• 한국초지조사료학회지
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• 제22권3호
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• pp.153-160
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• 2002

질산태 질소의 공급수준이 알팔파의 영양생장기 동안의 질소동화와 성장 및 재생기간 동안의 뿌리조직내 전분과 질소 축적에 미치는 영향을 규명하고자 0.2, 1.0 및 3.0 mM KN $O_3$하에서 10주 동안의 영양생장 후 건물 및 질소 화합물의 식물조직내의 분포를 분석하고, 24일간 1차 및 2차 재생을 각각 시킨 후 뿌리조직에 축적된 전분과 질소 함량을 분석하였다. 10간의 영양생장 후 건물과 질소화합물의 함량을 1.0 mM 처리구를 기준으로 비교한 결과, 0.2mM 처리구에서는 질소결핍 현상이 그리고 3.0mM 처리구에서는 질소과잉에 의한 억제 효과가 나타났다. 0.2, 1.0 및 3.0 mM N $O_3$$^{-}$ 하에서 24일간 재생 후 주근과 지근에 축적된 전분의 총 함량은 개체 당 각각 50.96, 15.47 and 6.37 mg이었다. 전 처리구 공히 1.0 mM N $H_4$N $O_3$하에서 24일간 재생 후 전분의 함량과 1차 재생후와 비교할 때 유의적인 차이가 없었다. 1차 재생 후 뿌리조직에 축적된 전 질소 함량은 개체 당 각각 6.66, 8.43 and 11.09 mg 이었으며, 지근에 주로(뿌리조직의 총 질소 함량의 70% 이상) 분포되어 있었다. 이상의 결과들은 재생 기간 중 질산태 질소의 공급수준이 증가할수록 뿌리조직내의 전분축적은 감소하나, 질소축적은 비례적으로 증가한다는 것을 보여준다. 뿐만 아니라, 1차 재생기간 중 축적된 저장 유기물의 수준은 차기 재생활력 및 유기물의 뿌리 내 재축적에 영향을 미치는 중요한 생리적인 요인 중의 하나임을 보여준다.

• 한국산림과학회지
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• 제110권4호
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• pp.554-568
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• 2021

산림은 육상생태계에서 가장 큰 탄소흡수원으로 기후변화 대응에 있어 산림의 대기 중 이산화탄소 농도 저감 역할은 중요하다. 최근 '2050 탄소중립 계획'에 산림의 탄소흡수 기능의 강화가 기본 방향으로 제시되면서 정확한 산림의 탄소흡수량 산정이 강조되고 있다. 산림부문의 탄소흡수량은 Intergovernmental Panel on Climate Change 지침을 따라 산림 내 생물량, 고사목, 임상 유기물층, 토양층, 수확된 목재제품 등 여러 탄소 저장고 내 탄소축적 변화량으로부터 산정한다. 그러나 국내 산림의 경우 하층 식생을 제외한 주요 수종의 임목 재적 증가로부터 추정한 생물량 증가량만을 산림의 탄소흡수량으로 산정하고 있어 실제 산림의 탄소흡수량과 큰 차이가 발생할 수 있다. 이에 본 연구에서는 경기도 광주시 태화산에 위치한 57년생 잣나무 조림지에서 에디 공분산 시스템과 자동화 토양챔버 시스템을 이용한 탄소 플럭스 관측을 통해 산림의 탄소 교환량 및 순 탄소흡수량을 정량화하고, 이를 현재 산림의 탄소흡수량 산정 방법에 따라 법정림 임분수확표 내 연평균 생장량과 국가 고유계수를 이용하여 계산한 잣나무 조림지 임목의 생물량 증가량과 비교하였다. 또한 탄소 플럭스 관측기반의 순 탄소흡수량과 잣나무 조림지의 생물량 증가량 및 임상 유기물층의 탄소저장 변화량 등의 차이로부터 나머지 탄소 저장고에서 연간 탄소저장 변화량을 추정하였다. 그 결과 탄소 플럭스로부터 계산한 잣나무 조림지의 연간 순 탄소흡수량은 5.96 MgC ha^-1으로 생물량 증가로부터 계산한 임목의 연간 탄소흡수량 2.77 MgC ha^-1보다 약 2.2배 많았다. 연간 임상 유기물층의 탄소저장 변화량은 0.75 MgC ha^-1로 추정되어, 연간 하층 식생, 고사목, 토양층 등의 탄소 저장고로 유입되는 탄소의 양이 2.45 MgC ha^-1으로 추정되었다. 본 연구의 결과는 국내 산림이 현재 평가 수준보다 더 큰 탄소흡수원임을 보여주며, 탄소 플럭스 관측과 더불어 하층 식생, 고사목, 토양층 등의 탄소 저장고에서 탄소축적 변화량의 정량화를 통해 더욱 정확한 산림부문 탄소흡수량 산정이 필요함을 시사한다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제4권3호
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• pp.220-225
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• 1984

1. 낙동강(洛東江) 하류(下流) 갈대군락(群落)에서 유기탄소(有機炭素)의 생성(生成), 분해(分解) 및 축적(蓄積)을 이론적(理論的) 분석(分析)에 의(衣)해서 평가하였다. 2. $m^2$당(當) 낙엽(落葉)의 유기물(有機物), 유기탄소(有機炭素)의 함량(含量)은 각각(各各)이였으며 초지상(草地床)의 함량(含量)은 1154.96g과 669.93g 이었다. 3. 시별(尸別) 유기물(有機物), 유기탄소(有機炭素)의 함량(含量)은 광합성부(光合成部)에서는 120-140cm에 가장 많았으며, 비광합성부(非光合成部)에서는 0-20cm에 가장 많았다. 4. 안정(安定)된 상태(狀態)의 초지생태계(草地生態系)에서 년(年) 낙엽(落葉) 총생산량(總生産量)과 토양(土壤)의 윗부분(F, H 및 A층)의 비(比)로 결정(決定)된 분해상수(分解常數) k는 0.884이었다. 5. 낙동강(洛東江) 하류(下流) 갈대군락(群落)에서 유기탄소(有機炭素) 50%. 95%, 99%가 분해(分解)되는데 걸리는 시간(時間)은 각각(各各) 0.784, 3.394. 5.656년(年)이었다.

• 한국산림과학회지
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• 제111권4호
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• pp.473-481
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• 2022

우리나라의 친환경벌채는 생태계, 경관 및 산림재해 방지 기능을 유지하도록 실행되고 있으며, 벌채 시 임목 중 일부를 남겨 임지가 일시에 드러나는 것을 방지하고 있다. 경기도 포천시 신북면 심곡리에 위치하고 있는 연구대상지에서 벌기령에 이른 41~50년생 일본잎갈나무림이 2017~2019년에 걸쳐 2 년간 벌채되었다. 벌채 3 년 후 산림 내 유기물 분포 및 변화를 측정하여 벌채에 따른 산림 내 유기물의 동태를 규명하는 것을 목적으로 하였다. 2020년 6월부터 2021년 1월까지 지상부 바이오매스, 낙엽층, 낙엽생산량 및 토양(0-30m 깊이)의 유기물 함량을 측정하였다. 친환경벌채가 이루어진 일본잎갈나무림의 지상부 바이오매스는 142.22 t ha^-1에서 44.20 t ha^-1로 감소하였다. 낙엽층의 유기물 함량은 미벌채구에서 32.87 t ha^-1였으며, 친환경벌채구에서 23.34 t ha^-1로 감소하였다. 연간 낙엽생산량은 미벌채구에서 4.43t ha^-1yr^-1였으며, 친환경벌채구에서 1.16t ha^-1 yr^-1로 감소하였다. 토양용적밀도는 미벌채구 토양 B층이 0.97 g cm^-3였으며 친환경벌채 후 1.06 g cm^-3로 증가하였다. 토양유기물 함량은 미벌채구 토양 A층에서 11.5%였으며 벌채 후 12.8%로 증가하였다. 토양유기물 총량은 대조구와 친환경벌채구에서 각각 245.21 t ha^-1과 263.92 t ha^-1로 유의성 있는 변화를 보이지 않았으나, 전체적으로 벌채 후 증가하는 경향을 보였다. 일본잎갈나무림 내 유기물 총량은 406.48 t ha^-1였으며 친환경벌채로 인하여 338.21 t ha^-1로 감소하였다. 벌채 후 산림 내 지상부 유기물 비율은 13.1%로 감소하였으며, 토양유기물은 78.0%로 증가하여 산림 내 유기물 분포가 변화한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과 친환경벌채는 지상부에 축적된 탄소가 크게 소실된 반면 토양내에 저장된 탄소량의 증가로 전체적으로 산림 내 탄소 저징량의 감소 규모가 완화된 것을 보여주고 있다. 이 결과는 기후변화에 대응할 수 있는 산림 관리 방안의 마련을 위한 기초가 될 것으로 생각된다. 본 연구는 친환경벌채 후 3 년이 지난 시점에서 얻은 결과를 보여 주었으며, 이후의 산림 변화를 파악하기 위하여 산림 유기물의 변화와 수목 생장에 대한 추가연구가 필요한 것으로 보인다.

• 한국환경농학회지
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• 제35권3호
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• pp.159-165
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• 2016

과수원에서 발생하는 전정가지 부산물로부터 생산한 바이오매스 탄화물의 토양내 처리효과를 구명하기 위하여 배 전정가지를 활용하여 탄화물을 생산하고 이를 배 과원 토양에 투입하여 토양 화학성 변화와 토양 탄소 저장 잠재량을 비교 검토하였다. 배 전정가지 유래 탄화물은 방향족 화합물 형태를 유지하고 탄소함량도 62%로 매우 높았으며, 과원 토양의 유기물함량은 탄화물의 투입량이 많을수록 통계적으로 유의하게 증가하였다. 탄화물 투입 166일 후 토양 탄소저장 잠재량은 바이오매스 탄화물 시용 수준이 높을수록 증가하는 경향을 나타냈으며, 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다. 대조구, C-1 그리고 C-2 처리구에서 각각 토양 탄소저장 잠재량은 40.1, 49.3 그리고 57.8 Mg/ha으로 나타났다. 토양 탄소저장 잠재량은 탄화물 투입량에 따라 고도로 높은 상관관계 (P < 0.001)를 나타내며 증가하였다. 기울기가 1.496인 1차 회귀방정식을 나타냈으며, 탄화물 투입량이 100 kg/ha 높아질수록 토양 탄소 저장 잠재량은 0.1496 Mg/ha 증가하였다. 이러한 결과를 미루어 볼 때 장기간 동안 지속적으로 바이오매스 탄화물을 시용한다면 토양 탄소의 중요한 공급원이 되며 결론적으로 농경지가 토양 탄소저장원으로서의 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권3호
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• pp.435-443
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• 2012

본 연구는 논과 목초지에서 관리방법에 따른 토양탄소의 변화에 대해 알아보았다. 논에서는 총탄소 농도의 변화에 비하여 입자상 탄소농도의 변화가 IRG 처리에 따라 더 민감하게 반응하였으며, 이에 입자상 탄소농도는 관리방법 변화에 따른 조기지시자로 활용될 수 있음을 시사하였다. 반면, 초지에서는 입자상 탄소농도의 변화가 총탄소 농도 변화에 비해 오히려 더 민감하지 않게 반응하였는데, 이는 본 연구방법에 따라 분류한 입자상 탄소가 초지와 같은 생태계에서는 의미 있는 탄소부분이 아닐 수 있음을 시사한다. 토양탄소저장을 살펴보았을 때 논의 경우는 겨울동안 IRG 목초작물을 재배하는 관리를 3년 이상 지속한 서천 및 장흥에서 유의한 증가가 있었다. 토양탄소의 유의한 증가는 농도뿐만 아니라 용적밀도를 고려하여 동일 부피 토양을 비교한 경우 및 동일 질량 토양을 비교한 경우 모두 유의하게 관찰되었는데, 이는 IRG 재배에 따른 토양탄소 저장의 증가가 단순히 표토에 축적된 식물체 유기물에 의한 일시적 농도의 증가가 아닌 토심 0-15 cm 깊이의 토양탄소의 증가였음을 시사한다. 목초지에서는 목초지 조성이후 3년, 5년, 7년, 10년이 지남에 따라 표토 (0-5 cm)에서의 탄소농도 증가가 현저하였다. 반면 5-15 cm 깊이의 토양에서는 이러한 증가경향이 뚜렷하지 않거나 오히려 감소하기도 하였다. 이 결과 토양내 저장되어 있는 탄소량을 용적밀도를 고려하고 동일 질량을 비교한 경우에 시간에 따른 뚜렷한 증가경향이 흐릿해짐을 알 수 있었다. 이는 초지 조성시기가 오래됨에 따라 토양의 용적밀도가 높아짐으로 인해 용적밀도 증가에 따른 토양질량의 증가분을 보정하였을 때 나타나는 결과로써, 초지조성연도가 오래될수록 저장된 탄소의 양이 선형적으로 증가할 것이라는 기존의 통념을 수정할 필요가 있음을 시사한다. IPCC (2006)에서 제안한 지침에 따르면, 토양탄소는 20년 동안 직선적인 증가를 한다는 가정을 하였는데, 본 연구의 결과에서 특정 관리방법 착수시점에서 초기 5-7년 동안토양탄소는 빠르게 증가하고, 증가속도는 그 이후에 느려지고 있음을 보여준다. 이는 지속적 토양탄소 저장 증가를 위해서는 적절한 토양관리 및 유기물 관리를 해야 한다는 점을 의미하기도 한다. 한편, 토양 내 FDA 활성도에 비추어본 미생물 활성도는 논의 경우는 IRG 처리구에서 대조구에 비해 유의하게 낮게 나타났으며 초지의 경우는 조성연도별 유의한 차이가 없었다. 이는 FDA 활성도가 토양의 관리방법별 차이에 따른 토양 질의 변화를 표현하기에는 민감하거나 변별력이 높은 지시자는 아님을 의미하며, 미생물 생체량이나 토양호흡량 등과 함께 측정하여 보조적인 자료로 활용하는 것이 좋다고 판단된다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제15권1호
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• pp.71-76
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• 1999

본 연구는 춘천시의 도심지와 자연지 토양을 표본추출하여 그것의 물리화학적 특성과 탄소저장량을 비교 분석하였다. 토양산도는 도심지에서 평균 6.6, 자연지에서는 그보다 낮은 5.0이었고, 따라서 치환성양이온도 자연지에서 약간 더 낮았다. 유기물함량과 양이온치환능은 자연지에서 도심지보다 각각 1.4배, 1.7배 높은 반면, 유효태인산은 도심지에서 약 3.2배 높았다. 유기탄소저장량은 도심지 평균 $24.8{\pm}1.6$(표준오차) t/ha, 자연지 $31.6{\pm}1.6t/ha$로서, 자연지가 도심지보다 약 1.3배 더 많았다. 수목의 낙엽, 낙지 및 낙근에 의한 연간 탄소유입량에서 분해에 의한 연간 탄소유출량을 제감한 자연지 토양내 단위면적당 연간 탄소축적량은 1.3 t/ha/yr이었다. 춘천시 토양에 저장된 총탄소량은 연간탄소배출량 (245,590 t/yr)의 약 31%에 해당하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제87권2호
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• pp.276-285
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• 1998

강원대학교 연습림 내에서 지위지수가 13.5-14.2인 입지조건에서 생육하는 임령 9년에서 66년까지 임령이 서로 다른 잣나무 인공식재림에 대하여 지상부 현존량과 양분량(질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘)을 측정했다. 지상부 잣나무의 현존량을 추정하기 위하여 줄기, 가지 및 잎의 건조중량과 흉고직경 간의 상대성장식 (logY=alogX+b, Y는 각 기관의 건조중량, X는 흉고직경)을 구하였다. 지상부 잣나무의 전체 현존량은 9년생 임분의 $21.8t\;ha^{-1}$에서 66년생 임분은 $130t\;ha^{-1}$으로 임령이 높아짐에 따라 증가하였다. 지상부 잣나무 현존량은 가지의 현존량보다 잎의 현존량이 더 큰 9년생 임분을 제외하면, 줄기>가지>잎의 순서로 분배되어 있었다. 임령이 높아짐에 따라 줄기의 현존량은 상대적으로 증가하였다. 하층식생의 현존량은 목본과 초본이 각각 $0.4-3.9t\;ha^{-1}$ 및 $0.05-0.6t\;ha^{-1}$였으며, 잣나무림의 임령과의 관계는 보이지 않았다. 고사목질부 유기물과 임상유기물은 각각 $0.59-1.54t\;ha^{-1}$ 및 $6.0-21.63t\;ha^{-1}$였다. 잣나무 지상부의 양분축척은 임령이 높아짐에 따리 증가하였으며, 질소>칼슘>칼륨>인>마그네슘의 순서였다. 평균 양분축적율은 임분의 초기 발달과정에서 가장 컸으며 임령의 증가와 함께 낮아졌다. 각 기관별로 양분농도는 잎>가지>줄기 순서였다. 임상유기물과 광질토양의 양분함량은 임령과의 상관이 없었다. 하층의 식생은 잣나무림의 양분 저장소로서의 역할이 작았다. 광질토양은 잣나무림의 계내 여러 구성요소 중에서 가장 큰 양분원이었다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.393-400
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• 2005

수소를 생산하는 미생물은 크게 광합성 세균(photosynthetic bacteria), 혐기성세균(non-photosynthetic anaerobic bacteria), 조류(algae) 등으로 구분되고, 이들의 수소 생성 기작, 사용가능기질 및 수소 발생량은 상당한 차이가 있다. 광합성세균은 Rhodospirillaceae, Chromatiaceae 및 Chlorobiaceae로 구분되며, 이는 각각 홍색비유황세균(purple non-sulfur bacteria), 홍색유황세균(purple sulfur bacteria), 녹색유황세균(green sulfur bacteria)으로 통칭된다. 혐기성 세균은 절대 또는 통성혐기세균중 일부가 수소생산에 관여하며, 조류는 녹조류(green algae)와 남조류(blue-green algae, cyanobacteria)가 알려져 있다. 생물학적 수소생산 기술은 (1) 녹조류(green algae)가 광합성 메카니즘에 의해 수소를 생산하는 직접 물 분해 수소생산(direct bio-photolysis) (2) 광합성 작용에 의해 물을 분해하여 산소를 발생하고, 동시에 공기 중 이산화탄소를 고정하여 고분자 저장물질로 균체 내에 저장한 후 혐기 발효 또는 광합성 발효에 의해 수소를 발생하는 간접 물 분해 수소생산(indirect bio-photolysis or two stage photolysis) (3) 빛이 존재하는 혐기상태 배양 조건에서 홍색 세균에 의한 광합성 발효(photo-fermentation) 또는 (4) 광이 존재하지 않는 조건에서 혐기 미생물에 의해 수소와 유기산을 내는 혐기 발효(dark anaerobic fermentation) (5) 균체 외(in virro) 수소 발생 (6) 일산화탄소 가스 전환 반응(microbial gas shift reaction)에 의한 수소 생산 기술로 구분할 수 있다. 물로부터 생물학적 기술에 의한 수소생산은 공기 중의 이산화탄소를 고정하고, 수소와 산소를 발생하는 원천기술로써 오래 전부터 미국, 유럽에서 태양에너지를 이용하는 광합성 미생물의 분리, 개선 및 반응기에 관한 연구가 축적되어 왔으며, 유기물 즉 바이오매스로부터 혐기 및 광합성 발효를 연속적으로 적용하는 기술은 비교적 최근에 일본을 비롯한 유기성 폐기물이 많은 국가에서 수소에너지 생산과 유기성 폐기물 처리라는 두 가지 목적에 부합하는 연구로써 활발히 진행되고 있다. 유기성 폐기물이나 폐수와 같은 수분함량이 높은 바이오매스는 대부분이 매립처리 되는 실정이지만 높은 수분 함량 때문에 매립 시 발생하는 침출수는 환경오염의 주범으로 가까운 장래에는 매립도 금지될 전망이다. 이와 같은 수소에너지 생산기술과 이용시스템 개발은 화석연료 사용을 최소화 할 수 있으며, 국내에서 다량 발생하는 유기성 폐기물을 이용한 에너지 생산으로 자원 강대국 입지에 설 수 있다. 미생물에 의한 수소생산 기술은 청정에너지 생산과 아울러, 동시에 산소 발생, 공기 중 이산화탄소 고정, 식품공장 폐수 및 음식쓰레기와 같은 유기성 폐기물 처리 등 환경에 이로운 방향으로 진행될 뿐만 아니라, 미생물 자체가 갖는 생물 산업성도 높아서 비타민류, 천연색소, 피부암 치료제등의 고부가가치 의약품 생산도 활성화할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권11호
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• pp.781-790
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• 2014

유속이 약한 하천이나 호소에 침강된 유기물, 영양염류, 유해화학물질 등의 오염물질은 일단 수중으로부터 제거되어 퇴적물 속에 축적되었다가 확산, 재 부유, 생물교란 등의 물리 화학 생물학적 과정에 의해 다시 수층으로 용출되어 수질 및 수생생태에 직 간접적인 악영향을 미칠 수 있게 된다. 특히 인은 수중생태계의 일차 생산량을 결정하는 중요한 물질중의 하나로 수체 내 물질순환 과정에서 주로 퇴적물에 저장되는 원소로 물리적인 교란 및 생 화학적 작용에 의해 수층으로용출되어 부영양화현상을 가속시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 수층 미생물의 영향을 고려한 경우(호소수)와 미생물의 영향을 배제한(증류수)경우로 구분하여 각각 다른 capping 소재를 적용하여 퇴적물에서의 인 용출 저감 효과를 분석하였다. 실험 결과 화학적소재인 Fe-Gypsum, $SiO_2$-Gypsum로 capping을 할 경우, control보다 인 용출을 약 40% 이상 저감시키는 것을 확인할 수 있었다. 또한 복합소재인 granule gypsum+Sand는 약 50% 이상 용출을 저감 효과가 나타났다. 따라서 화학적 소재인 granule-gypsum과 그 위에 모래와 같은 친환경소재로 capping을 한다면 인 용출 저감에 효과적일 것으로 판단된다. Capping 처리 전후의 퇴적층내의 인 성상변화를 살펴본 결과, gypsum 투입에 의하여 호소 퇴적층에 존재하는 인이 용출되기 어려운 안정한 형태인 apatite-P 변화된 것으로 확인되었다. 이상의 결과를 토대로 capping 기술의 적용을 통하여 하천 및 호소 퇴적물에서 발생되는 인 용출에 대한 저감 효율을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.