• 한국환경복원기술학회지
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• 제14권4호
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• pp.1-10
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• 2011

본 연구는 새만금방조제의 해저준설토 매립지반에서 한국들잔디(Zoysia japonica)에 의한 효율적인 지표고정 공법을 개발하기 위해 수행하였다. 관행적 방법인 줄떼붙이기 시공지(A처리구 : 해저준설토 위에 15cm의 일반 흙을 복토)를 대조구로 하고, 해저준설토와 토양개량제를 혼합한 처리구와 여기에 일반 흙을 추가로 혼합한 처리구 등 생육기반이 다른 3개의 처리구에 한국들잔디를 기계파종 하였다. 관행방식으로 처리한 대조구인 A는 일반 흙을 15cm나 복토한 상태에서 시공한 것임에도 피복률이 43%이었으나 해저준설토 개량처리구인 B(천층)와 C, D(심층) 처리구는 모두 100%로 피복률이 높게 나타났다. 생육상황 분석은 엽장, 엽폭, 뿌리길이에 대해 실시하였는데 토양개량 효과가 뚜렷하였다. 엽장은 대조구 A는 5.73cm, 천층처리구 B는 5.97cm로 유사하였으며, 심층처리구인 C와 D처리구는 27.42cm, 30.18cm로 높게 나타났다. 엽폭은 C와 D처리구가 각각 3.79mm, 3.49mm이었으며 천층처리구 B는 2.40mm, 대조구 A는 1.97mm에 그쳤다. 뿌리길이는 D, C, B처리구에서 각각 13.18cm, 12.20cm, 8.56cm이었으며 대조구 A는 9.38cm이었다. 식물체 내 양분 분석 결과 전질소를 비롯하여 다른 양분함량에 대해서도 토양개량 효과가 확인되었다. 전질소 함량은 심층개량구인 C처리구의 지상부가 1.014%로 가장 높았으며 D와는 근소한 차이를 보였고 천층개량구 B, 대조구 A처리구 순으로 나타났다. 질소는 식물의 생장에 가장 큰 영향을 하는 양분으로서 지상부 생육상황 조사결과와 일치하였으며 지하부는 D처리구가 0.892%, C > A > B처리구 순이었다. 뿌리생장에 중요한 기능을 하는 인산의 함량에 있어서는, C처리구의 지상부가 0.442%로 가장 높았으며 D > B > A 처리구 순으로 나타났고, 지하부는 D > C > A > B처리구 순으로 높게 나타나 전질소와 같은 경향을 보였다. 칼륨 함량은 지상부에서 C > D > B > A 순으로, 지하부에서는 D > C > B > A 순으로 나타나 전질소만큼의 차이는 아니지만 뚜렷한 토양개량 효과를 보였다. 나트륨은 칼슘과 더불어 간척지, 건조지 등에서 토양의 염분집적으로 식물생장에 장애를 일으키는 대표적인 염류로서 토양을 개량하지 않은 대조구 A에서 지상부의 함량이 월등히 높았다. 이에 반해 지하부의 함량은 나트륨, 칼슘 모두 모든 처리구에서 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 엽록소의 생성에 영향하는 마그네슘도 모든 처리구에서 유사한 수치를 나타냈는데 지상부는 0.226~0.237%, 지하부는 0.167~0.211%이었다. 이상과 같이 본 연구를 수행함으로써 해저준설토만의 생육기반에 일반 흙을 사용하지 않거나 최소화를 추구하면서 식재가 아닌 파종에 의한 지표고정공법을 개발하였다. 즉, 피복률은 물론 엽장, 엽폭, 뿌리길이 등 생장에서 심층개량구(C와 D)는 물론 천층개량구(B)도 관행방법이나 다른 집약관리 시험지에 비해 아주 우수한 것으로 나타났다. 단 C와 D 심층처리구는 수목식재기반까지 고려한 것이므로 잔디가 필요이상으로 생장한 것이다. 따라서 교목성 수목 식재를 고려하지 않고 지표고정만을 목적으로 한다면 B 처리구가 적합한 것으로 판단된다. 현재 방조제 사면에 대한 지표고정은 해저준설토 위에 산지채취토를 15~30cm 복토하고 한국들잔디(Zoysia japonica)를 평떼나 줄떼붙이기로 시공되어 있는데 특히 줄떼붙이기 시공지의 경우 피복속도가 예상보다 더디고 잡초와의 전쟁을 하고 있으며, 더욱이 일부 구간에는 2종의 녹화매트류가 시험적 규모로 시공된 상태이나 1년도 못되어 완전히 고사하는 등 충분한 지표고정 효과를 보지 못하고 있다. 일반 흙을 전혀 사용하지 않거나 적은 양을 사용하면 훼손산지가 줄게 됨으로 자연을 보호하고 보전하는 효과와 가치는 헤아릴 수 없을 정도로 지대하다고 생각한다. 따라서 관행적으로 시공하고 있는 현행의 지표고정공법은 바꾸어야 할 필요가 있으며, 본 연구결과가 널리 활용되기를 기대한다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권3호
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• pp.179-191
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• 2013

본 연구에서는 생광물화에 미치는 주요한 영향 인자의 파악 및 광물별 생광물화 특성을 알아보기 위하여 $CaCl_2$, $MgCl_2$, $CaCl_2-MgCl_2$ 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, $CaCl_2$, $MgCl_2$, $CaCl_2-MgCl_2$에 대해 각각 85, 88, 42 mg/L의 암모늄($NH_4{^+}$)이온이 생성되었고 이산화탄소 가스가 각각 12, 12, 24시간 후에 검출되지 않았다. 수용액 내 $Ca^{2+}$이 $CaCl_2$의 경우 12시간 후 92% 감소하였고 $CaCl_2-MgCl_2$의 경우 36시간 후 85% 감소하였다. 반면에 $Mg^{2+}$은 $MgCl_2$의 경우 48시간 후 46% 감소하였고 $CaCl_2-MgCl_2$의 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($OD_{600}$) 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 $CaCO_3$ (Calcite)와 $MgCO_3$ (Magnesite)이었다. 본 연구 결과 urea를 이용한 생광물화능을 판단할 수 있는 영향인자로서 효소의 활성도, $CO_2$ gas 농도변화, $OD_{600}$, pH, 용액 내 칼슘(또는 마그네슘) 이온농도가 적합함을 확인하였다.