본 연구에서는 생광물화에 미치는 주요한 영향 인자의 파악 및 광물별 생광물화 특성을 알아보기 위하여 CaCl₂, MgCl₂, CaCl₂-MgCl₂ 수용액을 이용하여 bottle test를 진행하였으며, 대상 미생물은 생광물화 관련 미생물 중 Bacillus pasteurii와 S 매립지 복토재 내 토착 미생물을 이용하였다. 광물 종류별 실험을 진행한 결과, CaCl₂, MgCl₂, CaCl₂-MgCl₂에 대해 각각 85, 88, 42 mg/L의 암모늄(NH₄+)이온이 생성되었고 이산화탄소 가스가 각각 12, 12, 24시간 후에 검출되지 않았다. 수용액 내 CA₂+이 CaCl₂의 경우 12시간 후 92% 감소하였고 CaCl₂-MgCl₂의 경우 36시간 후 85% 감소하였다. 반면에 Mg2+은 MgCl₂의 경우 48시간 후 46% 감소하였고 CaCl₂-MgCl₂의 경우 72시간 후 38.5% 감소하였다. 이온 농도 또는 광물의 종류에 관계없이, pH의 경우 생광물화가 일어난 실험군에서만 pH 5.5에서 pH 9로 변하는 것을 볼 수 있었고 미생물 활성도(OD600) 또한 0에서 0.6으로 증가했다. 실험 종료 후, 주사전자현미경(SEM) 사진을 촬영한 결과, 회전 타원체 모양의 결정체와 사다리꼴 모양의 결정체가 형성된 것을 확인할 수 있었으며, 이는 X-선 회절분석으로 확인된 CaCO₃ (Calcite)와 MgCO₃ (Magnesite)이었다. 본 연구 결과urea를 이용한 생광물화능을 판단할 수 있는 영향인자로서 효소의 활성도, CO₂ gas 농도변화, OD600, pH, 용액 내 칼슘(또는 마그네슘) 이온농도가 적합함을 확인하였다.
This study was conducted to comparatively assess quantitative indicating factor for biomineralization characterizing CO₂ mineralization on three type of minerals (i.e., CaCl₂, MgCl₂, CaCl₂-MgCl₂) in an aqueous solution amended with Bacillus pasteurii or indigenous microorganisms for a S landfill cover soil. For given three types of minerals, NH₄ + (urease activity) was released at the highest of 88 mg/L for MgCl₂, then 85 mg/L for CaCl₂, and the lowest of 42 mg/L for CaCl₂-MgCl₂. CO₂ gas in the head space was completely removed after 12, 12, and 24 hr for CaCl₂, MgCl₂ and CaCl₂-MgCl₂, respectively. CA₂+ concentration in CaCl₂ solution was the quickest and the greatest decreased 92% for 12 hr whereas that in CaCl₂-MgCl₂ solution was lower at 85% for 36 hr. Mg2+ concentration in MgCl₂ was more efficiently decreased at 46% for 48 hr than that of CaCl₂-MgCl₂ solution of 38.5% for 72 hr. Regardless of types of minerals or their concentration, pH was changed from 5.5 to 9 by biomineralization being progressed. Microbial activity (OD600) was also changed from 0 to 0.6. SEM images indicated that spheroidal and trapezoid shape crystal were formed, which were identified as of CaCO₃ (Calcite) and MgCO₃ (Magnesite) by X-ray diffraction. In the long run, NH₄ + (urease activity), CO₂ gas, OD600, pH, CA₂+ and Mg2+ would be suitable for reasonable indicating factor in order to assess the degree of biomineralization efficiency.