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공인철 ( In Chul Kong ),이용상 ( Yo Sang Lee ) 한국환경영향평가학회 2003 환경영향평가 Vol.12 No.1
Bacterial activities of dam reservior sediments were assssed using the methods of viable countes,ATP contents,dehydrogence a activity, and oxygen consumption.Viable heterorophs in collected sediments were observed in the range of 10^6∼10^10 CFU/g dry wt. sediments all assessed methods showed high activities in sediment samples collected from near dam site. In additionm bacteria increase in sediments amended wth cellulose, starch, lipid, and protein compounds, Various ranges of sediciotics and heavy metals resistance bateria were also detected, 10∼100 times less numbers of Cd resistance bacteria were also detedcted were observed compared with thodse of Pb and Cr.In general, antibionresistance grops were in the range of 10^-1∼10^_6 Tmes of cintrol.
고정화한 유전자 재조합 균주 Pseudomonas putida mt-2 KG1206의 톨루엔 계열 화합물에 대한 생물발광 활성 조사
공인철(In Chul Kong),정홍경(Hong Kyung Jung),고경석(Kyung Seok Ko) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.2
본 연구에서는 톨루엔 계열 화합물로 오염된 환경에 대해 고정화한 유전자 재조합 균주 KG1206의 적용 가능성에 대해 조사하였다. 재조합 균주 KG1206은 직접 유도제인 m-toluate, benzoate 뿐만 아니라 톨루엔, 자일렌 이성질체가 간접 유도제로서 발광 활성을 나타낸다. 연구에 의해 결정된 고정화 프로토콜의 최적 조건은 다음과 같다: 균주 농도(1:1 (v/v)), 오염원 용액(인산염 완충액), 발광 측정에 필요한 비드 수(4개), 5가지 오염원에 대한 최대 발광 활성은 일반적으로 m-toluate>p-xylene>톨루엔>o-xylene>m-xylene 순으로 나타났다. 생물발광과 오염원 감소는 HPLC로 확인하였으며, 고정 균주에 의해 초기 5 mM m-toluate는 5시간 배양 후 약 48%의 감소율을 나타내었으며 계속 분해되는 경향이 관찰되었다. 알긴산 균주 고정화에 대한 본 연구 결과는 톨루엔 계열 화합물을 함유한 석유계 탄화수소에 오염된 특정 환경을 생물학적 모니터링에 유용한 방법으로 사용할 수 있을 것이다. In this study, the applicability of alginate-immobilized Pseudomonas putida mt-2 KG1206 on the environments, contaminated with toluene analogs was conducted. Genetically engineered strain KG1206 produces light by direct (m-toluate, benzoate) and indirect (toluene, xylenes) inducers. The protocol for the alginate-immobilization was determined in terms of the cell to alginate ratio, solution, proper number of alginate beads, and other conditions. Maximum bioluminescences of five chemicals by immobilized strain were generally observed in following orders: m-toluate>p-xylene>toluene>o-xylene>m-xylene. In relationship between bioluminescence activity and inducer reduction, initial m-toluate (5 mM) in solution was removed approximately 48% of initial at 5 h exposure, showing continuous decrease of inducer chemical in solution. These results of study with alginate-immobilized beads would be useful, especially, for biomonitoring of contaminated environments with specific compounds, such as petroleum hydrocarbon compounds including toluene analogs.
유전자 재조합 생물 발광 균주를 이용한 순수 오염물과 토양시료의 독성도 평가
공인철(In Chul Kong),김진영(Jin Yeong Kim),이선희(Sun Hee Lee),고경석(Kyung Seok Ko) 大韓環境工學會 2012 대한환경공학회지 Vol.34 No.2
본 연구에서는 중금속 오염물 생물 검정 수행에 영향을 미치는 조건들에 대해서 조사하였다. 오염 시료의 희석 최소 화의 필요 조건인 낮은 균주와 시료의 비율(0.5 : 9.5)에서도 실험을 수행할 정도의 발광 활성이 관찰되었다. Sodium lactate와 KNO₃를 첨가한 조건에서 대조군에 대해 약 2.6~4.0배의 발광이 관찰되었다. 시료 희석(추출)용액으로는 발광 영향에 중요한 끼치지 않는 증류수와 MSM이 적절하였다. 본 방법은 중금속에 대해서는 매우 민감하였지만 유기오염물에 대해서는 민감하 지 않은 것으로 나타났다. 11지역의 토양 시료추출액은 대조군의 29~111% 발광활성을 나타내었다. 각 시료별 총중금속 농도와 독성 영향 간의 상관성을 예측하기는 어려웠지만 시료의 중요 오염물(비소)에 기준한 두 그룹 간에 통계적 차이의 가능성이 있음을 확인하였다(높은 비소와 낮은 비소 그룹은 각 44%와 20%의 독성도). Various factors affecting on the bioassay were investigated. Experiments with a low mixture ratio (cell to toxicant solution) of 0.5 : 9.5 (v/v) produced observable bioluminescence intensity for assay. Both sodium lactate and potassium nitrate stimulate bioluminescence activity; 2.6~4.0 times of control. Distilled water and MSM, which gave non significant effects on the bioluminescence activity, were determined as proper diluent or extract solutions. A wide range of toxic responses of metals and organics were observed. In general, organics were much less sensitive than metals. Samples collected from eleven sites showed the bioluminescence activity ranging from 29 to 111% of the control. Significant correlation between toxicity and total metal contents was not observed, but the toxicity of two groups, sorted based on the contaminated arsenic concentration in soils, was 44% and 20%, showing considerable differences.
유전자재조합균주를 이용한 생물모니터링에 중금속 오염물이 미치는 영향 평가
공인철,김진영,고경석,Kong, In Chul,Kim, Jin Young,Ko, Kyung-Seok 한국지하수토양환경학회 2013 지하수토양환경 Vol.18 No.4
This research focused on the effects of heavy metals on the biomonitoring activity of genetically engineered bioluminescent bacteria, Pseudomonas putida mt-2 KG1206. KG1206 was exposed to single or binary mixtures of different heavy metals as well as soils contaminated with heavy metals. In case of single exposure with different inducer pollutant, the toxicity order was as followings : As(III) > Cd, As(V) >> Cu, Cr(VI). The toxic effects of the binary mixtures was compared to the expected effect based on a simple theory of probabilities. The interactive effects were mostly additive, while in few cases antgonistic and synergistic mode of action was observed for some concentration combinations. No considerable correlation was found between the total metal contents in soils and the bioluminescence activity of each sample. However, statistically significant differences (p = 0.0102) were observed between two groups, classified based on arsenite contamination. These results demonstrate the usage of recombinant bioluminescent microorganism in biomonitoring and the complex interactive effects of metals.
씨앗 발아와 박테리아 발광을 이용한 국내 벤토나이트 독성 평가를 위한 사전 연구결과
공인철,이문희,장현진,이은진,고경석,강일모,Kong, In Chul,Lee, Mun Hee,Jang, Hyun Jin,Lee, Eun Jin,Ko, Kyung Seok,Kang, Il Mo 대한자원환경지질학회 2016 자원환경지질 Vol.49 No.5
환경독성법 (세균발광, 씨앗발아)을 이용하여 국내 벤토나이트 독성에 관한 기초 연구를 수행하였다. 생물발광과 상추를 이용한 씨앗발아에서의 독성범위는 각 -3 ~ 95%와 7.1 ~ 92.1%로 나타났다. 씨앗발아의 경우 상추 이외에 조사한 알타리무, 아욱의 씨앗 실험에서도 비슷한 결과를 나타내었다. 다양한 약산농도에서 추출한 점토광물이 함유하고 있는 중금속 함량과 독성의 상관관계는 거의 나타나지 않았다($R^2$ < 0.1). 특이한 사항은 점토광물의 색깔별 그룹에 따라 미치는 영향에 차이가 있음을 관찰할 수 있었다(청색 $67{\pm}8.7%$, 분홍 $27{\pm}10.4%$, 갈색 $58{\pm}14.5%$). In this preliminary study, we assessed the toxicity of domestic bentonites using environmental toxicity testings of seed germination and bacterial bioluminescence. In cases of tested bulk bentonite samples, following ranges of toxicity were observed: -3 ~ 95% bioluminescence, 7.1 ~ 92.1% Lactuca germination. Similar results were also observed among tested other seeds, except seed Raphanus. No significant correlations between toxicity and metals contents of bentonite extractants were observed throughout this investigation. Interestingly, distinct different effects were observed according to bentonite colors (blue $67{\pm}8.7%$, pink $27{\pm}10.4%$, brown $58{\pm}14.5%$).
다양한 독성법을 이용한 중금속, 나노입자 및 금속오염 토양 평가
공인철,석우도,이민경,강일모,Kong, In Chul,Shi, Yu Tal,Lee, Min Kyung,Kang, Il Mo 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.3
본 총설 논문에서는 다양한 급성독성법을 이용하여 중금속, 나노입자, 중금속 오염 토양에 의한 영향 평가 결과를 소개하였다. 평가는 씨앗발아, 생물발광, 효소활성 및 유전자 변이 평가법을 이용하였으며, 오염물 종류 및 방법에 따라 상이한 민감도를 보였다. 씨앗의 경우에는 상추(Lactucus)와 알타리무(Raphanus)가 대체적으로 높은 민감도를 보였다. 단일 금속 노출에서는 일반적으로 As(III)가 높은 독성을 나타내었다. As(III) 1 mg/L 조건에서 높은 유전자변이(MR=5.1)가 관찰되었다. 혼합 중금속에 대한 영향은 명확한 경향을 찾기 어려웠지만, 씨앗 발아의 경우에는 상승 효과가 보편적으로 관찰되었다. 중금속 오염 토양에 대한 평가에서는 시료별 총중금속 농도와 독성 영향 간의 상관성을 예측하기는 어려웠다. 일반적으로 나노입자의 씨앗발아에 근거한 영향은 다음의 순서로 조사되었다: CuO > ZnO > NiO > $TiO_2$, $Fe_2O_3$, $Co_3O_4$. 특히 $TiO_2$, $Fe_2O_3$와 $Co_3O_4$는 최대 노출 농도 1,000 mg/L 농도에서도 뚜렷한 영향을 나타내지 않았다. 다양한 독성 생물검정법에 대한 통합 자료는 향후 다양한 오염물 기초 독성평가에 유용하게 사용할 수 있을 것이다. Toxicity results of metals, nanoparticles (NPs), and soils contaminated with metals were introduced on this review. Following methods were used: seed germination, bioluminescence, enzyme activity, and mutation. In general, different sensitivities were observed, depending on types of bioassays and pollutants. Among tested seeds, sensitivities of Lactucus and Raphanus were greater than others. Of single metal exposure, effect by As(III) was greater than others, and high revertant mutation ratio (5.1) was observed at 1 mg/L arsenite, indicating high mutagenicity. No general pattern was observed on the effect of metal mixture, but synergistic effect was observed with seeds. In case of soils, no correlation was observed between total metal contents and toxicity. Toxicity of NPs was observed as follows: CuO > ZnO > NiO > $TiO_2$, $Fe_2O_3$, $Co_3O_4$. Especially, no considerable effects were observed by $TiO_2$, $Fe_2O_3$, and $Co_3O_4$ under tested concentration (max. 1,000 mg/L). The evaluation results of interactive toxic effects using various bioassays may comprise a useful tool for the bioassessment of various environmental pollutants.