• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.59-70
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• 2012

본 연구에서는 중금속오염 토양에 대하여 소량의 다양한 안정화제를 이용한 안정화공법과 식물정화증진공법을 동시에 적용하여 식물상 정화공법의 보조단계로 최적의 효과를 가진 안정화제를 알아보고자 하였다. 국내의 비교적 큰 규모의 중금속 오염토양인 제련소 오염토양을 대상으로 zeolite, Mn dioxide, slag, Ca oxide, 및 magnetite를 안정화제로 처리한 후 고사리과 식물을 이용한 식물상 정화증진공법 실험을 진행하였다. 안정화제 사용여부 및 종류에 따른 토양의 중금속 추출율을 확인하였으며, 식물시료의 성장 특성과 중금속 흡수율을 확인하였다. 안정화제 적용 시 토양의 용출율은 감소되었으며 중금속의 안정화가 이루어졌으며, magnetite, calcium oxide등의 안정화제가 좋은 효과를 보였다. 식물시료의 분석결과 Pb, Cu, Zn, 그리고 Ni등의 중금속은 식물의 뿌리 부분에 높은 농도로 농집 되는 것을 확인하였고, As의 경우 잎에 높게 농집 되는 것을 확인하였다. 안정화제를 투입한 결과 식물의 성장이 촉진되어 바이오매스생산량이 증대되었다. 안정화제는 식물상 정화공법이 적용되는 비교적 장기간 동안 토양 내의 중금속의 용출을 막아주며 식물의 성장을 촉진시켜 식물상 정화공법만을 사용할 경우 염려되는 오염의 유출 등의 식물상 정화공법의 단점을 보완해줄 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권11호
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• pp.725-732
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• 2014

식물정화공법(Phytoremediation)은 식물을 이용하여 오염된 토양 또는 폐수의 유해한 오염물질을 흡수, 제거, 안정화, 무독화 시키는 기술을 의미하며, 친환경적, 경제적인 오염정화 방안이다. 포플러는 생장이 빠른 속성수종으로써 수분과 양분을 흡수하는 능력이 우수하여 각종 오염물질을 효과적으로 흡수제거하므로, 유기오염물질, 중금속 등 유해물질 제거에 높은 효율을 보이고 있다. 본 연구에서는 식물정화공법의 부산물로 발생되는 포플러를 원료로 이용한 활성탄 제조시스템을 대상으로 전과정평가 기법에 의해 환경에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 최적의 탄화 및 활성화 조건에서 이동식 소규모의 로터리킬른 회전로를 사용하여 에너지소비를 최소화 하였을 때 환경편익이 가능한 것으로 추정되었다. 시스템경계확장방법을 적용하여 야자각을 원료로 한 활성탄 제조시스템의 환경영향의 회피분석결과 자원고갈을 제외한 환경영향 범주에서 마이너스 효과를 보이므로 잠재적 가능성이 있는 것으로 사료된다.

• 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 2015년도 학술발표회
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• pp.551-555
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• 2015

본 연구는 수체 내 오염물질을 직접적으로 처리할 수 있는 친자연형 소재와 생물을 통한 처리의 다양한 기술 및 공법 중 식생을 이용한 수질의 정화효율에 대해 조사 하였다. 사용된 식생은 환경부 '하천식물자료집'을 바탕으로 수질정화능력이 있고 다년생으로 안정적인 생육특성을 갖는 식생으로 노랑꽃창포, 부들, 수크령, 질경이택사, 창포를 선정하여 약 13 L 크기의 원통형 반응조내에서 실험을 진행하였다. 선별된 식생들은 물가에 서식하는 식물로 15 cm 마사토를 식재 기반으로 하여 반침수 조건으로 실험을 진행하였다. 유입수는 경기도 용인시 기흥구에 위치한 기흥저수지 샘플과 경기도 화성시에 위치한 황구지천 샘플 혼합액 7 L를 주입하여 유입수 대비 유출수의 COD, T-N, T-P에 대한 저감 효율을 검토하였다. 노랑꽃 창포와 창포의 경우 침수된 부분에 플럭이 발생하여 투명도가 낮은 것으로 확인되었고, 수크령과 질경이택사의 경우 노랑꽃 창포와 창포에 비해 플럭의 발생은 적었지만 투명도는 비교적 높은 것으로 확인되었다. 특히 부들은 다른 식생에 비해 성장이 왕성한 것을 관찰할 수 있었으며, 수체의 탁도 또한 매우 낮아 투명한 것으로 확인되었다. 실험 종료 시점에는 창포의 경우 수체 내에서 잎 자체가 분해되어 식재기반 상부가 검정색으로 혐기화 된 것으로 나타났고, 부들의 경우 플럭이 약간 형성되었으나 투명도가 좋고 성장이 왕성한 특징을 나타내었다. 부들의 경우 COD, T-P의 평균 제거효율이 각각 47.1%, 46.0%로 조사되었고, 노랑꽃창포의 경우 T-N의 평균 제거효율이 63.9%로 선별 된 식생 중 가장 높게 조사되었다. 따라서 수질정화를 위한 공법으로는 부들과 노랑꽃창포가 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.77-84
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• 2008

토양정화법은 하 오수 및 폐수정화를 위하여 호기성 미생물이나 혐기성 미생물 같은 토양미생물을 활용하여 하 오수 및 폐수를 정화하는 공법으로, 흙 속에 있는 토양 미생물은 종류가 다양하여 주변 환경 변화에 따른 미생물의 증식이 가능하다. 따라서 토양정화법은 타 공법과는 달리 유입수의 부하변동에도 적절하게 대응할 수 있으며, 특별한 유지관리기술이 불필요한 공법으로 T-N, T-P등을 함께 처리할 수 있다. 또한, 상부에 개량된 토양을 피복하고 그 위에 잔디 등 식물을 식재함으로써 악취를 제거하고, 휴식공간으로도 이용이 가능하다. 본 연구에서는 토양정화법이 적용된 현장의 유입수와 유출수의 수질을 비교하여 토양정화법의 오염물질의 처리 과정과 능력을 분석하였다. 그 결과 BOD, COD, SS, 대장균 수의 처리효율은 약 90~100%로 나타났으며, T-N, T-P의 처리효율은 60~80%로 나타났으며, 유출수의 수질은 하수종말 처리시설 방류수 수질기준을 만족하였다.

• 자원환경지질
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• 제43권2호
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• pp.101-107
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• 2010

폐광지역 비소오염 토양에 이용될 식물상복원공법으로서 논에서 쉽게 발견되는 피의 적용가능성을 알아보고자 하였다. 식물을 이용한 토양 정화 공법이 가지는 장기간의 처리시간이 소요된다는 단점을 해결하고자 PSM(phosphate-solubilizing microbes)과 EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid)를 처리하여 그 상승효과를 관찰하였다. PSM을 처리한 시험구에서는 식물의 바이오매스가 증가하여 비교 시험구에 비하여 비소재거 효율이 약 16% 정도 증가하였다. EDTA 처리구에서는 토양 내 중금속의 이동성야 증가하여 BF(bioaccumulation factor) 는 증가하였으나, EDTA가 식풀의 성장을 저해해 오히려 제거 효율이 20% 정도 감소하는 결과를 가져왔다. 따라서 식물성복원공법에 PSM 및 EDTA의 처리는 식물의 비소 흡수를 어느 정도 증대시킬 수는 있으나, 특히 EDTA를 처리할 경우에는 처리 시기 및 처리량의 선택에 있어서 식물의 성장을 저해하지 않도록 해야 하며, 지속적인 모니터링이 요구된다는 결과를 얻었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제38권4호
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• pp.426-433
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• 2024

본 연구에서는 식물에 의한 표면적 증가와 생리작용이 미세먼지 정화에 미치는 영향을 추정하기 위하여 대조구(Control; Type C)을 설정하고, 관엽식물(Spathiphyllum wallisii; Type P)과 인조식물(Artificial Plant; Shape of Spathiphyllum wallisii; Type A.P)을 활용하여 미세먼지 정화소요시간을 측정하고 비교·분석하였다. 그 결과, 각 실험구별 미세먼지 정화에 소요된 시간은 Type C에 비하여 Type A.P는 57~64%, Type P는 31~32% 수준으로 감소하였다. 이후, LMM(Liner Mix Model)을 활용하여 각 실험구별 시간변화에 따른 교호작용을 검정한 결과, 표면적증가와 시간변화(PM10 : t=3.123, p<0.05, PM2.5 : t=3.180, p<0.05), 생리작용과 시간변화(PM10 : t=4.065, p<0.05, PM2.5 : t=4.307, p<0.05)는 통계적으로 유의한 것으로 분석되어 각 요인과 시간변수의 교호작용이 있음을 확인할 수 있었다. 마지막으로 식물의 미세먼지 정화요인에 따른 효율은, 정화요인이 존재하지 않는 대조구(Type C)에 비하여 표면적 증가로 1.40배, 생리작용으로 1.95배, 총 평균 2.74배의 정화시간이 더 짧은 것으로 비선형회귀분석을 통해 추정하였다. 이상의 결과를 종합하여 식물체의 미세먼지 정화매커니즘 중 생리작용(방출 및 흡수 등)이 표면적 증가(흡착)보다 더 큰 영향을 미치고 있음을 예상하였으며, 이에 따라 미세먼지 정화 기능을 목적으로 하는 녹지에서 비배 및 관수관리등 녹지관리가 중요한 요인임을 피력하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권5호
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• pp.51-58
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• 2006

본 연구에서는 국내에 자생하는 포플러나무중 양황철을 대상으로 토양칼럼에서의 디젤(TPH) 제거 특성 및 식물체에 미치는 독성효과를 평가하였다. 포플러 삽목은 2달간 생장시킨 후 본 실험에 이용되었으며, 다양한 디젤농도(0, 200, 500, 1000, 2000 mg/kg)를 대상으로 60여 일간 진행되었다. 양황철에 의한 디젤 제거 실험에서 낮은 디젤농도에서는 효과적인 처리가 관찰된 반면, 농도가 증가할수록 처리효율은 급격하게 감소하였다. 또한 뿌리생장이 활발한 토양칼럼 하부에서의 처리효율이 상대적으로 높았다. 그리고 양황철 생장과 증산량을 비교하여 디젤의 양황철에 미치는 독성효과의 여부를 검토하였다. 실험기간동안 양황철의 황백화 현상, 뿌리생장 저하, 증산량 감소 현상 등이 관찰 되었다. 또한 토양칼럼 깊이별 측정한 미생물 활성도 결과는 뿌리 생장이 많은 토양 칼럼 하부와 영양염류 및 디젤 분해미생물을 추가로 주입해준 경우가 높았다. 이러한 식물의 정화효과는 근권에 있는 토양미생물에 유용한 뿌리 분비물을 지속적으로 제공함으로써 미생물의 활발한 번식 및 분해활동이 더욱 촉진되는 것으로 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1B호
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• pp.101-105
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• 2010

해바라기(Sunking4505)와 유채(선망)는 고농도 올레인산을 함유한 유지종으로 바이오디젤 생산 원료로 사용되며, 식물정화공법(phytoremediation)에 사용되는 대표적 식물종이다. 본 연구는 이 식물종을 이용하여 카드뮴이 발아율 및 생육량에 미치는 영향을 평가하였다. 대상 식물종의 씨앗은 카드뮴용액(0, 1.5, 4, 12, 30, 60, 100, 150, 300, 500 mg/L)에서 7일간 배양 후 발아율, 유근과 지상부, 유묘 길이, 건조중량을 측정하였으며, 이를 이용하여 $IC_{50}$, 식물활성도, 내성지수를 구하였다. 또, 각 데이터는 분산분석(ANOVA)를 사용하여 유의성을 검증하였다. 건조중량을 제외한 발아율과 생육량은 카드뮴 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 해바라기와 유채의 $IC_{50}$은 112, 10 mg-Cd/L이고, 해바라기씨는 500 mg-Cd/L에서 1개만 발아하였고, 유채씨는 150 mg-Cd/L 이상의 농도에서는 발아하지 못하였다. 대상 식물의 뿌리는 지상부보다 카드뮴에 대해 높은 민감도를 보였다. 해바라기의 발아율과 생육량, 식물활성도는 유채보다 높은 값을 가졌고, 내성지표는 상대적으로 저농도에서 유채보다 낮은 값을 가졌으나, 높은 농도에서는 유채가 발아하지 못해 높은 값을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권3호
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• pp.425-433
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• 2011

자연정화공법에 의한 축산폐수처리장에서 효과적으로 축산폐수를 처리하기 위해 인공습지 축산폐수처리 시스템에 전처리방법으로 수생식물여과조와 활성슬러지조를 적용하여 최적 전처리방법을 조사하였다. 또한, 최적 전처리방법을 실제 현장 축산폐수처리장에 연계하여 시공한 후 전처리방법의 효율성과 안전성을 검토하였다. 수생식물여과조와 인공습지를 연계한 소형 축산폐수처리장치에서 최종방류수 중 COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 83, 89, 63 및 87%이었다. 활성슬러지조와 자연정화공법을 연계한 소형 축산폐수처리장치에서 최종방류수 중 COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 96, 95, 86 및 92%이었다. 수생식물여과조 및 활성슬러지조는 인공습지 축산폐수처리장의 전처리공법으로서 질소와 인 처리효율을 향상시킬 수 있어 고농도의 축산폐수를 안정적으로 처리하기 위해 필요할 것으로 판단된다. 최적 전처리방법을 연계한 실제 현장 축산폐수처리장에서 COD, SS, T-N 및 T-P 의 처리효율은 모든 조건에서 각각 99.8, 99.9, 99.2 및 99.9%으로 높은 처리효율을 보였다.