서 위해균 허용한 계치인 5.0 Log CFU/g 이하로 검출되었다. 또한 토양에서 위해균 검출량과 식물체 표면의 위해균 검출량간의 상관 관계를 분석한 결과 정의 상관관계에 있었다. 또한 토양과 식물의 중금속 오염도를 조사한 결과 검출되지 않거나 허용한계치 이하로 검출되었다.

Objective of this study was to investigate the residual levels of heavy metals in rice contract farming complex for exporting to China. Paddy soil, irrigation water and rice grain were taken from 20 fie1ds located in Icheon city, Cheorwon-gun, Cheongju city, Seocheon-gun, Gunsan city and Haenamgun. The elements of samples were analyzed using ion chromatography, ICP-OES, and ICP-MS after acid digestion. The arsenic (As) contents of paddy soil were ranged from 2.9 to 18.2 mg/kg, which were lower than 25 mg/kg as concern level of environmental pollution in Korea. Cadmium (Cd) was below the limit of quantitation (0.006 mg/kg) in all samples. The highest contents of copper (Cu) was detected to be 25.6 mg/kg in Seocheon-gun sample, but it was below 1/10 fold of the threshold levels 250 mg/kg for soil pollution. Also, the average contents of nikel (Ni), lead (Pb), zinc (Zn), and hexavalent chrome (Cr6+) were found to be lower than the criterion of soil pollution concern, and it was considered to be safe. The residual levels of arsenic in agricultural waters were relatively high, up to 24.3 ug/L in river water, but was detected as 1~2 ug/L level in the ground water. These levels are lower than the water quality standard, 0.05 mg/kg of agricultural water. The concentrations of mercury (Hg) and total chromium (Cr) in the white rice and brown rice were less than the limit of quantitation, and the levels of cadmium in the range of 0.004 to 0.068 mg/kg were less than safety criteria 0.2 mg/kg in Korea and China. In addition, the contents of lead (Pb) in white rice ranged from 0.002 to 0.136 mg/kg, which was safe to be 0.2 mg/kg for Korean white rice and 0.2 mg/kg for China brown rice. As a whole, the residual levels of heavy metals such as arsenic in rice was safely maintained as 1/10 to 1/20 of the residual limits of Korea and China. In conclusion, the heavy metals levels should not be worried in rice contract farming complex for exporting to China.

The potential risk of heavy metals and residual pesticides in imported sawdust media inoculated with oak mushroom cultures is a concern for safe mushroom production in Korea. To obtain preliminary data for a sound analysis of this risk, this study was undertaken to analyze the presence of heavy metals and residual pesticides in the oak mushroom media imported from six different regions in China, between 2013 and 2015. Lead, arsenic, chrome, mercury, and cadmium were analyzed; arsenic, chrome, and mercury were not detected. Lead was detected in the imported oak mushroom media from Jinlin, Shandong, Liaoning, and Tianjin. The detection level of lead ranged from 1.7 to 3.2 mg/kg. Cadmium was detected at a level of 0.028 to 0.037 mg/kg in the media from Shandong and Liaoning. No residual pesticides were detected in any of the samples.

The purpose of this study was to evaluate the concentration of airborne particulate matter and heavy metals in the houses of the respiratory tract disease patients and a control group of residents in the city of Gwangyang. The particulate matter was measured using a mini-volume air sampler and then weighed three times using a micro balance to calculate the weighted average value. The heavy metals in the particulate matter were extracted using a hot plate and analyzed using an inductively coupled plasma/mass spectrometer. The average concentration of particulate matter in the outdoor air (34.478 μm/m3) was higher than that in the indoor air (16.794 μm/m3), showing a statistically significant difference (p<0.001). The average concentration of copper, manganese and chromium in the indoor and outdoor air were higher in the houses of those in the study group than those of the control group. In addition, there was a generally high correlation between particulate matter in the outdoor air and heavy metals in the indoor and outdoor air concentration (p<0.05).

Heavy metal ion separation of commercial polymeric membranes is investigated to elucidate the permeation mechanism and possibility on applying treatment of wastewater from various origins. Since wastewater contains significant amount of heavy metal ions, their treatment to recycle or reuse is necessary. Polyamide based commercial membranes are prepared to test their separation performance on single- & multi-component heavy metal aqueous solutions. This study indicates that polymeric membranes can be potential candidate for heavy metal separation.

우리나라 남해안의 대표적인 패류양식해역 중에 하나인 고성만 주변 표층 퇴적물 중 유기물과 중금속의 분포 및 오염현황을 이해하기 위해 입도와 총유기탄소(TOC), 총질소(TN), 중금속 9종(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)에 대해 조사하였다. 고성만 주변 퇴적 물은 세립질의 점토(clay)와 니(mud)로 이루어져 있었다. 유기물과 중금속은 만의 입구쪽에서 안쪽으로 갈수록 상대적으로 높은 농도를 보 였다. 특히, 퇴적물중 유기물 및 중금속의 분포와 C/N 비(5-10)를 고려하였을 때, 고성만 퇴적물 중 유기물은 해역 자체 내 생물체에 의해 생성된 해양기원성 유기물의 영향을 크게 받고, 중금속은 만 주변 혹은 만내 산재해 있는 인위적인 오염원의 영향을 크게 받고 있는 것으 로 파악되었다. 4 가지 퇴적물 오염평가 방법을 이용하여 고성만의 중금속 오염현황을 살펴본 결과, 고성만 퇴적물은 전 해역에 걸쳐 중 금속에 대하여 약간 오염된 상태였으며, 만의 북쪽과 북동쪽의 일부 해역은 퇴적물의 중금속 오염도가 높아 퇴적물에 서식하는 저서생물 에 큰 위해를 줄 수 있는 상태인 것으로 나타났다. 따라서, 고성만 주변 퇴적환경 개선을 위한 체계적인 관리계획의 수립과 함께 지속적 인 양식활동 및 양식생물의 안전성 확보를 위한 오염물질에 대한 집중적인 모니터링 연구가 병행되어져야 한다.

본 연구는 대전광역시 내 3개 산업단지 인근에 위치한 도시 텃밭에서 생산된 농산물의 납(Pb) 농도에 영향을 미치 는 환경 요인을 분석하였다. 총 84지점의 텃밭에서 채취한 잎채소 표본의 Pb 농도를 ICP-MS를 이용하여 측정하였고, 경작자 설문을 통해 퇴비 시비 여부와 경작자의 농산물 안 전성 인지도를 조사하였다. 또한 현장 조사 중 토양 pH를 측정하였고, 대상지 항공사진과 수치지도를 활용하여 텃밭 면적, 인접 도로의 차로수, 인접 도로 대비 텃밭의 상대적 높이, 텃밭 100m 반경 내 건조면적(built-up area) 비율, 텃 밭 200m 반경 내 공업용지 비율을 측정하였다. 표본 농산물의 납 농도 분석 결과, 평균 254㎍/㎏, 중위값 165㎍/㎏이었고, 전체 표본 중 4분의 1인 21개 표본에서 잔류 기준인 300㎍/㎏을 초과한 것으로 나타났다. 텃밭 농 산물 내 Pb 농도가 무시할 수 없는 수준임에도 불구하고, 거의 모든 텃밭 경작자들은 자신의 농산물이 매우 안전 (75.0%)하거나 안전(19.0%)하다고 인식하고 있어, 자신의 농산물 안전성을 과대평가하고 있었다. 이는 대부분의 도시 텃밭 경작자가 유기농 경작을 하면서, 주변 환경 오염원을 고려하지 않고 단순히 살충제를 사용하지 않았다는 사실만 으로 농산물 안정성을 평가하기 때문으로 판단된다. 채취한 표본 중 상추와 고춧잎이 54개(64.3%)와 13개(15.5%)로 대 부분이었고, 이 외에 고구마 잎, 깻잎, 마늘잎, 양상추, 파, 호박잎 표본이 있었으며, 표본 수 부족으로 재배종 간 Pb 농도는 분석할 수 없었다. 도시 텃밭에서 생산된 농산물 내 Pb 농도와 여러 환경변 수 간 다중회귀분석 결과, 텃밭 100m 반경 내 불투수면 비 율과 텃밭 200m 반경 내 공업용지 비율, 주변 도로에 비해 텃밭의 높이가 상대적으로 낮을수록 농산물 Pb 농도가 높 아졌고, 토양 pH가 낮을수록 Pb 농도가 높아지는 경향이 있었다(p<0.05). 특히 텃밭 100m 반경 내 건조면적 비율과 텃밭 200m 반경 내 공업용지 비율은 유의수준 α=0.01에서 농산물 Pb 농도에 통계적으로 유의미한 영향을 주는 것으 로 분석되어, 텃밭 자체 또는 텃밭과 인접한 지역의 환경변 수의 영향보다 텃밭 주변 토지이용의 영향이 큰 것으로 나 타났다. 이 결과는 토양 개선이나 인접 도로의 우수유출 관 리와 같은 텃밭 규모의 관리 방안보다는 납 함유 페인트 생산 및 사용 금지나 납 함유 자동차 배터리 수거체계 개선 과 같은 도시 규모의 관리 방안이 더 효과적이라는 점을 시사해준다. 또한 도시 텃밭 경작자를 대상으로 텃밭 농산 물의 잠재적 위험을 인지시켜주는 교육 프로그램도 시급히 요구된다.