• 한국농공학회지
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• 제23권3호
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• pp.88-95
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• 1981

This study was carried out to investigate the relation between seepage losses and flow section area in earth canals. Totally 77 seepage measurement was gained by ponded method and the tested canals belong to the irrigation area of Farmland Improvement Association in each province, Korea. The results obtained from this study may be used as a reasonable criteria for the estimation of canal seepage losses in the design of irrigation systems. Obtained results are summarized as follows: 1. Average seepage rates in each Soils is 14cm/day in ML, 6. 3cm/day in CL and 24.9 cm/day in SM. 2. Water depth and water surface width in eath canals have little influenced on the seepage rate, while the seepage losses was increased in proportion as the water surface width lengthens. 3. A formula of S=C.An defining a relationship between seepage losses and flow section was derieved as follows. ML:S=O. 35 VA 1.20 (m$^3$/day/m) CL:S=O. 13 VA 0.84 SM:s=O.67VA-1.56 4. The average seepage loss rates per 1km of canal are as followings. Measured Time ML CL SM 0-4 hrs 2.2% 0.6% 4.5% 4-2 4hrs 1.0% 0.15% 2.0% In above table we may obtain the following results. The first row is suitable for the canal having short delivery time of irrigation, while the second row for the canal having long delivery time.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.121-131
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• 2004

비소로 오염된 고로폐광산 주변 농경지 토양과 하천 퇴적토에 대하여, 토양 정밀조사를 통하여 규명된 오염 면적과 오염 지도를 바탕으로 복원 공정 설계를 실시하였다. 실내 실험을 통하여 오염 농경지 토양에 대하여는 석회를 첨가한 토양 안정화 공법의 처리 효율을 검증하였으며, 오염 하천 퇴적토에 대하여는 토양 세척법의 처리 효율을 규명하였다. 비수몰지역의 오염 농경지 토양의 복원 효율을 규명하기 위하여, 비소 농도가 다른 폐광산 주변 농경지 오염 토양 4종류에 대하여 비소 용출률 배치 실험을 실시한 결과, 석회를 혼합한 토양의 비소 용출이 오염 토양을 그대로 이용한 경우보다 평균 5배 이하로 감소하였다. 댐 건설 후 수몰되는 지역에서 저수지 바닥으로부터 저수지 수계로 용출되어지는 비소의 용출률을 예측하고, 석회를 첨가한 복토를 실시한 경우 저수지 바닥에서 용출되는 비소의 용출률 감소를 규명하기 위하여 아크릴 칼럼(지름 18.9cm, 높이 30cm)을 이용하여 저수지 바닥에서의 비소 용출 모의 실험하였다. 실험 결과 복토를 실시하지 않은 오염 토양에서의 비소 용출률은 연간 약 3.05∼3.89%를 나타내었으며, 석회 1%를 혼합하여 복토한 경우 저수지 바닥으로부터 비소 용출률은 연간 0.11∼0.05%를 나타내어 석회를 혼합한 복토처리 시 저수지 바닥에서 수계로의 비소 용출은 약 40배 이상 감소 할 수 있는 것으로 나타나, 수몰된 농경지 복원에 매우 적절한 방법으로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 토양 세척법을 이용하여 하천 퇴적토를 복원하는 경우, 세척 효율을 규명하기 위하여 하천 퇴적토 3종류에 대하여 초산, 구연산, 염산 각 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0N 수용액과 증류수에 대하여 각각 토양 세척 효율 배치 실험을 실시하였다. 실험 결과 염산과 구연산 용액으로 세척하는 경우 0.05 N에서 한 시료를 제외하고는 비소에 대하여 99.9% 이상의 제거 효과를 나타내었다. 결론적으로 비소로 오염된 하천 퇴적토는 적절한 세정용액을 이용한 세척과정에 의해서 충분히 제거 될 수 있는 것으로 나타나, 기존 오염 퇴적토 내 비소의 90% 이상을 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 오염 지도에 근거하여 산출된 복원 물량에 대하여 토양세척법을 이용하는 경우 복원 비용을 산출하였으며, 이와 같은 자료는 고로폐광산 주변 오염 토양에 대한 실제 복원 공정의 설계에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제54권4호
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• pp.483-494
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• 2021

본 연구에서는 폐금속광산과는 달리 우려기준 전후의 낮은 비소 오염농도 분포특성을 가지는 폐석탄광산 농경지 토양을 대상으로 광해방지사업(토양개량·복원사업) 시 복토층의 두께 감소 가능여부를 벼를 식재한 담수형 컬럼실험을 통해 검토하였다. 담수 후 4개월 동안 토양용액의 pH, EC, ORP 및 무기원소(Fe, Mn, Ca, As) 농도를 모니터링한 결과 컬럼하층에서 상층으로 미치는 영향은 높지 않은 것으로 나타났다. 복토 두께에 따른 비교에서도 하층의 영향보다는 복토층 두께 변화에 따른 ORP 변화가 복토재 무기원소의 거동에 영향을 미치는 결과를 보였다. 이러한 결과는 토양용액의 거동이 상하층간 반응의 영향보다는 각 층별 나타나는 토양의 이질성에 우선하여 나타난 것으로 판단되었다. 모니터링 종료시점에서 채취한 벼 뿌리의 비소 농도는 현행 사업 조건과 같은 40 cm 두께의 복토층을 조성한 경우 컬럼하층의 안정화 처리여부에 상관없이 대조구 대비 98%가 감소되었다. 20 cm 두께의 복토층에서는 오염토의 안정화가 없을 경우 58%, 안정화처리 시 80%의 전이감소 효율을 나타내었다. 따라서 오염 농경지 토양에 대한 적정 안정화 처리를 수행할 경우 복토재의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 경제적인 사업수행효과도 이룰 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권3호
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• pp.234-241
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• 2000

슬러지를 토양개량제로 재활용하기 위하여 슬러지 처리에 요업소성 공법을 적용하여 다공극성의 인공배지를 생산하였다. 슬러지를 이용해 인공배지를 생산하기 위하여 자바사이트와 석회를 첨가재로 사용하였으며, 첨가재와 슬러지를 혼합한 시료를 $800{\sim}1,100^{\circ}C$의 고온으로 열처리하였다. 비교 밭 토양에 인공배지를 혼합한 후, 혼합토양의 물리${\cdot}$화학성을 분석하였고, 작물 생육 시험을 통하여 인공배지 혼합에 따른 영향을 조사${\cdot}$분석하였다. 인공배지의 pH는 비교 밭 토양구보다 높았다. 작물 생장 시험 후 비교 밭 토양 보다 인공배지 처리구에서 대부분 CEC, OM, TN, TP 및 $AV.P_2O_5$가 높게 나타났다. 작물 생장 시험 결과 인공배지 처리구에서 콩과 옥수수의 생육 상태가 비교 밭 토양구에서 보다 좋은 것으로 나타났다. 또한 콩과 옥수수의 수확량도 각각 약 46kg/10a, 194kg/10a 정도 인공배지 처리구에서 높게 나타났다. 인공배지 처리구의 중금속 함량은 모든 처리구에서 기준치보다 낮게 나타났다. 따라서 슬러지로 만든 인공배지를 일반 밭 토양에 혼합하여 작물을 재배하여도 문제가 없을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제44권3호
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• pp.217-228
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• 2011

폐금속 광산인 삼광광산 주변 비소로 오염된 농경지 토양 복원을 위하여 5 종류의 안정화를 이용한 토양안정화 배치실험과 대형칼럼실험을 통하여 안정화제에 의한 토양 내 비소(As) 안정화 효율을 규명하고자 하였다. 오염 토양으로부터 주 오염원인 비소 용출을 최소화하여 수계로의 오염을 막기 위해, 안정화제로 석회, 석회석, 인회석, 황토, RMB(red mud bauxite)를 입상(2 ~ 5 mm)과 분말상으로 구별하여 용출배치실험에 사용하였으며, 오염토양 내 안정화제의 비율은 0, 0.1, 0.5, 1, 2, 5, 10 wt%로 설정하여 실험하였다 오염토양과 수용액의 비율을 1:10 으로 혼합한 실험의 경우, 2, 5 wt% 입상 석회 첨가에 의해 비소 용출이 각각 86, 95% 감소하였고, 5와 10 wt% 석회석 첨가의 경우에는 비소의 용출이 각각 82, 95% 감소하였다. 배치실험 결과로부터 비소 용출 저감 효과가 뛰어난 입상석회와 pH 증가가 적었던 입상석회석을 안정화제로 연속칼럼실험(지름 15 cm, 높이 100 cm인 아크릴칼럼 사용)을 실시하였다. 칼럼실험을 위해 오염토양 대비 첨가한 안정화제의 질량비는 석회의 경우 1 wt%와 2 wt%, 석회석의 경우 2 wt%와 5 wt%, 석회 1 wt%와 석회석 2 wt%를 사용하였고, 마지막으로 안정화제를 첨가하지 않은 오염토양만을 이용한 칼럼(총 6개 칼럼)을 반복 실험하였다. 칼럼실험결과 1 wt%와 2 wt% 석회를 첨가한 경우와 5% 석회석을 첨가한 경우 오염토양으로부터 비소 용출은 97% 감소하였으며, 1 wt% 석회와 2 wt% 석회석을 혼합하여 첨가한 경우에서도 97% 감소하였다. 배치실험 및 칼럼실험 결과, 비소로 오염된 삼광광산주변 농경지 토양을 대상으로 석회 및 석회석을 이용한 안정화 공법의 비소 저감 효율이 매우 높은 것으로 나타났다. 석회를 안정화제로 이용한 경우, 비소 안정화에는 높은 효율을 나타내었으나 용출액의 pH가 10이상으로 높게 나타나 식물의 생장 및 높은 pH에 따른 비소의 재용출을 야기할 가능성이 있는 것으로 나타났다. 반면 석회석을 안정화제로 이용한 경우 용출액의 pH는 8이하로 토양에 영향을 미치지 않았고, 석회와 비슷한 비소 저감 효율을 나타내어, 농작물 재배를 고려하는 농경지의 경우 비소로 오염된 토양의 안정화에는 석회보다 석회석이 더 뛰어날 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.73-86
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• 2004

본 연구에서는 폐금속광산인 도곡 Au-Ag-Cu 광산과 화천 Au-Ag-Pb-Zn 광산을 대상으로 광산주변 광미, 토양, 자연수 및 농작물 시료를 채취하여 독성 중금속원소들의 오염수준을 규명하고, 토양에 대한 SBET분석을 통해 인체의 위에서 흡수되는 중금속들의 흡수비를 평가하고자 하였다. 또한 이들 지역 주민에 대한 인체 노출경로를 파악하여 독성 중금속들에 노출된 주민들의 건강에 미치는 악영향(독성 및 발암성)을 정량적으로 산출하는 위해성평가를 수행하고자 하였다. 도곡광산의 광미내 중금속의 평균함량은 218 As mg/kg, 90.2 Cd mg/kg, 3,053 Cu mg/kg, 9,473 Pb mg/kg, 14,500 Zn mg/kg 으로 매우 높은 함량을 나타내었다. 화천광산의 광미의 경우, 그 평균함량은 72 As mg/kg, 12.4 Cd mg/kg, 34 Cu mg/kg, 578 Pb mg/kg, 1,304 Zn mg/kg 으로 나타나, Cu를 제외한 원소들이 높은 함량을 나타내고 있다. 따라서 As 및 중금속을 다량 함유하고 있는 이들 광산의 광미들이 강우나 바람에 의해 하류로 유실됨으로써 주변 토양과 수계를 오염시키고 있다. SBET분석결과에 의하면, 화천광산의 논토양내 As, Cd, Zn의 인체흡수도는 각각 55.4%, 20.8%, 26.4%로 나타났으며, 도곡광산의 밭토양의 경우는 각각 40.8%, 37.6%, 33.0%로 나타나 As의 인체흡수도가 가장 높은 것으로 판단된다. 독성(비발암성)위해도 평가 결과, 화친광산에서는 As의 HI 지수가 5.38로, 도곡광산에서는 Cd처 Hl 지수가 3.257.1 이상으로 나타나 이 지역에 거주하는 주민들이 지속적으로 오염된 농작물(쌀알), 지하수, 토양을 섭취한다면 As 및 Cd에 대한 독성위해도가 발생할 가능성이 큼을 시사하고 있다. 발암위해도 평가 결과, 화천광산 지역의 쌀알 및 지하수(식수) 섭취를 통한 As의 초과 발암위해도가 각각 만명중의 8명 및 1명으로 높게 나타났다. 이는 US-EPA에서 제시한 허용발암위해도보다도 크므로 이 지역 주민들이 As에 의해 오염된 쌀알이나 지하수를 식수로 계속적으로 장기간 섭취하게 된다면 As의 발암성 확률이 크다고 판단된다.

• 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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• 제53권2호
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• pp.197-212
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• 2020

이 연구에서는 최초의 밭 유구가 발견된 고성 문암리 출토 신석기 전기와 중기의 토기를 대상으로 재료학적 특성과 소성조건을 분석하였다. 문암리 토기는 전기 신석기(BC 4000에서 6000)의 융기문, 죽관문, 무문 또는 주칠 토기와 중기 신석기(BC 3000에서 4000)의 횡주어골문, 단사선문 또는 격자문, 침선문 토기 등 6종으로 세분할 수 있다. 토기의 색도측정 결과, 적색 및 황색도가 높은 것으로 보아 전체적으로 산화소성되었으며 단면에서는 흑심이 관찰되기도 한다. 소성온도는 토기의 문양에 따라 차이는 없으며 800℃ 이하와 800~900℃의 범위를 보이는 두 그룹으로 구분된다. 미세조직 및 X-선 회절분석 결과, 죽관문 토기에서는 흑운모의 견운모화와 봉합선 조직이 발달한 석영 및 변질된 알칼리 장석이 확인되며, 토기의 주요광물은 석영과 알칼리 장석, 흑운모 외에도 녹니석과 각섬석이 동정되었다. 문암리 일대의 지질특성으로 볼 때, 유적의 10km 이내에는 각섬석 흑운모 화강암이 분포하며 변성암이 외곽의 산악지대를 이루고 있어 수계의 영향을 받아 토기의 원료물질인 토층이 산재한다. 이 토층과 토기에 포함된 봉합선상 조직이 발달한 석영으로 보아 변성암 기원의 원료물질이 활용된 것으로 추정된다. 토기의 지구화학적 표준화 결과, 문양에 관계없이 성인적으로 유사하여 신석기 시대의 전기와 중기의 시간적 차이에도 불구하고 유적지 주변의 토양을 사용하여 제작한 것으로 해석된다.

• 한국환경농학회지
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• 제17권3호
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• pp.200-204
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• 1998

상하수처리과정에서 다량 발생하는 슬러지를 소성처리에 의해 생산한 인공토양의 자연에 안전한 환원가능성을 검토하기 위하여 인공토양의 이화학적 특성을 분석하여 밭토양과 비교하였다. 사용한 하수슬러지는 경기도지역의 하수종말처리장에서 그리고 상수슬러지는 경남지역에서 각각 수거하여 인공토양을 생산하였으며, 생산한 인공토양의 분석결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 인공토양의 입도분석에 의하면 모두 모래로 분류되었으며, pH는 첨가제인 석회의 영향으로 높아서 알카리성을 띠었고, 투수성은 매우 우수하였다. 이러한 특성들은 인공토양을 적절히 혼합사용할 경우에 산성토양의 중화나 배수불량지역의 투수성개선등의 토양개량효과를 기대할 수 있을 것이다. (2) 저온소성시킨 인공토양은 유기물성분, 질소성분, CEC등이 밭토양에 비하여 높았으며 인성분은 약간 높은 정도이었다. 입장의 크기는 굵은 모래정도이었으며 비중은 밭토양에 비하여 낮은 편이었다. 저온소성한 인공토양은 조경분야의 토양개량재나 매립장의 복토재등으로 사용을 검토중이다. (3) 고온소성시킨 인공토양은 소성과정에서 유기물과 질소성분등이 연소되어 유기물성분, CEC, 비중, 질소성분이 밭토양에 비하여 모두 낮았다. 입자의 크기는 조절이 가능한데 본 연구에서 생산한 크기는 난석(蘭石)정도의 굵기이었다. 고온소성한 인공토양은 난석(蘭石)이나 오염물질의 흡착재등으로 사용을 검토중이다. (4) 중금속성분의 분석결과에 의하면 저온소성한 인공토양에서 구리성분이 토양환경기준을 약간 상회하나 나머지는 모두 엄격한 농경지에 대한 기준치보다 낮았다. 따라서 인공토양만을 사용하여 농경지를 조성하여도 중금속에 의한 오염가능성이 작은데, 기존의 토양에 토양개량재로서 일부 혼합하였을 경우에는 기존토양의 낮은 중금속농도에 의하여 희석되어 중금속에 의한 환경오염 우려는 거의 없을 것으로 판단된다. (5) 본 연구방법에 의한 슬러지의 인공토양생산방법을 본격적으로 적용하기 위해서는 경제성 개선, 다양한 성분의 슬러지에서도 신뢰할 만한 안정성 확보, 그리고 작물실험을 통한 안정성 검증등의 추가연구가 계속되어야 할것으로 생각된다.

• 환경영향평가
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• 제32권3호
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• pp.157-165
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• 2023

폐석탄광산 주변 농경지의 주요 토양오염물질은 비소이며, 폐금속광산과는 달리 그 오염수준이 관련 환경기준을 경미하게 초과하는 특성을 가진다. 이에 선행연구에서는 폐석탄광산 농경지의 토양개량·복원사업(안정화 처리 및 복토층 조성) 시 복토층 두께를 기존 40 cm에서 20 cm 두께로 낮추는 방안의 적용성을 실내 포트실험으로 확인한 바 있다. 금번 후속연구에서는 본 방안을 실제 농경지에서 벼 재배를 통해 실증하였다. 4개월이 넘는 벼 재배기간 중 쌀알로 전이된 비소의 농도는 20 cm 두께의 복토 시 44% 이상의 전이감소율을 보였다. 특히 오염된 원지반을 안정화 처리한 후 복토한 경우엔 이의 감소율이 56%까지 증가하였다. 따라서 본 실증연구를 통해 복토층 두께 20 cm의 적용성을 확인하였고, 이는 곧 복토재 사용량 감소로 인한 사업비 절감도 가능함을 시사한다.