• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제5권3호
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• pp.163-173
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• 2018

본 연구에서 사용된 바이오폴리머는 미생물로부터 추출한 ${\beta}$-glucan 및 xanthan gum 이 주성분인 친환경 신소재이며, 토양에 처리하면 강도 증진을 통한 제방의 침식 및 유실 감소뿐만 아니라 토양 내 수분보유력을 증가시키는 것으로 보고되어 있다. 그러나 바이오폴리머가 제방에 적용되었을 때 주변 식생에 미치는 영향에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 본 연구는 가뭄 조건에서 토양 내 바이오폴리머 혼합 유무에 따라 Camelina sativa L. (Camelina)의 생육에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 각각 0, 0.25, 0.5, 1%의 바이오폴리머가 혼합된 토양에서 발아로부터 25일간 가뭄 처리 후 표현형을 관찰한 결과, 혼합된 바이오폴리머 농도가 높을수록 가뭄 피해가 감소하였다. 특히 25일 동안의 가뭄 처리된 0.5% 바이오폴리머 혼합구에서 신장, 엽장, 엽폭이 대조구 보다 각각 약 30, 70, 170% 증가하였다. 이후 재급수를 통한 바이오폴리머 혼합구의 회복률 또한 약 80% 높게 나타났다. 식물의 근권 발달을 보기 위해 20일 동안 가뭄을 처리하였으며, 대조구에 비해 바이오폴리머 혼합구에서 측근 형성 및 발달이 약 40% 감소한 것을 확인하였다. Camelina에 가뭄 처리하여 기공전도도, 전해질 유출도, 상대적 수분함량 등 생리적 반응을 조사한 결과, 바이오폴리머의 혼합이 가뭄으로 인한 피해를 각각 약 50, 70, 50% 감소시켰다. 바이오폴리머가 가뭄 조건 하에서 식물의 생장에 미치는 영향을 분자수준에서 알아보기 위해 Reverse Transcription- Polymerase Chain Reaction (RT-PCR)을 통한 유전자 발현양상을 분석하였다. 수분수송 관련 유전자 (aquaporin)인 PIP1;4, 2;1, 2;6 및 TIP1;2, 2;1 발현이 바이오폴리머 혼합구 및 가뭄 처리된 Camelina 잎에서 더 높게 나타났다. 이러한 결과를 종합하였을 때, 바이오폴리머는 가뭄 조건에서 토양 내 수분보유력을 유지시킴으로써 Camelina의 양 수분의 흡수 및 생육에 긍정적인 영향을 주는 것으로 보인다.

• 한국균학회지
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• 제24권1호통권76호
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• pp.56-66
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• 1996

균근균(Arbuseular Mycorrhizal fungi)의 생태조사가 토양오염과 관련하여 오염 지역과 비 오염 지역의 토양으로부터 실시되었다. 오염 지역인 온산의 총 32개 지역으로부터 채집된 포자의 평균 분포수는 토양 20g당 24.5회 수치였고, 관악산의 총 18개 지역으로부터 채집된 토양의 포자의 평균 분포수는 토양 20g당 4.1의 수치를 나타내었다. 비오염 지역인 충무의 총 30개 지역에서 채집된 토양의 포자의 평균 분포수는 토양 20g당 24.5의 수치였고, 중왕산의 14개 지역의 토양에서 포자의 평균 분포수는 토양 20g당 16.5의 수치를 나타내었다. 채집된 포자는 Glomus, Gigaspora, Acaulospora 그리고 Scutellospora속으로 분류되었고, 그 중에서 Glomus는 온산, 충무 및 중왕산 지역의 토양에서 가장 높은 분포수를 나타낸 반면 Gigaspora는 관악산 지역의 토양에서 가장 높았다. 토양수분 함량은 오염 지역의 토양에서 평균 12.9%인 반면, 비오염 지역에서는 평균 16.4%였고, 토양 유기물의 함량은 오염 지역의 토양에서 평균 5.6%였던 반면, 비오염 지역에서는 평균 8.3%였으며, 토양의 산도는 오염 지역과 비오염 지역에서 각각 pH 4.3과 PH 6.7을 나타내어 오염 지역의 토양은 비오염 지역의 토양보다 토양산도에 있어서 강산성의 특징을 나타낼 뿐 아니라 토양수분과 유기물의 함량에서도 비오염 지역의 토양보다 낮았다. 생태학적 기준에 의한 종의 풍부도 및 종의 다양도의 결과는 오염 지역과 비오염 지역 사이에서 유의성(p<0.05)을 나타냈다. Glomus 및 Gigaspora속의 포자밀도는 3부류의 식생지역으로 나누어진 토양에서 유의성 (p<0.05)을 갖고 있었으며, 종의 균등도 및 종의 다양도의 결과도 역시 유의성(p<0.05)을 나타내었다. 전체 94개 토양으로부터 조사된 토양수분과 유기물의 함량 사이에 정의 상관$(r^2=0.38)$을 나타내었다. 토양의 유기물 함량과 전체 포자수의 사이에 정의 상관$(r^2=0.22)$을 나타냄에 따라 균근균의 포자는 토양의 유기물이 높아짐에 비례하여 증가하는 경향이었으며, 종의 풍부도 및 종의 다양도는 토양의 산도와 전체 포자수가 토양 속에서 증가함에 비례하여 높아지는 경향이었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제24권4호
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• pp.413-418
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• 2011

P-V 곡선을 적용하여 참취와 수리취의 수분특성인자를 측정한 결과 최대포수시의 삼투포텐셜 ${\Psi}^{sat}_o$과 초기원형질 분리점의 삼투포텐셜 ${\Psi}^{tlp}_o$은 참취가 수리취보다 낮은 값을 나타냈으나 큰 차이를 보이지는 않았다. 최대팽압 ${\Psi}_{P,max}$는 참취가 수리취에 비해 높게 나타났으며, 최대탄성계수 $E_{max}$는 참취가 수리취에 비해 약 2.4배 정도 높은 값을 나타냈다. 초기원형질분리점에서의 상대함수율 $RWC^{tlp}$은 참취와 수리취 모두 90% 이상의 함수율을 보여 비교적 삼투 조절기능이 좋은 것을 알 수 있었고, apoplastic water의 비율은 참취가 더 크며, Vo/DW, Vt/DW, Ns/DW은 수리취가 참취에 비해 약 1.5~2.0배 정도 큰 경향을 보였다. 위 결과를 통해 참취와 수리취 모두 초기원형질분리점과 최대포수시의 삼투포텐셜이 높은 편으로 내건성은 비교적 약한 것으로 나타났으며, 습윤한 지역이 생육에 적합함을 알 수 있었다. 또한, 참취와 수리취를 비교할 때 참취가 수리취에 비해 건성잎의 특성을 가지고 있으며, 최대탄성계수와 삼투포텐셜이 높아 내건성이 약간 더 강한 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.783-789
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• 2011

하수처리장에서 발생되는 잉여슬러지가 고온 호기 소화 반응을 거치면 슬러지부피가 크게 감소하게 된다. 그러나 고온 호기 소화 상등액에는 고농도의 유기물, 질소 및 인이 함유되어 있기 때문에 이들을 별도로 제거해 주어야만 한다. 본 연구에서는 고농도의 질소와 인의 제거에 많이 사용되는 방법인 Struvite 결정화 공법을 이용하여 고온 호기 소화 여액에 함유되어 있는 질소와 인을 제거하였다. 대상폐수의 암모니아성 질소와 인산염인의 평균농도는 각각 1716.5 mg/L 및 325.5 mg/L였다. 최적의 결정화 반응 조건을 결정하기 위하여 $Mg^{2+}$와 $PO_4^{3-}$의 주입량, pH, 교반 시간($t_d$), 교반 강도(G), 결정핵 주입 그리고 반응 온도를 결정하였다. Struvite 결정화 반응시 마그네슘원으로 $MgCl_2{\cdot}6H_2O$, 인산염인염의 원으로 $K_2HPO_4$를 이용하였다. 질소와 인의 제거를 위한 $Mg^{2+}:PO_4^{3-}:NH_4^+$의 적정 주입 몰비는 2 : 1 : 1과 2 : 2 : 1로 압축되었는데 각각의 주입 몰비에 따른 암모니아성 질소 및 인산염인의 제거효율은 전자의 경우에 각각 71.6% 및 99.9%였고, 후자의 경우에는 93.8%와 98.6%였다. Struvite 결정화 반응에서 반응 시간($t_d$)과 교반 강도(G)는 암모니아성 질소와 인산염인의 제거율에 큰 영향을 미치지 않았다. 또한 결정핵 주입과 온도의 영향에서도 같은 결과가 나타났다. 그러나 결정핵의 주입량이 증가함에 따라 슬러지 발생량이 감소하였으며, 온도의 증가에 따라 생성된 슬러지의 부피는 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국축산식품학회지
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• 제30권3호
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• pp.449-457
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• 2010

본 시험에서는 산란계에 대한 인진쑥, 녹차, 오미자, 겨우살이의 혼합 비율을 달리한 3종 추출물의 사료 내 첨가 급여가 난 생산성, 계란 품질, 혈액 특성 및 계란 저장성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 35주령 산란계(Hy-Line Brown) 160수를 공시하여 4처리 4반복, 반복 당 10수씩 배치하고 10주간 사양시험을 실시하였다. 시험처리는 대조구(C)와 시험 사료에 혼합 비율을 달리한 3종의 추출물을 200 ppm 수준으로 첨가한 약용식물 추출물 처리구(T1, T2, T3)를 두었다. 산란율, 일 산란량 및 사료 요구율은 대조구에 비해 모든 처리구에서 유의하게 개선되었다(p<0.05). Haugh unit 및 난황색은 처리구 간 차이는 있었으나 전반적으로 대조구에 비해 유의하게 증가하였다(p<0.05). 난각질에서는 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 혈액 내 총 콜레스테롤 함량은 대조구에 비해 모든 처리구에서 유의하게 감소하였으며(p<0.05), 중성 지방은 유의성은 나타나지 않았으나 감소하는 경향을 보였다. 간 및 신장 기능의 이상 여부를 나타내는 혈액 생화학 지표 역시 유의하게 감소하거나 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). 혈액 총 항산화 활성은 대조구에 비해 다소 증가하는 경향을 보였으나 유의성은 인정되지 않았다. 저장 기간에 따른 Haugh unit 및 지방과 산화물가의 변화를 조사한 결과, 계란 보관 14일, 21일째에 Haugh unit이 대조구에 비해 유의하게 높았으며(p<0.05), 3일 및 7일째 역시 통계적 유의성은 인정되지는 않았으나 추출물 처리시 저장 기간에 따른 Haugh unit의 저하를 감소시키는 경향을 관찰하였다. 지방과산화물가 역시 처리 구간 차이는 있었으나 대조구에 비해 유의하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다(p<0.05). 본 연구 결과, 인진쑥, 녹차, 오미자, 겨우살이의 혼합 비율을 달리한 약용식물 추출물의 산란계 사료 내 첨가급여는 계란 생산성을 향상시키고, 건강 유지에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 난황색 및 Haugh unit 등의 계란 내부품질을 개선시켰을 뿐만 아니라, 저장 기간에 따른 계란의 품질 저하를 감소시켜 사료 첨가제로서의 이용 가능성을 제시하였다.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.398-409
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• 2018

최근 유기농법이 확산되며 벼농사와 더불어 맛과 영양소 측면에서 월등하게 높은 가치를 평가받는 미꾸리를 활용한 생태농법이 농업과 어업이 결합된 차세대 산업으로 급부상하고 있는 추세이다. 본 연구는 복합생태농업이 식생다양성 기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행하였다. 연구방법은 식생조사를 통한 식물학적 분류를 통해 분석하였다. 전체 연구대상지에서 식생조사 결과 38과 100속 107종 20변종 127종류가 출현하였다. 둠벙이 있는 복합생태논에서는 출현하였으나 둠벙이 없는 대조논에서 출현하지 않은 종은 총 15종류(Taxa)의 차이로 확인되어 둠벙의 유무에 따라 식생의 수분요구도 차이로 나타난 결과로 판단된다. 또한 생활형 분석결과 둠벙의 유무에 따라 접지, 일년생, 수생식물의 차이도 확인되었다. 출현한 귀화식물도 전국적으로 널리 분포하는 종으로 분석되었다. 습지출현빈도 분석결과 둠벙이 있는 복합생태논이 대조논에 비해 절대습지식물과 임의습지식물의 비율이 높게 나타났다. 본 연구결과 생육환경이 다양할수록 식생다양성은 높아질 것으로 판단된다. 하지만 유형별 통계적 유의성은 확인되지 않아 식생다양성 및 생물다양성 증진을 위해서 향후 둠벙의 유무, 면적, 둠벙의 깊이, 수문, 수질환경, 토양환경 등 다양한 환경적 요인 찾는 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제34권1호
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• pp.23-30
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• 2021

본 연구에서는 LPS로 자극을 유도한 RAW 264.7 대식세포에서 지칭개 추출물의 항염증 효능을 알아보기 위해 이와 연관된 다양한 인자(NO, PGE2, IL-6, 및 TNF-α)와 MAPK 신호전달 경로에 대해서 조사하였다. 먼저HL 처리에 따른 세포 생존율에 대해 조사한 결과, HL을 농도별로 처리했을 때 저농도인 25 ㎍/mL에서부터 고농도인 100 ㎍/mL까지 모두 90% 이상의 생존율이 나타났으며, LPS를 처리한 RAW 264.7 대식세포에서도 90% 이상의 생존율을 나타내 실험에 사용된 HL의 농도가 RAW 264.7 대식세포에서 무독성임을 확인할 수 있었다. 이러한 무독성 조건에서 HL의 항염증 활성을 확인하기 위하여 염증 매개체(inflammatory mediators)로 잘 알려진 NO와 PGE2의 생성 변화를 확인한 결과, LPS로 염증반응이 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 NO와 PGE2의 생성이 농도 의존적으로 억제됨을 확인하였다. HL이 NO와 PGE2를 억제하는 항염증 효과가 있음을 관찰하였고, 이에 전 염증성 사이토카인 분비에도 유의성 있는 효과를 나타낼 것이라 판단되어 전 염증성 사이토카인(IL-6와 TNF-α)에 어떠한 영향을 미치는지 조사하였다. HL은 LPS로 유도된 RAW 264.7 대식세포의 염증반응에서 IL-6의 생산을 유의적으로 억제함을 관찰할 수 있었다. 한편 다른 전 염증성 사이토카인인 TNF-α생산에는 아무 영향을 주지 않았다. 이러한 결과는 HL이 전 염증성 사이토카인 중 TNF-α조절에 관여하지 않고, IL-6 생성을 억제하여 염증 매개체의 생성을 억제한다고 추측할 수 있었다. HL이 NO, PGE2, 및 IL-6의 조절에 작용하는 메커니즘이 상위 시그널인 MAPK cascade의 억제를 통해 나타나는 효과인지 알아보기 위해 염증과 관련된 MAPK 시그널인 p38, ERK, 및 JNK의 발현 변화를 관찰하였다. HL은 p38과 ERK의 발현 활성화를 상당히 약화시켰지만 JNK는 p38과 ERK 보다 덜 민감하게 조절함을 관찰할 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 보면 LPS로 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 HL은 MAPK 신호경로인 JNK 발현에 유의적인 영향을 주지 못해서 JNK와 관련된 TNF-α생산에 영향을 주지 못한 것으로 판단된다. 다른 MAPK 신호경로인 p38과 ERK의 발현을 약화시킴으로써 그 다음 기작인 IL-6, NO, 및 PGE2의 생산을 억제시켜 염증반응을 억제한 것으로 추측되어 진다. 이상의 결과를 종합해 보면 HL이 항염 활성을 가지고 있음을 확인할 수 있었으며, 이를 기반으로 HL의 MAPK 신호경로를 통한 염증성 사이토카인과 염증 매개체와의 연관성에 대한 기초자료로 활용할 수 있는 근거 자료가 될 수 있을 것으로 생각된다. 또한, 다양한 경로를 통한 염증 조절 기전 연구는 추가적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국작물학회지
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• 제66권2호
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• pp.171-181
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• 2021

본 연구의 목적은 다양한 맥종별 주산지 및 재배한계지에서 수집한 종자에 대한 종자활력과 이들 수집종에 대해 다른 온도조건(25, 13℃)하에서 발아율 및 생장과 저온 조건(13℃)하에서 엽록소 함량, 광합성 효율, 이차화합물(총 페놀, 총 플라보노이드, DPPH 라디컬 소거능력) 차이를 알아보는데 있다. 맥종에 상관없이 주산지와 재배한계지간에 전기전도도 값에는 유의적인 차이가 없었으나 일부 수집종자간에는 전기전도도 값에 차이를 보여 종자활력에 차이가 있음을 알 수 있었다. 25℃의 조건하에서 맥종별로 주산지와 재배한계지 수집종간에 발아율, 초장, 근장 및 지상부 생체중은 유의적인 차이가 없었으나 일부 수집종간에 차이를 보였다. 저온조건하에서도 맥종에 상관없이 주산지와 재배한계지간에 출현율, 초장 및 지상부 생체중에는 차이가 없었으나 일부 수집종간에 차이를 보였다. 그러나 겉보리 수집종은 파종 후 5일째에 출현하였고, 맥주보리와 쌀귀리는 파종 후 7일에 출현하여 맥종별 차이를 보였다. 맥종에 상관없이 수집종간에 엽록소와 광합성의 효율에는 차이가 없었다. 또한 맥종에 상관없이 주산지와 재배한계지간에 총 페놀, 총 플라보노이드 함량 및 DPPH 라디컬 소거능력이는 유의적인 차이가 없었으나 일부 수집종간에 차이를 보였다. 특히 맥주보리 경우 총 플라보노이드 함량은 강진>창원>해남=전주>나주 순으로 차이를 보였다. 따라서 기후 변화에 따른 겉보리, 쌀보리, 맥주보리 및 쌀귀리 등은 동일품종이라도 재배지역에 따라 종자활력 뿐만 아니라 생장 및 이차화합물의 함량의 차이가 있을 것으로 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권1호
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• pp.67-76
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• 2022

본 연구는 식물공장형 아쿠아포닉 시스템(AP)에서 갯기름을 재배하여 수경재배 시스템(HP)에서 재배된 갯기름과 광합성 및 생육 특성을 비교하였다. AP 재배구는 367.5L의 사육조에 비단잉어 30마리로 10.6kg·m^-3 밀도로 사육하였으며 HP 재배구는 배양액을 EC 1.3dS·m^-1, pH 6.5로 조성하여 같은 재식 간격으로 갯기름을 정식하였다. 전 재배기간 동안 pH는 AP의 경우 7.1-4.0, HP는 7.4-4.0 수준을 보였다. AP 처리구의 pH는 NO₃-N의 증가에 따라 감소하기 시작하여 pH 5.5 이하는 15-67 DAT 기간동안 지속되었다. pH가 낮은 조건에서도 암모니아태 질소(NH₄-N)는 지속적 증가를 보였다. EC는 두 재배구에서 1.3-1.5dS·m^-1로 유지되었다. 수조액의 다량원소 농도는 K와 Mg을 제외하고 수경재배 양액 농도보다 높았다. 광합성 특성은 AP와 HP 처리간 유의차가 없었고 형광매개변수는 Fv/Fm, ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC, DIo/RC는 처리간 차이가 없었으나 광계 II 광화학지수인 PI_ABS가 AP 재배구에서 HP에 비해 34DAT에는 30.4%, 74DAT에는 12.0% 낮았다. 정식 후 20일 간격으로 생육 특성을 측정한 결과 두 처리간 초장, 엽장, 엽폭, 엽수 SPAD는 유의적으로 차이가 없었으나 엽병 길이가 AP 재배구에서 HP에 비해 56% 길었고 지상부 및 지하부 상대생장율, 건물중이 유의차가 없었다. 다만, 엽면적율만 AP 재배구에서 HP에 비해 36.43% 높았다. 연구결과를 종합하여 볼 때, 적정 물고기 재배밀도와 pH 수준에서 갯기름 생육과 수량은 아쿠아포닉스와 수경재배 방식 간에 차이가 없는 것으로 보이고, 아쿠아포닉스는 농업 부산물의 자원순환으로 안전한 먹거리를 생산할 수 있는 지속가능한 농업기술로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.56-65
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• 2022

구리는 우수한 특성, 특히 높은 전도성과 낮은 저항으로 인해 전기/전자 제조 산업에 널리 사용되는 비철금속 중 하나이다. 이러한 산업의 표면 처리 공정에서는 구리 함량이 높은 폐수가 발생하며, 직간접적으로 수계로 배출된다. 이는 심각한 환경 오염을 일으키고 또한 귀중한 유용금속의 손실을 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 효율적이고 저렴하며 친환경적인 흡착제를 찾기 위한 목적으로 흡착 분야에서 전 세계적으로 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 연구에서는 위와 같은 폐수로부터 구리 흡착을 위한 바이오 흡착제로서 식물뿌리(Datura 뿌리 분말)의 성능을 합성 흡착제(Tulsion T-42)와 비교하였다. 실험은 흡착제 투여량, 접촉시간, pH, 주입액 농도 등의 변수들을 최적화하기 위하여 회분식으로 수행되었다. 초기구리농도가 100 ppm이고 pH가 4인 주입액에서, 0.2 g Datura 뿌리 분말을 15분간 접촉하였을 때 구리 흡착율은 95%이었으며, 0.1 g Tulsion T-42은 30분간 접촉에서 95%의 흡착율을 나타내었다. 두 흡착제의 흡착 데이터는 Freundlich 등온선과 잘 일치하였으며, 유사 2차 속도식을 따르는 것을 나타내었다. 전체 결과는 본 연구의 바이오 흡착제가 표면처리 공정의 폐액 또는 폐수로부터 금속 회수에 적용될 가능성을 보여주고 있다.