• 유기물자원화
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• 제27권3호
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• pp.81-89
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• 2019

돈 슬러리(Pig slurry, PS)가 저장되는 동안 상당량의 온실가스가 배출되고 있으며 메탄($CH_4$)이 주요 온실가스로 알려져 있다. 메탄 배출을 줄이기 위해서 진한 황산을 이용하여 돈 슬러리의 pH를 5.0-6.0까지 낮춰서 저장하는 방법이 사용되고 있다. 하지만 부식성이 있고, 사람과 동물에 위험하다는 단점이 있어 사용에 한계가 있다. 본 연구에서는 돈 슬러리가 저장되는 동안 배출하는 메탄을 줄이기 위해 친환경적 방법인 설탕 첨가를 시험해보고자 한다. 설탕을 이용한 돈 슬러리의 산성화 이후, 돈 슬러리의 pH는 7.1에서 설탕의 첨가량(10, 20, 30, 40, 50 g/L)에 따라 $5.8{\pm}0.1$, $4.6{\pm}0.1$, $4.4{\pm}0.1$, $4.1{\pm}0.1$, $4.0{\pm}0.1$으로 감소하였다. 주요 유기산으로는 lactate, acetate, propionate가 검출되었으며 20 g/L 이상의 농도에서는 lactate의 비중이 전체 유기산의 42-72%(COD 기준)까지 증가하였다. 대조군을 41일 동안 저장하는 동안 $20.6{\pm}2.3kg\;CO_2\;eq./ton\;PS$가 배출되었으며 10, 20 g/L에서만 메탄이 검출되었다. 특히, 10 g/L에서는 30일 이전까지는 소량의 메탄이 배출되었으나 그 이후부터는 메탄 배출량이 증가하여 $8.7{\pm}0.4kg\;CO_2\;eq./ton\;PS$(대조군의 40%)까지 도달하였다. 이러한 현상의 원인은 돈 슬러리의 pH 상승(pH 7.0)으로 인한 메탄생성균의 활성도 회복으로 판단된다. 저장 후 돈 슬러리 내 유기물 제거율은 VS 24%, COD 27%로 나타났지만 산성화를 할 경우 유기물 손실(VS 15-4%, COD 12-17%)을 크게 낮출 수 있음 보였으며 저장하는 동안 감소한 COD의 90% 이상이 호기 분해에 의해 일어난 것으로 보인다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.899-915
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• 2018

본 연구에서는 도심지 친환경적 선진 도로교통망 구축을 위해 소형차 전용도로인 복층터널은 경제성을 확보하기 위해 소형차 전용도로 단면으로(최대 높이가 3.6 m) 시설한계고를 고려하여 터널 내 교통표지판은 60 cm 이하 높이로 설계되어야 한다. 하지만 터널의 시설한계고가 낮으며, 교통표지판 문자높이가 작아 운전자 시인성 감소로 인한 판단오류가 발생될 수 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 교통표지문자를 입체적으로 설계하여 동일한 거리에서 기존 표지판보다 더 큰 시인성을 확보할 수 있는 입체표지판의 설계적용 가능성 및 가상시뮬레이션을 통한 가능성 검증을 수행하였다. 입체표지판은 복층터널 천장부에 수평으로 설치되며, 수직으로 보이기 위해서는 원근에 의해 일정한 비율로 작아지는 만큼 폭과 높이를 확대시켜 일정거리에서 수직으로 보일 수 있도록 비례식에 의한 이론적인 계산으로 입체표지판 설계를 수행하였다. 또한 입체표지판 설계제원을 통하여 운전자가 주행하였을 때 입체표지판의 시인형태를 검증하기 위해 3D시뮬레이션을 수행하였다. 설계 및 실험연구를 수행한 결과 입체표지판은 이론적인 공식을 통하여 설계가 가능하였으며, 기존 수직형 교통표지판 대비 시설 한계고 제약이 없기 때문에 더 큰 교통표지문자를 운전자에게 제공할 수 있음을 확인하였다. 또한 천장부에 설치된 입체표지판 설계원리를 이용하면 측벽부에서도 구현이 가능하다는 것을 확인하였다. 입체표지판 설계제원은 운전자가 정자로 시인되는 거리가 짧을수록 입체표지판 하부에 수직으로 돌출높이가 높을수록 사이즈를 작게 설계가 가능하다는 것을 확인하였다. 이러한 입체표지판 설계제원을 토대로 3D시뮬레이션 주행실험결과, 계획된 일정거리에서 운전자가 입체표지판이 수직표지판과 동일한 시인 효과가 나타난 것을 확인하였다. 아직 국내외적으로 입체표지판에 대한 세부적인 연구 및 제도적인 개선이 이루어지지 않았으나, 본 연구를 통하여 개발된 입체표지판에 대한 설계 및 적용가능성을 통한 여러 연구를 통하여 새로운 도로교통시설물의 핵심기술로 발전되길 기대한다.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권6호
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• pp.639-645
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• 2018

본 연구는 제2차 국립공원 구역조정 시기(2010년~2011년) 해제된 지역의 용도지역, 건축물 조성 등 실제 건축 행위, 토지이용환경, 개별공시지가 등 사회 환경적 요인의 변화를(2011년${\rightarrow}$2018년), 같은 기간 존치지역의 사회 환경 요인과 비교를 통해 구역조정 영향을 분석하고자 하였다. 그리하여 제2차 국립공원 구역조정의 문제점을 파악하고 제3차 구역조정시의 대안적 시사점을 모색하고자 하였다. 해제지역의 용도지역은 계획 생산 보전관리지역으로의 변화가 약 80.4%로 가장 높았고, 농림지역으로 변화가 15.6%였으며 4.0%는 자연환경보전지역으로 유지되어 변화가 없었다. 건축물 조성 규모 변화는 해제지역은 2011년 이후 약 $106m^2$의 평균 건축이 이루어 진 반면 존치지역은 $91m^2$의 평균 건축이 진행된 것으로 분석되었다. 토지이용환경의 변화 요소로써 자연지역에서 인공지역으로의 변화율은 해제지역이 1.9%였고 존치지역은 0.7%로써 해제지역의 변화율이 높았다. 개별공시지가는 해제지역의 증가량은 11,911원이었고 존치지역은 4,413원으로 두 지역 모두 상승하였으며, 두 지역 간 공시지가 차이는 약 2.5배에 달했다. 국립공원내 지역주민의 사유재산권에 대한 문제는 중요한 과제이나 제2차 국립공원 구역조정으로 상당수 해소 되었으므로 이후에는 공원용도지구계획과 공원시설계획에 대한 면밀한 분석으로 합리적 대안을 제시함으로써 공원 주민의 편익을 도모할 필요가 있다. 또한 공원관리청이 주민과 상생 협력하고 국립공원내 거주민으로서 자부심을 가질 수 있도록 지원 체계 마련이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제2권4호
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• pp.283-295
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• 2011

기후변화에 대응하기 위한 온실가스 감축활동이 국 내외적으로 활발히 이루어지고 있다. 우리나라의 온실가스 감축에 있어서 건물부문의 온실가스 감축은 매우 중요한 부분이다. 2007년 기준 온실가스 총 배출량 610 백만톤 $CO_2e$ 중 건물이 차지하는 비중은 약 23%이며, 감축잠재량은 산업 부문에 이어 두 번째로 큰 수준이다. 본 연구는 향후 건물부문의 온실가스 감축 대책으로 추진될 "탄소제로건물" 건립에 필요한 기반자료를 제공하고자, 국내 최초로 지어진 업무용 "탄소제로 건물"인 국립환경과학원 기후변화연구동에 적용된 주요 기술, 에너지 부하 및 절감 에너지양, 경제성 평가를 수행하였다. 본 건물에 적용된 기술은 총 66가지로, 건물에너지 부하절감기술(30), 건물에너지 효율기술(18), 신 재생에너지 기술(13), 친환경 요소기술(5)이 적용되었다. 연간 총 에너지 부하($123.8kWh/m^2$)는 단열 강화와 고효율 설비 적용 등의 패시브 기술을 통해 40%($49kWh/m^2$) 절감하였으며, 잔여 에너지 부하인 60%($74.8kWh/m^2$)는 태양광, 태양열, 지열을 이용한 액티브 기술로 절감하였다. 건축비용은 일반건물 대비 약 1.4배 더 소요되었으나 액티브 기술을 제외하고 패시브 기술만 적용하게 되면 일반건물의 건축비용과 큰 차이를 보이지 않는 것으로 분석되었다. 건물에서 감축될 수 있는 온실가스양은 연간 $100ton{\cdot}CO_2e$ 수준이며, 에너지 자립으로 인한 연간 에너지 절감 비용은 약 102백만원, 온실가스와 대기오염물질 감축에 따른 부수적 수익은 연간 약 2.2 백만원 수준인 것으로 분석되었다. 또한, Life Cycle Cost (LCC) 분석 결과, 일반건물 대비 초과건축 비용에 대한 손익분기점은 20.6년으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제26권4호
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• pp.11-19
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• 2018

본 연구는 배 전정지를 사용하여 제조온도와 가열시간별로 바이오차를 제조하여 최적의 바이오차 제조조건을 확립하고 바이오차 시용이 작물 생육과 토양이화학성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다. 제조온도($300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $700^{\circ}C$), 가열시간(2, 3, 4 시간)별로 전기로에서 바이오차를 제조하여 성분변화를 조사하였다. 바이오차 제조온도가 높을수록 pH, 칼륨, 마그네슘, 양이온교환용량(CEC)은 증가하였고 이러한 성분변화는 $500^{\circ}C$에서 급격히 일어났다. 하지만 제조온도가 증가할수록 회분함량이 증가하고 전탄소(T-C) 함량과 수율은 감소하여 제한요인으로 작용하였다. 또한 가열시간에 따른 성분변화는 크게 나타나지 않아 가열시간보다는 제조온도에 따라 바이오차의 성분변화가 큰 것으로 나타났다. 따라서 바이오차 성분변화 및 회분, 수율을 고려하여 배 전정지 바이오차 제조조건은 $500^{\circ}C$, 2시간으로 설정하는 것이 바람직할 것으로 생각되었다. 농가 자가제조용 바이오차의 제조조건을확립하기 위해 드럼형 제조장치를 사용하여 배 전정지 바이오차를 대량으로 제조하였을 때에서도 전기로를 사용하여 제조한 바이오차와 주요 성분이 대등함을 확인할 수 있었으며, 이를 사용하여 배추와 토마토를 재배하면서 바이오차의 시용효과를 조사한 결과 무시용 대비 토양의 pH, 유기물(OM), 전탄소(T-C) 함량이 증가하고 EC, NO3-N가 감소하였다. 또한 바이오차 시용시 토양의 용적밀도가 낮아지고 공극률 및 입단율은 높아지는 경향을 보여 토양 물리성이 개선되는 효과가 나타났다. 바이오차를 연용한 결과 바이오차 시용으로 배추 생육 미 및 수량이 증가하였으며, 토마토는 바이오차 연용으로 상품과의 갯수 및 수량이 증가하였다. 드럼형 제조장치를 사용하여 농업부산물 바이오차를 농가에서 자가제조하여 사용할 경우 생산비 절감과 동시에 시설재배지 토양 이화학성 개선에 효과가 있어 친환경 농가의 토양관리에 활용도가 클 것으로 생각된다.

• 한국가금학회지
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• 제46권2호
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• pp.55-63
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• 2019

본 연구는 국내 산란계 동물복지 인증 농가의 세 가지 사육시스템(무창, 개방, 평사+방사)의 현황을 조사하여, 현재 산란계 동물복지에 대한 실태 파악을 위해 수행되었다. 방문조사는 25곳의 산란계 동물복지 인증 농가를 대상으로 수행되었으며, 유통현황 조사는 10곳을 대상으로 수행되었다. 산란계 동물복지 인증 농가의 주된 품종은 하이라인 브라운 품종이었다. 개방계사의 경우, 자연농법과 판넬 사육이 동시에 이루어지고 있었으나, 판넬 계사의 비율이 58.3%로 자연농법 계사에 비해 증가된 추세였다. 모든 무창 계사는 판넬로 제작되었으며, 15,000수 이상 키우고 있었다. 방사계사의 경우, 12,000수 미만의 적은 수의 규모로 사육하고 있었다. 사육밀도는 조사 농가의 56%가 7~8수/$m^2$로 사육하고 있었다. 암수 비율을 보면, 대부분의 농가에서 보통 15:1이나 17:1이나 20:1로 바꾸는 농가도 나타났다. 1일 사료급여량은 110~170 g이며, 150 g이상 급여 농가가 조사 농가 중 32%로서 사료 허실이 심각한 것으로 나타났다. 산란생산성은 시산일령이 개방 123일, 무창 122일, 방사 120일이었으며, 사육시스템별 산란피크는 개방 91.8%, 무창 94.9%, 방사 86.5%이었다. 평균산란율은 개방 74.0%, 무창 84.6%, 방사 72.7%로 무창계사의 산란율이 가장 높은 편이었으며, 산란지수는 개방 271개, 무창 281개, 방사 239개로서 사료섭취량과 산란지수와는 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 복지인증 계란의 유통은 소비자와의 직거래나 계약 생산이 주류를 이루고 있었다. 유통 비율은 복지인증 계란이 일반 계란에 비하여 대형마트나 친환경전문판매점과 직거래 비율이 높았다. 평사란과 방사란 모두 계약 판매의 비율이 높았으며, 택배 판매농가의 비율도 높았다. 평사란은 택배를 제외하고 2017년 하반기(AI 이후)에 30원 이상 가격이 상승하였다. 방사란은 택배를 제외하고 2017년 하반기에 50원 이상 가격이 상승하였다. 택배의 경우 AI 전후 동일하게 500원을 유지하였다. 결론적으로, 본 연구의 결과는 국내 실정에 맞는 산란계 동물복지 인증 제도의 개선을 위한 기초자료로 이용될 것이다.

• 공업화학
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• 제30권2호
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• pp.226-232
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• 2019

기존의 축산폐수 처리 공정보다 생물학적 처리 공정은 친환경적이며 다양한 목적으로 폐수에서 효율적으로 이용될 수 있다. 특히, 생물학적 처리 공정 중 미세 조류를 이용한 폐수처리는 경제적으로 영양염류를 제거할 수 있으며, 재생에너지원으로서 많은 이점을 가지고 있어 주목받고 있다. 본 연구에서는 미세 조류 Scenedesmus obliquus의 최적 성장조건을 확립하고, 인공 폐수와 실제 축산폐수에서 영양염류(N, P)와 중금속(Cu, Zn) 제거 효율을 평가하였다. 연구 결과, 최적 성장 조건은 $28^{\circ}C$, pH 7, light : dark cycle은 14 : 10 h로 확립되었다. 농도(500, 1,000, 5,000, 10,000 mg/L)별 영양염류의 제거율 평가에서 단일 처리구는 N 17.6~70%, P 8.4~34%, 복합 처리구는 N 12~58%, P 3~40.3%의 제거율을 보였다. 또한, 농도(10, 30, 50 mg/L)별 중금속의 제거율 평가에서 단일 처리구는 Cu 13.7~40.3%, Zn 10.0~30.0%, 복합 처리구는 Cu 16.0~40.0%, Zn 12.0~20.0%의 제거율을 보였다. 중금속 복합 처리구(10, 30, 50 mg/L)에서 각 농도별로 Cu는 16.0~40.0%, Zn은 12.0~20.0%의 제거율을 보였다. 연구 결과를 바탕으로 Scenedesmus obliquus의 영양염류와 중금속에서의 거동 특성을 파악하여 실제 축산 폐수 처리에 적합함을 판단하였다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.305-313
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• 2021

본 연구는 친환경 소재인 잣나무 목재 추출물과 케나프 줄기 추출물의 항산화 및 미백 효능을 검증하고, 잣나무 목재 추출물과 케나프 줄기 추출물을 동일 비율로 혼합하였을 때 유효성분들의 상호작용을 확인하고자 하였다. 각각의 추출물을 1:1의 비율로 혼합한 추출물의 전자공여능 및 ABTS 소거능을 측정한 결과 1,000 ㎍/ml에서 추출물 성분들의 상승작용을 통해 혼합 추출물이 93.7%, 94%로 가장 높은 효능을 나타내었다. 잣나무 목재, 케나프 줄기 및 혼합 추출물의 tyrosinase 억제활성을 측정한 결과 1,000 ㎍/ml 농도에서 40%, 27.5%, 43%의 효과를 보였다. 따라서 추출물에 함유되어 있는 유효 성분들의 상승효과로 혼합 추출물의 높은 효능을 확인할 수 있었다. 잣나무 목재, 케나프 줄기 및 혼합 추출물의 melanoma cell에 대한 세포 독성 측정 결과 1,000 ㎍/ml 농도에서 각각 87.4%, 80.2%, 98%의 생존율을 나타내었으며, 결과적으로 혼합 추출물은 길항작용을 통해 같은 농도에서도 100%에 가까운 세포 생존율을 보였다. 잣나무 목재와 케나프 줄기 혼합 추출물의 Western blot에 의한 MITF, TRP-1, TRP-2 및 tyrosinase의 단백질 발현 효과를 측정한 결과, 100 ㎍/ml 농도에서 53.9%, 64.8%, 67.3%, 56.1%로 단백질 발현 억제 효과를 보였다. 또한 RT-PCR을 통해 혼합 추출물이 미백관련 인자들의 mRNA 발현에 미치는 억제효과를 측정한 결과 100 ㎍/ml 농도에서 각각 54.4%, 64.9%, 66.6%, 63.1%로 발현이 감소함을 확인할 수 있었다. 그 결과 잣나무 목재와 케나프 줄기를 1:1 비율로 혼합한 추출물의 항산화 및 미백 효능을 검증하였으며, 본 연구결과를 종합하였을 때 잣나무 목재와 케나프 줄기를 혼합한 추출물이 기능성 화장품 소재로서의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제28권4호
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• pp.77-85
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• 2020

본 연구는 아주까리유박을 주원료로 제조하는 유기질비료의 대체자재 개발 목적으로 제조한 혼합유기질 발효비료의 양분공급 효과 검증을 위해 시용 후 배추의 생육 및 토양 특성을 혼합유박과 비교 분석하였다. 혼합유기질 발효비료는 미강, 주정박, 참깨박, 어분의 혼합비율을 달리하여 비료성분이 질소 5.0, 인산 2.6, 칼리 1.4%인 비료 2종(FA, FB)를 제조하였다. 본 시험은 무처리, 혼합유박, 혼합유기질 발효비료 처리구로 설정하였으며, 배추의 질소시비량(320 kg ha-1)을 기준으로 혼합유기질 발효비료 A와 B는 100%, 200% 수준, 혼합유박 100% 설정하여 시비하였다. 배추 생육 및 수량 조사결과, 혼합유기질 발효비료의 시용량이 증가하면 생육과 수량도 증가하였다. 혼합유기질 발효비료 처리와 혼합유박 100% 시용구의 생육은 처리간의 유의한 차이는 없었으며, 생산량은 FA 100% 처리구가 혼합유박과 대등한 수량을 보였다. 배추의 질소이용효율은 처리구에 따라 20~31% 이었으며, FA 100% 처리가 혼합유박과 대등한 질소흡수량과 이용효율을 보였다. 재배 후 토양 화학성은 pH, EC, 토양유기물 및 유효인산 함량은 처리간의 유의적인 차이는 없었으나, 치환성양이온 함량은 혼합유기질 발효비료 처리구가 높아졌다. 또한 토양의 세균 밀도는 무비구에 비해 비료 처리구가 높았으며, 혼합유기질 발효비료 시용량이 많을수록 증가하였다. 위의 결과를 통해 수입유박 대체자재로 혼합유기질 발효비료 FA가 혼합유박과 유사한 양분공급 효과가 있으며 경제적이고 친환경적인 양분관리를 위해 적정시비량 설정 연구가 추가적으로 필요할 것으로 사료된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.262-273
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• 2020

본 연구에서 사용한 바이오폴리머 (biopolymer)는 친환경 제방 건설 소재로 연구 되고 있다. 이러한 바이오폴리머를 토양에 혼합할 경우 이온결합 및 수소결합을 통해 토양의 강도 증진 효과가 잘 알려져 있지만 바이오폴리머와 혼합된 토양이 식물에 미치는 영향은 자세히 알려져 있지 않다. 본 연구는 Zn 과잉 스트레스 조건에서 바이오폴리머의 토양 혼합이 Camelina sativa L. (Camelina)에 미치는 영향을 분석 하였다. Camelina의 생장실험을 기반으로, Zn 과잉 스트레스에 대한 최적의 바이오폴리머 혼합 비율은 0.5%로 결정하여 연구를 진행하였다. Zn 과잉 스트레스 하에서, BG 또는 XG 혼합구의 Camelina는 바이오폴리머 비혼합구에 비해 높은 생장을 보였으며, Zn 과잉 스트레스 피해 지표인 Malondialdehyde (MDA) 함량과 전해질유출도의 감소를 나타냈다. 바이오폴리머의 Zn 결합능을 DTZ (1,5-diphenylthiocarbazone)을 이용하여 분석한 결과, BG 또는 XG 모두 명확한 Zn 흡착 반응을 보였다. DTZ 염색 및 ICP-OES 분석에서, Zn 과잉 스트레스에 의한 Camelina의 Zn 흡수량이 BG 또는 XG 혼합에 의해 현저히 감소함을 확인하였다. 그리고, BG 또는 XG의 혼합은 Camelina의 중금속 수송체 Heavy metal ATPase (HMA)의 발현을 유도하지 않았으며, 야생형 (wildtype, WT)보다 CsHMA3가 과발현 된 Camelina에서 BG 또는 XG 혼합구와 유사한 수준의 Zn 과잉 스트레스 저감 효과를 확인하였다. 결론적으로, 바이오폴리머의 토양 혼합은 바이오폴리머와 Zn 사이의 결합에 의해 Camelina에 과도한 Zn 이온이 흡수되는 것을 방지하여 Zn 독성 피해를 감소시키는 것으로 확인되었다. 더 나아가 바이오폴리머의 토양혼합은 제방강화뿐만 아니라 중금속으로 오염된 토양에서 식물 생존에 긍정적으로 작용할 것이라 판단된다.