[논문]수계 내 테트라사이클린, 설파다이아졸, 트리톤 X-100 혼합물의 광분해

윤성호; 이성종; 조은혜; 문준관

doi:10.5338/kjea.2021.40.1.2

수계 내 테트라사이클린, 설파다이아졸, 트리톤 X-100 혼합물의 광분해
Photodegradation of Mixtures of Tetracycline, Sulfathiazole, and Triton X-100 in Water 원문보기

한국환경농학회지 = Korean journal of environmental agriculture, v.40 no.1, 2021년, pp.13 - 19

윤성호 (한국외국어대학교 자연과학대학 환경학과) , 이성종 (한국외국어대학교 자연과학대학 환경학과) , 조은혜 (전남대학교 농업생명과학대학 농생명화학과) , 문준관 (국립한경대학교 농업생명과학대학 식물생명환경과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

BACKGROUND: Chemicals such as antibiotics and surfactants can enter agricultural environment and they can be degraded by natural processes such as photolysis. These chemicals exist in mixtures in the environment, but studies on degradation of the mixtures are limited. This study compares the photodegradation of Triton X-100 (TX) and antibiotics [tetracycline (TC) and sulfathiazole (STH)] when they are in a single solution or in mixtures. METHODS AND RESULTS: TC, STH, and TX solutions were exposed to UV-A for the photodegradation tests for 14 days. The residual TC, STH, and TX concentrations were analyzed by using HPLC. The TC degradation was similar regardless of the presence of TX, while the TX degradation was lower in the presence of TC. The STH degradation was similar regardless of the presence of TX, while the TX degradation was greater in the presence of STH. However, the STH degradation was slower in the TC-STH-TX mixture than in the STH-TX mixture. Also, the TX degradation was negligible in the TC-STH-TX mixture. The results show that the photodegradation of TC, STH, and TX can be different in mixtures. This can be attributed to the different emission and absorption wavelengths of each compound and interaction between these compounds and photoproducts. CONCLUSION: Overall, this study emphasizes that photodegradation of single chemicals and chemical mixtures can be different, and more studies on single compounds as well as mixtures are required to understand the fate of chemicals in the environment in order to manage them properly.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한 Triton X-100의 경우 농업을 포함해 다양한 용도로 활용되고 있는 계면활성제이다. 따라서 본 연구에서는 계면활성제 중 Triton X-100과 항생제 중 테트라사이클린과 설파다이아졸을 대상 물질로 이들 물질이 단독으로 또는 혼합물로 존재할 때 광분해 정도를 비교하는 연구를 수행하였다.

제안 방법

14일간 실험을 하는 중 증발로 인한 농축 효과를 제거하기 위해 각 시료 채취 때마다 시료 무게를 측정하고, 시료 내 잔류 농도를 측정하여 잔류 물질의 질량을 산정하여 질량을 기준으로 시간에 따른 변화를 살펴보았다.
2 mg/L였다. TC, STH, TX 용액을 단일용액 또는 혼합용액으로 준비한 후 석영 페트리 접시에 40 mL 씩 넣고 UV-A(352 nm, 15 W, Sankyo Denki Co., Ltd., Japan)를 조사하여 14일간 광분해 실험을 수행하였다. 용액표면과 UV 램프 사이 거리는 11.
Changes in (a) tetracycline (TC), (b) sulfathiazole (STH), and (c) Triton X-100 (TX) in the TC-STH-TX mixture (TC/STH mix w/TX). The experiments for the TC and STH measurements were carried out in duplicate, while the TX measurement was done with a single sample. Samples labelled with Dark are the controls under dark conditions.
실험에 사용한 시료는 TC 단일용액, STH 단일용액, TC-TX의 혼합용액, STH-TX의 혼합용액, TC-STH의 혼합용액, 그리고 TC-STH-TX의 혼합용액이었다. UV를 조사하지 않은 어두운 조건의 시료를 대조군으로 사용하였다. 실험은 두 번 반복 수행하였고, TC, STH, TX 농도 변화를 보기 위해 시료를 채취하였다.
시료 내 TC, STH, TX 잔류 농도는 High performance liquid chromatography (YL 9100, Republic of Korea)를사용하여 분석하였다. TC와 STH 분석을 위해서 Xterra RP C₁₈ 칼럼(250 mm × 4.
UV를 조사하지 않은 어두운 조건의 시료를 대조군으로 사용하였다. 실험은 두 번 반복 수행하였고, TC, STH, TX 농도 변화를 보기 위해 시료를 채취하였다.
이에 기존 연구들은 자연광, 모사 태양광(simulated sun light), 자외선(UV)과 같은 여러 다른 광원을 이용해 다양한 오염물질의 광분해에 대해 연구하였다[14, 15]. 특히, 환경 매체 내 여러 항생물질의 광분해 정도를 살펴보면서 빛의 강도, 다른 파장의 UV, 물의 pH, 온도, 초기 농도, 유기탄소 또는 음이온과 같은 물질의 존재 등 다양한 인자들이 대상 오염물질의 광분해에 미치는 영향을 고찰하였다[14, 16, 17]. 또한 계면활성제의 경우 촉매 또는 과산화수소와 같은 산화제 존재 여부가 광분해에 미치는 영향을 연구하였다[14, 18].

대상 데이터

Baker, UK)을 이동상 용매 (85:15 v/v)로 사용하여 355 nm에서 측정하였다. STH는 0.025 M 아세트산 암모늄(Purity >97.0%, Kanto Chemical Co., Inc., Japan)과 아세토니트릴을 이동상 용매(85:15 v/v) 로 사용하여 265 nm에서 측정하였다. TX는 10 mM 아세트산 암모늄과 아세토니트릴을 이동상 용매(90:10 v/v)로 사용하여 225 nm에서 측정하였다.
대상 항생물질로 사용하였다. TC (≥88.0%, HPLC-grade)와 STH (≥98.0%, analytical standard)는 시그마알드리치 사 (Munich, Germany)에서 구매하였다. 각 항생물질을 메탄올 (HPLC-grade, ≥99.
분석하였다. TC와 STH 분석을 위해서 Xterra RP C₁₈ 칼럼(250 mm × 4.6 mm × 5 μm, Waters, USA)을 사용하였고, STH 분석을 위해서 Acclaim Surfactant Plus LC 칼럼(250 mm × 4.6 mm × 5 μm; Thermo Fisher Scientific, USA)을 사용하였다. TC는 0.
45 mW/cm ²였다. 실험에 사용한 시료는 TC 단일용액, STH 단일용액, TC-TX의 혼합용액, STH-TX의 혼합용액, TC-STH의 혼합용액, 그리고 TC-STH-TX의 혼합용액이었다. UV를 조사하지 않은 어두운 조건의 시료를 대조군으로 사용하였다.
Baker, UK)에 녹여 모액(stock solution)을 만든 후 희석하여 실험용액을 만들었다. 실험에TM사용한 계면활성물질은 트리톤 X-100 (Triton X-100; TX) (laboratory grade)으로 시그마알드리치 사(Munich, Germany) 에서 구매하였다.
테트라사이클린 계열의 테트라사이클린(tetracycline; TC) 과설폰아마이드 계열의 설파티아졸(sulfathiazole; STH)을 본 연구의 대상 항생물질로 사용하였다. TC (≥88.

성능/효과

TX의 경우도 비슷한 파장 범위에서 흡광도 측정이 가능하지만, STH에 비해 흡수계수는 낮다[23, 27]. 따라서 TX와 STH가 경쟁을 한다면 STH가 UV-A 흡수에 더 우세할 것으로 예상할 수 있고, 이는 TX의 존재와 상관없이 STH의 분해정도가 비슷한 현상을 일부 설명할 수 있다.
1(a)). 반응 시작 후 7일과 14일차 TC 농도가 통계적으로 유의한 차이가 없다고 본다면, TC는 7일 만에 모두 감소되었다고도 할 수 있다. 처음 7일간 TC 농도 변화는 1차 반응식에 적용하여 감소 속도를 0.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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