• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.457-457
• /
• 2021

인공습지는 자연이 가진 정화기작을 인위적으로 증가시키기 위하여 조성한 자연기반해법에 해당한다. 인공습지는 습지 내 식물, 미생물, 토양 등의 상호기작에 의하여 오염물질이 제거된다. 인공습지의 오염물질저감효율은 시설의 규모와 유량, 유입물질의 부하량 수리학적 부하량, 체류시간 등의 영향을 받게 된다. 일반적으로 인공습지 적정 규모는 유역 및 기상인자의 특성과 조성목적에 고려하여 산정된다. 본 연구는 전국 35개 지역에 설치된 54개 인공습지를 선정하여 모니터링을 수행하였으며, 2011년부터 2018년에 설치된 시설이다. 54개 시설 중 도심지역에 13개, 농업지역 25개, 공업지역 3개, 상업지역 3개, 축산 10개가 설치되어있다. 습지형태는 Cell형 자유수면형 인공습지(Free Water Surface, Cell-FWS), 유로형(Flow) 자유수면형 인공습지(Cell-FWS), Cell과 Flow형이 결합된 Hybrid-FWS, 수직흐름형 인공습지(vertical flow constructed wetland)와 수평지하흐름형 인공습지(vertical flow constructed wetland)가 결합된 HYBIRD 형 습지로 구분된다. 연구결과, 일반적으로 SA/CA 비율이 클수록 오염물질의 저감효율은 증가하는 것으로 나타났다. 오염 물질별 인공습지 규모를 비교할 경우 저감효율 60%에서 인공습지의 규모는 유기물>영양염류>입자상물질 순으로 나타났다. 목표 제거효율 60%에서 SA/CA 비는 BOD에서 약 3.2%, COD에서 2.5%, SS에서 1.9%, TN 2.5%, TP 2.3%로 나타났다. 입자상물질인 SS는 유기물 및 영양염류에 비하여 유역면적 대비 시설면적이 가장 적게 나타났으며, 유기물질 제거에 큰 시설규모가 필요한 것으로 나타났다. 따라서 인공습지 설계시 유역 토지이용 및 강우특성을 고려하여 적정한 수질과 유량모니터링이 필요하며, 이를 토대로 목표 오염물질 선정이 중요한 것으로 나타났다. 또한, 농업지역의 최적화된 인공습지 위치는 임야가 20~30%, 밭이 20% 이하, 논이 10~50%를 포함하는 곳이 적정한 것으로 평가되었다. 도시지역 인공습지는 도시면적이 증가할수록 효율이 크게 변하지 않기에 가용위치가 적정한 위치로 평가된다. 인공습지의 효율은 유역의 세부 토지이용에 크게 의존하는 것으로 평가되었다. 따라서 인공습지 설계시 농업지역에서는 임야, 밭 및 논의 적정면적을 고려하여 인공습지 위치가 결정되어야 하는 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.215-222
• /
• 2013

농업지역의 소하천에 흐르는 하천수는 유역의 농업활동으로 유출된 각종 영양염류의 함량이 높아 호소 유입시 부영양화의 원인이 된다. 본 연구에서는 농업지역의 하천수를 처리하기 위해 조성된 자유수면형 인공습지의 수문학적 유로에 따른 영양염류의 농도를 평가하고자 수행되었다. 습지내 유로에 따른 영양염류의 농도를 평가하기 위한 모니터링은 2009년 4월부터 2011년 11월까지 습지내 유로의 5개 지점에서 수행되었다. 채취된 시료는 유로에 따른 수질변화를 분석하기 위하여 질소와 인에 대한 집중적 분석이 수행되었다. 습지내 TP 저류의 원인을 평가한 결과 수온, DO 및 pH가 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 또한 습지내 유입수가 침강지를 통과한 직후 영양염류의 농도가 가장 크게 저감된 것으로 나타났는데, 이는 많은 양의 영양소가 입자와 부착된 형태로 이동하기 때문인 것으로 판단되기에 향후 습지 설계시 침강지의 기능 증대 방안 도입이 중요한 인자인 것으로 평가된다. 그러나 습지내에서 가장 큰 영양염류 저감이 발생한 지점은 유로의 85% 지점인 것으로 나타났다. 이는 습지내 미생물 및 식생흡입에 의한 영향으로 평가되기에 이를 활성화 하기 위한 얕은 습지 및 깊은 습지의 적절한 배치도 인공습지 설계에서 중요한 인자임을 보여주고 있다. 마지막 침전지 부분에서는 영양염류의 농도가 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 길어진 체류시간에 의한 퇴적층으로부터 용출이 원인인 것으로 평가되기에 습지설계시 침전지의 적정한 체류시간 확보가 중요한 것으로 나타났다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
• /
• 한국농공학회 2004년도 학술발표논문집
• /
• pp.103-103
• /
• 2004

• 한국습지학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.481-488
• /
• 2011

금강수계의 논산 양지리에 위치한 인공습지는 축산폐수처리시설에서 방류되는 처리수의 추가처리와 함께 강우시 유역에서 유출되는 비점오염물질을 처리하기 위하여 설치되었다. 본 시설은 2008년 설치된 이후부터 시설검증을 위한 모니터링을 수행중에 있으며 본 연구결과는 시설의 설치 직후로부터 1년간의 모니터링 결과를 정리한 것이다. 모니터링 결과, 평균 오염물질 저감효율은 TSS가 86%, BOD가 60%, TN은 45%, TP의 경우 70%로 산정되었다. 대부분의 모니터링에서 입자상 물질과 인의 평균 저감효율이 60% 이상의 높은 저감효율을 보이는 반면 질소의 경우 축산폐수의 높은 질소농도에 비해 낮은 유기물 농도에 의하여 낮은 저감효율을 나타내는 것으로 분석되었다. 따라서 유출수내 질소제거능 향상을 위해서는 긴 수리학적 체류시간 및 추가적 DO공급이 필요한 것으로 평가되었다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제52권6호
• /
• pp.57-62
• /
• 2010

본 연구는 자유수면형 인공습지에서의 시기적인 중금속 제거율의 변동을 평가하기 위하여 수행되었다. 대상 인공습지의 유입수는 하수처리수가 포함된 하천수이다. 인공습지에는 갈대 (Phragmites australis)와 부들 (Typha latifolia)이 주로 분포하며, 이들 두 종은 습지의 95 % 이상을 차지하는 우점종이다. 2009년 5월부터 9월까지 습지의 유입과 유출부분에서 유입수와 유출수를 시료 채취하였다. 채취된 시료는 ICP-AES 방법을 이용하여 6가지 중금속을 분석하였으며, 위해성 평가를 이용하여 카드뮴 (Cd), 크롬 ($Cr^{+6}$), 비소 (As), 납 (Pb), 니켈 (Ni), 구리 (Cu)의 분석 결과를 평가하였다. 위해성평가는 농부와 레크리에이션에 대한 두가지 시나리오를 바탕으로 이루어졌다. 연평균 중금속 제거율은 계절적인 변화 측면에서 큰 변화를 나타내지 않았다. 위해성 평가 결과 시료가 채취된 부분 및 계절적인 변화 대부분에서 US EPA의 기준인 $10^{-4}$를 초과하지 않는 수준으로 허용가능한 수준이었다. 하지만, 봄철 농부에 대한 위해성평가 결과 위해도가 $10^{-4}$ 수준이며, $10^{-6}-10^{-8}$ 수준은 질병의 이동이 우려되는 수준 (US EPA)임을 감안하여, 인공습지에 중금속 농도 저감 시설의 설치를 고려해야 한다. 본 연구에서는 위해성 평가를 가상의 시나리오에 적용하여 평가를 시도함으로서, 수치적인 자료로 제시할 수 있을 뿐만 아니라 중금속의 정량적인 평가를 수행할 수 있었다. 따라서 위해성 평가는 인공습지의 안전성에 대하여 대중과 소통할 수 있는 도구로서 이용할 수 있으며, 인공습지의 효율적인 운영 및 현장 적용에 있어서 스크리닝 도구로서의 역할이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.39-47
• /
• 2010

최근 우리나라 농경지 면적은 해마다 감소하고 있는 추세이나 이러한 농업지역으로부터 발생되는 오염부하량은 오히려 증가하고 있는 실정이다. 농업지역으로부터 발생되는 오염물질 중 대부분은 비점오염원에 의해 배출되며 이는 주로 저농도이면서 넓은 지역에서 대량으로 배출되는 특성을 보인다. 본 연구의 목적은 농업지역 내 비점오염원을 관리하기 위한 방안으로 인공습지를 적용하여 수질정화효율을 분석함으로써 인공습지 적용가능성과 오염물질 제거기작, 설계인자 등을 제공함에 있다. 모니터링 결과를 토대로 수질분석을 실시하였으며 분석 결과, 유입수의 평균 농도 제거율은 TSS가 26 %, BOD가 28 %, TN이 16 %, TP가 39 %로 나타났다. 또한 국내 하천수질기준에 준하여 인공습지 유입수과 유출수의 수질을 비교해 본 결과 대부분의 항목에서 수질등급이 향상되었다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.304-309
• /
• 2011

본 연구는 비점오염원 처리를 위한 자유수면형 인공습지인 복내 바이오파크 인공습지에서 수생식물에 의한 영양염류의 흡수특성을 평가하고자 하였다. 복내 바이오파크 인공습지내 주요 우점종은 달뿌리풀, 수련, 부들, 갈대 및 줄이었으며 최대건물생산량을 보인 8월의 주요 우점식생의 한 주당 건물생산량은 부들(54.27 g/plant) > 달뿌리풀(44.30 g/plant) ${\geqq}$ 갈대(39.60 g/plant) ${\geqq}$ 줄(37.80 g/plant) ${\fallingdotseq}$ 수련(36.75 g/plant) 순으로 높았다. 복내 바이오파크 인공습지내 수생식물의 질소 함량은 지상부의 경우 달뿌리풀, 수련, 부들, 갈대 및 줄이 각각 1.80~2.06%, 1.94~2.14%, 2.07~2.57%, 2.20~2.33% 및 2.20~2.33% 범위로 부들이 다른 수생식물에 비해 약간 높았으나 시기별로 큰 차이 없었으며 지하부의 질소 함�c도 이와 유사한 경향이었다. 복내 바이오파크 인공습지내수생식물의 인 함량은 지상부에서는 달뿌리풀(9400~9900 mg/kg 범위) 및 지하부에서는 줄(4964~6452 mg/kg 범위)이 다른 수생식물에 비해 약간 높았으나 시기에 따른 수생식물의 인 함량은 큰 차이 없이 비슷하였다. 복내 바이오파크 인공습지내 수생식물의 최대 질소 흡수량은 8월에 달뿌리 풀이 773 mg/plant, 수련이 625 mg/plant, 부들이 1206 mg/plant, 갈대가 754 mg/plant 및 줄이 768 mg/plant 이었다. 수생식물의 최대 인 흡수량은 8월에 달뿌리풀이 397 mg/plant, 수련이 177 mg/plant, 부들이 411 mg/plant, 갈대가 261 mg/plant 및 줄이 229 mg/plant이었다. 복내 바이오파크 인공습지내 수생식물 중 부들의 영양염류 흡수량이 가장 많았다. 이상의 결과는 향후 비점오염원 처리를 위한 인공습지 시공시 습지특성에 맞는 최적의 수생식물을 선정하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
• /
• 한국농공학회 2005년도 학술발표논문집
• /
• pp.637-642
• /
• 2005

The objective of this study is to evaluate design parameters of free water surface constructed wetland for the reduction of agricultural nonpoint source pollution. From literature review, the key design parameters were selected as influent concentration, influent water volume, hydraulic retention time and wetland system arrangement. The design value for each parameter was established after pilot study. Full-scale constructed wetland on the basis of the designed values was constructed to evaluate those reasonableness. The results of this study showed that the designed values for free water surface constructed wetland were appropriate for the reduction of agricultural nonpoint source pollution.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제53권6호
• /
• pp.85-91
• /
• 2011

Three different types of wetlands (unplanted wetland, reed planted wetland, cattail planted wetland) were constructed at the mouth of Seokmoon reservoir with 910 $m^2$ each to examine the effects of wetland plant on pollutant removal rate in constructed wetland, and operated for 9 years (2002~2010). Water depth of the wetland was maintained at 0.3~0.5 m, flow rate was about 40~200 $m^3$/day, and retention time was managed at about 1~5 days. There was no difference in removal rate of SS, TN, and TP between reed wetland and cattail wetland. Removal rate of SS and TN in planted wetland with reed and cattail were higher than unplanted wetland, whereas removal rate of TP in unplanted wetland was higher then planted wetland. The monthly variation of removal rate in planted wetlands was high compared with unplanted wetland. From the long term monitoring results, SS and TN removal rates of period3 (2008~2010) were higher than period1 (2002~2004) in planted wetland, whereas TP removal rate was decreased as time goes on. Overall, pollutant removal rate in constructed wetland was more influenced by existence of plants than by plant species. Although constructed wetland is operated long term period, SS, TN, and TP removal rate (SS 90 %, TN 60 %, TP 40 %) can be maintained high values.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제9권5호
• /
• pp.1-9
• /
• 2006

The purpose of this study is to make a design guideline in designing constructed wetland which can treat water quality both of point and nonpoint source water pollution. It focuses on structural aspects of two case studies of constructed wetland applying SSB(Sustainable Structured wetland Biotope) system in Korea. The constructed wetland of Lake Ju-am which was constructed in 2002 by Environmental Management Corporation, was designed by applying SSB system. It shows higher removal efficiency than expected - 56% of BOD removal efficiency, 60% of T-N removal, and 76% of T-P removal efficiency. In two cases, total wetland areal extents were calculated referred to treatment efficiency. The system is consist of micro-cell structures : inflow channel, forebay, multiple wetland cells and micro-pool. When designing constructed wetland appropriate in local area, the total organic system of vertical and horizontal structure : geology, hydrology, land use, and ecological surroundings of the sites should be considered totally.