• 상하수도학회지
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• 제35권6호
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• pp.405-415
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• 2021

MMBR system has been suggested as a promising system to resolve harvesting problems induced from low settling efficiency of microalgae. And recently, a lot of research on reducing fouling at the MMBR system has investigated focused on EPS in many cases. EPS of microalgae mainly consists of polysaccharides and protein components, and is produced through photosynthesis and nitrogen-carbon metabolic pathways. Especially, P-EPS is one of major compounds which occur membrane fouling phenomenon, as its hydrophobic protein components cause floc formation and cake layer accumulation. And it is already known that almost every microalgae can metabolize P-EPS or Chl-a when nitrogen sources as a substrate is insufficient or exhausted situation. With the above backgrounds, uptake rates of P-EPS or Chl-a by Scenedesmus quadricauda according to the type of carbon source and nitrogen concentration were evaluated in order to verify correlation between carbon source vs P-EPS production, and indeed Scenedesmus quadricauda uses P-EPS or Chl-a when the amounts of nitrogen sourc es in the feed is not satisfied. As a result, it was shown that P-EPS and Chl-a production were increased proportional to nitrogen concentration under organic carbon condition. And especially, the amo unts of P-EPS and Chl-a in the cell were diminished with the nitrogen source becomes insufficient or exhausted. Because P-EPS accelerates fouling at the MMBR system, P-EPS degradation by Scenedesmus quadricauda in order to get nitrogen source may contribute to reducing fouling. About a affects of N-consumed Chl-a to the MMBR fouling, more survey is needed. On the contrary, considering the purpose of MMBR system of this study, i.e. harvesting useful high value microalgae efficiently feeding adequate industrial process wastewater, it seems like difficult to maintain satisfied metabolic activity and to harvest with high yield rate using nitrogen-poor MMBR feed.

• Animal Bioscience
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• 제35권2호
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• pp.217-223
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• 2022

Objective: The aim of this study was to determine the effects of feeding starch sugar byproducts (SSBs) on in situ disappearance rate, performance, and carcass characteristics of Hanwoo steers in the late finishing stage. Methods: To determine the in situ disappearance rate, nylon bags filled with 5 g of SSB were inserted into the ventral sac of two cannulated Holsteins cows and incubated for 0, 2, 4, 8, 16, 24, and 48 h. A total of 30 Hanwoo steers were fed the experimental diets, which were basal diet (control) and 7% SSB on an as-fed basis (4.35% dry matter [DM]), formulated according to requirements of the Korean Feeding Standard for Hanwoo. The experiment was conducted over 80 days using a completely randomized block design. Results: Soluble fraction a of DM and organic matter (OM) was 44.20% and 64.60% DM, fraction b was 23.00% and 19.40% DM, and c values (the rate of degradation of fraction b) were 0.04 and 0.04/h, respectively. The effective degradability of DM at rumen solid outflow rates of 0.02, 0.05, and 0.08/h was 59.83, 54.75, and 52.16, respectively, and for OM was 77.78, 73.52, and 71.34, respectively. Initial and final body weight, average daily gain, DM intake, and gain:feed did not differ significantly between control and SSB groups during the entire experimental period. Carcass traits of Hanwoo steers with SSB supplementation were not significantly different between treatments except for dressing percentage, which was greater with SSB treatment. The content of saturated fatty acid (SFA) was greater and that of unsaturated fatty acids (UFA) was lower in the SSB group than in the control group. The ratio of UFA to SFA was significantly lower in the SSB group than in the control group. Conclusion: A total mixed ration containing less than 4.0% DM of SSBs can be used in Hanwoo steers without a decrease in productivity and carcass traits.

• 청정기술
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• 제29권2호
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• pp.118-125
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• 2023

부지가 폴리염화비페닐(polychlorinated biphenyls, PCBs)로 오염되면, 심각한 환경 및 건강 위해를 피할 수 없게 된다. 따라서 혁신적이지만 경제성을 지니는 제자리 복원 기술이 오염 부지에 즉시 적용되어야 한다. TCE, PCE 및 DDT와 같은 염소계 유기화합물의 탈염소화를 위하여 최근에는 나노 규모의 영가-철(zero-valent iron, ZVI)이 성공적으로 적용되었고, 지구 지각에서도 풍부하게 존재하는 철은 환경적으로 안전한 것으로 통상적으로 간주된다. 입상 ZVI에 비해 나노 규모 ZVI의 반응성은 훨씬 높지만, 높은 표면에너지와 자기적 물성 때문에 나노 규모 ZVI 입자들은 서로 응결된다. 서로 응결되어 큰 입자로 전환되는 것을 방지하기 위해 먼저 생성된 나노 ZVI 입자들을 가능한 고정화하기 위한 방안으로 TiO₂ 분말에 나노 ZVI를 담지하였다. FeSO₄와 TiO₂ 분말의 수용액상 슬러리에 NaBH₄를 천천히 첨가하여10wt% ZVI/TiO₂를 제조하였다. 입자 크기의 불균일성에도 불구하고, 나노 ZVI 입자들이 TiO₂ 외부 표면에 성공적으로 분산되었다. 제조된 ZVI/TiO₂는 PCBs의 표준 물질 일종인 Aroclor 1242로 인위적으로 오염시킨 토양의 PCBs 분해 실험에 적용되었고, Aroclor 1242 분해 성능을 관찰하였다. 제조된 ZVI/TiO₂는 Aroclor 1242 분해에 꽤 높은 반응성을 보였지만, 분자량이 큰 탄화수소로 판단되는 화합물이 부산물로 생성되어 토양에 잔류하는 것은 피할 수 없었다.

• 한국작물학회지
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• 제68권3호
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• pp.207-215
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• 2023

농업 현장에서 많이 사용되고 있는 생분해성 멀칭필름 2종(BFI, BFII)이 토양환경과 동계작물인 양파(Allium cepa L.)의 생육과 수량에 미치는 영향을 무처리(NM)와 PE필름(PEF)과 비교하기 위하여 수행되었다. 1. 생분해 필름은 150일 차부터 필름 표면의 붕괴가 모두 육안상 관찰되었다. 2. BFII 자재 내 투광률은 150일 차부터 증가하였고, 180일차 이후에는 중량 유지율이 90% 이하로 가장 낮게 나타났고, 경운 후 분해율도 가장 빨랐다. 3. 토양수분함량은 NM 처리구에서 -14 kP~0 kPa까지 가장 변동 폭이 컸고 토양 최소온도는 BFI 처리구에서 가장 높게 유지되었다. 4. 토양 유기물 함량은 멀칭구에서 낮은 수준을 보였고, 토양 내 무기성분 및 용적밀도, 세균 수는 처리 간에 통계적으로 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 5. 양파의 뿌리신장은 생육 초기인 60일 차까지는 PEF와 BFI 처리에서 증가 폭이 컸고 줄기는 150일 차부터 PEF와 BFI에서 가장 많이 신장되었다. 6. 180일 차에 양파의 직경과 길이 및 무게, 그리고 도복율도 PEF와 BFI에서 가장 높은 수준을 보였다. 7. 230일 차에 양파 구근을 크기별로 분류한 결과, 양파 "특"의 수량은 BFI 처리에서 ha당 55.3톤으로 가장 많아 상품성이 높았고, PE (49.3톤), NM (9.4톤), BFII (2.7톤) 순으로 조사되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권11호
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• pp.1575-1581
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• 2011

본 연구에서는 유채박 섬유질을 고부가가치로 활용하기에 앞서 적합한 화학적 전처리 조건을 찾고자, 산 및 알칼리 촉매로 다양한 조건 하에 처리한 후, 각 인자들에 따른 유채박의 분해율 및 유리당 함량을 측정하였다. 유채박은 $H_2SO_4$, HCl, NaOH 촉매 중 HCl 촉매 하에서 가장 효과적으로 분해되었으며, 특히 1%의 촉매 농도에서 높은 분해율을 보였다. 반면 $H_2SO_4$, HCl 촉매 하에서 유채박 투입량이 낮을수록 분해율이 증가하였으나, NaOH 촉매 하에서는 유채박 투입량에 따른 분해율 차이가 거의 관찰되지 않았다. 분해 후 측정된 총 유리당 함량은 HCl를 처리한 경우가 가장 높았으며, 유채박 투입량이 증가함에 따라 총 유리당 함량이 감소하였으나 이에 따른 영향은 미미했다. 또한 2% 촉매에서 총 유리당 함량이 높았으나 HCl 촉매의 경우 1%일 때가 다른 처리 조건들보다 총 유리당 함량이 높았다. 각각의 유리당으로는 $H_2SO_4$, HCl 촉매 하에서 glucose, galactose, arabinose, fructose가 주로 분리되었으며 NaOH 촉매 하에서는 대부분 sucrose가 분리되었다. 촉매 농도가 증가함에 따라 glucose, galactose 함량은 증가하였고, fructose 함량은 감소하였으며, 거의 모든 유리당에서 유채박 투입량이 증가함에 따라 그 함량이 감소하였다. 상기 결과를 종합해 보면 총 유리당은 유채박을 1% HCl를 사용하여 2 g/100 mL의 비율로 화학적 처리하는 것이 본 연구 범위 내에서 총 당을 분리해내는데 가장 우수한 것으로 조사되었으며 glucose, galactose는 2% HCl-0.5 g/100 mL, fructose는 0.5% $H_2SO_4$-0.5 g/100 mL 조건에서 효율적인 분리가 이루어짐을 확인하였다. 따라서 목표하는 당에 따라 적합한 촉매, 촉매 농도, 시료 투입량을 조절하여 분리해낼 수 있을 것으로 생각한다. 현재 분리되어 나온 당을 바탕으로 기능성 당 및 수용성 식이섬유를 얻는 연구를 수행하고 있으며, 실질적으로 대량의 당들을 순도 높게 얻기 위해서는 처리 규모(시료양, 촉매)를 늘리거나 각각의 당들을 효과적으로 정제하는 연구도 필요할 것으로 생각한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권2호
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• pp.27-36
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• 2007

기존의 연구를 통해 Fenton's reagent(FR)를 이용하여 MTBE의 제거가 가능하며, 그러나 중성 pH영역에서는 철이온이 수산화물로 침전되어 반응성이 낮아지므로 FR만을 이용한 처리는 높은 수소이온 농도조건(pH $3{\sim}4$)이라는 제약으로 인해 직접적인 토양 및 지하수의 MTBE 오염처리에 있어 여러 가지 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 효과적인 처리를 위하여 NTA, oxalate, acetate 등의 chelating agent가 철이온과 반응하여 생성된 착화합물을 이용하는 modified Fenton reaction을 도입하여 중성 pH영역에서도 철이온이 안정화되어 높은 분해효율을 나타낼 수 있도록 하였다. MTBE의 분해경향은 chelating agent의 종류와 농도, 철이온 농도 그리고 pH 변화에 따라 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 가장 적합한 착화합물을 선택하기 위하여 총 6개의 chelating agent(citrate, oxalate, succinate, acetate, NTA, EDTA)를 실험한 결과, 처리효율과 chelating agent의 생분해도, 독성 등을 고려하여 최종 3가지 종(oxalate, acetate, NTA)이 선정되어 이후의 실험에서는 위의 3종만을 chelating agent로 이용하였다. 동일한 실험조건($H_2O_2$ : 5%, chelating agent : 6 mM, $Fe^{3+}$ : 2 mM, pH 7)하에서의 적용성 평가한 결과, Fe-NTA가 반응시작 30분만에 99.9%의 가장 높은 제거효율을 나타내었다. Oxalate의 경우, NTA보다는 그 분해효율이 낮으나 다른 chelating agent보다 상대적으로 높은 효율(24시간 후 최대효율 : 91.3%)을 보여주며, acetate를 이용한 경우도 본 실험에서 좋은 결과(24시간 후 최대효율 : 75.8%)를 나타내었다. 또한, 적정 철이온의 농도는 oxalate가 chelating agent로 이용되면 철이온 농도가 3 mM일때 가장 큰 분해효율을 보이며, acetate의 경우는 5 mM까지 농도가 증가함에 따라 그 효율도 조금씩 증가하는 것으로 나타났다. 이와같이 MTBE의 in-situ remediation을 위한 modified Fenton 공정은 철이온을 중성 pH영역에서 안정화시켜 실제 토양에 적용하였을 때, 높은 분해효율을 얻을 수 있으며, 경제적인 자체 생분해도가 높은 저분자 유기산을 이용하였으므로 생물학적 처리와 연계를 가능하게 해주는 장점을 나타낸다. 또한 토양 내 존재하는 철광석을 촉매로 이용할 경우, 주입되는 철이온 없이도 $H_2O_2$에서의 hydroxyl radical 생성을 증가 시킬 수 있으므로 보다 경제적이고 친환경적인 처리기법을 도출해 낼 수 있다.

• 펄프종이기술
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• 제48권2호
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• pp.34-45
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• 2016

Global warming and climate change have been caused by combustion of fossil fuels. The greenhouse gases contributed to the rise of temperature between $0.6^{\circ}C$ and $0.9^{\circ}C$ over the past century. Presently, fossil fuels account for about 88% of the commercial energy sources used. In developing countries, fossil fuels are a very attractive energy source because they are available and relatively inexpensive. The environmental problems with fossil fuels have been aggravating stress from already existing factors including acid deposition, urban air pollution, and climate change. In order to control greenhouse gas emissions, particularly CO2, fossil fuels must be replaced by eco-friendly fuels such as biomass. The use of renewable energy sources is becoming increasingly necessary. The biomass resources are the most common form of renewable energy. The conversion of biomass into energy can be achieved in a number of ways. The most common form of converted biomass is pellet fuels as biofuels made from compressed organic matter or biomass. Pellets from lignocellulosic biomass has compared to conventional fuels with a relatively low bulk and energy density and a low degree of homogeneity. Thermal pretreatment technology like torrefaction is applied to improve fuel efficiency of lignocellulosic biomass, i.e., less moisture and oxygen in the product, preferrable grinding properties, storage properties, etc.. During torrefacton, lignocelluosic biomass such as palm kernell shell (PKS) and empty fruit bunch (EFB) was roasted under an oxygen-depleted enviroment at temperature between 200 and $300^{\circ}C$. Low degree of thermal treatment led to the removal of moisture and low molecular volatile matters with low O/C and H/C elemental ratios. The mechanical characteristics of torrefied biomass have also been altered to a brittle and partly hydrophobic materials. Unfortunately, it was much harder to form pellets from torrefied PKS and EFB due to thermal degradation of lignin as a natural binder during torrefaction compared to non-torrefied ones. For easy pelletization of biomass with torrefaction, pellets from PKS and EFB were manufactured before torrefaction, and thereafter they were torrefied at different temperature. Even after torrefaction of pellets from PKS and EFB, their appearance was well preserved with better fuel efficiency than non-torrefied ones. The physical properties of the torrefied pellets largely depended on the torrefaction condition such as reaction time and reaction temperature. Temperature over $250^{\circ}C$ during torrefaction gave a significant impact on the fuel properties of the pellets. In particular, torrefied EFB pellets displayed much faster development of the fuel properties than did torrefied PKS pellets. During torrefaction, extensive carbonization with the increase of fixed carbons, the behavior of thermal degradation of torrefied biomass became significantly different according to the increase of torrefaction temperature. In conclusion, pelletization of PKS and EFB before torrefaction made it much easier to proceed with torrefaction of pellets from PKS and EFB, leading to excellent eco-friendly fuels.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권4호
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• pp.362-371
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• 2016

섬진강 하구역에서 염분경사에 따른 유색용존유기물(CDOM)의 농도와 특성을 시공간적으로 이해하기 위해 2012년 건기(3월과 6월)와 우기(7월)에 분포특성을 조사하고, 환경요인(수온, 염분)과 영양염, 엽록소와의 상관관계를 고찰하였다. 유색용존유기물의 평균농도는 각각 $1.0{\pm}0.3m^{-1}$(3월), $1.3{\pm}0.4m^{-1}$(6월), $1.4{\pm}0.3m^{-1}$(7월)로 측정되었다. 섬진강 상류의 높은 유색용존유기물 농도(> $1.5m^{-1}$)는 하류로 갈수록 감소(< $0.5m^{-1}$)하였고, 우기에 건기의 평균값에 비해 증가하였다. 또한 유색용존유기물의 화학적 특성과 공급원에 대한 지시자로 사용되는 평균값 $S_{300-500}$은 $0.013{\sim}0.018nm^{-1}$로, 건기에 비해 우기에 높은 값을 나타내었다. 유색용존유기물과 염분은 역상관계를 보였고($R^2$ > 0.8), 우기와 건기 모두 보존성 혼합의 양상을 보였다. 유색용존유기물은 강 하류로 갈수록 해수와 혼합되는 과정에 의해 희석되고, 그 특성 또한 뚜렷한 변화를 보이는 것을 확인하였다. 환경 조건 중 유색용존유기물의 변동에 영향을 주는 주요한 요인은 염분 (혼합)과 온도로 확인되었으며, 전자는 낮은 유색용존유기물 농도의 해수와의 혼합에 의한 희석으로 주로 공간적인 변동을 조절하는 것으로 보였고, 온도의 증가는 유색용존유기물의 생산에 영향을 주는 미생물학적 활동과 광분해에 통한 작용으로 유추된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제13권4호
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• pp.464-469
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• 2000

Experiments were conducted to determine the effects of soybean meal (SBM) as a source of protein and sago meal (SM) as a source of carbohydrate on in situ and in vivo digestibility of dietary components in four male goats (Kambing Katjang) and four male sheep (Malin) weighing 25-35 kg. Rumen volume, as well as rumen fluid dilution rate were also determined. The animals were housed in single pens with individual feeding and drinking troughs and each animal was fitted with a rumen fistula. They were fed two diets : chopped rice straw+200 g soybean meal (SBM), and chopped rice straw+190 g soybean meal+300 g sago meal (SBM+SM). Rice straw was offered ad libitum. The supplements were isonitrogenous (80 g crude protein/animal/d), but the proportions of dry matter (DM), organic matter (OM), crude fibre (CF), neutral detergent fibre (NDF) and acid detergent fibre (ADF) were lower in the SBM supplement (191, 165, 11, 40, 15 g/animal/d for DM, OM, CF, NDF and ADF, respectively) than in the SBM+SM supplement (445, 423, 25, 102, 38 g/animal/d for DM, OM, CF, NDF and ADF, respectively). Two animals from each species were fed either supplement in a cross-over design in two periods. Each period lasted for four weeks. In situ and in vivo digestibility studies were carried out, followed by the determination of rumen volume and rumen fluid dilution rate. The results showed that straw DM and total DM intakes of goats (average of $48.7g/kg\;W^{0.75}$, $72.7g/kg\;W^{0.75}$, respectively) were significantly (p<0.01) higher than sheep (average of $3.56g/kg\;W^{0.75}$, $61.6g/kg\;W^{0.75}$, respectively), but OM, N and GE intakes were not significantly different between the two animal species. When the effect of supplements was compared, animals fed SBM+SM supplement had significantly (p<0.001) higher DM, OM and GE intakes than animals fed SBM supplement. Potential degradabilities of rice straw DM were significantly (p<0.01) higher in goats (average of 48.8%) than in sheep (average of 46.1 %). The supplements had no significant effect on the potential degradabilities of DM, OM and NDF, but they had a significant (p<0.05) effect on the degradation rates of DM and NDF. The addition of sago meal in the diet reduced the degradation rates of DM and NDF of rice straw in the rumen. Potential degradability of DM of soybean meal was not significantly different between animal species as well as between supplements. Sago meal was highly degradable. At 24 h of incubation in the rumen, 90-95% of DM loss was observed. There was a significant interaction between animal species and supplements in the in vivo digestibility of ADF and GE. In animals fed SBM supplement, the in vivo digestibility of ADF was significantly (p<0.05) higher in goats ($50.6{\pm}4.22%$) than in sheep ($44.4{\pm}3.21%$), but digestibility of GE was significantly (p<0.05) higher in sheep ($70.2{\pm}1.93%$) than in goats ($63.0{\pm}3.07%$). The digestibility values of CP and OM were significantly (p<0.05) higher in sheep when compared to goats. Animals fed SBM+SM supplement showed significantly (p<0.05) higher DM and OM digestibility values than animals fed SBM supplement, but digestibility values of CP were significantly (p<0.05) higher in animals fed SBM supplement. Differences in in vivo digestibility values of CF and NDF were not significantly different between animal species or supplements. Water intake, rumen volume ($1/kg\;W^{0.75}$), rumen fluid dilution rate and mean retention time were similar between the two animal species. However, rumen fluid dilution rate and mean retention time was significantly (p<0.01) affected by supplements. Animals fed SBM+SM had faster rumen fluid dilution rate and consequently shorter mean retention time.

• 자원환경지질
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• 제53권4호
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• pp.441-477
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• 2020

매년 다량 발생되고 있는 정화토가 적절하게 재이용 또는 재활용되지 못하고 반출 처리장에 적치되어 또 다른 환경적 이슈가 되고 있다. 이에 본 논문에서는 이러한 정화토의 재이용 및 재활용을 활성화하기 위하여 필요한 정화토의 토양 질 회복 기술에 대한 연구 및 개발 동향을 조사하였다. 이를 위해 먼저 정화기술별 토양 특성의 변화 양상을 살펴보고, 정화공정에 따른 토양 질의 열화 특성을 파악하였다. 뿐만 아니라 정화토 재이용 및 재활용을 위한 정책적 관련 사항들을 정리하고, 향후 필요한 연구들에 대하여 제안하였다. 본 논문은 국내외 관련 문헌들을 검색하여 작성하였다. 키워드 검색을 통하여 정화기술별 토양 특성의 변화와 토양 개량 및 회복 기술과 연관된 문헌을 조사하였으며, 본문에서는 주로 최근에 발표된 문헌들을 바탕으로 논의하였다. 뿐만 아니라, 제 1, 2차 토양보전기본계획을 참고하여 정화토 재이용 및 재활용과 관련된 정책적 사항들을 정리하였다. 현재까지 국내에서 가장 많이 적용된 토양경작, 토양세척, 열탈착 등을 대상으로 정화공정에 따른 토양의 특성 변화를 정리한 결과, 적용하는 정화기술에 따라서 매우 상이하게 나타나는 것으로 조사되었다. 특히 정화공정을 거치면서 토양 질이 열화되는 양상이 정화기술에 따라서 다르게 나타났다. 토양 개량 및 회복 기술은 크게 무기 개량제, 유기 개량제, 생물학적 개량제 등의 제제를 이용한 방법들로 구분할 수 있으며, 각 개량제에는 다양한 물질들이 활용되고 있고, 각 물질에 따라 개선 또는 향상되는 토양의 특성이 달랐다. 하지만, 각 정화기술별 열화되는 토양 질 회복을 위한 연구들은 현재까지 활발하게 수행되지 않은 것으로 조사되었다. 제 2차 토양보전기본계획에서는 정화토의 품질인증제, 목표관리제 등과 같은 정책적 방안이 명시되어 있음으로써 향후 정화토의 재이용 및 재활용이 촉진될 수 있을 것으로 예상된다. 정화토의 재이용 및 재활용을 위해서는 적용된 정화기술과 미래 용도를 고려한 공공활용성을 담보한 회복 기술들이 개발되어야 할 것으로 판단된다. 이와 더불어 제 2차 토양보전기본계획에서 제시한 정화토의 적극적 활용을 위해서는 이를 뒷받침할 수 있는 구체적이고 세부적인 정책 추진 방안이 마련되어야 할 것이다.