• 바이오차 유형은 생물독성(biotoxicity)에 지배적인 영향을 미친다. • CMB와 RHB는 고독성 및 비독성으로 분류되었다. • 바이오차를 처리한 토양에서의 생물독성은 다양한 반응과 민감도를 보였다. • 생태독성 관점에서 바이오차는 “좋을 수도” “나쁠 수도” 있다. 본 연구는 소 반추분뇨( CMB )와 볏짚 부산물( RHB )로부터 생산된 서로 대조적인 두 가지 바이오차를, 서로 다른 성질을 지닌 두 농경 토양—석회질 미사양토(calcareous silt loam) (Norwood)와 산성 점토(acidic clay) (Alligator)—에 적용했을 때의 생태독성학적 영향을 조사하였다. 바이오차는 물리화학적 특성에서 현저한 차이를 보였는데, CMB는 높은 pH(11), 전기전도도(12 dS m⁻¹), K 함량(89 g kg⁻¹)을 보인 반면, RHB는 훨씬 더 큰 표면적(174 대 1.7 m² g⁻¹)을 나타냈다. 생태독성은 네 가지 바이오어세이( Vibri o fischeri, Pseudokirchneriella subcapitata, Sorghum saccharatum, 그리고 Lepidium sativum )를 통해 평가하였다. CMB는 모든 수계 바이오어세이에서 강한 독성을 유발한 반면, RHB는 유해한 영향을 보이지 않았다. 토양에 적용했을 때 CMB는 산성 Alligator 토양의 P. subcapitata에 대한 독성을 감소시켰다(54%에서 16%로)고, 알루미늄 고정화(Al³⁺)에 기인했을 가능성이 높게 독성 등급을 3등급에서 1등급으로 재분류하였다. 반대로 CMB는 Norwood 토양에서 독성을 약간 증가시킨 반면, RHB는 두 토양 모두에서 생태독성학적 특성을 개선하였다. 이러한 결과는 환경 위험을 조절하는 데 있어 토양–바이오차 상호작용의 핵심적 역할을 강조한다. 본 연구는 바이오차 조성과 토양 특성을 바이오어세이 결과에 연결함으로써, 통제된 조건 하에서 현실적인 바이오차–농경 토양 조합 전반에 대해 생물가용성(bioavailability) 구동 독성을 평가하는 실용적인 접근을 제공한다. 이들 결과는 농업적, 환경적 또는 양쪽 모두의 관리 목표에 맞추어 바이오차–토양 조합을 정렬할 필요가 있음을 시사한다.

탄소 기반 흡착제는 폐수에서 오염물질을 제거하는 데 있어 비용 효율적인 것으로 입증되었다. 식물 잔재 및 농업 폐기물로부터 제조한 바이오차는 새롭게 부상하는 처리 기술이다. 그러나 다양한 바이오차 기원의 금속 흡착에 대한 영향과 관련된 연구는 제한적이다. 본 연구의 목적은 회분식 실험을 사용하여 후추(pepper) 줄기 바이오차에 대해 단일 금속 및 다중 금속 조건에서 중금속의 흡착을 평가하는 것이었다. 후추 줄기 바이오차에 의한 금속의 최대 흡착 용량(mg g−1)은 단일 금속 흡착 등온선에서 Pb(131) ≫ Cr(76) > Cd(67) > Cu(48) > Zn(31) 순이었고, 다중 금속 흡착 등온선에서는 Pb(91) ≫ Cu(39) > Cr(29) > Zn(20) > Cd(13) 순이었다. 납은 가장 많이 잔류하는 양이온이었으나, Cr 및 Cd는 다른 금속(Pb 또는 Cu)으로 쉽게 교환·대체될 수 있었다. 후추 줄기 바이오차에 대해서는 Freundlich 모델보다 Langmuir 모델이 약간 더 잘 부합하였다. 회분식 실험의 결과는 금속 간 경쟁적 흡착이 이들 금속의 이동성을 증가시킨다는 것을 보여주었다. 특히, 다중 금속 조건에서 Cd의 흡착 용량은 유의하게 감소하였다. 전반적으로 본 결과는 자연 환경에서 후추 줄기 바이오차의 금속 잔류 능력을 정확하게 추정하기 위해서는 경쟁적 흡착에 대한 연구가 필요함을 시사하였다.