옥수수 식재와 근권세균 접종을 이용하여 유류 및 중금속 복합오염 토양을 처리한 결과, 대부분의 TPH를 제거할 수 있었으며, 중금속 제거 효율에는 큰 영향을 주지 못하였다. 복합 오염토양에서 유류 제거효율은 근권세균의 접종으로 증가하였다. 이러한 결과로 Gordonia sp., Azotobacter chroococcum HKN-5 등이 유용함을 확인하였으며, 이들 미생물은 식물의 성장을 촉진하고 중금속 독성으로부터 식물을 보호하였다. 그러나, Serratia sp. SY5는 옥수수와 상호작용이 거의 없었 으며, 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
<p>유류 및 중금속 복합오염 토양을 mesocosm에서 51일 동안 처리한 후, 토양의 잔류 \( \mathrm{TPH} \)와 중금속 농도를 Fig. 2와 Table 3에 각각 나타내었다. 초기에는 토양의 \( \mathrm{TPH} \) 농도는 \( 21,576 \pm 3,426 \mathrm{~mg}-\mathrm{TPH} \cdot \mathrm{kg}-\mathrm{dry~soil}^{-1} \)이었는데, 51일 후 \( \mathrm{DHM}+\mathrm{P} \)와 \( \mathrm{DHM}+\mathrm{P}+\mathrm{B} \) 토양의 \( \mathrm{TPH} \) 농도는 각각 \( 220 \pm 98 \) 및 \( 20 \pm 41 \mathrm{~mg}-\mathrm{TPH} \cdot \mathrm{kg}-\mathrm{dry~soil}^{-1} \) 이었다(Fig. 2). 이러한 결과로부터 옥수수 식재에 의해 대부분의 \( \mathrm{TPH} \)를 제거할 수 있으며, 옥수수와 함께 근권세균을 접종하면 \( \mathrm{TPH} \) 효율이 약간 향상됨을 알 수 있었다. 근권미생물은 식물의 성장을 저해하는 독성물질을 분해함으로써 식물의 성장을 돕거나, 식물이 독성물질을 분해할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 원유로 오염된 토양의 경우, Azospirillum lipoferum strain 15와 밀(Triticum aestivum)을 함께 배양하였을 때, 14일 동안 원유가 \( 56.5 \% \)가 제거되었으며, 밀 뿌리의 성장이 촉진하였다. \( \mathrm{TPH} \)와 PAH로 오염된 토양의 경우, 톨 페스큐(Festuca arundinacea)를 이용하여 오염토양을 복원할 때, Enterobactor cloacae CAL-2, Azospirillum brasilense Cd, Pseudomonas putida UW3의 접종에 의해 오염물질에 대한 톨페스큐의 내성이 강해지고 오염물질에 의한 스트레스 하에서도 톨 페스큐의 성장이 촉진 되었다. 이는 근권미생물이 존재할 때 오염물질의 제거와 식물의 성장이 우수했던 본 연구와 일치하는 결과이다.</p> <p>중금속 제거효율을 비교해 보면(Table 3), 복합오염토양의 초기 \( \mathrm{Cu} \) 농도는 \( 104 \pm 4.1 \mathrm{~mg} \cdot \mathrm{kg}-\mathrm{dry~soil}^{-1} \)이었고, \( \mathrm{DHM}+\mathrm{P} \) 및 \( \mathrm{DHM}+\mathrm{P}+\mathrm{B} \) 토양의 \( \mathrm{Cu} \) 농도는 각각 \( 66.3 \pm 1.5 \) 및 \( 67.6 \pm 7.3 \mathrm{~mg} \cdot \mathrm{kg}-\mathrm{dry~soil}^{-1} \)로, 초기값에 비해 \( \mathrm{Cu} \) 농도가 감소하였으나 근권세균 접종 효과는 관찰되지 않았다. 즉, 옥수수만 식재한 조건과 비교하여, 근권세균을 접종한 경우의 \( \mathrm{Cd} \) 잔류 농도가 약간 낮았으나, \( \mathrm{Pb} \) 잔류농도는 오히려 조금 높았다\( (p<0.05) \).</p> <p>근권미생물은 토양에 존재하는 무기오염물질을 제거해주고 무기오염물에 대한 식물의 내성을 완화 시켜 식물이 잘 성장하게 도와준다. 중금속의 경우는 식물체에 중금속을 축적하여 오염물을 제거하기 때문에 식물의 생장은 식물상 복원이 성공적으로 상용화되기 위해 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서 사용한 Gordonia sp. S2RP-17과 Serratia sp. SY5는 S2RP-17는 식물 생장 촉진 능력을 가지고 있어 이들 근권세균 접종에 의해 옥수수에 의한 중금속 제거 효율이 향상될 것으로 기대하였으나, 실험결과 중금속 제거에는 근권세균 접종 효과가 거의 없었다. 본 연구에서 접종한 2종의 근권세균은 중금속과 유류로 오염된 토양에서 서식하는 식물의 근권에서 분리한 근권세균이다: Gordonia sp. S2RP-17은 쇠뜨기(Equisetum arvense L.)의 근권에서, Serratia sp. SY5은 돌피(Echinochloa crus-galli)의 근권에서 분리되었다. 이들 근권세균의 접종에 의해 복합 오염토양에서 유류 제거효율은 증가하였으나, 중금속 제거 효율에 영향을 미치지 않은 이유는 Gordonia sp. S2RP-17은 옥수수와 양(positive)의 상호작용을 가지고 있으나, Serratia sp. SY5는 옥수수와 상호작용을 거의 하지 않았기 때문으로 사료되나, 향후 추가 연구가 필요하다. 본 연구 결과와는 달리, 유채(Brassica campestris subsp. napus var. nippo-oleifera)를 이용한 식물상 복원에 있어 근권 미생물을 함께 접종하여 중금속 제거 효율을 증가시킨 연구 사례가 있다. 또한, 납과 아연 제거에 Azotobacter chroococcum HKN-5가 활용되었는뎨, 이 미생물은 식물의 성장을 촉진함과 동시에 중금속 독성으로부터 식물을 보호하였다. Bacillus megaterium HKP-1, Bacillus mucilaginosus HKK-1, 그리고 Bacillus subtilis SJ-101은 니켈로 오염된 토양에서 갓의 뿌리길이는 \( 28 \% \), 줄기는 \( 51 \% \)가 미생물을 접종하지 않은 조건보다 더 성장하였고, Bacillus sp. SM3는 해바라기(Helianthus annuus)의 성장을 향상 시켰고, 동시에 중금속을 축적 능력을 향상시켰다.</p>