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셀레늄 강화 스피룰리나에서의 낮은 분자량 셀레노 화합물 분석
지영,이정석,한영석,박용남,Ji, Young,Lee, Jung Suk,Han, Young-Seok,Pak, Yong N. 대한화학회 2019 대한화학회지 Vol.63 No.5
Spirulina was cultured in Selenium solution and the total concentration was determined with isotope dilution technique. Low-molecular-weight-Selenium species for the water extract of Spirulina were separated and quantified with HPLC ICP/MS. Water extraction was used first and then protein enzyme (protease XIV) was used to digest and extract for the Se species in both water extract and residue. The total Se was $414.9{\pm}4.0{\mu}g\;g^{-1}$ and 77% existed in water extract while 22% remained in residue. Se species in supernatant was mostly inorganic selenate ($222.7{\mu}g\;g^{-1}$). After hydrolysis of protein, SeCys ($15.20{\mu}g\;g^{-1}$) and SeMet ($12.13{\mu}g\;g^{-1}$) were found. In residue, SeCys and SeMet were found with little inorganic Se. After protein hydrolysis of residue, more of Selenoamino acids SeCys ($9.35{\mu}g\;g^{-1}$) and SeMet ($18.23{\mu}g\;g^{-1}$) in addition to MeSeCys ($1.5{\mu}g\;g^{-1}$) were found. It is thought that inorganic selenium is mostly adsorbed on the surface of spirulina and can be easily removed by a simple distilled water extraction while most of organo-seleniums are remained in residue. 배양한 셀레늄 강화 스피룰리나를 ICP-MS에서 동위원소희석법을 이용하여 총농도를 정량하였고, HPLC-ICP/MS를 이용하여 낮은 분자량의 셀레늄 화학종들을 각각 분리하고 정량하였다. 셀레노 화합물들은 일차적으로 증류수를 이용하여 추출하였고 이차적으로는 단백질 분해 효소 protease XIV를 이용하여 단백질들을 분해한 뒤에 추출하였다. 배양한 스피룰리나의 셀레늄 총량은 $414.9{\pm}4.0mg\;g^{-1}$으로 나타났고 증류수로 추출하였을때, 분리한 상등액과 가라앉은 residue는 각각 $318.3mg\;g^{-1}$과 $90.9mg\;g^{-1}$으로서 총량의 약 77%와 22%로 분포되어 있었다. 셀레늄 화학종의 분포는 상등액에서는 주로 selenate ($222.7mg\;g^{-1}$)가 존재하였고 단백질 가수분해를 시키고 조사한 결과, 유기셀레늄들 SeMet ($12.13mg\;g^{-1}$)과 SeCys ($15.20mg\;g^{-1}$)이 추가로 나타났다. Residue에서는 무기 셀레늄이 거의 검출되지 않았고 SeCys과 SeMet이 나타났으며 단백질 분해효소를 사용하여 추출한 경우, 더 많은 셀레노 아미노산들, SeCys ($9.35mg\;g^{-1}$)과 SeMet ($18.23mg\;g^{-1}$), 및 MeSeCys ($1.5mg\;g^{-1}$)이 검출되었다. 무기셀레늄은 주로 스피룰리나의 표면에 흡착된 것으로 보이며 증류수 추출로 이들을 충분히 제거할 수 있었고 결과, residue에서는 대부분 유기셀레늄(99% 이상)만 존재하였다.
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Solubilities and Major Species of Selenium and Technetium in the KURT Groundwater Conditions
Seung Soo Kim,Je Ho Min,Min Hoon Baik,Gye Nam Kim 한국방사성폐기물학회 2012 방사성폐기물학회지 Vol.10 No.1
장수명 핵분열생성물인 79Se와 99Tc는 자연수 중에서 용해도가 클 뿐더러 음이온으로 존재하여 방사성폐 기물 처분장에서 주요 관심핵종들로 고려되고 있다. 본 연구에서는 KURT 지하수의 다양한 pH와 산화-환 원 조건에서 셀레늄과 테크네튬의 Solubility Limiting Solid Phase (SLSP)로 알려진 FeSe2와 TcO2의 용해 도를 측정하였다. 또한, 지화학코드를 이용하여 실험과 유사조건에서 이들의 용해도와 주요 화학종을 계 산하였다. 실험 및 계산으로부터 pH 8~9.5와 Eh=-0.3~-0.4 V 조건에서 FeSe2의 용해도는 1x10-6 mol/L 이하이며, 주 용해 화학종은 HSe-로 판단된다. TcO2의 경우는 pH 6~9.5와 Eh<-0.1 V 영역에서 용해도와 주 용해 화학종이 각각 5x10-8~1x10-9 mol/L와 TcO(OH)2로 나타났지만, Eh=-0.35 V조건에서는 주 용해화학종이 pH가 10.5~12와 12이상에서 각각 TcO(OH)3 -와 TcO4 -로 계산되었다.
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KURT 지하수 조건에서 셀레늄과 테크네튬의 용해도 및 주요 화학종
김승수,민제호,백민훈,김계남,Kim, Seung-Soo,Min, Je-Ho,Baik, Min-Hoon,Kim, Gye-Nam 한국방사성폐기물학회 2012 방사성폐기물학회지 Vol.10 No.1
장수명 핵분열생성물인 $^{79}Se$와 $^{99}Tc$는 자연수 중에서 용해도가 클 뿐더러 음이온으로 존재하여 방사성폐기물 처분장에서 주요 관심핵종들로 고려되고 있다. 본 연구에서는 KURT 지하수의 다양한 pH와 산화-환원 조건에서 셀레늄과 테크네튬의 Solubility Limiting Solid Phase (SLSP)로 알려진 $FeSe_2$와 $TcO_2$의 용해도를 측정하였다. 또한, 지화학코드를 이용하여 실험과 유사조건에서 이들의 용해도와 주요 화학종을 계산하였다. 실험 및 계산으로부터 pH 8~9.5와 Eh=-0.3~-0.4 V 조건에서 $FeSe_2$의 용해도는 $1{\times}10^{-6}mol/L$이하이며, 주 용해 화학종은 HSe-로 판단된다. $TcO_2(s)$의 경우는 pH 6~9.5와 Eh<-0.1 V 영역에서 용해도와 주 용해 화학종이 각각 $5{\times}10^{-8}{\sim}1{\times}10^{-9}mol/L$와 $TcO(OH)_2$로 나타났지만, Eh=-0.35 V조건에서는 주 용해화학종이 pH가 10.5~12와 12이상에서 각각 $TcO(OH)_3^-$와 $TcO_4^-$로 계산되었다. The long-lived fission products $^{79}Se$ and $^{99}Tc$ have been considered as the major concern nuclides for the disposal of radioactive waste because of their high solubilities and the existence of anionic species in natural water. In this study, the solubilities of $FeSe_2(s)$ and $TcO_2(s)$, known as respective Solubility Limiting Solid Phase (SLSP) of selenium and technetium, were measured in the KURT (KAERI Underground Research Tunnel) groundwater under various pH and redox conditions. And their solubilities and major species were also calculated using geochemical codes under conditions similar to experimental solutions. Experimental results and calculation for $FeSe_2$ show that the solubility of selenium was found to be below $1{\times}10^{-6}mol/L$ under the condition of pH 8~9.5 and Eh=-0.3~-0.4 V while the dominant species was identified as $HSe^-$. For $TcO_2$, the solubility of technetium was found to be $5{\times}10^{-8}{\sim}1{\times}10^{-9}mol/L$ in the solutions of pH 6~9.5 and Eh<-0.1 V, while the dominant species was $TcO(OH)_2$. However, when the Eh of the solution is -0.35 V, $TcO(OH)_3^-$ and $TcO_4^-$ are calculated as the dominant species at pH 10.5~12 and pH>12, respectively.
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