인산 변성 바이오 숯: 중금속 고정 및 토양 비옥도 증진
본 연구는 단삼박(Salvia miltiorrhiza dregs)을 인산으로 변성시켜 인 변성 바이오 숯(3K-BC)을 제조하고, 이를 수용액 및 토양 내 납(Pb)과 카드뮴(Cd) 제거에 적용했습니다. 31P NMR 분석 등을 통해 바이오 숯에 정인산염이 성공적으로 도입되었음을 확인했습니다. 수용액 실험 결과, 3K-BC는 유사 2차 반응 속도론을 따르고 Langmuir 등온선 모델에 가장 잘 부합하여 다중 화학 흡착 과정을 시사했습니다. Pb와 Cd의 최대 흡착 용량은 각각 361.82 mg g−1 및 123.03 mg g−1였으며, 흡착 메커니즘은 물리 흡착, 침전, 산소 함유 작용기와의 착화합물 형성 및 양이온 교환을 포함했습니다. 토양 실험에서는 3K-BC가 중금속(HM)의 생체 이용률을 현저히 감소시켰으며, 적용률이 높을수록 감소 효과가 컸습니다. 종분화 분석 결과, Pb와 Cd의 산 가용성 형태는 감소하고 안정적인 잔류 형태는 증가하여 금속 이동성이 효과적으로 줄어들었습니다. 또한, 3K-BC 적용 시 천궁(Ligusticum chuanxiong) 수확량이 61% 증가하고 생장이 촉진되었으며, 유효 성분인 리구스틸라이드 농도도 증가했습니다. 이 연구는 Pb 및 Cd 오염 수계와 토양을 정화하는 동시에 농업 폐기물을 재활용하는 간단하고 효과적인 이중 목적 전략을 제시합니다. 이는 환경 오염 제어와 토양 비옥도 증진에 기여하는 지속 가능한 해결책이 될 수 있습니다.