• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.491-491
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• 2022

최근 농업용수의 수질개선을 위한 사업으로 수질개선시설들이 조성되었으나 유지관리의 측면에서 정화효과 검토와 시설물 운영에 대한 관리만 집중적으로 진행되고 있다. 특히 농업용수 수질개선사업은 자연친화적 공법인 인공습지가 주로 활용되고 있음에도 불구하고 식생 및 정화식물에 대한 조사 및 영향분석에 대한 연구가 부족한 실정이다. 또한 인공습지 내 정화식물 이외의 우점 식물종(침입 식물종)에 대한 현황 및 관리방안 검토도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 총 6개 저수지의 인공습지를 대상으로 식물상 및 군락특성을 조사하여 인공습지 식생도를 작성하였다. 인공습지 내 수질 정화식물 현황 분석 결과는 조사의 여건 및 시기 등을 고려하여 3단계를 나누어 관리지역을 파악할 수 있도록 식생도에 반영하였다. 또한 인공습지 내 정화식물(갈대, 부들, 꽃창포 등) 이외의 우점 식물종(침입 식물종)을 분석하고 침입 식물종 특성 및 관리 방안을 분석하였다. 인공습지에 대한 관속식물상을 조사한 결과, 총 27과 59속 63종 7변종 1아종으로 총 71류군이 조사되었다. 대부분의 습지에서 우점종으로 갈대, 부들이 확인되었으며, 일부 습지의 경우 줄, 큰고랭이, 마름 등이 조사되었다. 귀화식물은 7과 23종으로 조사되었으며, 인공습지 내부보다는 주변의 나대지, 제방사면에 주로 분포하고 있다. 귀화식물 중 환경부에서 지정한 생태계교란식물은 양미역취, 단풍잎돼지풀, 미국쑥부쟁이, 돼지풀, 물참새피, 가시상추가 조사되었다. 귀화식물 종수가 10~12종으로 나타났으며, 도시화지수는 3.1~3.7%로 나타났으나 출현 종수가 적어 귀화율은 29.4~44.0%로 높게 나타났다. 식물의 경우 동물과 달리 계절에 따라 출현하는 종의 차이가 더욱 크기 때문에 정확한 분석을 위해서는 계절에 따른 지속적인 조사가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.309-309
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• 2011

지구온난화와 도시기후 변화에 대응하기 위해 자연의 생태적 기능을 복원하고 환경에 대한 오염부하를 저감하여 도시 환경의 건강성과 지속성을 높이기 위해 도심 내 물순환시스템(urban water circulating system)의 구축이 요구된다. 즉, 물순환시스템을 활용하여 도심 내 다양한 수원(생태하천/호수 유지용수, 하수처리수, 우수, 지하수 등)을 네트워크 및 통합 관리하여 도시 내 물순환의 건전성과 수자원의 재이용률을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 연중 발생량이 일정하고 막대한(66.4억톤/년, 2009년 기준) 하수처리수 방류수는 고도처리를 통해 수질이 양호하며 안정적인 대체 수자원으로 고려된다. 또한, 하수처리수의 재이용은 공공수역으로 배출되는 오염부하량의 총량 삭감 및 상수사용량의 절감과 수자원을 효율적으로 이용한다는 면에서 최근 재이용 사례가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 도심 내 친수공간(생태하천/호수)은 저류수량에 비해 유입수량이 적어 체류시간이 비교적 장시간이고, 이로 인해 부영양화가 쉽게 발생해 수질이 악화된다. 따라서, 본 연구에서는 하수처리수 재이용수를 도심 내 친수공간의 유지용수로 활용 시, 수질정화공정(응집 후 여과, 응집 후 여과+한외여과, 응집 후 여과+한외여과+역삼투 공정)이 친수공간 내 조류성장에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하수처리수 재이용수 pilot plant의 수질정화공정별 유출수를 활용해 M. aeruginosa를 시험조류로 조류성장(growth kinetics)을 조사하였다. 조류는 $5\times104$ cells/mL의 초기 농도로 접종하여 배양하였으며, 조류성장에 직접적인 제한인자인 용존반응성인의 농도에 따른 성장속도를 Monod와 변형 Monod Kinetics를 이용해 반포화상수(Ks)와 최대 성장속도(${\mu}$max)를 산정하였다. 실험결과, 역삼투 공정을 제외한 다른 수질정화공정은 비록 영양염류가 80~90% 이상 제거되어 수계의 화학적 성상이 변하였으나 조류성장역학의 변화는 통계학적 (p=0.05)으로 유의할만한 수준은 아닌 것으로 판명되었다. 또한, 수리학적 체류시간이 2주 이상이 될 경우, 역삼투 공정을 제외한 수질정화공정 별 유출수에서는 조류의 과다성장으로 인해 부영양화가 발생하는 것으로 판명되었다. 결론적으로 하수처리수 재이용수를 친수용수로 활용시, 조류성장을 방지하기 위하여 용존반응성인의 농도를 중점적으로 관리하는 수질정화공정 및 유지용수 공급방안을 고려해야하는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권12호
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• pp.1135-1143
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• 2014

본 연구에서는 사상성 조류로 구성된 수질정화시설의 수질정화효율을 평가하고자 충남 서산시 음암면에 소재한 성암저수지 유입하천 홍수부지에 test-bed를 설치하고 유입하천수를 대상으로 현장적용실험을 실시하였다. 수질항목별로 정화효율을 평가한 결과, SS 80.9%, COD 74.6%, T-N 76.8%, T-P 84.4%, DTN 93.8%, DTP 98.3%의 제거효율을 보였다. 수온에 따른 정화효율은 수온이 약 $20^{\circ}C$로 유지되어 수질정화효율에 미치는 영향은 없는 것으로 나타났다. 수리학적 체류시간(HRT)은 SS 및 TP 처리효율과 유의한 상관성이 있는 것으로 나타났고, 체류시간을 5일로 했을 때 SS, TP 처리효율이 좋은 것으로 나타났다. 유입수의 COD/TN에 따른 처리효율은 TN, TP 모두 C/N비가 낮을수록 증가하였고, 유입수의 COD/TP에 따른 처리효율도 C/P비가 낮을수록 TN, TP 모두 처리효율이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권8호
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• pp.665-674
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• 2005

본 연구의 목적은 농업용 저수지 유입부에 설치된 3가지 유형(준설형, 차수막형, 보조댐형)의 침강지에 대한 수질정화효율 평가와 수질정화효율 면에서 유리한 침강지의 유형과 적정규모를 살펴보는데 있다. 이를 위해서 주요 수질 항목에 대한 정화효율과 침강지 설치전후의 퇴적물의 이화학적특성을 조사하였다. 수질정화효율은 침강지 유형, 수질항목 및 조사시기에 따라 $-87\%$에서 $92\%$사이의 넓은 변동을 보였다. 농도회귀법(ROC)으로 평가한 설계정화효율은 준설형이 $18\%$, 차수막형이 $29\%$, 보조댐형이 $42\%$로 나타났다. 보조댐형에서는 퇴적물의 이화학적특성 변화가 있었으나, 다른 두 유형에서는 미미하였다. 정화효율, 배수면적 대 유역면적비(SAR), 체류시간 측면에서 비교한 결과, 보조댐형 침강지가 가장 유리한 것으로 나타났다. 따라서 침강지는 저수지 수체와 완전히 분리되는 구조이면서 SAR가 $0.7{\sim}1.0\%$ 정도인 규모가 적절하다. 

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.109-119
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• 2015

최근 수십년간의 산업발달 및 인구증가에 따라 산업폐수 및 각종 비점오염원의 유입으로 수질오염이 심각한 실정이다. 이에 대해 국내 및 국외에서 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 유기물질의 분해효과가 있는 유용미생물과 포러스콘크리트를 이용하여 하천 현장에 설치하여 구조적 성능평가와 장기간 수질정화능력을 평가하였다. 구조적 성능평가 결과, 시험체의 공극률은 15%가 적절하다고 판단되며, 또한 수질정화성능 검토 결과 각항목에 대한 제거율은 SS 34.1%, BOD 14.6%, COD 34.9%, T-N 11.4%, T-P 12.6%를 나타냈다. 따라서 유용미생물을 이용한 포러스콘크리트의 현장적용시 수질을 정화시키는데 효과적이라고 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권1호
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• pp.70-75
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• 2016

본 연구의 목적은 하천과 호소로 유입되는 비점오염을 저감하기 위해 자연형 하천조성기술 중에서 활용성이 증가되고 있는 식생 매트에 충진재를 적용하여 수질정화기능을 향상하는데 있다. 본 연구에서는 우수한 충진재 선별을 위하여 제올라이트, 규조토 그리고 이들을 혼합하여 소성한 발포여재에 대한 수질정화기능 실내 평가실험과 제방사면조건에서 강우 유출수를 대상으로 한 식생 매트의 수질정화능 검증 현장실험을 진행하였다. 충진재별 수질정화기능은 발포여재가 SS 46.3%, T-N 29.9%, T-P 33.3%로서 다른 충진재보다 수질정화기능이 우수하였다. 식생 매트의 현장 실험에서는 수질정화능은 SS가 60.1%, T-N이 32.2%, T-P가 20.2%으로서 식생 매트의 우수한 오염저감 능력을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제8권2호
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• pp.26-29
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• 2013

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.958-962
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• 2006

하수처리수를 농업용수로 관개함에 있어서, 관개 유입수 및 논 담수에서의 수질은 작물이나 인체에 미치는 영향이 크다. 따라서 하수재처리수를 농업용수로 사용함에 있어서 수질 기준이 필요하게 되었으며, 이에 환경부에서 $\ulcorner$하수처리 재이용 수질 권고기준$\lrcorner$을 마련하게 되었다. 본 연구에서는 환경부에서 제시한 하수처리 재이용 수질 권고기준에 제시된 수질기준과 본 시험에 사용된 하수처리장 방류수 및 하수재 처리수의 수질을 비교하여 하수처리수의 농업용수 재이용의 적합성을 판단하였으며, 수질 모니터링을 실시하여 논에서의 수질 정화효율을 알아보았다. 본 시험을 위하여 경기도 수원시 하수처리장 인근에 시험포장을 설치하였으며, 하수처리장 방류수와 하수재처리수(여과, 소독, 저류)를 이용하여 논벼 작물 생육시험을 실시하였다. 하수처리장 방류수 수질과 하수재처리수의 수질을 분석한 결과, 수질 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 4년간 실시된 논 유입수 및 담수의 수질 모니터링 결과 논에서의 수질 정화 효율은 TN의 경우 $40{\sim}65%$, TP의 경우 $15{\sim}60%$로 나타났다. 이는 배출수를 통한 하천이나 호소로의 유입에 있어서 환경개선효과를 기대할 수 있을 것이다. 농작업시 인체에 미치는 보건위생정도를 평가하기 위하여 지표미생물의 농도를 분석하였으며, 하수 재이용에 따른 농업용수 활용에 있어 인체에 크게 문제가 되지 않는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.668-676
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• 2018

우리나라의 저수지는 유효수심이 낮고 소규모의 인공호소가 대부분이어서 주변의 농경지로부터 유입되는 유기물질과 축산폐수 및 생활하수에 의한 수질오염에 취약한 실정이다. 이에 여러 가지 공법을 통하여 이를 개선하고자 노력하고 있으나 여전히 저수지의 오염정도가 심각한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 저수지의 유입부에 설치되는 침강지를 조성하기 위한 사석 위주의 부댐을 대체하면서 수질정화 효과를 부여하기 위하여 수질정화용 부댐을 경기도내 저수지에 설치하여 36개월간 수질개선효과를 측정하였다. 연구결과에 따르면 COD 14.6%, SS 38.6%, T-N 9.5%, T-P 11.2%로 나타났으며 계절 등 시기별로 유입수의 농도 변화가 뚜렷하였고 유입수의 농도가 높을수록 수질정화효과가 높게 나타났으며 36개월의 장기간 운영에 따른 여재의 공극 막힘 현상은 발생하지 않았다. 따라서 침강지의 정화효율이 아닌 부댐의 정화효율임을 고려하여 볼 때 수질정화용 부댐을 농업용 저수지에 설치할 경우 장기간 동안 침강지로부터 호소내로 유입되는 오염물질을 효과적으로 차단하여 호내의 수질오염을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.331-338
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• 2011

이 연구는 미생물 혹은 생물의 다양한 기능을 이용한 환경의 수복(bioremediation)을 활용한 자연 친화형 수질 정화 시멘트 벽돌로서의 가능성을 검토하고자 하였다. 현재 유용 미생물을 건축 소재에 활용하여 수질을 개선하는 연구들이 제안되어 왔다. 이 연구에서는 이러한 미생물의 수질 정화 능력을 이용하는 것으로서 선행 연구의 낫토균 이외에 된장균, 대구 S환경사업소에서 미생물을 탐색하여 16S rDNA 염기서열 분석법에 의해 동정된 유용 미생물 자원들을 이용하였으며, 이렇게 확보된 수질 정화 능력을 가진 유용 미생물 자원들에 대한 시멘트 벽돌에서의 수질 정화 특성을 검토하였다. 또한 시멘트 벽돌에 미생물을 흡착시키기 위하여 제올라이트를 사용 하였으며, SEM 분석을 통하여 제올라이트에 미생물이 흡착되어 있는 것을 확인 할 수 있었다. 실험 결과 유용 미생물을 이용 하였을 때 우수한 오염물질 제거율이 나타났기 때문에 자연 친화형 건설재료의 유용 미생물 활용이 가능하다고 판단되며, 이 연구에서 소개한 미생물 이외에도 다양한 미생물 자원들을 확보하여 건축 소재에 활용 가능한 수질 개선용 유용 미생물 자원들을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.