• 한국환경농학회지
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• 제18권1호
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• pp.77-82
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• 1999

저수지의 수질개선을 위한 인공식물섬의 설치상 문제점, 수질개선의 가능성, 생태계의 변화, 유지관리, 향후 설치시 개선사항을 파악하기 위해 중규모 농업용 저수지에 인공식물섬을 설치 운영한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 포장에서 포트로 재배된 식물을 뿌리에 붙어 있는 토양과 함께 쥬트(마)포트에 넣어 식물매트에 심은 결과 고사된 식물이 없는 것으로 조사되어 포장에서 재배된 수생식물을 농업용 저수지에 식재할 경우 수생식물의 성장에는 지장이 없는 것으로 나타났다. 2. 천연소재인 쥬트포트와 식물매트는 물 속에서 상당 기간 체류하면서도 원래의 재질 상태를 유지하고 있는 것으로 조사되어 이들의 부식은 상당한 기간에 걸쳐 일어날 것으로 보여 이들이 저수지의 수질에 미치는 영향은 거의 없을 것으로 판단된다. 3. '98. 6월에 식재된 애기부들, 줄, 갈대의 인공식물섬에서 성장 기간동안 순생산량은 $962gDM/m^2$, $1,115gDM/m^2$, $523gDM/m^2$으로 계산되었으며, 식재 당시에 비해 각각 33, 44, 56배 성장하였다. 단위 면적당 순생산량은 줄이 가장 높으며, 생산량 속도는 갈대가 가장 높은 것으로 조사되었다. 인공식물섬에 식재된 식물의 성장속도, 지상부와 뿌리부의 균형 등을 고려할 때 갈대가 가장 유리한 것으로 나타났다. 4. 인공식물섬에 식재된 식물의 총 영양물질의 흡수율을 계산한 결과 질소 5.0kg/yr, 인 0.8kg/yr으로 나타났다. 지수지 수표면의 1/20을 인공식물섬으로 조성할 경우 영양물질 흡수량은 저수지 삭감부하량의 질소는 9%, 인은 34%를 처리할 수 있어 인공식물섬이 저수지 수질개선공법으로 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 5. 인공식물섬이 설치된 부분과 설치되지 않는 부분의 수질을 분석한 결과 저수지에서 바람과 호류(湖流)의 영향으로 인공식물섬 설치에 따른 저수지 수질효과를 직접적으로 파악하기는 어려운 것으로 나타났으며, 이 부분은 수질예측모형을 이용하거나 같은 규모의 폐쇄된 연못을 여러 개 만들고 인공식물섬이 있는 경우와 없는 경우의 수질을 측정하여 분석하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 6. 인공식물섬의 아랫부분은 어류와 새우류의 서식처, 인공식물섬 매트위는 양서 파충류의 서식처 기능을 하며, 인공식물섬 위에는 많은 곤충류가 날아들고 있고, 식재된 식물 이외에 11종이 유입되어 인공식물섬은 생물의 종다양성에 크게 기여하는 것으로 나타났다. 7. 인공식물섬은 수질을 정화할 뿐만 아니라 경관과 종다양성의 증진, 유지관리의 용이, 고도의 기술과 에너지의 불필요, 부하변동에 대한 적응성이 좋은 것으로 나타나 저수지의 수질개선에 유용한 공법으로 평가되었다. 그러나 효율적인 인공식물섬이 되려면 가볍고 강하며, 내구성이 있고 비용이 적은 부체를 개발하는데 깊은 연구가 이루어져야 한다.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.19-25
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• 2009

녹조 저감 방안의 하나인 인공식물섬을 영양염 농도가 높은 서천군에 위치한 신구저수지에 설치하여 2006년 9월부터 2007년 5월까지 동 식물플랑크톤의 정성 정량 조사하여 인공식물섬이 동 식물플랑크톤의 출현 종 수와 세포수, 개체수에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 남조류의 개체수는 인공식물섬을 설치한 후 한 달 정도 지난 2006년 9월에 대조구에서 약 $1.8{\times}10^6cells\;mL^{-1}$, 인공식물섬 설치수역에서 약 $1.3{\times}10^6cells\;mL^{-1}$, 대조구에서 가장 적게 출현했었던 시기는 2006년 12월로 약 $100\;cells\;mL^{-1}$였다. 그 이후 남조류는 2007년 3월부터 우점종이 되었던 시기에 $3.0{\times}10^4cells\;mL^{-1}$, 5월에는 약 $1.5{\times}10^5cells\;mL^{-1}$였다. 인공식물섬 설치수역에서는 비슷한 경향이었으나, 2006년 12월부터 이듬해 2월까지 남조류는 출현하지 않았다. 그리고 남조류 개체수가 급증하기 시작한 시기도 대조구보다 한 달 늦어진 4월로 세포수는 약 $2.7{\times}10^4cells\;mL^{-1}$였고 5월에는 $5.3{\times}10^4cells\;mL^{-1}$으로 2007년 5월 같은 달을 비교해 보면 인공식물섬 설치수역이 대조구보다 약 3배 정도 남조류의 세포수가 적었다. 동물플랑크톤은 식물플랑크톤과는 달리 다양한 종이 우점하고 있는 것을 알 수 있었으며 대조구와 인공식물섬 설치수역에서의 우점종도 서로 다르다는 것을 알 수 있었다. 신구저수지에 설치된 인공식물섬은 식물플랑크톤의 밀도를 낮게하고 동물플랑크톤의 밀도는 높게하는 기능이 있음을 확인하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.221-230
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• 2016

유속이 낮은 정체수역에 대하여 부영양화에 의한 녹조발생을 미연에 방지하고 수질개선을 도모하기 위하여 기존 인공식물섬 운영기술에 다양한 요소기술을 도입한 다기능 인공식물섬을 개발하였고 개발기술에 대한 성능검증을 위하여 경기도에 소재하는 하천에서 여름철과 겨울철 동안에 모니터링 하였다. 본 연구의 다기능 인공식물섬은 수질정화 기능을 높이기 위해서 정수식물 기반의 식생여과 공정 위주의 일반 인공식물섬 기술에 미세기포 공정과 인공여재에 의한 인 흡착/여과 공정을 추가하여 운영하였다. 개발기술에 대한 계절에 따른 오염물질 (COD, T-P) 제거율 변화로부터 오염부하가 낮은 겨울철 (15.9%, 20.0%)보다는 부하가 높은 여름철 (40.9%, 45.7%)에 높은 처리효율을 갖는 것으로 나타났고 공정별 제거율 (SS, Chl-a)에서는 미세기포 공정은 여름철 (33.1%, 39.2%)에, 인 흡착/여과 인공여재 및 식생여과 공정은 겨울철 (76.5%, 59.5%)에 높은 제거효율을 갖는 것으로 분석되어 다기능 인공식물섬의 정화능은 계절별 변화 또는 오염부하 정도에 따라서 적용 기술별로 제거능을 나타내어 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료되었다. 또한, 인공식물섬 주변의 생태변화 분석결과, 식물섬 저부에 미세기포의 공급으로 용존산소가 증가됨으로써 혐기화에 의한 물질환원 현상을 방지하고 수류순환을 유도하여 친환경적인 새로운 수생태계가 조성되는 것을 확인하였고 이러한 결과들을 통하여 다기능 인공식물섬에 의하여 정체수역의 수질이 개선되고 다양한 동식물의 성장으로 정체수역 저부의 물질순환이 개선될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 물과 미래
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• 제33권3호
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• pp.97-103
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• 2000

• 생태와환경
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• 제41권spc호
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• pp.93-98
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• 2008

인공식물섬의 BOD, SS, T-N, T-P제거효율과 조류의 성장억제 능력을 분석하였으며 조류제어효과에 있어서 미생물보유활성화, 식물의 흡수효과에 대한 각각의 효과성을 판단하기 위해 구성요소별 장치를 구성하여 실험하였다. 구성요소별 장치는 (1) Blank Test, (2) 인공식물섬(VAFI) $0.25m^2$, (3) 식물을 식재 하지 않은 인공식물섬(AFI) $0.25m^2$, (4) 인공식물섬을 수면위로 부유시키기 위한 부력재 $0.25m^2$, (5) Media (부력재 $0.25m^2$에 50cm 길이로 Media를 4줄 부착)이다. BOD제거는 VAFI, AFI, 부력재, Media에서 각각 82.7, 80.8, 45.2, 59.6%로 나타났다. T-N제거는 VAFI, AFI, Media에서 각각 51.2, 31.7, 25.1%로 나타났다. T-P제거는 VAFI, AFI, 부력재, Media에서 각각 23.3, 16.7, 10.0, 13.3%로 나타났다. 엽록소-${alpha}$는 VAFI에서 97.9%가 제거되었다. VAFI의 구성 요소별 제거율은 차광효과 35.1%,미생물의 복합작용에 의한 효과 61%, 식물과 뿌리에 의한 효과 1.8%인 것으로 나타났다.

• 한국동물학회:학술대회논문집
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• 한국동물학회 2000년도 한국생물과학협회 학술발표대회
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• pp.164.1-164
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• 2000

• 생태와환경
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• 제35권4호통권100호
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• pp.266-272
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• 2002

팔당호에 설치된 인공식물섬에서 미생물의 역할을 알아보기 위하여 동물플랑크톤 군집 크기, 총세균수, 활성세균수, ${\beta}$-glucosidase와 phosphatase의 체외효소활성도를 2001년 11월 3일부터 2002년 4월까지 격주로 인공식물섬이 설치된 지역과 바깥지역을 대상으로 조사 분석하였다 인공식물섬 아래에서는 일반적으로 측정하는 환경요인들은 대조구보다 수질이 나쁜 것으로 나타났다. 그러나, 동물 플랑크톤의 수는 대조구보다 굉균 25배, 활성세균의 수는 평균 3-8배, 그리고 체외효소활성도는 훨씬 높은 값을 보였다. 이러한 결과는 인공식물섬에서는 동물플랑크톤-식물플랑크톤-수초-세균의 밀접한 관계가 존재하고, 이 관계에 의하여 동물플랑크톤과 세균의 호흡, 분해작용으로 유기물이 제거되는 것으로 판단되었다.

• 미생물학회지
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• 제43권1호
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• pp.40-46
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• 2007

생태계가 파괴된 파로호에 수초대를 복원하는 방법으로 rubberized coconut fiber를 식생기반재로 사용한 인공식물섬을 2003년 8월에 설치하였다. 인공식물섬 식생기반재에서는 식물이 자랄 수 있을 정도로 영양염이 농축되어 꽂창포(Iris ensata), 노랑 꽃창포(Iris pseudoacorus), 갈대(Phragmites communis)등 식재된 식물이 잘 자랐다. 이 과정에서 세균의 역할을 알아보기 위하여 2004년 4월부터 10월까지 2주 간격으로 총세균수, 활성세균수, ${\beta}-glucosidase$, phosphatase를 조사한 결과 인공식물성 식생기반재의 공극수에서 각각 평균 $28.6{\times}10^{6}\;cells/ml,\;22.7{\times}10^{6}\;cells/ml,\;452.9nM/L/hr,\;16381.9nM/L/hr$로 조사되어 파로호 호수물보다 각각 10배, 15배, 22배, 38배 높았다. 그리고 영양염류농도는 총인과 충질소가 식생기반재 공극수에서 각각평균 1.06 mg/L, 12.5 mg/L으로 조사되어 호수물보다 12배, 3배 높았다. 이 결과 인공식물섬 식생기반재에서 새로운 생태계가 만들어졌으며, 이 생태계에서 세균이 중요한 역할을 하여 빈-중영양상태의 호수물에서도 식물이 잘 자랄 수 있었다.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.263-270
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• 2010

현재 인구 증가와 더불어 용수의 저장고로만 쓰이던 호소는 최근 수질개선 문제뿐만 아니라 친수성과 경관성이 요구되고 있다. 따라서 호소의 경관성을 향상 시킬 수 있는 자연정화법인 인공식물섬이 각광 받고 있으나, 낮은 수질개선 효율 등 여러 가지 한계점을 가지고 있다. 따라서 인공식물섬의 단점을 보완하기 위하여 장치를 설계하고 수질개선 효율을 향상시키기 위하여 식생과 여재를 혼용하는 방법을 고안하였으며, 인공식물섬에 충진 될 여재의 오염물질 제거 효율을 알아보기 위한 Lab scale 실험과 여재와 식생을 혼용한 인공식물섬을 현장에 직접 설치하여 현장 적용성을 평가하였다. 1. 기존의 인공식물섬의 경우 시설의 처리면적이 작고 식생만을 이용한 처리 방식이며, 동절기의 경우 식생이 성장하지 못하여 호소의 수질정화 효과에 영향을 미치기 때문에 문제시 되고 있다. 따라서 본 장치는 효율적인 수질개선 효과를 얻기 위해서 여재와 식생을 혼용하여 사용하여 수질개선 효과를 높였고, 유출수를 분수로 분출하기에 경관성과 친수성을 확보할 수 있게 하였다. 2. 고농도 유입수 조건에서의 Bio Stone의 오염물질 제거효율은 SS 62.2%, BOD 50.2%, COD 55.1%, T-N 31.6%, T-P 38.4%로 조사되었다. 유입수의 농도가 높을수록 제거효율이 높은 것으로 나타났다. 3. 본 장치의 현장적용성을 평가하기 위하여 호소 생활 환경기준 IV~VI급의 호소에 장치를 설치하고 유입수 대비 유출수의 제거효율 조사 하였고, 그 결과 SS의 평균 제거효율은 53.5%, BOD는 평균 32.8%, COD는 평균 36.9%, T-N은 평균 22.6%, T-P는 평균 33.2%로 조사되었다. 4. 유출수를 분수형태로 분출하기 때문에 폭기현상을 일으켜 자정능력을 향상시킬 수 있으며, 정체성 호소에 인위적인 교란을 주어 넓은 범위의 수질을 개선할 수 있다. 또한 부체틀을 SUS304로 제작하여 부체틀의 부식에 의한 오염이 없으며 반영구적으로 사용할 수 있다.

• 생태와환경
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• 제41권1호
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• pp.19-25
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• 2008

팔당호에 설치된 인공식물섬 식생기반재 내에서 세균의 생태학적 기능을 파악하기 위하여 식생기반재 내의 공극수와 호숫물에서 총인(TP), 용존인(DIP), 총질소(TN), 질산성질소$(NO_3)$총세균수, 활성세균수와 체외효소활성도를 측정하였다. 인공식물섬 식생기반재의 공극수에서 TN과 $NO_3$농도는 각각 $4.4\sim7.5mg\;L^{-1}$, $1.2\sim3.8mg\;L^{-1}$ 범위로 호숫물보다 약 2배 높게 나타났으며, TP와 DIP값도 식생기반재 공극수에서 각각 $1.4\sim4.1mg\;L^{-1}$, $0.003\sim0.137mg\;L^{-1}$ 범위로 TP 값은 호숫물보다 약 $4\sim25$배, DIP값은 5.3배 높은 값이었다. 총세균수와 활성세균수는 호숫물보다 10배 이상 값을 보였다. 또한 phosphatase 및 $\beta$-glucosidase 활성도도 인공식물섬 공극수에서 호숫물보다 10배 이상의 높은 결과를 보여 식생기반재 내부에서 세균에 의한 영양염류의 농축과 왕성한 유기물질분해가 일어나고, 이 과정에서 수초의 성장, 동물플랑크톤의 증식 등 새로운 수생태계가 조성된 것으로 사료된다.