• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권3호
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• pp.37-49
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• 2021

There is domestic Soil Contamination Warning Standard (SCWS) as remediation standard concentration of contaminated soils. No risk should be observed at soil concentration less than SCWS. Therefore, SCWS was evaluated to confirm the risk assessment. Background Concentration of Soil (BGC) and target remediation concentration were also assessed. The results show that Excess Cancer Risk (ECR) of SCWS was the highest in the groundwater intake pathway (Adult: 6.27E-04, Child: 2.81E-04). Total Cancer Risk (TCR) was 7.76E-04 and 4.30E-04 for adult and child, exceeding reference value (10^-6). Hazard Quotient (Non-Carcinogenic Risk, HQ) was the highest in the indoor air inhalation pathway (Adult: 3.64E+03, Child: 8.74E+02). Hazard Index (Total Non-Carcinogenic Risk, HI) exceeded reference value 1. ECR of the BGC was the highest in the groundwater intake pathway (Adult: 1.71E-04, Child: 7.67E-05). TCR was 2.12E-04 for adults and 1.17E-04 for children, exceeding the reference value (10^-6). HQ was the highest in groundwater intake pathway (Adult: 4.10E-01, Child: 1.84E-01). HI was lower than reference value 1 (Adult: 4.78E-01, Child: 2.50E-01). The heavy metal affecting ECR was Arsenic (As). The remediation-concentration of As was 7.14 mg/kg which is higher than BGC (6.83 mg/kg). TCR of As should be less than reference value (10^-6), but it was higher for all of SCWS, BGC and target remediation concentration. Therefore, it is suggested that risk assessment factors should be re-evaluated to fit domestic environmental settings and SCWS should be induced to satisfy the risk assessment.

• 환경영향평가
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• 제32권2호
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• pp.112-122
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• 2023

오염 토양의 생태적 기능을 회복하고 토양이 제공하는 생태적 서비스를 최대화하기 위해서는 오염물질에 의한 독성이나 위해성 외에도 토양생태계의 기능적인 측면인 생물서식처, 영양분 순환, 완충작용등과 같은 토양의 건강성을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 정화토양의 건강성을 정량적으로 평가하는 방법을 제시하고 세척처리 및 토양경작처리 토양에 적용하여 제안한 평가방법의 적용 가능성을 살펴보았다. 토양의 생산성, 서식처, 수분보유능, 물질순환능, 완충능, 탄소보유능 등으로 토양 건강성 평가항목을 선정하고, 평가지표로 식물 성장, 지렁이 성장, 수분보유능, 미생물활성도, 양이온교환용량, 유기물함량 등을 활용하였다. 본 연구결과 오염물질 정화 후에도 토양 건강성이 온전히 회복되지 않는 것으로 나타났는데, 오히려 세척 토양의 경우와 같이 정화 전보다 건강성이 떨어지는 경우도 발생하였다. 반면에 유류 오염으로 인한 토양질의 변화는 크게 없는 반면, 토양건강성은 나빠지는 것으로 나타났으며, 경작처리 후 다소 개선된 토양질과는 달리, 토양 건강성은 여전히 회복하지 못한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과 오염과 정화과정 중에 토양의 정화 효과를 평가할 경우에는 토양질과 토양건강성을 함께 고려하는 것이 바람직함을 보여 주었다. 정화 토양의 지속 가능한 이용 및 생태계 서비스 증진을 위해 본 연구에서 제시된 정화 토양의 건강성 평가 방법이 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제27권3호
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• pp.45-56
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• 2024

Heavy metals emitted from urban development do not decompose in the soil and remain for long periods, continually impacting the environment. Since the mid-1990s, there has been increasing societal concern in South Korea regarding soil contamination, prompting various legislative revisions to reduce pollution. This study utilizes the Environmental Impact Assessment Support System (EIASS) to investigate projects in the metropolitan area that have exceeded the Ministry of Environment's soil contamination concern levels from 1989 to 2022 and to examine improvements in the environmental impact assessment (EIA) process. The results reveal that the average concentrations of nine contaminants-cadmium (Cd), copper (Cu), arsenic (As), mercury (Hg), lead (Pb), hexavalent chromium (Cr6+), zinc (Zn), nickel (Ni), and fluoride (F)-have all increased over the years. Among these, Zn had the highest relative proportion, with 37.5% of the 40 sites exceeding environmental concern levels. Investigation of 19 specific projects at these exceedance sites showed that only 7 had documented analyses of contamination causes and remediation plans, and just one had contracted additional remediation services, though results from these efforts were found to be lacking. Furthermore, since 2019, a significant proportion of these sites were involved in residential developments, likely due to government initiatives in new city development and extensive housing supply plans. This research emphasizes the importance of public disclosure of the processes and outcomes of remediation efforts on historically contaminated soils prior to project development. It discusses improvements to the EIA by reviewing current legislation and international examples. The findings of this study are expected to heighten public awareness about heavy metal contamination and enhance transparency in soil remediation efforts, contributing to sustainable environmental management and development.

• 자원환경지질
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• 제45권3호
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• pp.255-264
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• 2012

제강슬래그와 석회석을 이용하여 구리와 납으로 오염된 농경지를 대상으로 안정화 배치 및 칼럼실험을 실시하였으며, 파일럿 규모의 현장 시험구(testing ground: 가로 2 m ${\times}$ 세로 2 m ${\times}$ 깊이 0.5 m)를 4 개 제작하여 실증시험을 실시하였다. 안정화제 종류별 구리와 납의 용출 저감 효과를 규명하기위한 배치실험 결과, 석회석 3% + 제강슬래그 2%를 혼합한 경우, 구리와 납 모두 85% 이상의 높은 용출 저감 효과를 나타내었다. 오염 토양의 장기적 안정화를 예측하고자 인공강우에 의한 연속 용출 칼럼실험을 실시하였다. 배수시스템이 설치된 직경 15 cm, 높이 100 cm의 대형 아크릴 칼럼을 제작하였으며, 배치실험 결과로부터 중금속 용출 저감 효과가 뛰어난 석회석 3% + 제강슬래그 2%를 안정화제로 사용하였다. 안정화제를 첨가하지 않은 경우 칼럼 용출수의 납농도는 시간에 따른 저감이 발생하지 않아 지하수 생활용수 기준치(0.1 mg/L)를 초과하였으나, 안정화제를 첨가한 경우 실험진행 1년부터 0.04 mg/L 이하를 유지하여 용출 저감 효과가 뚜렷하게 나타났다. 안정화제를 첨가하지 않은 시험구의 경우, 60 일 이후에도 토양수의 납 농도는 지하수 생활용수 기준치보다 높은 0.38 mg/L이었으며, 구리의 농도는 0.69 mg/L를 나타내어 오염토양으로부터 지속적인 중금속 용출이 일어나고 있었다. 안정화제를 첨가한 3 개의 시험구 중, 석회석 3% + 제강슬래그 2%를 안정화제로 사용한 시험구의 용출 저감효과가 가장 뛰어나 20 일 이후부터는 구리와 납 모두 용출되지 않았다. 시험구에 벼를 재배하여 부위별 중금속 농도를 분석한 결과, 벼의 성장에 따른 토양으로부터 구리와 납의 식물전이는 뿌리가 가장 높았고, 잎(줄기포함), 쌀알 순이었다. 안정화제를 첨가한 시험구의 경우, 무처리 시험구보다 단위중량당 구리, 납의 식물전이량이 75% 이상 감소하였다. 연구 결과 석회석과 제강슬래그를 혼합한 안정화제 첨가에 의해 오염토양으로부터 구리, 납의 용출이 감소할 뿐 아니라, 재배하는 식물로의 전이량도 대폭 저감하는 것으로 나타났다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제58권1호
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• pp.39-50
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• 2015

본 연구에서는 오염토양 내 중금속 안정화 효율 평가를 위해 계분(PM), $300^{\circ}C$에서 생산한 바이오차(PBC300), $700^{\circ}C$에서 생산한 바이오차(PBC700)를 2.5, 5.0, 10.0 wt% 수준으로 토양에 처리하고 21일 간 항온배양하였다. 항온배양 후 토양의 pH는 PM 10.0 wt%, PBC300 10.0 wt%, PBC700 10 wt% 처리구에서 각각 7.51, 7.24, 7.88로 나타나 무처리구(pH 6.94)에 비해 유의적으로 증가하였는데 이는 PM, PBC300, PBC700 자체의 알칼리성에 기인한 결과로 판단되었다. 중금속의 TCLP 용출시험 결과 PM 처리구의 경우 용출되는 납(142-408% 증가), 카드뮴(39-77% 증가), 아연(20-24% 증가), 구리(241-955% 증가)의 농도가 모두 증가하였으며, 이는 PM 처리 시 급격하게 증가된 토양 내 DOC와 관련된 것으로 판단되었다. 그러나 PBC700 처리구의 경우 납, 카드뮴, 아연, 구리의 농도가 모두 감소하여 안정화되었으며, 무처리구 대비 감소율은 각각 7-23, 11-38, 11-52, 19-36%으로 나타났다. MINTEQ을 이용한 열역학 모델링 결과 PBC700 10.0 wt% 처리구에서는 납과 구리 화학종의 경우 수산화물인 $Pb(OH)_2$, $Cu(OH)_2$의 침전이 예상되었다. 특히, 납의 경우 매우 낮은 용해도를 보유한 chloropyromorphite [$Pb_5(PO_4)_3Cl$], hydroxypyromorphite [$Pb_5(PO_4)_3OH$] 등의 침전이 예상되었다. 이와 함께 SEM-elemental dot mapping을 이용한 원소분포 조사 결과, 다른 처리구와 달리 PBC700 처리구의 경우 납과 인의 분포부분이 중첩되어 두 원소간의 연관성이 있는 것으로 판단되었다. 이를 종합할 때, PBC700 처리구의 납 용출 농도의 감소는 PBC700이 함유한 인과 오염토양에 존재하는 납이 매우 안정한 형태의 화학종인 chloropyromorphite, hydroxypyromorphite 등을 형성하면서 나타난 결과로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권5호
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• pp.500-506
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• 2008

토양칼럼반응조에서 Pb 오염토양(1,200 mg/kg)에 강아지풀로 식물상복원공법을 적용하였을 때 EDTA 혹은 인용출미생물(Phosphate solubilizing microorganism) 주입이 식물의 Pb 섭취 및 연직이동에 주는 영향을 연구하였다. EDTA 주입량은 Pb 오염총량과 동일한 mol수이었으며, 6회에 걸쳐 분할 주입하는 방법과 1회에 일괄적으로 처리하는 2가지 방법을 적용하였다. 그 결과 뿌리에 축적된 Pb의 농도는 control(164.7 mg/kg)에 비하여 PSM 처리구(M)는 2.6배, EDTA 분할처리구(ES)는 3.0배, EDTA 일괄처리구(E)는 3.3배가 증가하였고, 줄기에서는 control(8.1 mg/kg)에 비하여 M 처리구는 27배, ES 처리구는 37배, E 처리구 40배가 증가하였다. 뿌리로부터 지상부로 이동한 납의 비율은 control에서 0.06이지만, E 및 ES 처리구는 0.6, M 처리구는 0.5로 큰 차이가 없었다. Pb 제거량은 E 처리구가 많았고, EDTA의 연직이동은 ES 처리구에서 큰 것으로 나타나, 식물수확기 전에 EDTA를 일괄주입하는 방안이 효율적인 것으로 판명되었다. PSM 처리는 EDTA보다 Pb 제거량은 낮았지만 Pb의 식물섭취가 증가하였고, 식물의 성장 및 토양 내 미생물 활성도를 증진하는 장점이 있어 유독한 EDTA를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제24권3호
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• pp.279-285
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• 2010

본 연구는 중금속이 낙엽의 분해에 미치는 영향을 알아보기 위하여 충남 청양의 폐금광의 광미에 분포하는 쑥(Artemisia princeps var. orientalis)과 쇠뜨기(Equisetum arvense)를 이용하여 실험하였다. 광미는 높은 중금속 함량과 낮은 유기물 함량을 가지고 있었다. 광미의 중금속 함량은 대조구 토양에 비해 비소(As)는 약 13배, 카드뮴(Cd)은 약 28배 높은 것으로 나타났다. 또한 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 아연(Zn)은 약 3배에서 6배 높게 측정되었다. 광미와 대조구 토양에서 채집한 식물체내의 중금속 함량은 광미에서 채집한 식물에서 현저히 높게 나타났으며, 쑥 잎의 경우 As는 약 23배, Cd은 25배 높게 나타났으며, 쇠뜨기 지상부의 경우 As는 58배, Cd은 11배 높은 것으로 나타났다. 대조구에서 분해 결과 중금속 농도가 높은 쑥의 잎과 대조구에서 채취한 잎이 각각 50.4%, 65.7%가 분해되었다. 또한 광미에서 진행된 분해 결과 쑥의 잎은 폐광지역에서 채취한 잎과 대조구에서 채취한 잎이 각각 31.6%, 57.5%가 분해되었다. 쑥의 줄기의 분해결과도 잎의 분해율과 비슷한 양상을 나타내었다. 쇠뜨기의 지상부의 분해는 대조구에서 분해된 결과 광미에서 채집된 쇠뜨기와 대조구에서 채집한 쇠뜨기가 각각 77.8%와 89.3%가 분해되었으며, 광미지역에서 분해 결과 각각 67.6%와 82.1%가 분해된 것으로 나타났다. 따라서 광미에서 생육하는 식물체의 중금속의 함량이 높을수록 분해가 느린 것으로 나타났으며, 이는 중금속이 낙엽의 분해에 영향을 미친 것이라고 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제42권5호
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• pp.81-87
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• 2014

본 연구는 토양 내 중금속(카드뮴, 납, 아연) 처리 농도에 따른 자생 맥문동의 외형적인 생장 변화를 살펴봄으로써, 도시 내 중금속 오염지의 관상효과 증진을 위한 수종탐색 자료로 활용하고자 수행하였다. 중금속은 카드뮴, 납, 아연등 3종류이고, 처리 농도는 Control, 100, 250, $500mg{\cdot}kg^{-1}$ 등 4가지로서, 총 12가지 처리구로 구성하였다. 2009년 3월에 각각의 실험구에 10개씩 3반복으로 각 처리구에 정식하여, 같은 해 9월까지 약 7개월간 온실에서 실험을 실시하였다. 생장이 가장 활발한 시기라 볼 수 있는 5월부터 8월까지 약 3개월 동안 엽장, 엽폭, 총엽수, 고사엽수, 신엽수, 엽록소함량, 관상가치 등을 중심으로 생장 변화를 모니터링하였다. 카드뮴(Cd) 처리구의 경우, 엽장과 엽폭의 상대생장률이 식재 후 4개월이 경과된 시점에서 급속히 감소하였다. 총엽수, 신엽수, 엽록소함량, 관상가치 등의 형태적 항목에서도 Control> $Cd_{100}$ > $Cd_{250}$ > $Cd_{500}$ 순으로 감소하는 경향을 보였다. 납(Pb) 처리구에서 엽장의 상대생장률은 $Pb_{250}$과 $Pb_{500}$ 처리구에서만 변화율이 감소한 반면, 엽폭은 납 처리 농도가 높을수록 성장률의 감소양상이 뚜렷하였다. 총엽수, 신엽수, 고사엽수등은 대조구와 $Pb_{100}$ 처리구에서 비교적 유사하였으나, 엽록소함량, 관상가치 등은 납 처리 농도가 증가할수록 감소양상이 매우 뚜렷했다. 아연(Zn) 처리구는 카드뮴와 납 처리구와는 달리 식재 후 4개월이 경과된 시점에서도 변화율의 차이가 있을 뿐, 엽장은 꾸준히 증가하는 경향을 보였다. 엽폭 상대성장율 또한 $Zn_{500}$ 처리구를 제외하고, 비교적 완만한 성장세를 보였다. 총엽수, 신엽수, 고사엽수, 관상가치는 $Zn_{500}$ 처리구에서 가장 낮은 값을 나타낸 반면, Control, $Zn_{100}$, $Zn_{250}$ 처리구간에 차이가 뚜렷하지 않았다. 본 연구를 통해, 맥문동의 관상가치적 관점에서 생장 변화를 파악함으로써 향후 현장적용의 기반 연구로서 큰 의미를 갖는다고 하겠다. 하지만, 중금속에 대한 식물의 내성은 중금속 자체의 특이성과 환경조건에 따라 변화할 수 있다는 개연성을 가지므로, 실내연구와 현장적용성 연구가 병행되어야 할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제43권4호
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• pp.305-314
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• 2010

제강슬래그와 석회석을 이용하여 비소로 오염된 농경지 토양으로부터 비소 용출을 안정화 시키는 배치 및 대형 칼럼 실험을 실시하여, 제강슬래그와 석회석이 토양 내 비소안정화에 효과적으로 사용될 수 있음을 입증하였다. 토양의 비소 농도가 토양오염우려기준 농도의 약 2배(12.3 mg/kg)인 전남 광양 주변 초남광산 주변에 위치한 밭토양을 대상으로 안정화 실험을 실시하였으며, 안정화제로 사용한 제강슬래그 이화학분석 결과 비소 공침 효과가 높은 Ca, Fe, Al, Mg 산화물 함량이 70% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 안정화제 종류별 비소 용출 저감 효과를 규명하고 최적 안정화제 주입 비율을 선정하기위한 배치실험을 실시하였다. 오염토양 대비 석회석(또는 제강슬래그)의 첨가 비율을 1, 2, 3% 로 설정하여 비소 용출 저감 효율을 규명하는 실험을 실시하였으며, 석회석과 제강슬래그를 다양한 비 율로 혼합한 혼합안정화제도 실험에 사용하였다. 배치실험 결과 오염토양으로부터 용출되는 비소 농도는 1% 와 3% 석회석 첨가에 의해 안정화제를 첨가하지 않은 오염 토양의 비소 용출 농도 대비 각각 51%, 62% 감소하였다. 1%와 3% 제강슬래그를 오염토양에 첨가한 경우 비소 용출 농도는 각각 46%, 52% 감소하였다. 석회석 1%+제강슬래그 1%, 석회석 1%+제강슬래그 2%, 석회석 2%+제강슬래그 1%를 첨가하여 실험한 경우, 비소 용출농도는 각각 63%, 62%, 72% 감소하였다. 비소 용출 농도 및 용출 누적량을 계산하여 안정화공법에 의한 비소 오염 토양의 장기적 안정화를 예측하고자 인공강우에 의한 연속 용출 실험을 실시하였다. 배수시스템 및 격자형의 하부 스크린이 설치된 직경 15 cm, 높이 100 cm 의 대형 아크릴 칼럼을 제작하였으며, 용출시험 결과로부터 비소 용출 저감 효과가 뛰어난 석회석 2%+제강슬래그 1%를 혼합하여 연속 칼럼 실험의 안정화제로 사용하였다. 안정화제를 첨가하지 않은 칼럼의 경우 인공강우에 의한 비소 용출 농도는 시간이 지남에 따라 약 $50-80\;{\mu}g/L$ 를 유지하였다. 2% 석회석과 1% 제강슬래그를 오염토양과 혼합한 칼럼의 경우 비소 용출 농도는 1년 이내에 80% 이상 감소하였으며, 지하수 생활용수기준치인 $50\;{\mu}g/L$ 보다 낮게 나타나 오염토양으로부터의 비소의 안정화 효과는 매우 높은 것으로 나타났다. 석회석과 제강슬래그의 비소 안정화 기작을 규명하기위해 석회석과 제강슬래그를 3가비소(arsenite) 용액과 혼합하여 반응시 켜 공침된 광물 결정에 대하여 SEM/EDS 분석을 실시한 결과 방해석($CaCO_3$) 이외에 포틀랜다이트(portlandite)와 칼슘-비소 산화물(Ca-As-O 계열)이 추가로 생성된 것으로 나타났으며, 이러한 추가 생성 광물에 의한 비소 포획이 주요 비소 고정 기작인 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.413-426
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• 2009

중금속으로 오염된 폐금은광산 주변 논토양에 탄소원을 주입하였을 경우 토착미생물에 의한 중금속의 거동 변화를 실험적으로 확인하고, 미생물학적 황산염환원을 촉진하기 위하여 황산염을 주입하였을 경우의 지구화학적 변화를 관찰하였다. 혐기적 조건에서 오염 토양에 유산염과 포도당 둥의 탄소원을 공급하고 토착미생물을 접종한 후 약 100일 동안 반응시켰으며 반응 시작 후 60일이 경과하였을 때 황산염 250 mg/L를 인위적으로 주입하였다. 유산염을 공급하였을 때 실험 기간 중 pH는 7~8 내외를 유지하였으나 포도당을 공급한 경우에는 초기 24일까지 평균 4.8의 pH를 보이다 이후 7.6까지 증가하였다. 이러한 pH 차이는 포도당을 공급하였을 때 Fe와 대부분의 중금속이 유산염에 비하여 높은 함량으로 용출된 원인으로 판단된다. 실험 초기에 용출된 Fe는 미생물 접종 시료에서 시간에 따라 점진적으로 감소하였다. 용존 Zn, Pb, Ni, Cu의 경우 유산염을 공급하였을 때 미생물을 주입한 시료와 주입하지 않은 비교시료 간에 뚜렷한 함량 차이를 보이지 않았으나, 포도당을 공급하였을 때 약 20일 경과 시부터 Zn, Pb, Ni의 함량이 미생물접종 시료에서 급격하게 감소하였고 Cu는 비교시료보다 높은 용출량을 나타냈다. Cr과 As는 두 탄소원을 공급하였을 때 모두 미생물접종 시료와 비교시료에서 용출이 지속되었으나, 황산염을 주입하자 미생물 시료에서 용존 Cr은 급격히 감소하였고 As는 용출이 중단되었다. 황산염 주입 후 반응 용기에서 검은색 침전물이 형성되었다. 이를 X-선회절분석한 결과 미생물을 주입하였을 때 침전된 물질은 violarite($Fe^{+2}{Ni^{+3}}_2S_4$)로 추정되며 이는 철환원 및 미생물학적 황산염환원에 의하여 침전물이 형성될 때 중금속이 공침전한 것으로 여겨진다. 이상의 결과를 통해 볼 때 논토양에서 용출되기 쉬운 중금속이 미생물학적 황산염환원에 의해 고정화되는 효과를 기대할 수 있다.