본 연구는 계분의 바이오차 전환을 통해 새로운 처리 방안 및 전량 수입되는 주요 상토 원료의 대체 가능성을 확인하고 농업적으로 활용하기 위해 수행되었다. 계분 바이오차(CMB, chicken manure biochar)는 계분과 목질계 바이오매스를 이용하였으며, 100:0(CMB1), 95:5(CMB2), 90:10(CMB3), 85:15(CMB4), 80:20(CMB5), 75:25(CMB6) 및 70:30(CMB7)의 비율로 각각 혼합하여 혐기성 열분해를 통해 생산하였다. 생산된 계분 바이오차는 비료공정규격과 비교하였을 때 CMB4부터 염분함량이 1.93%로 조건을 충족하였으나 원료인 계분의 염분 변동성과 계분의 활용을 극대화하기 위해 염분함량이 1.80%인 CMB5를 최적 생산조건으로 선정하였다. 계분 바이오차를 이용한 상토(BS, bedsoil) 제조는 상토의 주요 원료인 코코피트 대신 계분 바이오차를 1~5%(CMB+BS 1~5%)의 부피 비율로 대체하여 생산하였다. 계분 바이오차 상토는 혼합 비율에 상관없이 비료공정규격을 준수하였고, 이를 이용하여 배추, 상추, 열무, 무, 완두를 대상으로 비해평가를 진행한 결과, 열무를 제외한 작물의 생육이 계분 바이오차가 1~2% 투입된 처리구에서 대조구와 비교하였을 때 초장은 –7~79.2%, 엽수의 경우 0~50.7% 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한 제작된 계분 바이오차 상토가 상토 공정규격을 충족하였기 때문에 이상의 연구 결과를 통해서 최적 조건으로 생산된 계분 바이오차는 상토 원료로 활용이 가능하다는 것을 확인하였다. 그러나, 계분 바이오차의 투입 수준과 작물에 따른 생육차이가 있어 농업적 활용 가능성을 개선할 수 있는 후속 연구가 필요하다고 판단된다.

본 연구는 해조류인 괭생이 모자반을 탄화하여 만든 바이오차의 중금속 흡착 및 제거 효과를 확인하고 중금속 흡착제로 이용 가능성을 확인하고자 연구가 수행되었다. 모자반 바이오차(SBC)는 500℃조건에서 2시간 열분해를 통해 생산하였다. 중금속 흡착실험은 Pb, Cd, Cu 및 Zn의 각 농도별 흡착량을 확인하였으며, Freundlich 및 Langmuir 등온흡착모델을 통해 중금속 흡착 효율성을 확인하였다. 모자반 바이오차의 중금속 제거효율은 Pb, Cd, Cu 및 Zn에서 각각 97.3, 85.2, 76.4 및 42.0%로 Pb＞Cd＞Cu＞Zn 순의 제거효율을 보였다. 등온흡착결과로 Freundlich 등온흡착패턴은 L형이었으며, 흡착강도(1/n)는 0.49 ~ 0.80 범위로 조사되었다. Langmuir 등온흡착식에서 최대흡착량은 Pb, Cd, Cu 및 Zn에서 각각 200, 92.6, 47.8 및 70.4 mg g-1이었으며, 흡착강도는 각각 0.4950, 0.1004, 0.0245 및 0.0188로 조사되었다. 본 실험 결과로 볼 때 모자반 바이오차는 중금속 흡착제로써 활용이 가능할 것으로 보여지며, 이를 활용하기 위한 추가 연구가 필요하다고 보여진다.