슬러지 응집제로서 폴리머, 제올라이트, 고령토, 황토, 키토산 등의 하수슬러지에 대한 응집효과 및 폴리머와 이들 응집제를 혼합한 물질의 응집효과를 검토하였다. 2,500~50,000 mg/L 농도에서 황토가 고령토, 제올라이트보다 하수슬러지에 대한 응집효율이 높았다. 제올라이트, 고령토, 황토 20,000 mg/L 처리의 응집효과는 폴리머 1,000 mg/L 처리의 응집효과보다 낮게 나타났다. 따라서 제올라이트, 고령토, 황토 단독 처리로는 현행 하수슬러지 탈수 시에 사용 중인 폴리머와 같은 응집효과는 기대하기 어려웠다. 키토산 역시 폴리머와 같은 1,000 mg/L 처리에서 응집효과가 현저하게 낮은 것과 고가의 구입비용을 감안하였을 때 키토산 단독처리는 현실적이지 않은 것으로 나타났다. 하수슬러지에 대한 지렁이처리법 적용에 유리한 응집제 조합은 '폴리머 80mg/L +고령토 또는 황토 500 mg/L + 키토산 10 mg/L' 으로 판단되며, 다음으로 '폴리머 80 mg/L + 고령토 또는 황토 500 mg/L' 조합으로 판단된다.
지렁이는 농생태계의 주요 지표생물의 하나이다. 지렁이는 토양생태계 내에서 유용한 생물이지만 골프장에서는 잔디 위로 배출하는 분변토로 인하여 잔디의 균일성과 경기력을 저하시키는 문제를 유발하고 있다. 그러나 우리나라 골프장에서 발생하는 지렁이의 종 다양성이나 계절적 밀도변화에 대한 연구는 수행 된 바 없다. 따라서 본 연구는 골프장 잔디에서 지렁이의 종조성과 계절적 밀도변동을 알아보기 위하여 수행하였다. 5개 골프장에서 봄과 가을철에 직접 조사법과 티사포닌 관주처리법으로 지렁이 종류를 조사한 결과 3과 6종(Aporrectodea caliginosa, Bimastos parvus, Drawida japonica, Amyanthas carnosus, Am. heteropodus, Am. hupeiensis)이 채집되었다. 지렁이 종조성과 밀도는 골프장별로 차이가 있었으며 낚시지렁이과(Lumbricidae)의 장미줄지렁이(Ap. caliginosa)가 안성과 동래베네스트골프장의 우점종이었으며 왕지렁이과(Megascolecidae)의 젖꼭지지렁이(Am. carnosus)가 안양과 글렌로스골프장의 우점종이었다. 장미줄지렁이는 7월에는 미성체만 채집되었고, 젖꼭지지렁이는 8월에 미성체와 성체가 채집되었다. 지렁이 밀도의 계절적 변화는 종별로 차이를 보여 똥지렁이(Am. hupeiensis)는 8월에 밀도가 가장 높았으며 장미줄지렁이는 4월에 가장 밀도가 높았으나 소수 개체가 채집 된 종들은 시기별 밀도의 우점 경향성이 없었다.
농경지에 과거에 사용했거나 사용중인 살균제 14종에 대하여 농경지에 뿌려지는 추천사용량을 기준으로 토양표토처리법, 침지법, 여지접촉법으로 실험을 수행하였다. 그 결과 추천사용량에서 14종의 농약이 무처리와 통계적으로 유의성이 없는 것으로 나타나, 이런 농약들은 줄지렁이 치사에 영향을 주지 않는 것으로 판단되었다. 그러나 benomyl, Thiophanate-methyl, carbendazim 농약은 지렁이에게 독성이 높은 것으로 보고되어 있어 추가적인 검토가 필요하다고 생각된다.
부숙기간(부숙 0일, 15일, 30일, 50일, 80일)이 다른 돈분퇴비에 대한 줄지렁이의 섭식량, 생체량, 산란율 및 돈분퇴비로부터 생산된 분변토의 이화학적 성상을 조사하였다. 돈분퇴비에 대한 지렁이 섭식량은 부숙 기간이 길어질수록 증가하였으나, 지렁이 생체량은 30일간 부숙된 돈분퇴비에서 가장 높았으며, 80일간 부숙된 돈분퇴비에서는 생체량이 현저하게 감소하였다. 지렁이의 산란수는 부숙이 진행된 먹이일수록 낮아지는 경향을 보였으며, 특히 80일간 부숙된 돈분퇴비에서 현저하게 낮았다. 부숙기간이 다른 돈분 퇴비로부터 생산된 분변토의 pH, 전기전도도, C/N율이 일반적인 퇴비화 공정보다 빠르게 감소되었으며, 생산된 분변토의 유기물 함량은 돈분퇴비의 부숙기간에 무관하게 35.9-39.8%으로 균질화되었다. 이상에서 지렁이의 처리효율, 생장률 등을 고려하였을 때, 돈분에 대한 지렁이처리를 위한 돈분퇴비의 부숙기간은 15-30일 정도가 적정한 것으로 판단된다. 그리고 일반적인 퇴비화와 지렁이 처리법의 혼합적용에 의해 돈분을 효과적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라 양질의 분변토와 지렁이를 생산할 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구는 동판 건물 주변의 구리 오염 토양과 지렁이를 이용해 microcosm soil test를 실시함으로써 지렁이 체내에 농축된 구리 농도와 몇 가지의 토양 내 중금속 침출 방법으로 측정한 토양 내 구리 농도간의 상관관계를 비교하기 위하여 수행하였다. 조사 지역의 토양 시료를 이용해 control, 1C(Contamination level, 최저 처리 농도), 2C, 4C, 8C, 16C(최고 처리 농도)의 여섯 가지 처리구를 통해 microcosm soil test를 실시한 결과, 토양 내 구리의 농도와 실험 기간이 경과함에 따라 지렁이의 생장량과 지렁이 체내 농축 구리 농도가 함께 증가하는 것으로 조사되었으며, 그 정도는 microcosm 내 토양의 구리 처리 농도와 같은 순서였다. 토양 내 구리 농도를 조사하기 위해 공정시험법을 사용하였고 토양 내 구리 총함량을 조사하기 위해 EPA 3051 방법을 사용하였다. 공정시험법으로 침출한 토양 내 구리 농도와 토양 내 구리 총함량간의 상관계수(r)는 0.9875~0.9993로 고도의 정의 상관관계가 존재하였다. 위의 두 결과와 지렁이 체내에 농축된 구리 농도와의 상관관계를 비교해 본 결과, 공정시험법으로 침출한 토양 내 구리 농도와 지렁이 체내 농축 구리 농도간의 상관계수와 토양 내 구리 총함량과 지렁이 체내 농축 구리 농도간의 상관계수는 각각 0.9193~0.9728과 0.9282~0.9844로 고도의 정의 상관관계를 나타내었다. 토양 내 구리 농도와 지렁이 체내 농축 구리 농도 간에 상당히 높은 수준의 상관관계를 보임에 따라 지렁이는 토양 내 구리 오염에 대한 유용한 생물지표종(biological indicator species) 또는 생물모니터링(biomonitoring)에 적합한 종의 역할을 할 수 있을 것이라 판단하였다.
하수처리시 사용하는 무기 응집제인 알럼과 철염이 지렁이 개체군에 미치는 생태독성학적인 영향을 평가하였다. 여지접촉법에 의한 급성독성 평가에서 Alum과 Ferric chloride의 줄지렁이에 대한 반수치 사농도(LC50)는 각각 457.4 mg $kg^{-1}$, 1,665.2 mg $kg^{-1}$로 Alum의 독성이 Ferric chloride보다 강한것으로 나타났다. Alum은 줄지렁이 산란수, 부화율, 난포당 부화개체수에 영향을 미치지 않았다. Ferric chloride의 경우 난포당 부화개체수에는 영향을 미치지 않았으나 산란수와 부화율을 감소시켰다. Alum 또는 Ferric chloride를 첨가한 먹이를 공급한 줄지렁이는 차세대 발육 유충수가 감소되는 것으로 나타났다. 이상에서 무기응집제인 Alum과 Ferric chloride가 함유된 슬러지를 지렁이에게 급이할 경우 이것들이 줄지렁이 개체군 사멸현상을 유발하는 원인물질중 하나일 가능성을 시사하였다.
최근 조류를 이용한 다양한 활용기술이 연구 되면서 활용 후 회수되는 조류 부산물의 자원화를 위하여 환경법 강화로 처리에 곤란을 겪고 있는 하수슬러지와 음식물쓰레기를 혼합 연계처리를 목적으로 시료를 각각 조류 부산물+하수슬러지, 조류부산물+음식물쓰레기 및 조류 부산물+하수슬러지+음식물 쓰레기로 각각 구분 혼합하여 급이한 후 pH, VS, EC, Eh, NaCl의 항목을 지렁이 생존 가능 지표로 설정하여 유기성 물질의 지렁이 처리 가능성을 위한 기초실험을 15일간 수행하였다. 혼합시료 급이 후 VS는 15일간 전체의 값이 60~80% 범위로 나타났으며 EC는 부산물+하수슬러지와 조류부산물+음식물쓰레기 및 조류 부산물+하수슬러지+음식물쓰레기의 혼합먹이 급이시 각각 1.21~2.45, 1.25~2.1 및 1.2~1.88mS/cm로 나타나 시료의 혼합 종류에 상관없이 지렁이 생존이 가능한 것으로 나타났다. 그러나 pH는 조류부산물+음식물쓰레기 및 조류 부산물+하수슬러지+음식물쓰레기의 혼합먹이 급이시 15일간 각각 5.4~6.7 및 6.2~7.4 범위로 지렁이 생존에 안정한 값을 나타내었으나 조류 부산물+하수슬러지 혼합시료는 지렁이 생육에 적정 범위를 벗어나 주의가 필요한 것으로 나타났다. 또한 Eh는 조류 부산물+하수슬러지의 혼합시료 급이 초기시 (-) 값을 나타내어 먹이 공급시 주의를 필요하였으며, NaCl은 조류부산물+음식물쓰레기 및 조류 부산물+하수슬러지+음식물쓰레기의 혼합사료 급이시 0.32~0.82% 및 0.23~0.61%로 나타나 지렁이 먹이로 급이시 염류에 대한 주의가 필요한 것으로 나타났다.
환대 발생 직후의 줄지렁이에 제지슬러지, 농공지역(연천), 농업지역(남해)의 하수슬러지를 급이하였을 때, 104일 동안 줄지렁이가 생산한 난포수는 제지슬러지, 농업지역, 농공지역 순으로 각각 11.8, 8.6, 3.5개/마리였다. 그리고 제지슬러지를 급이한 경우는 조사기간동안 꾸준한 산란수를 유지하였으나 농공지역 하수슬러지를 급이한 지렁이는 먹이급이 52일 경과 후, 농업지역 하수슬러지는 먹이 급이 95일후부터 난포를 생산하지 못하였다. 환대 발생 직후의 줄지렁이에 농공지역(연천), 농업지역(남해)의 하수슬러지 및 제지슬러지를 급이하여 산란된 난포의 부화율은 각각 42.8, 38.3, 39.2%로 차이가 없었다. 그러나 연천하수슬러지와 남해하수슬러지를 급이한 경우 먹이 급이 46일, 43일 이후에 생산된 난포에서는 전혀 부화가 이루어지지 않았다. 부화기간은 33.8~36.0일로 먹이에 따른 차이는 없었다. 하수슬러지 및 제지슬러지를 급이한 후 생산된 난포에서 부화된 유충에 계속하여 하수슬러지 및 제지슬러지를 급이하였을 때, 먹이 급이 60일경과 후 지렁이의 치사율이 제지슬러지에서는 16%, 농업지역 하수슬러지에서는 90%, 농공지역 하수슬러지에서는 100%를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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